電控與PLC控制技術

廣西機電職業技術學院單元二磨床電氣線路分析項目三簡單機電一體化設備控制電路的分析及設計任務一常用機床電路分析一、M7120型平面磨床的主要結構及運動形式M7120型平面磨床主要由床身、工作臺、電磁吸盤、砂輪箱、滑座和立柱等組成。其外形見圖2-1。磨床是用砂輪的圓周邊或端面對工件的平面、端面、外圓、內孔、螺紋、球面等進行磨削加工的精密機床。磨床的種類有平面磨床、外圓磨床、內圓磨床、無心磨床以及一些專用磨床，如螺紋磨床、球面磨床、齒輪磨床和導軌磨床等。其中以平面磨床應用最為廣泛。本課程以M7120型平面磨床為例進行分析。磨床結構圖2-1磨床結構圖二、M7120平面磨床電力拖動的特點及控制要求平面磨床功能：平面磨床的工作方式是：由砂輪電機帶動砂輪旋轉，需加工的工件固定在電磁吸盤上；工作臺由液壓油缸帶動做往復運動，電磁吸盤和工件做左右的直線運動，旋轉的砂輪在往復運動工件上打磨，從而完成對工件的加工面打磨。圖2-2平面磨床的磨削加工三、M7120平面磨床電氣原理圖圖2-3M7120磨床電氣原理圖電氣原理圖分析：主電路：液壓泵M1由KM1控制，FR1為液壓泵的過載保護；砂輪電機M2及冷卻泵電機M3由KM2控制，FR2為砂輪電機的過載保護，FR3為冷卻泵電機的過載保護，冷卻泵只有在砂輪機工作后才能工作，由于冷卻泵電機與床身是分開的，因此要通過XS2插座與電源連接。砂輪升降電機M4由KM3、KM4實現正反控制，由于砂輪升降行程很短，電機不會長時間工作，因此不需要過載保護。FU1為四個電機的短路保護。控制電路：經TC降壓至127V為控制電路線圈電壓；在電磁吸盤欠電壓繼電器KV工作正常的情況下（目的是確保吸盤吸力）1）液壓泵控制：按SB2→KM1線圈得電并自鎖，液壓泵工作，按SB1→KM1斷電，液壓泵自由停車，FR1常閉點串在KM1線路中，當液壓電機過載時切斷KM1電路。2）砂輪電機控制：按SB4→KM2線圈得電并自鎖→砂輪電機正常運轉，按SB3→砂輪電機自由停車，FR2、FR3常閉點串在KM2電路中，當砂輪電機或冷卻泵電機過載時切斷KM2電路。3）砂輪箱升降控制：按SB5→KM3線圈得電，M4電機帶動砂輪箱上升，松開SB5，M4斷電；按SB6→KM4線圈得電，M4電機帶動砂輪箱下降；砂輪升降控制都為點動控制，在KM3、KM4控制電路中應用了互鎖觸點。在KM4電路中串SQ限位開關常閉點，防止下降時砂輪與工件相撞；串KM2常閉點的目的是在砂輪旋轉時，不可以下降。電磁吸盤見圖2-4，采用直流供電，避免因交流供電出現過零點時而產生失磁現象，保證工件和人身的安全。。。圖2-4電磁吸盤結構及示意圖4）電磁吸盤控制：電磁吸盤工作原理及結構：電磁吸盤是平面磨床所特有的工件夾緊裝置，它能牢牢吸緊鐵質工件而不損壞工件，因此，電磁吸盤有足夠的吸力是機床正常工作的保證。電磁吸盤結構圖如圖2-4所示：

電磁吸盤電路由整流裝置、控制裝置、保護裝置組成。交流127V電源經VC橋式全波整流器整流后為電磁吸盤供電。充磁：按SB8充磁按鈕→KM5線圈得電并自鎖，KM5主觸點接通，電磁吸盤線圈接通直流正向電源，充電吸附工件，可以開始加工；當需要取下工件時，按SB7，斷開KM5接觸器，停止充磁。去磁：停止充磁后，由于工作臺及工件被磁化，仍有剩磁，工件需要去磁才容易取出，此時按SB9，KM6接觸器工作，KM6主觸點接通，使電磁吸盤線圈通入直流反向電源，產生反向磁場，對電磁吸盤及工件進行去磁，去磁時間不能太長，否則工作臺及工件會被反向磁化，因此接觸器KM6為點動控制；為防止整流電路短路，KM5與KM6之間也要采用互鎖措施。5）電磁吸盤保護：欠電壓保護：在磨削加工過程中，砂輪及工作臺高速運動，如果整流輸出電壓不正常，電磁吸盤電流減小，電磁吸盤吸力不足，很有可能造成工件飛出的事故，因此設置了欠電壓保護功能。在電磁吸盤線圈電路中并聯了直流欠電壓繼電器KV；當整流電壓正常時，欠電壓繼電器KV吸合，串在砂輪電機、液壓電機電路中的KV常開觸點閉合，平面磨床可以正常工作；當整流電壓不足時，KV釋放，使串在KM1、KM2電路中的KV常開點斷開，液壓泵電機、砂輪電機、冷卻泵斷電，停止運轉，實現欠電壓的吸力保護。過電壓保護：由于電磁吸盤是一個大電感線圈，在充磁的過程中儲存了大量的磁場能量，當線圈斷電時，由于電磁感應，在線圈兩端產生很大的感應電動勢，出現高電壓，會造成吸盤線圈及其他電器損壞，因此，在吸盤線圈兩端并聯了RC阻容放電電路，吸收電磁吸盤線圈在斷電瞬間產生的磁場能量，實現過電壓保護。四、思考與練習1、