x62w万能铣床教案（精选4篇）
x62w万能铣床教案 篇1
一、X62W万能铣床实训的基本组成
1、面板1
面板上安装有机床的所有主令电器及动作指示灯、机床的所有操作都在这块面板上进行，指示灯可以指示机床的相应动作。
2、面板2
面板上装有断路器、熔断器、接触器、热继电器、变压器等元器件，这些元器件直接安装在面板表面，可以很直观的看它们的动作情况。
3、电动机
三个380V三相鼠笼异步电动机，分别用作主轴电动机、进给电动机和冷却泵电动机。
4、故障开关箱
设有32个开关，其中K1到K29用于故障设置;K30到K31四个开关保留;K32用作指示灯开关，可以用来设置机床动作指示与不指示。
二、原理图
三、机床分析
1、机床的主要结构及运动形式
(1)主要结构 由床身、主轴、刀杆、
横梁、工作台、回转盘、横溜板和升降台等
几部分组成，如右图所示。
(2)运动形式
1)主轴转动是由主轴电动机通过弹性
联轴器来驱动传动机构，当机构中的一个双
联滑动齿轮块啮合时，主轴即可旋转。
工作台面的移动是由进给电动机驱动，它通过机械机构使工作台能进行三种形式六个方向的移动，即：工作台面能直接在溜板上部可转动部分的导轨上作纵向(左、右)移动;工作台面借助横溜板作横向(前、后)移动;工作台面还能借助升降台作垂直(上、下)移动。
2、机床对电气线路的主要要求
(1)机床要求有三台电动机，分别称为主轴电动机、进给电动机和冷却泵电动机。
(2)由于加工时有顺铣和逆铣两种，所以要求主轴电动机能正反转及在变速时能瞬时冲动一下，以利于齿轮的啮合，并要求还能制动停车和实现两地控制。
(3)工作台的三种运动形式、六个方向的移动是依靠机械的方法来达到的，对进给电动机要求能正反转，且要求纵向、横向、垂直三种运动形式相互间应有联锁，以确保操作安全。同时要求工作台进给变速时，电动机也能瞬间冲动、快速进给及两地控制等要求。
(4)冷却泵电动机只要求正转。
(5)进给电动机与主轴电动机需实现两台电动的联锁控制，即主轴工作后才能进行进给。
3.电气控制线路分析
机床电气控制线路见图。电气原理图是由主电路 、控制电路和照明电路三部分组成。
(1)主电路 有三台电动机。M1是主轴电动机;M2是进给电动机;M3是冷却泵电动机。
1)主轴电动机M1通过换相开关SA5与接触器KM1配合，能进行正反转控制，而与接触器KM2p制动电阻器R及速度继电器的配合,能实现串电阻瞬时冲动和正反转反接制动控制,并能通过机械进行变速。
2)进给电动机M2能进行正反转控制，通过接触
器KM3、KM4与行程开关及KM5、牵引电磁铁YA配合，能实现进给变速时的瞬时冲动、六个方向的常速进给和快速进给控制。
3)冷却泵电动机M3只能正转。
4)熔断器FU1作机床总短路保护，也兼作M1的短路保护;FU2作为M2、M3及控制变压器TC、照明灯EL的短路保护;热继电器FR1、FR2、FR3分别作为M1、M2、M3的过载保护。
(2)控制电路
1)主轴电动机的控制(电路见图1)
①SB1、SB3与SB2、SB4是分别装在机床两边的停止(制动)和启动按钮，实现两地控制，方便操作。
②KM1是主轴电动机启动接触器，KM2是反接制动和主轴变速冲动接触器。
③SQ7是与主轴变速手柄联动的瞬时动作行程开关。
④主轴电动机需启动时，要先将SA5扳到主轴电动机所需要的旋转方向，然后再按启动按钮SB3或SB4来启动电动机M1。
⑤M1启动后，速度继电器KS的一副常开触点闭合，为主轴电动机的停转制动作好准备。
⑥停车时，按停止按钮SB1或SB2切断KM1电路，接通KM2电路，改变M1的电源相序进行串电阻反接制动。当M1的转速低于120转/分时，速度继电器KS的一副常开触点恢复断开，切断KM2电路，M1停转，制动结束。
据以上分析可写出主轴电机转动(即按SB3或SB4)时控制线路的通路：1-2-3-7-8-9-10-KM1线圈-O ;主轴停止与反接制动(即按SB1或SB2)时的通路：1-2-3-4-5-6-KM2线圈-O
⑦主轴电动机变速时的瞬动(冲动)控制，是利用变速手柄与冲动行程开关SQ7通过机械上联动机构进行控制的。
变速时，先下压变速手柄，然后拉到前面，当快要落到第二道槽时，转动变速盘，选择需要的转速。此时凸轮压下弹簧杆，使冲动行程SQ7的常闭触点先断开，
切断KM1线圈的电路，电动机M1断电;同时SQ7的常开触点后接通，KM2线圈得
电动作，M1被反接制动。当手柄拉到第二
道槽时，SQ7不受凸轮控制而复位，M1停转。
接着把手柄从第二道槽推回原始位置时， (2 主轴变速冲动控制示意图)
凸轮又瞬时压动行程开关SQ7，使M1
反向瞬时冲动一下，以利于变速后的齿轮啮 合。 (图2是主轴变速冲动控制示意图)
但要注意，不论是开车还是停车时，都应以较快的速度把手柄推回原始位置，以免通电时间过长，引起M1转速过高而打坏齿轮。
2)工作台进给电动机的控制，工作台的纵向、横向和垂直运动都由进给电动机M2驱动，接触器KM3和KM4使M2实现正反转，用以改变进给运动方向。它的控制电路采用了与纵向运动机械操作手柄联动的行程开关SQ1、SQ2和横向及垂直运动机械操作手柄联动的行程开关SQ3、SQ4、组成复合联锁控制。即
在选择三种运动形式的六个方向移动时，只能进行其中一个方向的移动，以确保操作安全，当这两个机械操作手柄都在中间位置时，各行程开关都处于未压的原始状态，如书中附图所示。
由原理图可知：M2电机在主轴电机M1起动后才能进行工作。在机床接通电源后，将控制圆工作台的组合开关SA3-2(21-19)扳到断开状态，使触点SA3-1(17-18)和SA3-3(11-21)闭合，然后按下SB3或SB4，这时接触器KM1吸合，使KM1(8-12)闭合，就可进行工作台的进给控制。
①工作台纵向(左右)运动的控制，工作台的纵向运动是由进给电动机M2驱动，由纵向操纵手柄来控制。此手柄是复式的，一个安装在工作台底座的顶面中央部位，另一个安装在工作台底座的左下方。手柄有三个：向左、向右、零位。当手柄扳到向右或向左运动方向时，手柄的联动机构压下行程SQ2或SQ1，使接触器KM4或KM3动作，控制进给电动机M2的转向。工作台左右运动的行程，可通过调整安装在工作台两端的撞铁位置来实现。当工作台纵向运动到极限位置时，撞铁撞动纵向操纵手柄，使它回到零位，M2停转，工作台停止运动，从而实现了纵向终端保护。
工作台向左运动：在M1启动后，将纵向操作手柄扳至向右位置，一方面机械接通纵向离合器，同时在电气上压下SQ2，使SQ2-2断，SQ2-1通，而其他控制进给运动的行程开关都处于原始位置，此时使KM4吸合，M2反转，工作台向右进给运动。其控制电路的通路为 ：11-15-16-17-18-24-25-KM4线圈-O，工作台向右运动：当纵向操纵手柄扳至向左位置时，机械上仍然接通纵向进给离合器，但却压动了行程开关SQ1，使SQ1-2断，SQ1-1通，使KM3吸合，M2正转，工作台向右进给运动，其通路为：11-15-16-17-18-19-20-KM3线圈-O 。
②工作台垂直(上下)和横向(前后)运动的控制：工作台的垂直和横向运动，由垂直和横向进给手柄操纵。此手柄也是复式的，有两个完全相同的手柄分别装在工作台左侧的前、后方。手柄的联动机械一方面压下行程开关SQ3或SQ4，同时能接通垂直或横向进给离合器。操纵手柄有五个位置(上、下、前、后、中间)，五个位置是联锁的，工作台的上下和前后的终端保护是利用装在床身导轨旁与工作台座上的撞铁，将操纵十字手柄撞到中间位置，使M2断电停转。
工作台向后(或者向上)运动的控制：将十字操纵手柄扳至向后(或者向上)位置时，机械上接通横向进给(或者垂直进给)离合器，同时压下SQ3，使SQ3-2断，SQ3-1通，使KM3吸合，M2正转，工作台向后(或者向上)运动。
其通路为：11-21-22-17-18-19-20-KM3线圈-O;工作台
向后(或者向上)运动的控制：将十字操纵手柄扳至向前(或者向下)位置时，机械上接通横向进给(或者垂直进给)离合器，同时压下SQ4，使SQ4-2断，SQ4-1通，使KM4吸合，M2反转，工作台向前(或者向下)运动。其通路为：11-21-22-17-18-24-25-KM4线圈-O。
③进给电动机变速时的瞬动(冲动)控制：变速时，为使齿轮易于啮合，进给变速与主轴变速一样，设有变速冲动环节。当需要进行进给变速时，应将转速盘的蘑菇形手轮向外拉出并转动转速盘，把所需进给量的标尺数字对准箭头，然后再把蘑菇形手轮用力向外拉到极限位置并随即推向原位，就在一次操纵手轮的同时，其连杆机构二次瞬时压下行程开关SQ6，使KM3瞬时吸合，M2作正向瞬动。
其通路为：11-21-22-17-16-15-19-20-KM3线圈O，由于进给变速瞬时冲动的通电回路要经过SQ1-SQ4四个行程开关的常闭触点，因此只有当进给运动的操作手柄都在中间(停止)位置时，才能实现进给变速冲动控制，以保证操作时的安全。同时，与主轴变速时冲动控制一样，电动机的通电时间不能太长，以防止转速过高，在变速时打坏齿轮。
④工作台的快速进给控制：为提高劳动生产率，要求铣床在不作铣切加工时，工作台能快速移动。
工作台快速进给也是由进给电动机M2来驱动，在纵向、横向和垂直三种运动形式六个方向上都可以实现快速进给控制。
主轴电动机启动后，将进给操纵手柄扳到所需位置，工作台按照选定的速度和方向作常速进给移动时，再按下快速进给按钮SB5(或SB6)，使接触器KM5通电吸合，接通牵引电磁铁YA，电磁铁通过杠杆使摩擦离合器合上，减少中间传动装置，使工作台按运动方向作快速进给运动。当松开快速进给按钮时，电磁铁YA断电，摩擦离合器断开，快速进给运动停止，工作台仍按原常速进给时的速度继续运动。
3)圆工作台运动的控制：铣床如需铣切螺旋槽、弧形槽等曲线时，可在工作台上安装圆形工作台及其传动机械，圆形工作台的回转运动也是由进给电动机M2传动机构驱动的。
圆工作台工作时，应先将进给操作手柄都扳到中间(停止)位置，然后将圆工作台组合开关SA3扳到圆工作台接通位置。此时SA3-1断，SA3-3断，SA3-2通。准备就绪后，按下主轴启动按钮SB3或SB4,则接触器KM1与KM3相继吸合。主轴电机M1与进给电机M2相继启动并运转，而进给电动机仅以正转方向带动圆工作台作定向回转运动。其通路为：11-15-16-17-22-21-19-20-KM3线圈-O，由上可知，圆工作台与工作台进给有互锁，即当圆工作台工作时，不允许工作台在纵向、横向、垂直方向上有任何运
动。若误操作而扳动进给运动操纵手柄(即压下SQ1-SQ4、SQ6中任一个)，M2即停转。
四、X62W万能铣床电气线路的故障与维修
铣床电气控制线路与机械系统的配合十分密切，其电气线路的正常工作往往与机械系统的正常工作是分不开的，这就是铣床电气控制线路的特点。正确判断是电气还是机械故障和熟悉机电部分配合情况，是迅速排除电气故障的关键。这就要求维修电工不仅要熟悉电气控制线路的工作原理，而且还要熟悉有关机械系统的工作原理及机床操作方法。下面通过几个实例来叙述X62W铣床的常见故障及其排除方法。
(1)主轴停车时无制动 主轴无制动时要首先检查按下停止按钮SB1或SB2后，反接制动接触器KM2是否吸合，KM2不吸合，则故障原因一定在控制电路部分，检查时可先操作主轴变速冲动手柄，若有冲动，故障范围就缩小到速度继电器和按钮支路上。若KM2吸合，则故障原因就较复杂一些，其故障原因之一，是主电路的KM2、R制动支路中，至少有缺一相的故障存在;其二是，速度继电器的常开触点过早断开，但在检查时，只要仔细观察故障现象，这两种故障原因是能够区别的，前者的故障现象是完全没有制动作用，而后者则是制动效果不明显。
以上分析可知，主轴停车时无制动的故障原因，较多是由于速度继电器KS发生故障引起的。如KS常开触点不能正常闭合，其原因有推动触点的胶木摆杆断裂;KS轴伸端圆销扭弯、磨损或弹性连接元件损坏;螺丝销钉松动或打滑等。若KS常开触点过早断开，其原因有KS动触点的反力弹簧调节过紧;KS的永久磁铁转子的磁性衰减等。
应该说明，机床电气的故障不是千篇 一律的，所以在维修中，不可生搬硬套，而应该采用理论与实践相结合的灵活处理方法。
(2)主轴停车后产生短时反向旋转 这一故障一般是由于速度继电器KS动触点弹簧调整得过松，使触点分断过迟引起，只要重新调整反力弹簧便可消除。
(3)按下停止按钮后主轴电机不停转：产生故障的原因有：接触器KM1主触点熔焊;反接制动时两相运行;SB3或SB4在启动M1后绝缘被击穿。这三种故障原因，在故障的现象上是能够加以区别的：如按下停止按钮后，KM1不释放，则故障可断定是由熔焊引起;如按下停止按钮后，接触器的动作顺序正确，即KM1能释放，KM2能吸合，同时伴有嗡嗡声或转速过低，则可断定是制动时主电路有缺相故障存在;若制动时接触器动作顺序正确，电动机也能进行反接制动，但放开停止按钮后，电动机又再次自启动，则可断定故障是由启动按钮绝缘击穿引起。
(4)工作台不能作向上进给运动 由于铣床电气
线路与机械系统的配合密切和工作台向上进给运动的控制是处于多回路线路之中，因此，不宜采用按部就班地逐步检查的方法。在检查时，可先依次进行快速进给、进给变速冲动或圆工作台向前进给，向左进给及向后进给的控制，来逐步缩小故障的范围(一般可从中间环节的控制开始)，然后再逐个检查故障范围内的元器件、触点、导线及接点，来查出故障点。在实际检查时，还必须考虑到由于机械磨损或移位使操纵失灵等因素，若发现此类故障原因，应与机修钳工互相配合进行修理。
下面假设故障点在图区20上行程开关SQ4-1由于安装螺钉松动而移动位置，造成操纵手柄虽然到位，但触点SQ4-1(18-24)仍不能闭合，在检查时，若进行进给变速冲动控制正常后，也就说明向上进给回路中，线路11-21-22-17是完好的，再通过向左进给控制正常，又能排除线路17-18和24-25-O存在故障的可能性。这样就将故障的范围缩小到18-SQ4-1-24的范围内。再经过仔细检查或测量，就能很快找出故障点。
(5)工作台不能作纵向进给运动 应先检查横向或垂直进给是否正常，如果正常，说明进给电动机M2、主电路、接触器KM3、KM4及纵向进给相关的公共支路都正常，此时应重点检查图区17上的行程开关SQ6(11-15)、SQ4-2及SQ3-2，即线号为11-15-16-17支路，因为只要三对常闭触点中有一对不能闭合有一根线头脱落就会使纵向不能进给。然后再检查进给变速冲动是否正常，如果也正常，则故障的范围已缩小到在SQ6(11-15)及SQ1-1、SQ2-1上，但一般SQ1-1、SQ2-1两副常开触点同时发生故障的可能性甚小，而SQ6(11-15)由于进给变速时，常因用力过猛而容易损坏，所以可先检查SQ6(11-15)触点，直至找到故障点并予以排除。
(6)工作台各个方面都不能进给 可先进行进给变速冲动或圆工作台控制，如果正常，则故障可能在开关SA3-1及引接线17、18号上，若进给变速也不能工作，要注意接触器KM3是否吸合，如果KM3不能吸合，则故障可能发生在控制电路的电源部分，即11-15-16-18-20号线路及0号线上，若KM3能吸合，则应着重检查主电路，包括电动机的接线及绕组是否存在故障。
(7)工作台不能快速进给 常见的故障原因是牵引电磁铁电路不通，多数是由线头脱落、线圈损坏或机械卡死引起。如果按下SB5或SB6后接触器KM5不吸合，则故障在控制电路部分，若KM5能吸合，且牵引电磁铁YA也吸合正常，则故障大多是由于杠杆卡死或离合器摩擦片间隙调整不当引起，应与机修钳工配合进行修理。需强调的是在检查中11-15-16-17支路和11-21-22-17支路时，一定要把SA3开关扳
到中间空档位置，否则，由于这两条支路是并联的，将检查不出故障点。
五、X62W万能铣床模拟装置的安装与试运行操作
1.准备工作
(1)查看各电器元件上的接线是否紧固，各熔断器是否安装良好。
(2)独立安装好接地线，设备下方垫好绝缘垫，将各开关置分断位置。
(3)插上三相电源
2.操作试运行
插上电源后，各开关均应置分断位置。参看电路原理图，按下列步骤进行机床电气模拟操作运行：
(1)先按下主控电源板的启动按钮，合上低压断路器开关QS。
(2)SA5置左位(或右位)，电机M1“正转”或“反转”指示灯亮，说明主轴电机可能运转的转向。
(3)旋转SA4开关，“照明”灯亮。转动SA1开关，“冷却泵电机”工作，指示灯亮。
(4)按下SB3按钮(或SB1按钮)，电机M1起动(或反接制动);按下SB4按钮(或SB2按钮)，M1起动(或反接制动)。注意：不要频繁操作“起动”与“停止”，以免电器过热而损坏。
(5)主轴电机M1变速冲动操作
实际机床的变速是通过变速手柄的操作，瞬间压动SQ7行程开关，使电机产生微转，从而能使齿轮较好实现换档啮合。
本模板要用手动操作SQ7，模仿机械的瞬间压动效果：采用迅速的“点动”操作，使电机M1通电后，立即停转，形成微动或抖动。操作要迅速，以免出现“连续”运转现象。当出现“连续”运转时间较长，会使R发烫。此时应拉下闸刀后，重新送电操作。
(6)主轴电机M1停转后，可转动SA5转换开关，按“起动”按钮SB3或SB4，使电机换向。
(7)进给电机控制操作(SA3开关状态：SA3-1、SA3-3闭合，SA3-2断开)
实际机床中的进给电机M2用于驱动工作台横向(前、后)、升降和纵向(左、右)移动的动力源，均通过机械离合器来实现控制“状态”的选择，电机只作正、反转控制，机械“状态”手柄与电气开关的动作对应关系如下：
工作台横向、升降控制(机床由“十字”复式操作手柄控制，既控制离合器又控制相应开关)。
工作台向后、向上运动―电机M2反转―SQ4压下
工作台向前、向下运动D电机M2正转DSQ3压下
模板操作：按动SQ4，M2反转。按动SQ3，M2正转。
(8)工作台纵向(左、右)进给运动控制：(SA3开关状态同上)
实际机床专用一“纵向”操作手柄，既控制相应离合器,又压动对应的开关SQ1和SQ2，使工作台实现了纵向的左和右运动。
模板操作:将十字开关SA3扳到左边，M2正转。将十字开关SA3扳到右边, M2反转。
(9)工作台快速移动操作。
在实际机床中，按动SB5或SB6按钮，电磁铁YA动作，改变机械传动链中间传动装置，实现各方向的快速移动。
模板操作：在按
动SB5或SB6按钮，KM5吸合，相应指示灯亮。
(10)进给变速冲动(功能与主轴冲动相同，便于换档时，齿轮的啮合)
实际机床中变速冲动的实现：在变速手柄操作中,通过联动机构瞬时带动“冲动行程开关SQ6”，使电机产生瞬动。
模拟“冲动”操作，按SQ6，电机M2转动，操作此开关时应迅速压与放，以模仿瞬动压下效果。
(11)圆工作台回转运动控制：将圆工作台转换开关SA3扳到所需位置，此时，SA3-1、SA3-3触点分断，SA3-2触点接通。在起动主轴电机后，M2电机正转，实际中即为圆工作台转动(此时工作台全部操作手柄扳在零位，即SQ1-SQ4均不压下)。
六、X62W万能铣床电气控制线路故障排除实训训练指导
1.实训内容
用通电试验方法发现故障现象，进行故障分析，并在电气原理图中用虚线标出最小故障范围。
按图排除X62W万能铣床主电路或控制电路中，人为设置的两个电气自然故障点。
2.电气故障的设置原则
人为设置的故障点，必须是模拟机床在使用过程中，由于受到振动、受潮、高温、异物侵入、电动机负载及线路长期过载运行、启动频繁、安装质量低劣和调整不当等原因造成的“自然”故障。
(2)切忌设置改动线路、换线、更换电器元件等由于人为原因造成的非“自然”的故障点。
(3)故障点的设置，应做到隐蔽且设置方便，除简单控制线路外，两处故障一般不宜设置在单独支路或单一回路中。
(4)对于设置一个以上故障点的线路，其故障现象应尽可能不要相互掩盖。否则学生在检修时，若检查思路尚清楚，但检修到定额时间的2/3还不能查出一个故障点时，可作适当的提示。
(5)应尽量不设置容易造成人身或设备事故的故障点，如有必要时，教师必须在现场密切注意学生的检修动态，随时作好采取应急措施的准备。
(6)设置的故障点，必须与学生应该具有的修复能力相适应。
3.实训步骤
(1)先熟悉原理，再进行正确的通电试车操作。
(2)熟悉电器元件的安装位置，明确各电器元件作用。
(3)教师示范故障分析检修过程(故障可人为设置)。
(4)教师设置让学生知道的故障点，指导学生如何从故障现象着手进行分
析，逐步引导到采用正确的检查步骤和检修方法。
(5)教师设置人为的自然故障点，由学生检修。
4.实训要求
(1)学生应根据故障现象，先在原理图中正确标出最小故障范围的线段，然后采用正确的检查和排故方法并在定额时间内排除故障。
(2)排除故障时，必须修复故障点，不得采用更换电器元件、借用触点及改动线路的方法，否则，作不能排除故障点扣分。
(3)检修时，严禁扩大故障范围或产生新的故障，并不得
损坏电器元件。
5.操作注意事项
设备应在指导教师指导下操作，安全第一。设备通电后，严禁在电器侧随意扳动电器件。进行排故训练，尽量采用不带电检修。若带电检修，则必须有指导教师在现场监护。
必须安装好各电机、支架接地线、设备下方垫好绝缘橡胶垫，厚度不小于8mm，操作前要仔细查看各接线端，有无松动或脱落，以免通电后发生意外或损坏电器。
在操作中若发出不正常声响，应立即断电，查明故障原因待修。故障噪声主要来自电机缺相运行，接触器、继电器吸合不正常等。
(4)发现熔芯熔断，应找出故障后，方可更换同规格熔芯。
(5)在维修设置故障中不要随便互换线端处号码管。
(6)操作时用力不要过大，速度不宜过快;操作频率不宜过于频繁。
(7)实训结束后，应拔出电源插头，将各开关置分断位。
(8)作好实训记录。
七、教学演示、故障图及设置说明
故障设置一览表
故障
开关 故障现象 备 注 K1 主轴无变速冲动 主电机的正.反转及停止制动均正常 K2 正反转.进给均不能动作 照明指示灯.冷却泵电机均能工作 K3 按SB1停止时无制动 SB2制动正常。 K4 主轴电机无制动 按SB1、SB2停止时主轴均无制动。 K5 主轴电机不能启动 主轴不能启动，按下SQ7主轴可以冲动。 K6 主轴不能启动 主轴不能启动，按下SQ7主轴可以冲动。 K7 进给电机不能启动 主轴能启动，进给电机不能启动。 K8 进给电机不能启动 主轴能启动，进给电机不能启动。 K9 进给电机不能启动 主轴能启动，进给电机不能启动。 K10 冷却泵电机不能启动 K11 进给变速无冲动，圆形工作台不能工作 非圆工作台工作正常 K12 工作台不能左右进给 向上(或向后)、向下(或向前)进给正常，进给变速无冲动。 K13 工作台不能左右进给不能冲动.非圆不能工作 向上(或向后)、向下(或向前)进给正常， K14 各方向进给不工作 圆工作台工作正常.冲动正常工作。 K15 工作台不能向左进给 非圆工作台工作时，不能向左进给，其他方向进给正常。 K16 进给电机不能正转 圆工作台不能工作;非圆工作台工作时，不能向左、向上或向后进给.无冲动。 K17 工作台不能向上或向后进给 非圆工作台工作时，不能向上或向后进给，其他方向进给正常 K18 圆形工作台不能工作 非圆工作台工作正常，能进给冲动。 K19 圆形工作台不能工作 非圆工作台工作正常，能进给冲动。 K20 工作台不能向右进给 非圆工作台工作时，不能向右进给，其它工作正常。 K21 不能上下(或前后)进给，不能快进.无冲动。 圆工作台不能工作，非圆工作台工作时，能左右进给，不能快进，不能上
下(或前后)进给。 K22 不能上下(或前后)进给.不能冲动.圆工作台不工作 ，非圆工作台工作时，能左右进给，左右进给时能快进;不能上下(或前后)进给。 K23 不能向下(或前)进给 非圆工作台工作时，不能向下或向前进给，其它工作正常 K24 进给电机不能反转 圆工作台工作正常;有冲动.非圆工作台工作时，不能向右、向下或向前进给。 K25 只能一地快进操作 进给电机启动后，按SB5不能快进，按SB6能快进。 K26 只能一地快进操作 进给电机启动后，按SB5能快进，按SB6不能快进。 K27 不能快进 进给电机启动后，不能快进。 K28 电磁阀不动作 进给电机启动后，按下SB5(或SB6)，KM5吸合，电磁阀YA不动作。 K29 进给电机不转 进给操作时，KM3或KM4能动作，但进给电机不转。
x62w万能铣床教案 篇2
PLC是一种数字运算操作的电子系统 , 专为在工业环境下应用而设计。 它采用可编程的存储器, 用来在其内部存储程序, 执行逻辑运算、 顺序控制、 定时、 计数和算术运算等操作指令, 并通过数字式或模拟式的输入和输出, 控制各种类型的机械或生产过程。 用PLC实现电路的控制, 主要包括对电路的控制要求进行分析、 确定输入/输出点数及其地址分配、进行主电路及PLC接线、 进行程序设计、 对程序进行仿真调试和带负荷调试运行这几个步聚。
2 要求
该铣床共用3台异步电机拖动, 它们分别是主轴电动机D-Z、 进给电动机D-G和冷却泵电动机D-L。
2.1 主要特点
(1) 铣削加工有顺铣和逆铣两种加工方式 , 所以要求主轴电动机能正反转。 对主轴电动机D-Z的控制是通过换相5H与接触器C-Z; C-D进行正反转和反接制动及冲动控制, 并通过机械机构进行变速。
(2) 铣床的工作台要求有前后 、 左右 、 上下6个方向的进给运动、 快速移动和限位控制, 并能过机械机构使工作台能上下、 左右、 前后方向的改变, 对D-G要正反转控制; 以T-K工作台快速牵引电磁阀实现工作台快慢移动 。
(3) D-L只要求能进行正转控制 。
2.2 电气控制要求与联锁措施
(1) 为防止刀具和铣床的损坏 , 要求只有主轴旋转后才允许有进给运动和进给方向的快速移动。
(2) 6个方向的进给运动中同时只能有一种方向运动 , 该铣床采用了机械操纵插槽和位置形状相配合的方式来实现6个方向的联锁及接触器联锁。
(3) 主轴运动和进给运 动采用变 速盘来进 行速度选 择 ,为保证变速齿轮进入良好啮合状态, 两种运动都要求变速后作瞬时点动。
(4) 当主轴电动机或冷却电动机过载时 , 进行运动必须立即停止, 以免损坏刀具和铣床。
(5) 要求有冷却系统 、 照明设备及各种保护措施 。
(6) 停止 、 快进和启动要求实现两地控制
3 确定输入/输出 (I/O) 点数及其地址分配
3.1 确定输入点数及其地址分配
确定输入点数及其地址分配即为确定输入信号的个数及其对应的输入继电器的地址分配。 根据上述对铣床的控制要求及分析, PLC控制系统的输入包括: 停止、 过载保护、 圆工作台转换开关、 自动与机动转换开关、 快速移动、 主轴启动、 进给冲动、 主轴冲动、 冷却启动、 照明、 测速继电 器 、工作台自动工作中快速与送进的转换开关、 右移开关、 前下移开关、 后上移开关, 共计18个开关量输入信号, 即18个相对应地址输入继电器, 其地址分配如表1所示。
3.2确定输出点数及其地址分配
确定输出点数及其地址分配即为确定输出信号的个数及其对应的输出继电器的地址分配。 PLC控制系统的输出包括: 主轴电动机接触器、 主轴电动机制动接触器、 工作台正转接触器、 工作台反转接触器、 工作台快速进给接触器、 冷却泵、照明接触器, 共计7个输出执行信号, 即7个相对应地址输出继电器, 其地址分配如表2所示。
4 主电路及 PLC 接线
进行主电路及PLC接线就是进行硬件上的线路连接。 进行PLC接线就是根据控制要求对PLC的输入、 输出端及电源进行线路上的连接, 接线图如图1所示。
连接时要注意元件安装要符合安装工艺要求, 线路布局合理, 避免交错, 导线与接线柱的连接要注意安全可靠, 符合布线及导线连接工艺标准。
5 程序设计
进行程序设计可通过三菱PLC编程软件 “GX Developer”进行。 在PLC中常用的编程方法有梯形图法和指令表法两种。应用梯形图进行编程时, 只要按梯形图逻辑行顺序输入到计算机中去, 计算机就可自动将梯形图转换成指令表及PLC能接受的机器语言, 存入并执行。
指令表类似于计算机汇编语言的形式, 用指令的助记符来进行编程。 所以, 采用指令表法进行编程时首先要根据电路控制要求通过编程软件GX Developer编写出由多个指令语句组成的相对应电路控制功能的程序列表。 根据控制 要求 ,X62W万能铣床的PLC控制的程序列表如表3所示。
6 软件仿真调试
程序编写好后, 先转换成梯形图, 然后利用PLC编程软件 “GX Developer” 中的软元件测试功能分别对X62W万能铣床各动作控制要求进行仿真测试。 在仿真测试中执行各动作要求时各软元件能按预定目标进行动作, 说明程序编写成功,可进行下一个步聚的操作; 如果执行各动作指令时各软元件不能按预定目标进行动作, 无法实现预定目标动作, 说明编写好的程序存在一定的问题, 必须重新修改程序, 再进行仿真测试, 测试成功后才能进行下一步的操作。
7 带负荷调试运行
PLC程序进行仿真调试没问题后 , 要把程序从电脑写入到PLC中, 才能进行带负荷调试。 带负荷调试也就是对硬件进行通电调试。 通电调试前, 必须先检查电路连接是否正确才能进行。
调试时, 要分别对主轴电动机D-Z、 进给电动机D-G和冷却泵电动机D-L进行调试。 如果均能按预定目标运行, 则说明硬件接线正确, 调试成功; 如出现调试不成功时, 必须要根据故障现象对硬件接线相应部分进行反复检查, 排查出故障原因, 然后重新进行接线, 直到主轴电动机D-Z、 进给电动机D-G和冷却泵电动机D-L均能成功按预期目标运行为止。
8 结语
x62w万能铣床教案 篇3
一、X62W型卧式万能铣床控制系统的硬件构成
1.PLC的接线图
X62W型卧式万能铣床PLC控制接线图,如图1所示。
2.PLC控制I/O输入输出表
X62W型卧式万能铣床PLC控制I/O输入输出表,如表1所示。
二、触摸屏选择及设计
触摸屏因其操作方便,易于远程控制,越来越多地被用在了工业中。根据X62W型卧式万能铣床的控制要求,我们用HMI设备和WinCC fiexible 组态软件配合PLC来替代控制柜上的按钮和选择开关等物理元器件,并且还可以通过触摸屏来监视铣床运行动作情况。
1.WinCC fiexible 组态编辑
通过对系统的分析,在本系统中,依靠WinCC fiexible系统设计组态画面,实现系统操作和监控,如图2所示。
2.通讯连接
WinCC fiexible组态软件在设备窗口中建立系统与外部硬件设备的连接关系,使系统能够从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态,实现对工业过程的实时监控。根据此系统的控制要求以及控制方式,可以利用PPI电缆,相互传数据,以便实现监控。在设备窗口中需要设置设备0一[通用串行口主设备]属性和设备1一[MELSOFT FX2N PPI]属性。此时,还需要设置设备内部属性,增加相应的PLC通道和通道读写类型。通讯波特率设为:9600;数据校验方式:偶校验;数据采集方式:同步采集;设置完后单击“确认”按钮返回。
三、结束语
本文所述方案是对原来的继电接触式模拟控制系统进行PLC与触摸屏改造而成。丢掉了控制柜面板上的按钮控制,用触摸屏的软按钮控制,操作方便,画面生动、清晰。运行结果表明,该PLC控制系统无论是硬件还是软件,控制稳定可靠,且增加了操作的安全性。
(作者单位:邱利军、马玉蓉,北京电子科技职业
x62w万能铣床教案 篇4
X62W卧式万能铣床是应用广泛、控制较复杂的机床。由于传统铣床采用继电器—接触器控制,硬连接线路多,线路复杂,因而可靠性差、故障率高、自动化程度不高。笔者在实践中采用OMRON CPM1A型PLC对该型机床的电气控制系统进行了改造,大大提高了控制系统的可靠性和自动控制程度,为企业提供了更可靠的生产保证。
2 X62W卧式万能铣床继电控制原理分析
参照图1所示,对X62W万能铣床进行线路分析[1]。
2.1 主电路分析
由图1可知,主电路中共有三台电动机,其中M1为主轴拖动电动机,M2为工作台进给拖动电动机,M3为冷却泵拖动电动机。QS为电源隔离开关。
各电动机的控制过程如下:
1)M1由KM3实现起动—运行—停止控制,由转向选择开关SA5预选转向,KM2的主触点串联两相电阻与速度继电器SR配合实现M1的停车反接制动;
2)工作台拖动电动机M2由接触器KM4、KM5的主触点实现加工中的正、反向进给控制,并由接触器KM6主触点控制快速电磁铁,决定工作台移动速度,KM6接通为快速移动,断开为慢速自动进给;
3)冷却泵拖动电动机由接触器KM1控制,单方向运转。
M1、M2、M3均为直接启动连续运行。
2.2 控制电路分析
2.2.1 控制电路电源
控制电路电压为127V,由控制变压器TC供给。
2.2.2 主轴电动机的起、停控制
在非变速状态,SQ7不受压。根据所用的铣刀,由SA5选择转向,合上QS,起动控制过程为:
按下SB1(或SB2)→KM3线圈得电并自锁→M1直接启动→n≥120r/min→KS1-1(或KS1-2)触点闭合,为反接制动做准备;
加工结束,需要停止时,按下SB3(或SB4)→KM3线圈失电→KM2线圈得电并自锁→M1串R反接制动n↓→n<100r/min→KS1-1(或KS1-2)断开→KM2失电制动结束。
2.2.3 主轴变速冲动控制
X62W卧式万能铣床主轴的变速采用孔盘机构,集中操纵,为使传动机构齿轮在新速度下很好啮合,采用了变速冲动控制。从电路结构看,既可以在停车和M1运转时进行变速。其变速冲动控制过程如下。
1)M1停车时变速扳动变速手柄→机械变速→推回手柄→SQ7短时受压→SQ7-2分断,SQ7-1闭合→M1在反接制动状态下短时低速运行→推回手柄SQ7复位→变速结束。
2)M1运转时变速扳动变速手柄SQ7短时受压→SQ7-2分断,SQ7-1闭合→M1反接制动→机械变速→推回手柄→SQ7短时受压→M1在反接制动状态下短时低速运行→推回手柄SQ7复位→主轴在新转速下运行。
2.2.4 工作台进给控制
电路的电源是从13点引出,串入KM3的自锁触点,以保证主轴旋转与工作台进给的顺序动作。进给电动机M2由KM4、KM5控制,实现正反转。工作台移动方向由各自的操作手柄来选择。各方向进给控制分述如下。
2.2.4.1 工作台左右(纵向)进给
工作台左右运动,需要先启动M1(13点KM3闭合),SA1置于断开圆工作台位置(SA1-1、SA1-3闭合,SA1-2断开),十字开关位置居中(SQ3、SQ4复位)。其操作方法与电路工作过程是:工作台纵向进给是由纵向操作手柄控制的。此手柄有左、中、右三个位置。扳动手柄,合上纵向进给的机械离合器,相应传动链接通,同时压下SQ1或SQ2,实现纵向按选定的进给速度自动进给。控制过程如下:
1)工作台向右进给手柄扳向右→合上纵向进给机械离合器,压下SQ1(SQ1-2断开、SQ1-1闭合)→KM4线圈得电→M2正转→纵向进给传动机构正转→工作台右移。
电流流经路径为:13→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SA1-1→SQ1-1→KM4线圈→KM5常闭触点→20。
将手柄扳回中间位置,此行程开关SQ1不受压,KM4释放,工作台停止移动。
2)工作台向左进给手柄扳向左→合上纵向进给机械离合器,压下SQ2(SQ2-1闭合、SQ2-2断开)→KM5线圈得电→M2反转→纵向进给传动机构反转→工作台左移。
电流流经途径为:13→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SA1-1→SQ2-1→KM5线圈→KM4常闭触点→20。
工作台纵向进给有限位保护,进给至终端时,利用工作台上安装的左右终端撞块,撞击操纵手柄,使手柄回到中间停车位置,实现限位保护。
2.2.4.2 工作台前后(横向)和上下(升降)进给控制
工作台横向和升降运动是通过十字开关操纵手柄来控制的。该手柄有五个位置:即上、下、前、后和中间零位。在扳动十字开关操纵手柄时,将控制运动方向的机械离合器合上,同时压下相应的行程开关SQ3或SQ4。进给时,需要先启动M1(13点KM3闭合),SA1置于断开圆工作台位置(SA1-1、SA1-3闭合,SA1-2断开),左右(纵向)操作手柄居中。
1)工作台向上进给控制将手柄板向上→合上垂直进给机械离合器,压下SQ4(SQ4-1闭合、SQ4-2断开)→KM5线圈得电→M2反转→垂直进给传动机构反转→工作台向上运动。
电流流经路径为:13→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SA1-1→SQ4-1→KM5线圈→KM4互锁触点→20。
把手柄扳回中间位置工作台向上进给即可停止。
2)工作台向下进给控制只要将手柄扳向下,SQ3被压下(SQ3-1闭合、SQ3-2断开),则KM4线圈得电,使M2正转即可,其控制过程与上升类似。
电流流经路线:13→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SA1-1→SQ3-1→KM4线圈→KM5互锁触点→20
3)工作台向前进给控制将手柄板向前→合上纵向进给机械离合器,压下SQ3(SQ3-1闭合、SQ3-2断开)→KM4线圈得点→M2正转→工作台向前运动。
由于同为SQ3被压下电流流经路径同向下进给一致。
4)工作台向后运动控制过程与向前类似,只需将手柄板向后,则SQ4被压下,其控制过程和向前进给类似,电流流经路线和向上进给一致。
工作台上、下、前、后运动都有限位保护,当工作台运动到极限位置时,利用固定在本身上的挡铁,撞击十字手柄,使其回到中间位置,工作台便停止运动。
2.2.4.3 工作台快速进给
在慢速移动过程中按下SB5或SB6→KM6线圈得电→快速电磁铁YA通电→工作台按原移动方向快速移动。
快速移动为短时点动,松开SB5或SB6,快速移动停止,工作台仍按原方向继续进给。
2.2.5 工作台各运动方向的联锁
在同一时间内,工作台只允许向一个方向运动,这种联锁是利用机械和电气的方法来实现的。工作台向左、向右控制,是同一手柄操作的,手柄本身起到左右运动的联锁作用。同理,工作台的前后和上下进给四个方向的联锁是由同一十字手柄本身实现。而工作台的左右进给两个方向与上、下、前、后进给四个方向之间的联锁由电气方法实现。由左、右进给操作手柄控制的SQ1-2→SQ2-2和上、下、前、后进给操作手柄控制的SQ4-2→SQ3-2的两个并联支路控制接触器KM3、KM4线圈,在两个手柄都处于工作位置时,KM3、KM4都不工作。
2.2.6 工作台进给变速冲动控制
与主轴变速类似,为了使变速时齿轮易于啮合,控制电路中也设置了瞬时冲动控制环节,变速应在工作台停止移动时进行。进给变速冲动时SQ6被短时压下。
其电流流过的的路径为:13→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SQ3-2→SQ4-2→SQ6-1→KM4线圈→KM5常闭触点→20。
2.2.7 圆工作台控制
在使用圆工作台时,工作台纵向及十字操作手柄都应置于中间位置。在机床开动前,先将圆工作台转换开关SA1扳到“接通”位置,此时SA1-2闭合、SA1-1和SA1-3断开,当按下主轴起动按钮SB1或SB2,主轴电动机便起动,而进给电动机也因接触器KM4得电而旋转,电动机M2正转并带动圆工作台单向运转。
电流的路径为:13→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SQ1-2→SQ2-2→SA1-2→KM4线圈→KM5常闭触点→20。
由于圆工作台的控制电路中串联了SQ1~SQ4的常闭触点,所以扳动工作台任一方向的进给操作手柄,都将使圆工作台停止转动,这就起到圆工作台转动与工作台三个方向移动的联锁保护。
2.2.8 冷却泵电动机M3的控制
由转换开关SA3控制接触器KM1来控制冷却泵电动机M3的启动和停止。
2.3 辅助电路及保护环节
机床的局部照明由变压器T供给36V安全电压,转换开关SA4控制照明灯。M1、M2、M3为连续工作,由FR1、FR2、FR3热继电器的常闭触点串在控制电路中实现过载保护。当主轴电动机M1过载时,FR1动作切除整个控制电路的电源;冷却泵电动机M3过载时,FR3动作切除M2、M3的控制电源;进给电机M2过载时,FR2动作切除自身控制电源。
由FU1、FU2实现主电路的短路保护,FU3实现控制电路的短路保护,FU4作为照明电路的短路保护。
3 PLC控制系统的分析与设计
3.1 X62W卧式万能铣床电机控制要求及I/O地址分配[2]
3.1.1 各电动机控制要求
1)主轴电机控制要求
(1)起动:空载时直接起动,两地控制。
(2)正反转:SA5完成。
(3)调速:机械结构完成,变速时若电动机停止要求电动机短时冲动,若电动机运行时则要求制动并短时冲动。
(4)制动:反接制动,两地控制。
2)冷却泵电动机控制要求:单向运行,直接起动,自由停车。
3)进给电机控制要求
(1)直接起动,自由停车,可以正反转。
(2)进给电机停止时允许调速,调速时进给电机短时冲动。
(3)六个进给方向互锁。
(4)圆工作台与六个进给方向互锁。
4)快速进给,电磁铁控制要求
(1)进给电机得电时才允许电磁铁得电。
(2)工作台快速移动可以两处控制。
5)过载保护控制要求
(1)M1过载FR1,切断整个控制电路。
(2)M3冷却泵过载FR3,切断M2、M3控制电路。
(3)M2进给电机过载FR2,切断M2控制电路。
根据控制要求确定输入输出点数及地址,如表1所示。
3.1.2 X62W PLC电气控制I/O接线图
按照给出的控制要求,PLC改造X62W电气控制线路的I/O接线图如图2所示。
3.1.3 程序设计
参考梯形图如图3所示。
3.1.3.1 主轴的程序设计
主轴运行(01001)采用两地启动、两地停止,因此梯形图中采用00000和00001相“或”以及00002和00003相“与”。主轴电机停止采用反接制动,在设计程序时用定时器T0实现KM3延时0.1s切换至KM2,防止停止时发生KM3(01001)和KM2(01000)因物理动作延迟而导致的短路事故。主轴变速冲动时SQ7(00011)被短时压下,SQ7(00011)常闭触点切断KM3(01001),常开触点接通KM2(01000)。
3.1.3.2 工作台的程序设计
在设计梯形图程序时,进给电动机的正反转分别由接触器KM4和KM5分别控制,由于工作台的六个方向分别由两个操作手柄控制,在程序上以及外部接线上都实现了联锁。每一个操作手柄都有一个零位,在切换时必须经过零位,这样就在机械上实现了切换延时。因此在设计程序时可以不必考虑两个接触器的切换延时问题。
为区分六方向的工作台进给和圆工作台控制采用分支IL(02)和ILC(03)指令。IL(02)之前的SA1(00100)实现转换,KM3(01001)实现主轴和工作台的顺序控制。IL(02)和ILC(03)之间的程序为六方向的工作台进给,ILC(03)之后为控制圆工作台程序。内部辅助继电器20001表示右、下、前向进给,内部辅助继电器20002表示左、上、后向进给,内部辅助继电器20003表示进给变速冲动控制,内部辅助继电器20004表示圆工作台的控制。再根据六方向进给、圆工作台、进给变速冲动所对应电机正、反转状态编写KM4(01002)KM5(01005)的程序。KM6(01004)控制快速进给电磁铁,采用两地点动控制。
4 结束语
X62W卧式万能铣床是普遍使用的机械加工机床。在采用PLC控制后,解决了以往存在的故障多、生产效率低等问题,控制性能得到显著提高,具有一定的推广价值,用PLC对该型机床的改造对类似生产机械的技术改造具有借鉴意义。
参考文献
[1]王炳实.机床电气控制[M].北京:机械工业出版社,2004.