《電氣控制與PLC應(yīng)用》綜合實訓(xùn)典型案例 龍門刨床電氣控制系統(tǒng)原理

?電氣控制與PLC應(yīng)用?綜合實訓(xùn)典型案例 龍門刨床電氣控制系統(tǒng)原理與維修綜合實訓(xùn) 一、事實陳述 二、案例來源 三、情景模擬 四、相關(guān)知識 五、案例分析 ?電氣控制與PLC應(yīng)用?工程組 機電一體化實訓(xùn)基地建設(shè)研究小組 王 少 華 2021、09、18、 一、事實陳述 龍門刨床主要用于加工大型或重型零件上的各種平面、溝槽和各種導(dǎo)軌面，也可在工作臺上一次裝夾數(shù)個中小型零件進(jìn)行多件加工。 龍門刨床刨削加工的主運動是固定在工作臺上的工件所作的直線往復(fù)運動。當(dāng)工件向刀具前進(jìn)運動時，刀具切入工件進(jìn)行切削。而當(dāng)工件返回時，不進(jìn)行切削，并且刨刀抬起讓刀，以防止損傷已加工件外表和減輕刀具磨損。一般稱加工時的直線運動為工作行程，返回時為空行程。 龍門刨床的外形及主要組成局部如圖1所示。工作臺9及其上的工件沿床身10上的水平導(dǎo)軌作直線往復(fù)運動即主運動。床身10的兩側(cè)固定有左右立柱3及7，立柱頂部由頂梁4連接，形成結(jié)構(gòu)鋼性較好的龍門框架。橫梁2上裝有兩個垂直刀架5及6，可分別作橫向或垂直方向的進(jìn)給運動及快速移動。橫梁可沿左右立柱的導(dǎo)軌作垂直升降，以調(diào)整垂直刀架的位置，適應(yīng)不同高度工件的加工需要。加工時橫梁由夾緊機構(gòu)夾持在兩個立柱上。左右立柱上分別裝有左側(cè)刀架1及右側(cè)刀架8，可分別沿垂直方向作自動進(jìn)給和快速移動。 二、案例來源 湖南省勞動廳維修電工高級工培訓(xùn)考核裝置。 三、情景模擬 學(xué)習(xí)載體 龍門刨床 任務(wù)1 任務(wù)2 任務(wù)3 交流控制電路 主拖動及工作臺控制 抬刀控制 龍門刨床的組成與運動規(guī)律 任務(wù)1 任務(wù)2 任務(wù)3 應(yīng)用現(xiàn)場 結(jié)構(gòu)特點 控制要求 學(xué)習(xí)情景一 龍門刨床電氣控制線路原理 任務(wù)1 任務(wù)2 任務(wù)3 電機放大機的工作原理 自動調(diào)速系統(tǒng) 穩(wěn)定環(huán)節(jié) 學(xué)習(xí)情景二 龍門刨床運行維護(hù)故障檢修 學(xué)習(xí)情景三 現(xiàn)場實訓(xùn)載體 元件布局圖： 1、左半局部元件布局 2、右半局部元件布局 3、控制按鈕分布圖 四、相關(guān)知識 1.機械根底知識；電機拖動根底知識；電機維修根底知識 2.常用電工儀器儀表使用 3.電氣識圖根底知識；常用低壓電器檢測維修；電氣控制線路原理分析與故障排除 4.龍門刨床的結(jié)構(gòu)特點、運動規(guī)律根底知識 5.龍門刨床主電路、控制電路工作原理與運動控制規(guī)律 6.龍門刨床典型故障現(xiàn)象分析、故障檢查、故障處理 五、案例分析 龍門刨床電氣控制系統(tǒng)原理與維修綜合實訓(xùn) 〔一〕龍門刨床的控制特點 1、主拖動系統(tǒng) 主拖動系統(tǒng)是指拖開工作臺及其上的工件作直線往復(fù)主運動的電氣系統(tǒng)。工作臺主運動要求的運行速度如下列圖所示。 圖a中0-1為工作臺前進(jìn)啟動階段；1-2為慢速切入階段。這是為了減小工件對刀具切入時的沖擊，以延長刀具的使用壽命；2-3為工件前進(jìn)加速階段，以加速到規(guī)定的工作速度；3-4為工作臺穩(wěn)定工作速度階段。刀具以規(guī)定的速度切削工件；4-5為工作臺前進(jìn)減速階段；5-6為工作臺慢速前進(jìn)階段。使刀具以較低的速度離開工件，以防止某些脆性材料的工件邊緣剝落；6-7為工作臺前進(jìn)制動，直至前進(jìn)速度為0，即前進(jìn)停止，然后開始返回；7-8為工作臺反向或返回起動，并加速到一個較高的返回速度，從而到達(dá)加快空行程，提高工作效率的目的；8-9為工作臺高速返回階段；9-0為工作臺返回減速階段，直至返回停止，準(zhǔn)備開始新的一輪工作循環(huán)。假設(shè)切削速度和沖擊對刀具和工件都不影響時，可取消慢速切入和慢速離開工件兩個階段的速度，如圖b所示。 龍門刨床的主運動是一個比擬復(fù)雜的往復(fù)直線運動，它不僅要求起動快，制動快，還要求工作速度穩(wěn)定，速度調(diào)節(jié)范圍寬。在這種情況下，龍門刨床的主拖動系統(tǒng)沒有選用構(gòu)造簡單，價格廉價，維修方便的三相交流異步電動機，而選用了調(diào)速性能比擬好的直流電動機拖動。這是龍門刨床電氣控制的一個最大特點。 直流電動機的直流電源方案：本電柜采用變流機組方案，即三相交流異步電動機拖動直流發(fā)電機，以直流發(fā)電機作為直流電源，優(yōu)點是變流機組裝置的電壓、電流過載能力強，波形比擬好，因而系統(tǒng)的可靠性高，同時它不會產(chǎn)生高次諧波分量影響電網(wǎng)的質(zhì)量。 2、橫梁及刀架控制 橫梁控制包括橫梁移動，放松及夾緊，橫梁的升降由一臺交流異步電動機拖動，夾緊與放松那么由另一臺交流電動機拖動。 龍門刨床有四個刀架，兩個垂直刀架，一個左側(cè)刀架，一個右側(cè)刀架。兩個垂直刀架用同一臺交流電動機拖動，而左、右側(cè)刀架那么各用一臺交流電動機拖動。刀架的控制包括刀架的快速移動，自動進(jìn)給與抬刀。 〔二〕直流發(fā)電機——直流電動機調(diào)速系統(tǒng) 直流發(fā)電機——直流電動機調(diào)速系統(tǒng)的原理圖如圖2所示。 圖2 直流發(fā)電機——電動機系統(tǒng)原理圖 圖中，三相交流異步電動機M1拖動同軸連接的兩臺直流發(fā)電機G1和G2，并勵直流發(fā)電機G2作為勵磁機，G2為直流發(fā)電機G1和直流電動機M的勵磁繞組提供直流電源。G1發(fā)出的電動勢供應(yīng)直流電動機M的電樞回路，最后由直流電動機拖動負(fù)載?！沧ⅲ罕倦姽裰蠫2用調(diào)壓器代替，通過調(diào)壓整流供電來模擬給G1和M提供勵磁電源〕 直流發(fā)電機——電動機系統(tǒng)的工作原理： 1、起動、制動和反向 三相交流異步電動機M1起動后，帶動直流發(fā)電機G1和勵磁機G2的電樞旋轉(zhuǎn)。由于勵磁機G2是一臺并勵直流發(fā)電機，在起動時，電動機有剩磁，在剩磁的作用下，G2的電樞就會產(chǎn)生電動勢，再提供應(yīng)自己的并勵勵磁繞組，使磁通加強，直至電樞以額定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生額定的直流電壓。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA在正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)位置時，勵磁機就經(jīng)發(fā)電機G1的勵磁繞組提供勵磁電流，發(fā)電機G1的電樞將產(chǎn)生電動勢給直流電動機M的電樞回路提供電流，同時M的勵磁繞組已獲得勵磁機G2提供的勵磁電流，所以M的電樞就可以克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩而起動了。 要使直流電動機M停車，只需將轉(zhuǎn)換開關(guān)SA轉(zhuǎn)到“斷開〞位置，發(fā)電機G1的勵磁繞組斷電，發(fā)電機不能再提供電動勢。直流電動機M由于慣性仍在繼續(xù)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的方向未變，此時它的勵磁磁通也未變化，所以M的電樞產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢暫時也不改變。但是M的電樞在有電源供電的情況下，M作電動機運行時，該電動勢為反電動勢。此時，M的電樞無電源供電，M那么作發(fā)電機運行，該電動勢為電源電動勢，在M與G1的電樞回路內(nèi)將產(chǎn)生一個與電動機運行狀態(tài)時反向的電流，根據(jù)左手定那么這個電流產(chǎn)生的力矩就與轉(zhuǎn)動方向相反，成為制動力矩，使M迅速停車。 設(shè)原來轉(zhuǎn)換開關(guān)SA在正轉(zhuǎn)位置，電動機M正轉(zhuǎn)，欲使M反轉(zhuǎn)，只要將開關(guān)SA轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)位置。因為發(fā)電機G1勵磁繞組中的電流反向，磁場即反向，電樞的轉(zhuǎn)動方向不變，根據(jù)右手定那么所以G1發(fā)出的電動勢反向，在電動機M的電樞繞組內(nèi)產(chǎn)生反方向的電流。此時，電動機的勵磁電流方向不變，所以M的電樞在反向電流的電磁力矩作用下制動，轉(zhuǎn)速迅速降到零，再反向起動到一定的轉(zhuǎn)速。 2、調(diào)速： 采用調(diào)壓調(diào)速。即通過調(diào)壓整流，輸出可變直流電源控制電動機的電樞電壓，到達(dá)調(diào)節(jié)直流電動機轉(zhuǎn)速的目的?！舱{(diào)壓器允許最大調(diào)節(jié)電壓為110V〕 (三)、電機放大機的工作原理 電機放大機的工作原理如圖3所示。 電機放大機的定子和兩極直流電動機相似，極上繞有2～4個控制繞組，相當(dāng)于普通直流電動機的勵磁繞組，圖中只畫了一個控制繞組K。放大機的電樞和普通直流電動機一樣，只是在換向器上多裝了一對電刷。裝在磁極的幾何中心線上，與磁極軸線正交的那一對電刷q-q稱為交軸電刷，裝在磁極軸線上的電刷d-d稱為直軸電刷。 設(shè)另一臺電動機帶動電機放大機的電樞以恒速n旋轉(zhuǎn)，控制繞組上加控制電壓Uk，產(chǎn)生 勵磁電流Ik，形成磁通φk。電樞繞組中各導(dǎo)體切割磁通φk產(chǎn)生感應(yīng)電動勢eq，其方向可由右手定那么確定，如圖3電樞外圈上的所示。電刷q-q引出了同一個磁極下所有導(dǎo)體的電勢，約幾伏。把電刷q-q短接，兩刷之間和電樞繞組中就會產(chǎn)生一個較大的電流，電流的方向和繞組導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢方向相同，亦如圖3中電樞外圈上的所示。繞組中的電流將產(chǎn)生磁通φq，方向如下圖。 電樞繞組導(dǎo)體不僅切割磁通φk，產(chǎn)生電勢eq，同時還切割磁通φq，產(chǎn)生電勢ed，其方向也由右手定那么確定，如圖3電樞內(nèi)圈上的所示。 這里必須指出，內(nèi)圈不是表示另一個繞組，而是表示電樞導(dǎo)體中的電勢ed的的方向，也就是說每根電樞導(dǎo)體中同時存在eq、ed兩種電勢。在電刷d-d間獲得的電勢Ed，在接上負(fù)載后，便向負(fù)載輸出電流Id，在負(fù)載上產(chǎn)生電壓降Ud。這里值得注意的是：雖然控制信號是微弱的，Eq比擬小，但由于電刷q-q被短路，電樞回路電阻又很小，所以電流Iq仍比擬大，因而φq比擬大。由φq產(chǎn)生的Eq及其Id、Ud就更大，這樣就到達(dá)了功率放大的目的。這里起放大作用的主要因素是交軸磁場，所以稱為交軸磁場電機放大機，簡稱交磁放大機或電機放大機。 電機放大機的工作原理相當(dāng)于二級直流發(fā)電機，不過這兩級共用一個電樞，第二組直流發(fā)電機的勵磁磁通就是第一組直流發(fā)電機的電樞電流產(chǎn)生的磁通。示意圖如圖4所示。 當(dāng)電機放大機接上負(fù)載，電刷d-d輸出電流Id，電樞繞組導(dǎo)體中的電流方向如圖3電樞內(nèi)圈上的所示。根據(jù)右手螺旋定那么，這些電流產(chǎn)生的磁通φd，恰好和控制繞組產(chǎn)生的磁通φk方向相反，有強烈的去磁作用，從而使電機放大機無法工作。為了抵消去磁磁通φd，在定子上設(shè)置補償繞組BCQ。為了使補償繞組所產(chǎn)生的磁通能抵消與輸出電流Id成正比的去磁磁通φd，設(shè)置在定子上的補償繞組必須與電樞的輸出回路串連，并且補償繞組的磁通φB必須與控制繞組的磁通φk方向相同。在補償繞組的兩端并聯(lián)一可變電阻RBCQ，改變電阻RBCQ可改變補償繞組中的電流，以調(diào)節(jié)補償程度。 為改善換向，在定子上還設(shè)置了換向繞組XQ，XQ也與電樞的輸出回路串連。 具有補償繞組和換向繞組的電機放大機如圖5所示。 圖5 具有補償繞組和換向繞組的電機放大機 〔四〕、電機放大機——直流發(fā)電機——電動機自動調(diào)速系統(tǒng) 1、具有電壓負(fù)反應(yīng)和電流正反應(yīng)的自動調(diào)速系統(tǒng)原理圖如圖6示。 圖6 電壓負(fù)反應(yīng)電流正反應(yīng)自動調(diào)速系統(tǒng)原理圖 電位器RI并聯(lián)在直流發(fā)電機G1和電動機M的換向繞組RGH和RMH上，取出的分壓α1U1加到電機放大機另一組控制繞組KⅡ上，KⅡ產(chǎn)生的磁通與給定電壓vg在控制繞組KⅢ上產(chǎn)生的磁通方向相同，因而形成了正反應(yīng)，又因為反應(yīng)電壓與主回路電流I成正比例，所以形成了電流正反應(yīng)。 電壓負(fù)反應(yīng)和電流正反應(yīng)是兩種不同性質(zhì)的控制方式。電壓負(fù)反應(yīng)是被控量的負(fù)反應(yīng)作用，用以維持被控量的恒定，即維持直流發(fā)電機的輸出電壓近似不變。電流正反應(yīng)那么是用正比于負(fù)載電流變化的電壓去產(chǎn)生與給定電壓相同的磁通，以補償發(fā)電機、電動機換向繞組的電壓降所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降，所以電流正反應(yīng)屬于補償控制而不是反應(yīng)控制。 2、具有電流截止負(fù)反應(yīng)環(huán)節(jié)的自動調(diào)速系統(tǒng) 采用轉(zhuǎn)速負(fù)反應(yīng)或電壓負(fù)反應(yīng)與電流正反應(yīng)后，雖然可以使電動機的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定和加快起動、制動及反向的過渡過程，但是也可能因為過渡過程中，△U過大，最后導(dǎo)致電動機的電樞電流過大，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電流允許的最大值。此外，也可能因為設(shè)備的故障，機械的某一 局部被卡住，轉(zhuǎn)速急劇降低，負(fù)反應(yīng)的作用，最后也可以導(dǎo)致電樞電流增大到危險的程度。電流截止負(fù)反應(yīng)環(huán)節(jié)就可以保證在電樞電流超過某一限定值時，環(huán)節(jié)起作用，限制電流的繼續(xù)增大。而未超過這一限定值時，該環(huán)節(jié)不起作用，其工作原理如圖7所示。 電阻RI與發(fā)電機和電動機換向繞組串連后的兩端并連，RI兩端的電壓Uab反映了主回路電流的變化。Ub為比擬電壓，與Uab反向串聯(lián)。UV1為硅二極管VD1的導(dǎo)通壓降。當(dāng)Uab＜Ub+ UV1時，VD1截止，該環(huán)節(jié)不起作用。當(dāng)Uab＞Ub+ UV1時，VD1導(dǎo)通，由Uab產(chǎn)生的電流經(jīng)過KⅢ繞組產(chǎn)生的磁通與給定電壓Ug產(chǎn)生的磁通相反，起去磁作用，因而最終限制電動機電樞電流的上升。 當(dāng)給定電壓的極性與圖7的極性相反時，電動機將反轉(zhuǎn)，主回路電流也將與圖中方向相反，這時電流截止負(fù)反應(yīng)起作用的二極管是VD2而不是VD1，工作原理那么相類似。 3、穩(wěn)定環(huán)節(jié) 電機放大機、直流發(fā)電機和直流電動機的定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組都是電感性的，電感線圈中的電流總是滯后于電感兩端電壓的變化，這種現(xiàn)象叫電磁慣性。此外，電動機還存在機械慣性，電動機轉(zhuǎn)速的變化又總是落后于發(fā)電機輸出電動勢的變化。正是由于這些慣性的存在，以及系統(tǒng)引入了強的電壓負(fù)反應(yīng)，電流正反應(yīng)及很高的電機放大機的放大倍數(shù)，將引起系統(tǒng)的振蕩。所謂振蕩是指在起動、制動、反向及調(diào)速的過渡過程中，并不是線性地到達(dá)目的轉(zhuǎn)速就穩(wěn)定下來，而是首先出現(xiàn)超調(diào)，即超過，再回調(diào)，這樣反復(fù)地上下擺動，稱之為振蕩。振蕩不僅影響切削加工的質(zhì)量，并且使傳動機構(gòu)受到很大的反復(fù)沖擊。引入穩(wěn)定環(huán)節(jié)的目的就是減弱或消除振蕩，它是通過減小過渡過程中電壓、電流變化的速度，從而減小電動機轉(zhuǎn)速變化的劇烈程度來實現(xiàn)這一目的的。 橋形穩(wěn)定環(huán)節(jié)的原理圖如圖8所示。 圖8 橋形穩(wěn)定環(huán)節(jié)原理圖 電阻3R、R10、和發(fā)電機的勵磁繞組RL組成電橋，調(diào)整3R和R10使電橋平衡，接在電橋?qū)蔷€上的電機放大機勵磁繞組KⅠ無電流，這個環(huán)節(jié)不起作用。當(dāng)電機放大機的輸出電壓迅速升高時，3R上的電流亦迅速升高，而3R、R10支路上的電流升高比擬慢，電橋失去平衡，A點電壓高于B點電壓，因而有電流流過KⅠ控制繞組?？刂评@組的接法保證此時產(chǎn)生的磁通起去磁作用，因而減緩了電機放大機輸出電壓上升的速度。電機放大機端電壓上升得越快，橋形穩(wěn)定環(huán)節(jié)產(chǎn)生的電流越大，在KⅠ控制繞組上的去磁作用越強，因而對電壓上升速度的抑制作用越強，從而到達(dá)穩(wěn)定系統(tǒng)，減小振蕩的目的。 (五)、主要電氣設(shè)備 主要電氣設(shè)備的示意圖如圖9所示。 拖開工作臺作往復(fù)直線運動的主拖動系統(tǒng)包括2臺交流電動機和4臺直流電動機。由交流電動機M1拖動直流發(fā)電機G1和勵磁機G2〔本電柜用調(diào)壓器代替G2〕，直流發(fā)電機G1為主直流電動機M的電樞提供直流電源，G2〔調(diào)壓器經(jīng)調(diào)壓整流〕為M提供勵磁電源。交流電動機M2拖動電機放大機K，K作為勵磁調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)直流發(fā)電機G1的勵磁磁通，改變直流發(fā)電機的輸出電壓，從而到達(dá)調(diào)節(jié)主直流電動機M轉(zhuǎn)速即主運動速度的目的。 其他輔助運動那么由如圖9所示的7臺交流電動機完成。交流電動機M3作為直流電動機M通風(fēng)用；交流電動機M4作潤滑泵電動機；交流電動機M5作垂直刀架水平進(jìn)刀和垂直進(jìn)刀用；交流電動機M6、M7分別作左、右側(cè)刀架上下運動用；交流電動機M8作橫梁升降用；交流電動機M9作橫梁夾緊用。 所有9臺交流電動機的主電路附圖A所示。 圖9 主要電氣設(shè)備示意圖 (六)、交流控制電路 1、電動機組起動控制電路 電動機組包括交流電動機M1、直流發(fā)電機G1和勵磁機G2，這一機組由交流電動機M1拖動。電動機組起動控制電路實質(zhì)上是M1的起動控制電路，由于M1的容量較大，起動電流很大，所以采用了星—三角降壓起動。該Y—△起動控制電路如附圖B所示。 圖中Y—△起動控制Y接法起動時間是由繼電器KT1決定的，而Y接法斷開到△運行的間隙時間那么是由時間繼電器KT3決定的，KT3(150-152)接在調(diào)壓整流電壓端，參見附圖E。一般KT1的延時調(diào)節(jié)約3～4s，KT3延時為1s以下。 合上電源開關(guān)，經(jīng)控制變壓器，電源接通指示燈HL2亮，表示電源已接通。 按下起動按鈕SB2，接觸器KM1通電吸合，輔助觸點KM1(056-057)閉合自鎖。接觸器KMY通電吸合。見附圖B，KM1與KMY的主觸點閉合，使交流電動機M1Y接降壓起動。與此同時，時間繼電器KT1通電，定時開始。 在Y接起動開始時，KMY由KT3、KT1(057-064)的常閉觸點兩路供電。當(dāng)G2〔調(diào)壓整流〕輸出電壓到達(dá)一定電壓時，使時間繼電器KT3動作，使常閉瞬時斷開觸點KT3(057-064)斷開，KMY由一路供電，待時間繼電器KT1定時時間到時，其常閉延時斷路點KT1(057-064)斷開，KMY斷電，M1Y接起動停止。所以說M1的Y接起動時間是由KT1決定的。 當(dāng)KT3動作時，KT3的另一常開瞬時閉合觸點KT3(068-069)閉合。當(dāng)KT1延時時間到，即在Y接結(jié)束的同時，其另一常開延時閉合觸點KT1(057-068)閉合，使KM2通電動作并自鎖。假設(shè)QS1合上，KM2的主觸點使拖動電機放大機的交流電動機M2及通風(fēng)機用電動機M3起開工作。而KM2的一對常開觸點KM2(064-066)閉合，為接觸器KM△的通電工作作好了準(zhǔn)備。KM2的動作使其一對常閉觸點KM2(149-150)斷開，使時間繼電器KT3斷電，KT3斷電延時開始定時。 當(dāng)KT3斷電延時到0，其常閉斷電延時閉合觸點KT3(057-064)閉合，接觸器KM△通電動作，其主觸點閉合，使電動機M1開始△全壓運行。KM△的輔助動斷觸點KM△(063-055)斷開，KT1斷電，其常閉瞬時閉觸點閉合，KM△變?yōu)閮陕饭╇?。至此M1的起動結(jié)束。 可見，KT1通電延時到，M1的Y接結(jié)束，M1的Y接起動時間由KT1決定。M1Y接結(jié)束的同時，KM2動作，KT3斷電延時開始，KT3延時到，那么KM△動作，M1進(jìn)入△運行。所以M1的Y起動到△運行的間隙時間是由KT3決定的。當(dāng)然，在這很短的間隙時間里，M1雖斷電，但仍在慣性下拖動G1和G2運行。 2、刀架控制電路 龍門刨床有兩個垂直刀架(左、右各一個)、一個左側(cè)刀架和一個右側(cè)刀架。每個刀架都有快速移動和自動進(jìn)給兩種工作狀態(tài)，而每種工作狀態(tài)又都具有不同的運動方向。左、右垂直刀架的運動由垂直刀架電動機M5拖動，左、右側(cè)刀架的運動那么分別由左、右側(cè)刀架電動機M6、M7拖動。刀架的快速移動和自動進(jìn)給，以及這兩種狀態(tài)下各種運動方向的動作都是由機械及其操作手柄實現(xiàn)的。〔可以通過測試引入各電動機的接線端子有無電壓判斷其對應(yīng)電機是否處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)〕 KM4是垂直刀架電動機M5正轉(zhuǎn)控制接觸器，通過手柄操作及機械傳動轉(zhuǎn)換為垂直刀架的快速移動或自動進(jìn)給。KM5是垂直刀架電動機M5反轉(zhuǎn)控制接觸器，使垂直刀架完成自動進(jìn)給復(fù)位動作。開關(guān)SQ1與垂直刀架進(jìn)刀箱上的一個工作狀態(tài)選擇手柄聯(lián)動。當(dāng)手柄置于“快速移動〞位置時，SQ1-1〔071-072〕閉合，SQ1-2〔053-074〕斷開。當(dāng)手柄置于“工作進(jìn)給〞位置時，SQ1-1斷開，SQ1-2閉合。左、右側(cè)刀架的開關(guān)SQ2、SQ3具有類似結(jié)構(gòu)。 當(dāng)垂直刀架進(jìn)行快速移動時，工作臺控制電路中的聯(lián)鎖繼電器KA3仍處于斷電狀態(tài)，動斷觸點KA3(053-070)閉合，同時SQ1-1閉合。按下點動按鈕SB3，接觸器KM4通電，拖動垂直刀架電動機M5起動旋轉(zhuǎn)?？焖僖苿訒r，M5只作單方向旋轉(zhuǎn)。經(jīng)進(jìn)刀機構(gòu)傳動裝置，拖動垂直刀架，按機械手柄選擇的方向作快速移動。 中選擇手柄置于“自動進(jìn)給〞位置時，KA3通電，動斷觸點KA3(053-070)斷開。此時按下快速移動點動按鈕SB3已不起作用，實現(xiàn)了自動進(jìn)給與快速移動兩種工作狀態(tài)的互鎖。刀架的自動進(jìn)給是與工作臺自開工作相互配合實現(xiàn)的，當(dāng)工作臺由后退換前進(jìn)時，繼電器KA5通電，動合觸點KA5(072-074)閉合，使KM4通電，垂直刀架電動機M5正向旋轉(zhuǎn)，經(jīng)進(jìn)刀機構(gòu)實現(xiàn)刀架的自動進(jìn)給。當(dāng)工作臺前進(jìn)換后退時，繼電器KA5斷電，KA6通電，動合觸點KA6(074-075)閉合，KM5通電、拖動垂直刀架電動機M5反向旋轉(zhuǎn)，使刀架進(jìn)刀機構(gòu)復(fù)位，為下一次進(jìn)刀作準(zhǔn)備。刀架電動機的旋轉(zhuǎn)是連續(xù)的，而刀架的進(jìn)給是間隙運動，這一運動的轉(zhuǎn)換是機械機構(gòu)實現(xiàn)的。 左、右側(cè)刀架的控制電路與垂直刀架的控制電路工作原理根本相似，不同的是接觸器線圈的一端沒有直接接在電源上，而是經(jīng)過了行程開關(guān)SQ5、SQ13〔097-055〕的動斷觸點再接到電源上。行程開關(guān)SQ5、SQ13是左右側(cè)刀架與橫梁之間的限位開關(guān)。當(dāng)左右側(cè)刀架向上移動或橫梁向下移動時，它們起到限位保護(hù)的作用。 3、橫梁控制電路 橫梁在加工時或一般情況下是夾緊在立柱上的，必要時，為了適應(yīng)加工不同高度的工件，才將橫梁從夾緊狀態(tài)下松開，根據(jù)要求使橫梁作上下移動，移動到需要位置時，再將橫梁夾緊在立柱上。本電柜用三相交流電動機M9拖動夾緊裝置實現(xiàn)橫梁的夾緊和放松，用另一臺三相交流電動機M8完成橫梁的上下移動。 工作臺停止工作時，工作臺控制電路中的聯(lián)鎖繼電器KA3斷電，動斷輔助觸點KA3(053-070)閉合，方可操作橫梁控制電路，從而實現(xiàn)了工作臺控制電路與橫梁控制電路的互鎖。 當(dāng)要求橫梁上升時，按下上升按鈕SB6，控制電路將自動完成橫梁的放松，待放松后，橫梁再上升，直至松開按鈕SB6，上升停止，然后自動完成橫梁夾緊，至此橫梁上升調(diào)整的整個過程結(jié)束。 橫梁上升過程電路的工作情況： (1) 自動完成橫梁放松 按下上升按鈕SB6，因KA3(053-070)閉合，KA1通電，觸點KA1(091-092)閉合，為上升作準(zhǔn)備。在該區(qū)的SQ6是裝置在橫梁夾緊機構(gòu)上的一個行程開關(guān)，夾緊狀態(tài)時，SQ6不受壓，SQ6-1(053-091)斷開，SQ6-2(053-104)閉合；放松到位時SQ6受壓，SQ6-1閉合，SQ6-2斷開。因為此時橫梁尚處于夾緊狀態(tài)，所以SQ6-1斷開，橫梁不能上升，但SQ6-2閉合，且KA1(104-105)閉合，控制夾緊放松的電動機M9作放松方向旋轉(zhuǎn)的接觸器KM13通電并自鎖，M9起動，橫梁逐漸放松。直至放松到位，使行程開關(guān)SQ6動作，SQ6-2斷開，KM13斷電，夾緊放松電動機M9斷電，橫梁自動放松完成。 (2) 橫梁上升 橫梁放松后，行程開關(guān)SQ6動作，SQ6-1閉合，因觸點KA1(091-092)已閉合，所以控制橫梁升降電動機M8作上升方向旋轉(zhuǎn)的接觸器KM10通電，M8起動，拖動橫梁上升。當(dāng)橫梁到達(dá)上升予定位置時，松開按鈕SB6，KA1斷電，KM10斷電，電動機M8斷電，橫梁上升結(jié)束。 在KM10線圈電路中，串有行程開關(guān)SQ4(094-095)的常閉觸點SQ4，行程開關(guān)SQ4(094-095)裝置在橫梁與龍門頂之間，用以防止橫梁上升時與龍門頂相撞，作限位保護(hù)之用。 SQ6-1的閉合，還使指示燈HL3亮，指示橫梁處于放松狀態(tài)。 (3) 橫梁上升后的自動夾緊 松開上升按鈕SB6后，KA1斷電，動斷觸點KA1(091-102)閉合，使控制夾緊放松的電動機M9作夾緊方向旋轉(zhuǎn)的接觸器KM12通電，M9起動，橫梁開始夾緊。由于動合觸點KM12閉合，通過常閉觸點FA1(053-101)，電源向KM12形成了兩路供電。(因此時橫梁尚未夾緊，SQ6-1仍閉合)。待橫梁夾緊到一定程度，SQ6復(fù)位，SQ6-1斷開，KM12那么由一路供電，電動機M9繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，橫梁繼續(xù)夾緊。隨著夾緊力的增大，電動機M9定子電流增大，當(dāng)?shù)竭_(dá)串接在定子電路中的過電流繼電器FA1的調(diào)整值時，F(xiàn)A1動作，觸點FA1(053-101)斷開，KM12線圈斷電，夾緊放松，電動機M9斷電，至此橫梁上升后自動夾緊的過程結(jié)束。 橫梁下降過程電路的工作情況： 橫梁下降過程電路的工作情況與上升過程有很多相似之處，不同之處在于：按下下降按鈕SB7，電路也是KM13通電，由M9拖動，完成橫梁的放松。待放松到位后，那么由KM11通電，由M8拖動橫梁下降。下降到位后，松開SB7，下降結(jié)束。也是由KM12通電，M9拖動，開始橫梁的夾緊。與上升過程不同的是，為了消除下降時絲桿與絲母的間隙，要求橫梁下降到位后再作稍許上升。在橫梁下降時，KM11通電，動合觸點KM11(053-140)閉合，使時間繼電器KT2通電，觸點KT2(091-096)閉合。當(dāng)橫梁下降結(jié)束，夾緊開始的同時，KM11、KT2相繼斷電，但觸點KT2延時斷開，而動合觸點KM12(096-092)已閉合，控制橫梁上升的接觸器KM10通電，由M8拖動橫梁上升。KT2的延時很短，一般整定為～，時間一到，觸點KT2斷開，KM10斷電，橫梁的上升即結(jié)束。而夾緊電動機繼續(xù)工作至FA1動作為止，完成橫梁的夾緊，從而完成橫梁下降調(diào)整控制的全過程。由于橫梁的上升是在橫梁夾緊開始后同時進(jìn)行的，所以KT2整定的時間不能過長。 (七)、主拖動系統(tǒng)及工作臺控制電路 1、主拖動系統(tǒng)及工作臺控制電路的關(guān)系 主拖動系統(tǒng)是以電機放大機作為勵磁調(diào)節(jié)器的直流發(fā)電機——電動機系統(tǒng)。通過調(diào)節(jié)電機放大機控制繞組對電機放大機的勵磁，使電機放大機輸出電壓有較大的改變，電機放大機的輸出又給直流發(fā)電機的勵磁繞組提供勵磁電流，調(diào)節(jié)直流發(fā)電機的輸出電壓，最后到達(dá)調(diào)節(jié)直流電動機電樞電壓，從而調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的目的。 可見，主拖動系統(tǒng)的關(guān)鍵是對電機放大機控制繞組的控制。電機放大機的控制繞組有電差接法、磁差接法及混合接法三種。所謂磁差接法即將給定信號、電流正反應(yīng)信號、電壓負(fù)反應(yīng)信號、電流負(fù)反應(yīng)帶截止及穩(wěn)定環(huán)節(jié)各接一個控制繞組，使各控制繞組的磁場合成對電機放大機勵磁。但國產(chǎn)放大機最多只有4個控制繞組，顯然不夠用。所謂電差接法，是將幾個信號電壓在一個控制繞組內(nèi)連結(jié)，以電的形式合成，這種方式因信號電壓較多，各信號電壓間相互影響，使系統(tǒng)調(diào)整比擬困難。本龍門刨床采用混合接法，即在不增加系統(tǒng)調(diào)整困難的前提下，盡可能減少控制繞組數(shù)目。采用了3個控制繞組，KⅠ繞組作為穩(wěn)定繞組接在橋形穩(wěn)定環(huán)節(jié)中；KⅡ作為電流正反應(yīng)繞組；KⅢ為電流截止負(fù)反應(yīng)、電壓負(fù)反應(yīng)與給定繞組。 工作臺的交流控制電路那么利用手動控制按鈕和工作臺自動循環(huán)控制的位置開關(guān)，控制交流繼電器的通斷，而這些交流繼電器的觸頭連接在主拖動系統(tǒng)的直流電路中，這些觸頭的通斷，使電機放大機的控制繞組獲得不同大小和極性的給定電壓和反應(yīng)電壓，從而使工作臺獲得步進(jìn)、步退、前進(jìn)、后退以及減速、制動等不同的工作狀態(tài)。 2、主拖動系統(tǒng)的勵磁控制電路 (1)工作臺前進(jìn)和后退的勵磁控制 當(dāng)工作臺以工作速度前進(jìn)時，前進(jìn)繼電器KA2、聯(lián)鎖繼電器KA3通電，后退繼電器KA4，換向繼電器KA5、KA6、減速繼電器KA7斷電， 〔171-189〕的觸點KA7、KA2，〔192-197〕的KA7、KA5、KA6，〔189-190〕的KA3閉合，所以其勵磁控制回路的電氣原理圖如圖10所示。圖中RP1與RP2的兩端153、155接到調(diào)壓整流直流電壓輸出端，獲得比擬穩(wěn)定的直流電壓。通過調(diào)節(jié)RP1就可以在170與192之間獲得一個前進(jìn)的給定電壓。其控制電路由170的正極出發(fā)，經(jīng)R1，再經(jīng)前進(jìn)繼電器KA2動合觸點〔176-189〕，再經(jīng)2R，疊加上負(fù)反應(yīng)電壓，再經(jīng)控制繞組KⅢ回到給定電壓192點的負(fù)極。因此RP1作為前進(jìn)調(diào)速電位器，當(dāng)調(diào)速手柄向右移動時，給定電壓增大，工作臺的前進(jìn)速度提高。改變前進(jìn)調(diào)速電位器的調(diào)速手柄的位置，就可以改變工作臺的前進(jìn)速度。R1用來調(diào)節(jié)工作臺前進(jìn)起動和后退轉(zhuǎn)前進(jìn)的過渡過程的強度。R1減小，過渡過程減慢；反之，R1增大，過渡過程加快。 后退過程與前進(jìn)過程的勵磁控制的原理相同，只不過KA2(176-189)斷開，KA4(188-189)閉合，RP2作為后退的調(diào)速電位器，在170和192之間的給定電壓在控制繞組KⅢ上產(chǎn)生的勵磁電流方向相反，最后使直流電動機M的電樞電壓反向，M轉(zhuǎn)速反向，從而使工作臺完成后退的行程。R2和R1作用相同，也是調(diào)節(jié)過渡過程強度的，不過這個過渡過程是后退加速或前進(jìn)轉(zhuǎn)后退的過渡過程。 圖10 工作臺前進(jìn)與后退勵磁控制電氣原理圖 (2)工作臺步進(jìn)和步退的勵磁控制 工作臺的步進(jìn)和步退與工作臺前進(jìn)與后退的勵磁控制的原理根本相同。不同的有兩點：其一是步進(jìn)步退的工作臺運動速度比擬低；其二是步進(jìn)步退的按鈕沒有維持觸點，按鈕松開即停止前進(jìn)和后退，故稱為步進(jìn)步退。步進(jìn)步退怎樣獲得較低的運動速度？在步進(jìn)狀態(tài)時，聯(lián)鎖繼電器KA3、后退繼電器KA4斷電，前進(jìn)繼電器KA2得電，常閉觸點KA4(178-181)，KA3(181-190)閉合，常閉觸點KA2(180-181)、常開觸點KA3(189-190)斷開。在步進(jìn)狀態(tài)時從點177到192之間取出的分壓作為給定電壓，顯然將小于前進(jìn)狀態(tài)時從點170到點192間取出的分壓，所以步進(jìn)狀態(tài)的工作臺運動速度小于前進(jìn)狀態(tài)工作臺的運動速度。步退的勵磁控制原理與步進(jìn)狀態(tài)根本相同。 (3)工作臺慢速切入和減速的勵磁控制 圖11 工作臺慢速切入與前進(jìn)減速 工作臺前進(jìn)時的慢速切入和前進(jìn)時的減速都是由減速繼電器KA7控制的。在慢速切入和前進(jìn)減速時，前進(jìn)繼電器KA2，聯(lián)鎖繼電器KA3，減速繼電器KA7得電，常閉觸點KA7(171-176)斷開。原來由調(diào)速電位器RP1控制的給定電壓(170-192)消失，常開觸點KA2(176-189)、KA7(175-176)、KA3(189-190)閉合，給定電壓降為(172-192)之間的電壓，同時常閉觸點KA7(197-194)斷開，RP3進(jìn)入勵磁控制回路。因此慢速切入和前進(jìn)減速的勵磁控制回路可以簡化為圖11所示。 開始減速時，因為2R上分壓的電壓負(fù)反應(yīng)電壓大于給定電壓，電機放大機AG的KⅢ控制繞組中的電流通路為：2R上的206端→R3→(172-192)之間的給定電壓→RP3和RP4組成的加速度調(diào)節(jié)器→KⅢ控制組→A2-G1(204)。該電流IKⅢJ的方向與圖10中的IKⅢ的方向相反，引起直流發(fā)電機G1發(fā)出的電動勢迅速下降。由于慣性，直流電動機M的轉(zhuǎn)速下降較慢，因此電動機M的反電動勢就會大于發(fā)電機G1的電動勢，從而使主回路的電流I反向為IZD，電流反向，使電磁力矩成為制動力矩，使電動機制動，完成工作臺減速。此時，電機M作發(fā)電機運行，成為回路的電源。所以，I反向為IZD后，2R上電流的方向不變。壓降的方向不變，因此控制繞組KⅢ的電流I KⅢJ亦不變。 從圖11中可以看到，在KⅢ的勵磁控制回路中串入了兩個電阻，這兩個電阻對減速過渡過程影響很大，總的來說，回路串入的電阻越小，減速制動的作用越強。這兩個電阻的作用： 一個電阻是R3，R3的抽頭由與調(diào)速電位器RP1聯(lián)動的開關(guān)KKP3控制。當(dāng)RP1的動臂往右轉(zhuǎn)，給定電壓高，工作臺高速運行，KKP3將R3的抽頭174與172短接，R3只有174-175一段接入回路，阻值最小，符合高速前進(jìn)時要求減速制動強的要求。工作臺中速前進(jìn)時，RP1動臂在中間稍靠右，KKP3將R3的抽頭173與172短接，R3的173-175段接入回路，阻值增大，使減速制動作用較高速時減弱。工作臺以較低速度前進(jìn)時，RP1的動臂離開KKP3各抽頭，使R3全部接入回路，減速制動的作用最弱。另一個電阻那么是由RP3和RP4并聯(lián)的稱之為加速度調(diào)節(jié)器所形成的一個等效電阻。如上所述，R3是由調(diào)速電位器RP1聯(lián)動控制的，即不可調(diào)節(jié)的。而RP3和RP4并聯(lián)等效電阻那么是可調(diào)節(jié)的，當(dāng)前進(jìn)減速時，RP4全部接入，但RP3那么局部短接，短接電阻的大小由RP3手柄位置確定，短接電阻越大，剩下阻值越小，并聯(lián)等效電阻減小，減速制動的作用就越強。即越位減小，反之為越位增大。 RP3和RP4并聯(lián)形成的加速度調(diào)節(jié)器還有調(diào)節(jié)電流截止負(fù)反應(yīng)環(huán)節(jié)截止電流的作用。在上述電壓負(fù)反應(yīng)和下面將分析的電流正反應(yīng)的共同作用下，主回路的反向電流會迅速增大，當(dāng)電流過大時將造成越位過大和危險的機械沖擊，因此需引入電流截止負(fù)反應(yīng)來限制主回路電流增大到超過限定值。在電流截止負(fù)反應(yīng)環(huán)節(jié)的回路中串入了加速度調(diào)節(jié)器，電流截止負(fù)反應(yīng)環(huán)節(jié)中二極管VD2的導(dǎo)通條件就要考慮加速度調(diào)節(jié)器上電阻的電壓。當(dāng)RP3的手柄往下調(diào)，加速度調(diào)節(jié)器的等效電阻增大，電阻上電壓也增大，當(dāng)1R上的比擬電壓一定時，二極管就容易導(dǎo)通，二極管VD2導(dǎo)通后，在KⅢ控制繞組上產(chǎn)生的電流分量IKⅢZ與IKⅢJ反向，所以會限制IKⅢJ繼續(xù)增大到危險的程度。此時，主回路的截止電流比擬小，制動作用比擬弱。即反向平穩(wěn)，但越位較大。反之RP3手柄往上調(diào)，等效電阻減小，截止電流比擬大，制動作用比擬強，越位將減小，但反向較劇烈。再看圖11電流正反應(yīng)的KⅡ控制回路。如前述，前進(jìn)減速時，主回路電流IZD反向，所以4R上的電壓為左正右負(fù)，KⅡ繞組的電流IKⅡJ如下圖?？梢奍KⅡJ與圖10中的IKⅡ亦相反，而與圖11中IKⅡJ同向，故加強了減速制動的作用，起到正反應(yīng)補償?shù)淖饔?。關(guān)于后退減速的勵磁控制工作原理，與上述前進(jìn)減速的勵磁控制原理根本相同。 (1) 工作臺低速運行與磨削加工的勵磁控制 工作臺低速運動時，以低速前進(jìn)為例，前進(jìn)調(diào)速電位器RP1手柄轉(zhuǎn)到靠右端，與RP1聯(lián)動的控制開關(guān)KKP3使觸點KKP3(053-134)閉合，前進(jìn)繼電器KA2的常開觸點KA2(134-135)閉合，因此低速運行繼電器KA8通電工作。由于低速運行時電機放大機KⅢ控制繞組的電流較小，此時勵磁變化引起的電機放大機輸出電動勢的變化較小，因此影響了穩(wěn)速性能。為了穩(wěn)定工作臺低速運行的工作速度，需要加強電流正反應(yīng)來彌補。KA8通電后，常開觸點KA8(201-202)閉合，R9被短接一局部，電流正反應(yīng)KⅡ繞組回路電阻減小，從而加強了正反應(yīng)。 工作臺在磨削加工時，磨削控制繼電器KA9(139-055)得電，觸點KA9(164-165)斷開，電阻R11串入給定電路，給定電壓減小。觸點KA9(206-190)閉合，使2R短接一段，實際上提高了電壓負(fù)反應(yīng)系數(shù)，使工作臺速度降低到磨削所要求的穩(wěn)定低速。觸點KA9(200-202)閉合，R9被全部短接，較低速運行更加強了電流正反應(yīng)的作用。觸點KA9(211-208)閉合，電阻R8被短接一段，加強了穩(wěn)定環(huán)節(jié)KⅠ控制繞組的穩(wěn)定作用。使磨削的過渡過程更加穩(wěn)定。 (2) 停車制動和自消磁 按下工作臺停止按鈕SB10(108-109)，到主電動機M1停止運轉(zhuǎn)的這一過程稱為停車制動階段。SB10按下后，前進(jìn)繼電器KA2或后退繼電器KA4斷電，圖中常開觸點KA2或KA4斷開，使時間繼電器KT4(154-155)斷電。本龍門刨床采用二級停車制動。從按下SB10到KT4的常開延時斷開觸點KT4(153-164、155-169)斷開為第一級停車制動，以后為第二級停車制動。 第一級停車制動的勵磁控制與減速的勵磁控制的原理十分相似。不同的是：減速工作狀態(tài)，由于減速繼電器KA7通電，使給定電壓減小，而停車制動由于前進(jìn)繼電器KA2、后退繼電器KA4、聯(lián)鎖繼電器KA3斷電，常開觸點KA2(176-189)、KA4(188-189)斷開，常閉觸點 KA2 (180-181)、KA4(178-181)閉合，KA3的常閉〔181-190〕閉合，常開〔189-190〕斷開。當(dāng)R5=R6時，與1R的兩抽頭(177－192)(192－179)形成一平衡電橋，(192－181)間電壓為零，所以停車制動時，給定勵磁電壓為零。因此與減速狀態(tài)相似，KⅢ控制繞組流過反向的勵磁電流，主回路電流反向，電磁力矩成為制動力矩，主電動機M處于發(fā)電制動狀態(tài)。電流正反應(yīng)環(huán)節(jié)的KⅡ控制繞組的勵磁加強制動作用。電流截止負(fù)反應(yīng)那么是緩和停車制動的，當(dāng)常開延時斷開觸點KT4尚未斷開時，1R上(192－179)或(177－192)間的比擬電壓存在，減弱了電流截止負(fù)反應(yīng)環(huán)節(jié)的作用。改變R5、R6的阻值，可以調(diào)節(jié)第一級制動的強弱。阻值減小，一級制動加強，但應(yīng)使R5≈R6。 時間繼電器KT4延時時間到后，進(jìn)入第二級停車制動，其勵磁控制的原理如圖12所示。 圖12 第二級停車制動與自消磁和欠補償電路 常閉延時閉觸點KT4(205-197)閉合，2R上的電壓使KⅢ繞組流過Ⅲ電流，繼續(xù)對放大機反向勵磁，使電動機M工作在發(fā)電制動狀態(tài)，直至M停止。假設(shè) M停止后，發(fā)電機 G1有剩磁電壓，就可能使工作臺產(chǎn)生反向爬行。剩磁電壓使G1的A2-G1為正，A1-G1為負(fù)，因而有消磁電流I0流過 KⅢ繞組，使放大機及發(fā)電機勵磁繞組朝減小發(fā)電機剩磁電壓的方向勵磁，起到自消磁，克服工作臺的反向爬行的作用。 同時，常閉延時閉觸點KT4(214-215)閉合，于是有一分流電流AG流過R7，從而使流過補償繞組 BCQ的電流AG因分流而減小，使放大機補償能力減弱，處于欠補償狀態(tài)。減小了對發(fā)電機的反向勵磁，緩和了停車制動，也利于減小剩磁。 3、工作臺交流控制電路 工作臺交流控制電路如附圖C所示。如前所述，該局部控制電路是通過控制位置開關(guān)、按鈕，使繼電器動作，而繼電器觸點控制工作臺直流電路，即主拖動系統(tǒng)的勵磁控制電路，通過主直流電動機M實現(xiàn)對工作臺的運行控制。工作臺控制電路包括工作臺的自動循環(huán)，步進(jìn)和步退，低速和磨削控制。 (1) 工作臺的自動循環(huán)控制 工作臺的自動循環(huán)要求按慢速前進(jìn)(刀具切入工件)→工作速度前進(jìn)(刀具切削工件)→減速前進(jìn)(刀具離開工件)→反向快速退回(包括前進(jìn)的迅速制動，停止并反向起動到快速退回)→減速退回(退回結(jié)束前)的程序自動控制。 工作臺的自動循環(huán)控制是由裝置在床身側(cè)面位于不同平面的撞塊A、B、Bˊ和C、D、Dˊ以及六個位置開關(guān)SQ12、SQ7、SQ9和SQ11、SQ8、SQ10來完成的。其位置如下列圖所示。 如工作臺前進(jìn)到一定位置時，先是撞塊A、B、Bˊ中的A將壓桿AB壓下一段距離，位置開關(guān)SQ12動作，發(fā)出“前進(jìn)減速〞的控制信號，使刀具在工作臺低速下離開工件；然后撞塊B將壓桿AB再壓下一段距離，位置開關(guān)SQ7動作，發(fā)出“前進(jìn)停止〞和“反向后退〞的控制信號，工作臺經(jīng)過一段越位即工件離開刀具一段距離后開始后退，如果此時位置開關(guān)SQ7失靈不起作用，工作臺繼續(xù)前進(jìn)，那么撞塊Bˊ會將壓桿AB繼續(xù)下壓，使終端保護(hù)的位置開關(guān)SQ9動作，發(fā)出“超程〞信號，使工作臺立刻停止前進(jìn)。在工作臺退回行程中，撞塊C、D、Dˊ各點壓下壓桿CD，觸動位置開關(guān)SQ11、SQ8和SQ10，工作情況與上述前進(jìn)行程類似。 工作臺進(jìn)入自動循環(huán)的條件。 ① 交流電動機M1已完成星—三角形起動，正常運轉(zhuǎn)，因此觸點KM△(053-107)閉合。 ② 潤滑泵運行正常，油壓符合要求，壓力繼電器KP觸點KP(114-115)閉合。潤滑泵由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA6(053-132)控制，SA6向上為“連續(xù)〞位置，工作臺不工作而需要潤滑時選用。SA6向下為“自動〞位置，工作臺自開工作時選用。KM3(133-055)得電后主觸點閉合，潤滑泵電動機M4工作。 ③ 主回路電流正常，電流繼電器FA2(203-204)未動作，其常閉觸點FA2(107-108)閉合。 假設(shè)工作臺已返回到初始位置，即撞塊C、D通過壓桿CD壓下位置開關(guān)SQ11和SQ8，使常開觸頭SQ11-2(114-126)和SQ8-2(114-124)閉合，常閉觸頭SQ11-1(195-192)和SQ8-1(109-120)斷開。這時位置開關(guān)SQ7和SQ12處于未動作狀態(tài)。 在上述假設(shè)條件下，按下“前進(jìn)〞按鈕SB9(111-115)，工作臺將以慢速前進(jìn)，完成低速切入工件的過程。SB9閉合，使工作臺自開工作與調(diào)整聯(lián)鎖中間繼電器，KA3線圈得電吸合，KA3的常開觸頭(109-114)閉合自鎖，中間繼電器KA5線圈得電吸合。KA3的常開觸頭(111-112)閉合，工作臺前進(jìn)的中間繼電器KA2線圈得電吸合。KA2在直流主回路中的常開觸頭(153-154)閉合，使時間繼電器KT4線圈得電吸合，KT4的兩付常開觸頭(153-164、155-169)瞬時閉合，使調(diào)速電位器RP1和PR1接通直流電源。此時KA5的常閉觸頭(114-115)雖已斷開，但在進(jìn)入自動循環(huán)前的條件中已講到壓力繼電器的常開觸頭KP閉合，所以KA3線圈仍得電吸合。當(dāng)需要慢速切入時，將控制慢速切入的轉(zhuǎn)換開關(guān)SA5(126-127)接通，所以當(dāng)KA5的常開觸頭(127-129)閉合時，前進(jìn)減速中間繼電器KA7線圈得電吸合。因此在控制線路中，工作臺自開工作繼電器KA3、工作臺前進(jìn)繼電器KA2，前進(jìn)減速(慢速切入)繼電器KA7全部得電吸合。 工作臺以工作速度前進(jìn)，當(dāng)?shù)毒咔腥牍ぜ?，要求工作臺轉(zhuǎn)為正常工作速度前進(jìn)，這時撞塊C、D、D′中的D離開壓桿CD，位置開關(guān)SQ8復(fù)位，常閉觸頭SQ8-1恢復(fù)閉合，為工作臺退回作好準(zhǔn)備；常開觸頭SQ8-2恢復(fù)斷開，使中間繼電器KA5線圈斷電釋放，KA5的常開觸頭(127-129)恢復(fù)斷開，中間斷電器KA7線圈斷電釋放，因此只有前進(jìn)繼電器KA2和聯(lián)鎖繼電器KA3吸合。 工作臺轉(zhuǎn)為減速前進(jìn)。工作臺以工作速度前進(jìn)到刀具將要離開工件時，又要求工作臺轉(zhuǎn)為減速前進(jìn)。這時撞塊A、B、B′中的A碰撞壓桿AB，壓下位置開關(guān)SQ12，使常開觸頭SQ12-2(114-128)閉合，前進(jìn)減速中間繼電器KA7又得電動作，工作臺開始減速前進(jìn)。 工作臺快速退回。當(dāng)?shù)毒邷p速離開工件，工作臺前進(jìn)行程結(jié)束時，撞塊A、B、B′的B將位置開關(guān)SQ7壓動，其常閉觸頭SQ7-1(109-110)斷開，前進(jìn)中間繼電器KA2斷電釋放。常開觸頭SQ7-2(114-125)閉合，中間繼電器KA6接通。KA2的常閉觸頭(122-123)閉合，使后退中間繼電器KA4獲電吸合。從而使工作臺快速退回。 工作臺后退減速。工作臺快速退回到一定位置，撞塊C、D、D′中的C碰撞壓桿CD，壓下位置開關(guān)SQ11，位置開關(guān)SQ11-2(114-126)閉合，減速繼電器KA7吸合，從而完成工作臺后退減速。 工作臺轉(zhuǎn)為下輪循環(huán)。工作臺后退行程結(jié)束時，撞塊C、D、D′中的D碰撞壓桿CD，壓下位置開關(guān)SQ8，常閉觸頭SQ8-1斷開(109-120)，后退中間繼電器KA4斷電釋放，工作臺后退結(jié)束。KA4的常閉觸頭(112-113)恢復(fù)閉合，使前進(jìn)中間繼電器KA2獲電吸合。同時，位置開關(guān)SQ8-2(114-124)閉合，換向中間繼電器KA5吸合。由于位置開關(guān)SQ11-2(114-126)、KA5的常開觸頭(127-129)閉合，使減速中間繼電器KA7獲電吸合。從而使工作臺重新進(jìn)入慢速前進(jìn)的新一輪循環(huán)。 (2) 工作臺步進(jìn)與步退循環(huán)控制 在需要作工作臺步進(jìn)步退調(diào)整時，工作臺處于停止?fàn)顟B(tài)，(或先按停止按鈕SB10，使工作臺停止。)因此工作臺自開工作聯(lián)鎖繼電器KA3斷電釋放。按下步進(jìn)按鈕SB8，前進(jìn)中間繼電器KA2獲電吸合，工作臺便前進(jìn)，由于KA2不能自鎖，松開SB8，工作臺便停止，從而完成工作臺的步進(jìn)控制。 (3) 工作臺的低速和磨削工作 當(dāng)工作臺前進(jìn)或后退，調(diào)速手柄處于低速位置時，與調(diào)速電位器RP1或RP2聯(lián)動的觸頭KKP3(053-134)或KKP4(053-136)閉合。當(dāng)前進(jìn)繼電器KA2或后退繼電器KA4吸合時，它們的常開觸頭KA2(134-135)或KA4(136-135)就會閉合使低速運行中間繼電器KA8接通，完成工作臺的低速運行控制，其勵磁控制那么已于前述。當(dāng)磨削轉(zhuǎn)換開關(guān)SA7扳到磨削位置，使SA7(138-139)接通時，磨削中間繼電器KA9獲電吸合，與步進(jìn)步退按鈕聯(lián)動的SB8-2、SB12-2(053-137、137-138)可控制磨削的停止。由于低速與磨削繼電器KA8和KA9的常閉觸頭KA8、KA9(129-131)都串接在減速繼電器KA7的線圈回路中，所以低速運行和磨削運行時，KA7都不可能動作。 (八)、抬刀控制電路 工作臺往返行程中，前進(jìn)時進(jìn)行切削加工，后退時是空行程。為了保證工件的加工精度，工作臺后退時應(yīng)將刀具抬起，而在后退換前進(jìn)時再將刀具放下。抬刀的方法有電磁鐵抬刀、油壓抬刀、氣動抬刀及電動抬刀多種。本龍門刨床采用電磁鐵抬刀，各刀架上分別裝有直流抬刀電磁鐵YB1～YB4，由調(diào)壓器調(diào)壓整流供電，電壓正常輸出時指示燈HL1點亮，工作臺自開工作。當(dāng)后退時，后退繼電器KA4通電，前進(jìn)繼電器KA2斷電，常開觸點KA4(153-156)、常閉觸點KA2(156-157)閉合，使抬刀控制接觸器KM得電吸合，常開觸頭KM閉合。由于在加工前，根據(jù)使用的刀架，將對應(yīng)的開關(guān)SA1～SA4扳在“接通〞位置，因此對應(yīng)刀架的抬刀電磁鐵通電，推動頂鎖將刀板頂起。由后退轉(zhuǎn)為前進(jìn)時，前進(jìn)中間繼電器KA2通電，KA2的常閉觸頭(156-157)斷開，抬刀接觸器KM斷電，抬刀結(jié)束。 工作臺后退，抬刀時如為了測量工件尺寸，按下停止按鈕SB10，使工作臺停止。但刀具落下將損壞工作外表或碰壞刀具，應(yīng)使刀板仍處于抬起狀態(tài)。故將觸點KM與KA4并聯(lián)〔153-156〕，起自鎖作用。 (九)、智能考核實際故障設(shè)置說明： 故障點 對應(yīng)坐標(biāo) 故障說明 1、 052-052 控制回路失效，HL2燈不亮。 2、 053-056 電動機M1無法停止。 3、 060-060 交流電機組無法啟動。 4、 072-072 垂直刀架電機不能正轉(zhuǎn)。 5、 053-053 左側(cè)刀架電機不能反轉(zhuǎn)。 6、 091-091 橫梁不能上升。 7、 089-089 左右側(cè)刀架控制無效。 8、 053-104 橫梁不能自動放松。 9、 107-107 工作臺控制無效。 10、 118-118 工作臺控制無效。 11、 123-123 工作臺不能后退。 12、 125-125 工作臺前進(jìn)換相不起作用。 13、 133-133 潤滑泵電動機無法啟動。 14、 139-139 工作臺磨削控制無效。 15、 149-149 直流系統(tǒng)不能正常工作。 16、 152-152 電機組不能正常啟動。 17、 154-154 擴大機不能正常啟動。 18、 153-153 直流系統(tǒng)不能正常工作。 19、 190-190 工作臺調(diào)節(jié)失效。 20、 198-198 擴大機不能正常運轉(zhuǎn)，工作臺操作無效。 〔十〕、B2012A龍門刨床電氣控制線路原理圖：〔附后〕 〔十一〕、B2012A龍門刨床智能考核故障設(shè)置圖：〔附后〕 B2012A龍門刨床智能考核故障設(shè)置圖 (十二)、 龍門刨床典型故障案例 本機床共設(shè)故障16處，均由故障開關(guān)控制。短路故障3處，分別為：Z6,Z12和Z15.各故障點均用故障開關(guān)控制，“0〞位為斷開，“1〞為合上。 1.Z1故障開關(guān)串聯(lián)在直流發(fā)電機G1的進(jìn)線端〔128〕處，即直流發(fā)電機G2(在本設(shè)備中采用高壓器來代替)的電壓輸出端，斷開此開關(guān)，沒有勵磁電源供電，電機G1不能勵磁，直流系統(tǒng)不能正常工作。 2. Z1故障開關(guān)串聯(lián)在KM的一端，斷開磁開關(guān)，工作臺的操作失效。 “200”號線上，斷開此開關(guān)，工作臺的調(diào)節(jié)失效。 4.Z4故障開關(guān)串聯(lián)在KT3線圈回路上，斷開此開關(guān)，KT3在KM2(常閉)閉合時不能正常吸合。 5.Z5故障開關(guān)串聯(lián)在YB1回路上〔本設(shè)備中采用指示燈的亮和滅來代替電磁體吸合〕，斷開此開關(guān)，YB1在工作是不亮。 6.Z6故障開關(guān)與電機控制急停開關(guān)SB1并聯(lián)，合上此開關(guān)，當(dāng)正常工作時，急停開關(guān)SB1不起作用，不能關(guān)斷控制。 7.Z7故障開關(guān)串聯(lián)交流控制線路電源公共端，斷開此開關(guān)，控制回路無電源輸入，即工作臺刀架、橫梁的控制不起作用。 8.Z8故障開關(guān)串聯(lián)在KM1的線圈處，斷開此開關(guān)，按SB2時KM1不能得電吸合，電機組不能正常啟動，整個系統(tǒng)不能工作。 9.Z9故障開關(guān)串聯(lián)KM9回路上，斷開此開關(guān)，KM9無法得點，左側(cè)刀架自動調(diào)整失效。 10.Z10故障開關(guān)串聯(lián)