1、 机床电器控制技术 - 1 - 一、设计任务设计任务 设计两面加工组合机床的电气控制线路及其可编程控制器的控制系统。 要求： 1）能按照本组最终要求合理设计继电器电气原理图，PLC 电气原理图，再 做成控制板，最后连线试验。 2）要求上交 1 份设计说明书，2 张图纸，测试结果。 二、组合机床的电气控制线路设计组合机床的电气控制线路设计 2.1 2.1 选择并确定控制方案选择并确定控制方案 组合机床通常是采用多刀、多面、多工序、多工位同时加工，由通用部件和 专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。 它的电气控制线路是将各个部件组 合成一个统一的循环系统。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗
2、孔、攻 螺纹、铣削及磨削等工序。组合机床用于大批量生产。 组合机床的控制系统大多采用机械、液压或气动、电气相结合的控制方式。 其中，电气控制又起着中枢连接的作用。因此，应注意分析组合机床电气控制系 统与机械、液压或气动部分的相互关系。 组合机床组成部件不是一成不变的，它将随着生产力的向前发展而不断更 新，因此与其相适应的电气控制线路也随着更新换代，目前主要有以下两种： 1、机械动力滑台控制线路 机械动力滑台和液压动力滑台都是完成进给运动的动力部件， 两者区别仅在 于进给的驱动方式不同。动力滑台与动力头相比较，前者配置成的组合机床较动 力头更为灵活。在动力头上只能安装多轴箱，而动力滑台还可以安装
3、各种切削头 组成的动力头，用来组成卧式、立式组合机床，以完成钻、扩、铰、镗、刮端面、 倒角和攻螺纹等工序，安装分级进给装置后，也可用来钻深孔。一般机械动力滑 台由滑台、机械滑座及双电动机（快速电动机和进给电动机）传动装置三部分组 成。滑台进给运动的自动循环是通过传动装置将动力传递给丝杆来实现的。 2、液压动力滑台控制线路 液压动力滑台与机械动力滑台在结构上的区别在于： 液压动力滑台的进给运 动的借助压力油通过液压缸的前腔和后腔来实现的。液压动力滑台由滑台、滑座 及液压缸三部分组成，液压缸驱动滑台在滑座上移动。液压动力滑台也具有前面 机械动力滑台的典型自动工作循环过程， 它是通过电气控制线路控制
4、液压系统来 实现的。滑台的工进速度是通过调整节流调速阀进行无级调速的。电气控制一般 机床电器控制技术 - 2 - 采用行程原则、时间原则控制方式及压力控制方式。 组合机床电气控制系统总的特点， 是它的基本电路可根据通用部件的典型控 制电路和一些基本控制环节组成，再按加工、操作要求以及自动循环过程，无须 或只要作少量修改综合而成。 本设计分析对象是由一个液压动力滑台和两个铣削动力头来实现两面加工 的组合机床电气控制电路。 2.2 2.2 确定机床的工作循环确定机床的工作循环 加工时，工件随夹具安装在液压动力滑台上，当发出加工指令后，工作台作 快速进给，工作接近动力头时，工作台改为工作进给速度进给
5、，同时，左铣削动 力头启动加工，当进给到一定位置时，右动力头也启动两面同时加工，直至终点 时工作进给停止，两动力头停转，经死挡铁停留后，液压动力滑台快速退回原位 并停止，工作循环结束。 2.3 2.3 确定液压动力滑台系统的工作过程确定液压动力滑台系统的工作过程 液压系统工作过程如下： （元件动作见表 21） 表 21 元件动作表 工步 YV1 YV2 KP 原位 快进 + 工进 + 死挡铁停留 + /+ 快退 + （1）快速趋进 液压泵电动机启动后，按下 SB3 按钮发出滑台快速移动信号，KA1 吸合，电 磁铁 YV1 得电，三位五通电磁阀向右移，控制油路开通，控制三位五通液控换向 阀向右移
6、，接通工作油路，压力经过行程阀进入液压缸大腔，而小腔内回油经过 三位五通液控换向阀、单向阀、行程阀再进入大腔，液压缸体、滑台、工件向前 快速移动。 （2）工作进给 滑台快速移动到工件接近铣削动力头时，滑台上的挡铁压下行程阀，切断压 力油通路，此时压力油只能通过调速阀进入液压缸大腔，减少进油量，降低滑台 机床电器控制技术 - 3 - 移动速度，滑台转为工进进给。此时由于负载增加，工作油路油压升高，顺序阀 打开， 液压缸小腔的回油不再经单向阀流入液压缸大腔， 而是经顺序阀流回油箱。 （3）死挡铁停留 液压动力滑台工作进给结束时（铣削加工完成） ，滑台撞上死挡铁，停止前 进，但油路仍处于工作进给状态，液压缸大腔内继续进油，至使油压升高，压力 继电器 KP 动作。 （4）快速退回停于原位 死挡铁停留，压力继电器 KP 动作，其常闭触点打开，使电磁铁 YV1 失电 ， KP 常开触点闭合，电磁铁 YV2 得电，三位五通电磁阀左移，控制油控制阀左移， 工作压力油直接进入液压缸小
