2.4　典型機床控制電路

在現代生產機械設備中，電氣控制系統是重要的組成部分。本節將通過分析典型機床的電氣控制電路，進一步介紹電氣控制電路的組成以及各種基本控制電路在具體系統中的應用。同時，介紹分析電氣控制電路的方法，使讀者從中找出規律，逐步提高閱讀電氣控制電路圖的能力。

2.4.1　CA6140車床控制電路

CA6140車床是一種應用極為廣泛的金屬切削通用機床，它能夠車削外圓、內圓、端面、螺紋、螺桿以及定型表面等。該車床的型號含義如下所述：

（1）主要結構及運動形式

CA6140型車床的外形如圖2-21所示。

車床的運動形式有切削運動、進給運動、輔助運動。切削運動包括卡盤帶動工件旋轉的主運動和刀具的直線進給運動；進給運動是刀架帶動刀具的直線運動；輔助運動有尾架的縱向移動，以及工件的夾緊與放松等。

（2）電路工作原理

圖2-22所示為CA6140車床電路原理圖。機床電路一般比電力拖動基本環節電路復雜，為便于讀圖，分析、查找圖中電氣元件及其觸點的位置，機床電路圖的表示方法有自己的特點，見圖中引出標示。

①主電路　主電路有三臺電動機，均為正轉控制。主軸電動機M1由交流接觸器KM控制，帶動主軸旋轉和工件做進給運動；冷卻泵電動機M2由中間繼電器KA1控制，輸送切削冷卻液；刀架快速移動電動機M3由KA2控制，在機械手柄的控制下帶動刀架快速做橫向或縱向進給運動。主軸的旋轉方向、主軸的變速和刀架的移動方向均由機械控制。

主軸電動機M1和冷卻泵電動機M2設過載保護，FU1作為冷卻泵電動機M2、快速移動電動機M3、控制變壓器TC初級的短路保護。

提示：機床電路的讀圖應從主電路著手，根據主電路電動機控制形式，分析其控制內容，包括啟動方式、調速方法、制動控制和自動循環等基本控制環節。

②控制電路

? 機床電源引入的操作步驟如下所述：

正常工作狀態下，SB和SQ2處于斷開狀態，QF線圈不通電。打開配電箱壁龕門時，SQ2恢復閉合，QF線圈得電，斷路器QF自動斷開，切斷電源進行安全保護。控制回路的電源由控制變壓器TC二次側輸出110V電壓，FU2為控制回路提供短路保護。

? 主軸電動機的控制

M1啟動的步驟如下所述：

M1停止的步驟如下所述：

按下SB1KM線圈失電KM觸點復位M1失電停轉。

FR1作為主軸電動機的過載保護裝置。

? 快速移動電動機M3控制　刀架快速移動電動機M3的啟動，由安裝在刀架快速進給操作手柄頂端的按鈕SB3點動控制。

? 冷卻泵電動機M2的控制　冷卻泵電動機M2與主軸電動機M1采用順序控制，只有當接觸器KM得電，主軸電動機M1啟動后，轉動旋鈕開關SB4，中間繼電器KA1線圈得電，冷卻泵電動機M2才能啟動。KM失電，主軸電動機停轉，M2自動停止運行。FR2為冷卻泵電動機提供過載保護。

? 照明、信號回路　控制變壓器TC的二次側輸出的24V、6V電壓分別作為車床照明、信號回路電源，FU4、FU3分別為其各自回路提供短路保護。

提示：可按控制功能的不同，將控制電路劃分成若干控制環節進行分析，采用“化零為整”的方法；在分析各控制環節時，應注意各環節之間的聯鎖關系，再“積零為整”，對整體電路進行分析。

2.4.2　M7130型平面磨床控制電路

平面磨床是用砂輪磨削加工各種零件的平面。M7130型平面磨床是平面磨床中使用較普遍的一種機床。該磨床操作方便，磨削精度和光潔度都比較高，適于磨削精密零件和各種工具，并可作鏡面磨削。

M7130磨床型號含義如下所述：

（1）主要結構及運動形式

M7130型平面磨床是臥軸矩形工作臺式，其結構如圖2-23所示，主要由床身、工作臺、電磁吸盤、砂輪架（又稱磨頭）、滑座和立柱等部分組成。它的主運動是砂輪的快速旋轉，輔助運動是工作臺的縱向往復運動以及砂輪的橫向和垂直進給運動。工作臺每完成一次縱向往返運動，砂輪架橫向進給一次，從而連續地加工整個平面。當整個平面磨完一遍后，砂輪架在垂直于工件表面的方向移動一次，稱為吃刀運動。通過吃刀運動，將工件尺寸磨到所需的尺寸。

（2）電路工作原理

M7130型平面磨床的電路圖如圖2-24所示。

①主電路　主電路中有三臺電動機，M1為砂輪電動機，M2為冷卻泵電動機，M3為液壓泵電動機，它們共用一組熔斷器FU1作為短路保護。砂輪電動機M1用接觸器KM1控制，用熱繼電器FR1進行過載保護。由于冷卻泵箱和床身是分裝的，所以冷卻泵電動機M2通過接插器X1和砂輪電動機M1的電源線相連。冷卻泵電動機的容量較小，沒有單獨設置過載保護。液壓泵電動機M3由接觸器KM2控制，由熱繼電器FR2做過載保護。

②控制電路

? 電磁吸盤電路　電磁吸盤電路包括整流電路、控制電路和保護電路三部分。

整流變壓器T1將220V交流電壓降為145V，經橋式整流器VC輸出110V直流電壓。

QS2是電磁吸盤YH的轉換開關（又叫退磁開關），有“吸合”、“放松”和“退磁”三個位置。控制過程如下：

如果有些工件不易退磁，可將附件退磁器的插頭插入插座XS，使工件在交變磁場的作用下退磁。

若將工件夾在工作臺上，而不需要電磁吸盤時，應將電磁吸盤YH的X2插頭從插座上拔下，同時將轉換開關QS2扳到“退磁”位置，這時接在控制電路中QS2的常開觸頭（3—4）閉合，接通電動機的控制電路。

電磁吸盤的保護電路由放大電電阻R3和欠電流繼電器KA組成。電阻R3是電磁吸盤的放電電阻。因為電磁吸盤的電感很大，當電磁吸盤從“吸合”狀態轉變為“放松”狀態的瞬間，線圈兩端將產生很大的自感電動勢，使線圈或其他電器由于過電壓而損壞。電阻R3的作用是在電磁吸盤斷電瞬間給線圈提供放電通路，吸收線圈釋放的磁場能量。欠電流繼電器KA用以防止電磁吸盤斷電時工件脫出發生事故。

電阻R1與電容器C的作用是防止電磁吸盤回路交流側的過電壓。熔斷器FU4為電磁吸盤提供短路保護。

? 液壓電動機控制　在QS2或KA的常開觸頭閉合情況下，按下SB3KM2線圈通電，其輔助觸頭（7—8）閉合自鎖M3旋轉。

如需液壓電動機停止，按停止按鈕SB4即可。

? 砂輪和冷卻泵電動機控制　在QS2或KA的常開觸頭閉合情況下，按下SB1KM1線圈通電，其輔助觸頭（5—6）閉合自鎖M1和M2旋轉。

如需砂輪和冷卻泵電動機停止，按SB2即可。

? 照明電路　照明變壓器T2將380V交流電壓降為36V安全電壓供給照明電路。EL為照明燈，一端接地，另一端由開關SA控制。熔斷器FU3用作照明電路的短路保護。