数控机床电气控制线路识读

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　一、XK714A数控铣床电气控制
5 t/ F$ c/ e& }　　XK714A数控铣床工作台左右运动为X坐标，前后运动为Y坐标，均由GK6062-6AF31交流永磁伺服电动机通过同步齿形带、带轮、滚珠丝杠和螺母实现；主轴箱上下运动为Z坐标，其运动由GK6063-6AF31带抱闸的交流永磁伺服电动机通过同步齿形带、带轮、滚珠丝杠和螺母实现。
, H3 u) u: m( w% h2 T& i　　机床主轴旋转运动则由YPNC-50-5.5-A主轴电动机经同步带及带轮传至主轴。主轴电动机为变频调速三相异步电动机，由数控系统控制变频器的输出频率实现主轴无级调速。
　　1.  动力电路
　　图1是XK714A数控铣床的380V动力电路。图中QF1、QF3、QF2、QF4分别为电源总开关以及主轴强电、伺服强电、冷却电动机所在电路的断路器，在各自的电路中起接通电源及短路保护、过流保护等作用，其中QF4断路器还带有辅助触头，该触头信号输入到PLC中作为报警信号。
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图1  XK714A数控铣床动力电路
8 j0 Z) W; ?) e. O6 x8 ~  Q　　KM1、KM2、KM3分别为控制伺服电动机、主轴电动机、冷却泵电动机的交流接触器的主触头，分别控制相应的电动机。TC1则是将380V电压变换为交流220V电压的主变压器，采用三角-星连接，输出的220V交流电供给伺服电源模块。
& }' t- s  l  c, U　　RC1、RC2、RC5为阻容吸收器，当相应的电路断开后，可吸收伺服电源模块、主轴变频器、冷却电动机的瞬时释放能量，进行过电压保护。
　　2.  电源控制线路
6 G' p5 C1 ~: j' i5 s　　图2是XK714A数控铣床的电源控制线路。图中TC2是控制变压器，一次侧接入来自动力电路U、V端的AC380交流电源，二次侧则输出AC110V、AC24V 、AC220V三路。
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图2  XK714A数控铣床电源控制线路
; G8 R1 z% R! {  R6 ^　　AC110V供给交流控制线路、电柜热交换器电源； AC24V 供给工作灯线路；AC220V供给主轴风扇电动机、润滑电动机和24V直流稳压电源VC1，并通过低通滤波器滤波后再供给伺服模块、电源模块和24V直流稳压电源VC2。
　　VC1直流稳压电源将给数控装置、PLC输入输出接口、24V继电器线圈、伺服模块、电源模块、吊挂风扇提供电源；VC2直流稳压电源则给Z轴电动机提供24V的Z轴抱闸装置。QF7、QF10、QF11单极断路器为各自所在支路提供短路保护。
* I: [! G$ w: N　　3.  交直流控制线路
9 o( t; b; U1 Y( ]8 x　　图3是XK714A数控铣床的直流控制线路， KA1~KA9等继电器线圈的通断状态由PLC的输出信号控制。
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) I/ c, f2 ~2 p8 m/ g图3  XK714A数控铣床直流控制线路
- o: U/ V! T$ h3 i1 A　　图4是XK714A数控铣床交流控制线路，所需110V电源由电源控制电路接入，线路中与KM1、KM2、KM3接触器线圈并联连接的RC4、RC5、RC6为RC阻容吸收器。
　　
图4  XK714A数控铣床交流控制线路
0 S5 ~3 x" h5 J/ A# E　　1．主轴电动机控制
　　直流控制线路中，当X、Y、Z、W各轴的正负限位开关未被压下、伺服未报警（即伺服OK有信号）、SB1急停开关未被压下、主轴未报警时（110外部允许有信号），直流24V继电器的线圈KA2、KA3通电伺服允许支路中的常开辅助触头KA2、KA3闭合，一旦PLC输出伺服强电允许信号，KA1直流24V继电器线圈立即通电，交流控制线路中的KA1常开触头闭合，使KM1、KM2线圈通电，机床动力电路中因主轴强电电路中的QF3合上、KM2主触头闭合，380V三相交流供给主轴变频器。
　　当PLC发出Y10主轴正转（或Y11主轴反转）信号以及主轴转速指令时，代表主轴转速的直流电压值就会送入主轴变频器，主轴变频器按代表主轴转速的直流电压值控制主轴转速进行正转（或反转）起动。
5 G) y0 {6 }3 r  G0 Z; H　　主轴正转（或反转）起动至指定转速时，主轴变频器输出主轴速度到过信号给PLC，完成主轴起动过程。主轴的起动时间、制动时间由主轴变频器内部参数设定。
　　2．冷却电动机控制
　　当有手动或自动冷却指令时，PLC将输出Y05有效的信号，直流控制线路中的KA6直流24V继电器线圈通电，交流控制线路中因KA6常开辅助触头闭合而使KM3线圈通电，导致动力电路中的KM3主触头闭合，若QF4低压断路器合上，则冷却泵电动机M2起动带动冷却泵工作。
　　3．换刀控制
　　当有手动或自动刀具松开指令时，PLC将输出Y06有效信号，直流控制线路中的KA4直流24V继电器线圈通电，最终将使刀具松/紧电磁阀通电，刀具松开，此时可手动将刀具拔下。
　　延时一段时间后，PLC将输出Y12有效信号，直流控制线路中的KA7直流24再经一段时间延时，PLC输出Y12撤消信号，主轴吹气电磁阀断电，此时可将加工所需刀具放入主轴锥孔。然后机床CNC装置控制PLC输出Y06撤消信号，使刀具松/紧电磁阀断电，刀具重新夹紧而完成装刀过程。 V继电器线圈通电，导致主轴吹气电磁阀通电，清除主轴锥孔内灰尘。
. X+ a1 }! _9 s8 Y; c& |　　二、工作任务
. x- Z; O9 p* ~( J/ f: C　　叙述数控铣床电气控制线路的控制原理；识读数控机床电气控制线路。
5 p1 Z8 Q8 {5 u; `) @　　资讯：叙述数控铣床电气控制线路的控制原理
5 J  I3 ~/ F. X: ?# Y; n$ t, x　　决策：确定数控铣床电气控制线路识读的内容
　　计划：确定电气总图及各控制回路图识读步骤及控制逻辑分析内容
　　实施：完成数控铣床电气控制线路识读，撰写数控铣床电气控制线路识读报告
7 g7 y& Q8 _) D6 `# j3 W( q　　检查：检查识读内容的完整性与正确性
" d+ e. {  `9 S0 Y) ~. R　　评估：分组评估
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/ B7 N0 D5 }/ T  i5 _; D0 S　　附1：典型数控铣床数控系统电气原理总图-电源
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　　附2：数控铣床数控系统电气原理图—主轴单元
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　　附3：数控铣床数控系统电气控制原理图—伺服驱动电路
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文章关键词： 数控机床