铣床电气控制系统设计.doc

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1、....一、控制对象（铣床）描述（一）简介在金属切削机床中，铣床的数量占有非常大的比例。铣床可用来加工平面、斜面、沟槽等。装上分度头，可以铣切直齿轮和螺旋面。若装上圆工作台，可铣切凸轮和弧形槽。以常用的立铣和卧铣来说，刀具(铣刀)的旋转运动称为主运动，工件(工作台)的移动或进给箱的移动称为进给运动，辅助运动有工作台的快速移动及工作台的旋转运动。主运动与进给运动没有比例协调的要求，为缩短传动链和便于分别控制，大多数铣床将主轴和工作台分别用单独的电机拖动，对于中小型铣床来说，一般用普通三相异步电动机

2、拖动。铣床（millingmachine）系指主要用铣刀在工件上加工各种表面的机床。通常铣刀旋转运动为主运动，工件（和）铣刀的移动为进给运动。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。（二）机床结构及工作要求万能铣床具有主轴转速高，调速围宽，操作方便，工作台能自动循环加工等特点，其结构如图A所示。主要由底座，床身，悬梁，刀杆支架，工作

3、台，溜板和升降台等部分组成。..专业.......图1卧式万能铣床外形结构图1-底座2-主轴电动机3-床身4-主轴5-悬梁6-刀杆挂脚7-工作台8-工作台左右进给操作手柄9-滑座10-工作台前后上下操作手柄11-进给变手柄及变速盘12-升降工作台13-进给电动机14-主轴变速盘15-主轴变速手柄铣削加工方式有逆铣与顺铣。顺铣时，铣刀正向安装，要求主轴电动机正向旋转；逆铣时因加工需要，铣刀需反向安装，同时要求主轴电动机反向旋转。当铣削方向确定后，在铣削加工过程中则不需要改变旋转方向。因此，对主轴电

4、动机的控制要在加工之前选择好转向(正向或反向)，而后起动加工。铣刀是一种多刃刀具，其切削过程是断续的，负载随时间波动，造成电机拖动的不平衡，为了减小负载波动的影响，在主轴上采用飞轮增加惯量，这样又引起主轴在停车时的惯性大，停车时间较长，影响生产效率，为了实现能快速停车的目的，主轴都采用了制动停车方式。..专业.......铣削时根据工件的加工要求，有纵向、横向和垂直三个方向的进给运动，由一台电动机拖动。进给运动的方向，是通过操作选择运动方向的手柄与开关，配合进给施动电动机的正、反转来实现的。为了

5、保证机床、刀具的安全，在铣削加工时只允许工件作一个方向的进给运动。在使用圆工作台加工时，不允许工件作纵向、横向和垂直方向的进给运动。为此，各向进给运动之间应具有联锁环节。铣削加工中，为了提高停车位置的准确性，也可采用制动方法。铣床主运动和进给运动间没有比例协调的要求，但从机械结构的合理性考虑，应采用两台电动机单独拖动。在铣削加工中，为了不使工件与铣刀碰撞而造成事故，要求进给运动一定要在铣刀旋转后才能进行，铣刀停止旋转，进给运动就应该停止或同时停止。因此，要求进给运动电动机与主轴电动机之间要有可靠

6、的联锁。为了适应各种不同的铣削加工要求，铣床主轴及进给运动都应具有一定的调速围。为了使齿轮在变速时易于相互啮合，要求主轴电动机和进给施动电动机都应具有变速冲动控制电路。为了使操作者能在铣床的正面、侧面方便地操作，对主轴的起动、停止，工作台进给运动选向及快速移动等的控制，设置了多地点控制方案。为保证加工质量相机床设备的安全，要求控制系统中应具有较完善的联锁保护环节。铣削加工中，根据不同的工件材料，也为了延长刀具寿命和提高加工质量，需要切削液对工件刀具进行冷却润滑，而有时又不采用，因此，采用转换开关

7、控制冷却泵电动机单向旋转。此外，还应配有安全照明电路。为了使操作者能在铣床的正面、侧面方便地操作，对主轴的起动、停止，工作台进给运动选向及快速移动等的控制，设置了多地点控制方案。为保证加工质量相机床设备的安全，要求控制系统中应具有较完善的联锁保护环节。工作原理：铣刀装在与主轴连在一起的刀杆支架上，在床身的前面有垂直导轨，升降台沿其上下移动；在升降台上面的水平导轨上，装有可在平行与主轴轴线方向移动（横向移动）的溜板，在溜板上部转动部分的导轨上可作垂直与主轴轴线方向的移动（纵向移动），这样，工作台上

8、的工件就可以在六个方向（上，下，左，右，前，后）进给。为了加快调整工件与刀具之间的相对位置，可以改变传动比，使工作台在六个方向上作快速移动。此外，由于转动部分相对于溜板可绕垂直轴线左，右转一个角度（通常为45度），因此可以加工螺旋槽。工作台上还可以安装圆工作台以扩大铣削能力。由上述可知，万能铣床的运动方式有：主运动：铣刀的旋转。进给运动：工作台在六个方向上的运动。..专业.......辅助运动：工作台在六个方向上的快速运动。二、铣床系统的电气控制电路设计（一）电气传动的特点及控制要求（1）铣床的