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项目六 X62W万能铣床控制电路分析与故障排除
6.1 项目导入
铣床主要由床身、主轴部件、主传动装置、变速操纵机构、悬梁、刀杆支架、铣刀、导轨、升降台、进给运动和快速移动的传动装置及其操纵机构等构成。
6.1.1 主要结构和运动形式
X62W万能铣床的运动形式
主运动：主轴带动刀杆和铣刀的旋转运动；
进给运动：包括工作台带动工件在水平的纵向、横向及垂直方向三个方向的运动；
辅助运动：包括工作台在三个方向的快速移动。
图示为X62W万能铣床的几种主要的加工形式的主运动和进给运动示意图。
6.1.2 X62W万能铣床对电气控制的要求
1.主轴电动机的拖动形式
主轴电动机通过主轴变速箱驱动主轴旋转，并由齿轮变速箱变速，以适应铣削工艺对转速的要求，电动机则不需要调速。由于铣削分为顺铣和逆铣两种加工方式，分别使用顺铣刀和逆铣刀，所以要求主轴电动机能够正反转，但只要求预先选定主轴电动机的转向，在加工过程中则不需要主轴反转。又由于铣削是多刃不连续的切削，负载不稳定，所以主轴上装有飞轮，以提高主轴旋转的均匀性，消除铣削加工时产生的振动，这样主轴传动系统的惯性较大，因此还要求主轴电动机在停机时有电气制动。
进给电动机作为工作台进给运动及快速移动的动力，要求能够正反转，以实现三个方向的正、反向进给运动；通过进给变速箱，可获得不同的进给速度。为使主轴和进给传动系统在变速时齿轮能够顺利地啮合，要求主轴电动机和进给电动机在变速时能够稍微转动一下，即带有变速冲动。
冷却泵电动机只要求单向旋转。
三台电动机之间要求有联锁控制，即在主轴电动机启动之后另两台电动机才能启动运行。
铣床的电气控制要求
（1）铣床的主运动由一台笼型异步电动机拖动，直接启动，能够正反转，并设有电气制动环节，能进行变速冲动。
（2）工作台的进给运动和快速移动均由同一台笼型异步电动机拖动，直接启动，能够正反转，也要求有变速冲动环节。
（3）冷却泵电动机只要求单向旋转。
（4）三台电动机之间有联锁控制，即主轴电动机启动之后，才能对其余两台电动机进行控制。
6.2.1 X62W万能铣床的电气控制电路
6.2相关知识
万能铣床的电气控制电路有多种，上图所示是经过改进的电路，为X62W型卧式和X53K立式两种万能铣床通用。
X62W万能铣床控制电路的主电路分析
电源引入开关及全电路的短路保护
主轴电动机M1的运行由接触器KM1控制，由换相开关SA3预选转动方向。
冷却泵电动机M3由QS2控制其单向旋转，但必须在M1启动后才能运行。
进给电动机M2由KM3和KM4控制其正反转。
三台电动机的过载保护由3个热继电器提供。
X62W万能铣床控制电路的分析
控制电路由变压器TC1提供110V工作电压
FU4提供变压器二次侧的短路保护。
主轴制动以及工作台常速进给和快速进给分别由控制电磁离合器YC1、YC2和YC3实现。
FU2和FU3分别提供交直流侧短路保护。
主轴电动机M1的控制：M1由交流接触器KM1控制，为操作方便，在机床的不同位置各安装了一套启动和停机按钮：SB2和SB6装在床身上，SB1和SB5装在升降台上。对M1的控制包括有主轴的启动、停机制动、换刀制动和变速冲动。
X62W万能铣床控制电路的分析
停车与制动：
按下SB5或SB6→SB5或SB6动断触点断开（3-5或1-3）→KM1线圈断电，M1停车→SB5或SB6动合触点闭合（105-107）制动电磁离合器YC1线圈通电→M1制动。
制动电磁离合器YC1装在主轴传动系统与M1转轴相连的第一根传动轴上，当YC1通电吸合时，将摩擦片压紧，对M1进行制动。停转时，应按住SB5或SB6直至主轴停转才能松开，一般主轴的制动时间不超过0.5s。
主轴的变速冲动：
主轴的变速是通过改变齿轮的传动比实现的。在需要变速时，将变速手柄拉出，转动变速盘至所需的转速，然后再将变速手柄复位。在手柄复位的过程中，瞬间压动了行程开关SQ1，手柄复位后，SQ1也随之复位。在SQ1动作的瞬间，SQ1的动断触点（5-7）先断开其他支路，然后动合触点（1-9）闭合，点动控制KM1，使M1产生瞬间的冲动，利于齿轮的啮合。如果点动一次齿轮还不能啮合，可重复进行上述动作。
主轴换刀控制：
在上刀或换刀时，主轴应处于制动状态，以避免发生事故。只要将换刀制动开关SA1拨至“接通”位置，其动断触点SA1-2（4-6）断开控制电路，保证在换刀时机床没有任何动作；其动合触点SA1-1（105-107）接通YC1，使主轴处于制动状态。换刀结束后，要记住将SA1扳回“断开”位置。
X62W万能铣床控制电路的分析
进给运动控制：
工作台的进给运动分为常速（工作）进给和快速进给，常速进给必须在M1启动运行后才能进行，而快速进给属于辅助运动，可以在M1不启动的情况下进行。工作台在6个方向上的进给运动是由机械操作手柄带动相关的行程开关SQ3～SQ6，通过控制接触器KM3、KM4来控制进给电动机M2正反转来实现的。行程开关SQ5和SQ6分别控制工作台的向右和向左运动，而SQ3和SQ4则分别控制工作台的向前、向下和向后、向上运动。
圆工作台的控制：
使用圆工作台时，将控制开关SA2扳至“接通”的位置，此时SA2-2接通，而SA2-1、SA2-3断开。在主轴电动机M1启动的同时，KM3线圈经（13-15-17-19-29-27-23-25）的路径通电，使M2正转，带动圆工作台旋转运动。由KM3线圈的通电路径可见，只要扳动工作台进给操作的任何一个手柄，SQ3～SQ6其中一个行程开关的动断触点断开，都会切断KM3线圈支路，使圆工作台停止运动，保证了工作台的进给运动和旋转运动不会同时进行。
X62W万能铣床照明电路的控制
万能铣床的照明灯EL由照明变压器TC3提供24V的工作电压，SQ4为灯开关，熔断器FU5提供照明电路的短路保护。
6.2.2 X62W万能铣床常见电气故障的诊断与检修
1. 主轴电动机控制电路故障
（1）M1不能启动
从主电路到控制电路进行检查，即由电源、QSl、FUl、KMl的主触点、FR1到换相开关SA3顺序检查，因M1的容量较大，应注意检查KM1的主触点、SA3的触点有无被熔化，有无接触不良。此外，如果主轴换刀制动开关SAl仍处在“换刀”位置，SAl-2断开；或者SAl虽处于正常工作位置，M1也无法启动。
（2）M1停车时无制动
重点检查电磁离合器YCl。如YCl线圈有无断线、接点有无接触不良，整流电路有无故障等等。此外还应检查控制按钮SB5和SB6。
如果在M1停车时主轴的制动正常，而在换刀时制动不正常，从电路分析可知应重点检查制动控制开关SAl。
故障的主要原因可能是：KMl主触点熔焊。如果在按下停车按钮后，KMl不释放，则可断定故障是由KMl主触点熔焊引起的。应注意此时电磁离合器YCl正在对主轴起制动作用，会造成M1过载，并产生机械冲击。一旦出现上述情况，应马上松开停车按钮，进行检查，否则会很容易烧坏电动机。
（3）主轴换刀无制动
（4）按下停车按钮后M1不停
主轴变速行程开关SQ1频繁动作后，易造成开关位置移动、开关底座撞碎或触点接触不良，均可造成主轴变速时无瞬时冲动。
（5）主轴变速时无瞬时冲动
2. 工作台进给控制电路故障
应先对横向进给和垂直进给进行试验检查，如果正常，则说明进给电动机M2、主电路、接触器KM3、KM4及与纵向进给相关的公共支路都正常，就应重点检查行程开关SQ2-1、SQ3-2及SQ4-2，即接线端编号为13-15-17-19的支路，因为只要这三对动断触点之中有一对不能闭合、接触不良或者接线松脱，纵向进给就不能进行。同时，可检查进给变速冲动是否正常，如果正常，则故障范围已缩小到在SQ2-1及SQ5-1、SQ6-1上了，一般情况下SQ5-1、SQ6-1两个行程开关的动合触点同时发生故障的可能性较小，而SQ2-1由于在进给变速时，常常会因用力过猛而容易损坏，所以应先检查它。
（1）工作台不能纵向进给
首先进行进给变速冲动试验，若进给变速冲动正常，则可排除与向上进给控制相关的支路13-27-29-19存在故障的可能性；再进行向左方向进给试验，若又正常，则又排除19-21和31-33-12支路存在故障的可能性。这样，故障点就已缩小到SQ4-1的范围内，例如，可能是在多次操作后，行程开关SQ4因安装螺丝松动而移位，造成操纵手柄虽已到位，但其触点SQ4-1（21-31）仍不能闭合，因此工作台不能向上进给。
（2）工作台不能向上进给
可先进行进给变速冲动和圆工作台的控制试验，如果都正常，则故障可能在圆工作台控制开关SA2-3及其接线（19-21）上；但若变速冲动也不能进行，则要检查接触器KM3能否吸合，如果KM3不能吸合，除了KM3本身的故障之外，还应检查控制电路中有关的电器部件、接点和接线，如接线端2-4-6-8-10-12、7-13等部分；若KM3能吸合，则应着重检查主电路，包括M2的接线及绕组有无故障。
（3）工作台各个方向都不能进给
如果工作台的常速进给运行正常，仅不能快速进给，则应检查SB3、SB4和KM2，如果这三个电器无故障，电磁离合器电路的电压也正常，则故障可能发生在YC3本身，常见的有YC3线圈损坏或机械卡死、离合器的动、静摩擦片间隙调整不当等。
（4）工作台不能快速进给
6.3 技能训练
6.3.1 训练任务及要求
01
训练任务
X62W万能铣床控制电路的安装与调试。
02
训练要求
①查询了解万能铣床的常见故障及检修方法；
②能正确安装和调试万能铣床的控制电路，参照图8.3。
③以万能铣床为训练背景，教师设置2~3处故障，学生自行检查、诊断，并能正确处理和顺利排除故障。
6.3.2 设备与器材
序号 名称 型号与规格 单位 数量
1 工具、仪表 验电笔、钢丝钳、螺丝刀、电工刀、尖嘴钳、活扳手、万用表等 套 1
2 线路板 X62W万能铣床电器安装及配线板 面 1
3 低压断路器 DZ10-100 只 1
4 熔断器 RL7-15/4 个 6
5 控制按钮 LA10-3H 个 3
6 接触器 CJ20-10（线圈电压380V） 个 3
7 热继电器 JR16-20/30 个 2
8 开关 HZ10系列 个 2
9 信号灯 ND16系列 只 2
9 导线 BV2.5、BVR-1 米 若干
10 电动机 根据本校实习设备选定 台 3
6.3.3 实训步骤
制作配电板→安装元器件 →连接主回路 →连接控制回路 →对照电气原理图和安装接线图检查主回路和控制回路 →通电调试 →通过验收。
不可带电安装设备或连线，断开电源后才能进行故障处理，通电检查和试车时必须通知指导及附近人员，在有指导教师现场监护情况下才能通电试车。
注意：
5.3.4 实训评分
1.分组考核（成绩占50%）
按照实训步骤分步考核，考查实训任务完成的进度、质量及创新点。
2.单独考核（成绩占40%）
按项目考核，考查相关技能掌握的程度。
3.综合素质考核（成绩占10%）
按实训过程考核，考查安全、卫生、文明操作及团队协作精神。
本项目学习结束。Goodbye!

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