四工位組合機床動力頭主控制電路的設計

摘 要：四工位組合機床及其自動線在當今機械制造業中扮演著越來越重要的角色。本文對于組合機床的動力頭的主控制電路的設計，分析了系統的主電路及控制電路圖，并根據系統運行要求，確定了機床及控制系統的元件型號。

關鍵詞：組合機床；動力頭；主控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.032

1 引言

組合機床是由一些通用部件和專用部件組成的高效率自動化專用加工設備。組合機床中使用的通用部件，按其功能可分為：動力部分、傳遞部分、支撐部件、控制部件和輔助部件等。動力部件指用來實現主運動和進給運動的部件，包括動力頭和動力滑臺，在動力部件中，能同時完成加工刀具的切削及進給運動的稱為動力頭；而只能完成進給運動的動力部件稱為動力滑臺。

2 總體設計

組合機床的控制系統大多采用機械、液壓、電器、氣壓相結合的控制方式。本設計的機床主要由液壓回轉工作臺和液壓動力頭兩個通用部件組合而成，從而進行控制的，如圖1所示。T1、T2和T3是通用的動力頭，是完成進給運動的動力部件。在動力頭上可以安裝多軸箱，安裝各種切削刀具完成鉆、擴、鉸、鏜、刮端面、倒角、銑削和攻絲等工序。工作臺是以四個位置旋轉，每回轉90°為一個工位，工作臺面上裝有專門的夾具，夾緊被加工的工件。該組合機床的自動工作循環是：花盤上升→花盤轉動→花盤下降→擺動缸復位→松開工件→夾緊工作動力頭快進→動力頭工進→動力頭延時停留→動力頭快退。

3 主電路設計及關鍵元件選型

該機床共有五臺電動機：液壓油泵電動機M1、冷卻泵電動機和三個動力頭電動機M3、M4、M5。五臺電動機均直接啟動，分別由KM1、KM2、KM3、KM4、KM5控制單向運轉，均沒有電氣變速、制動要求，由FR1、FR2、FR3、FR4和FR5作過載保護，FU1、FU2、FU3、FU4和FU5作M1、M2、M3、M4和M5作短路保護，QS為電源引入開關。

五只接觸器工作電壓為交流220V，由控制變壓器TC降壓后提供。直流電器工作平穩，安全且便于操作，但由于電磁鐵線圈的電感量較大，在切換時容易產生電動勢，產生電弧而將電器的觸點灼傷，因此，可以根據需要在電器觸點旁邊并聯電容器保護。下面是主控電路的電路圖，如圖2所示。

電動機的結構型式根據安裝方式的不同，可選為臥式的；也可根據使用環境來選擇電動機的防護型式，當電動機在灰塵多、潮濕或含有腐蝕性氣體的場合應選擇封閉式的，設計中的M2、M3、M4、M5都是采用封閉式的，當有爆炸性的氣體的場合應選用防爆型的電動機，設計中的M1是采用防爆型的。主電路比較簡單，該機床共有五臺電動機：液壓油泵電動機M1、冷卻泵電動機和三個動力頭電動機M3、M4、M5。五臺電動機均直接啟動，分別由KM1、KM2、KM3、KM4、KM5控制單向運轉，均沒有電氣變速、制動要求，由FR1、FR2、FR3、FR4和FR5作過載保護，FU1、FU2、FU3、FU4和FU5作M1、M2、M3、M4和M5作短路保護，QS為電源引入開關。

五只接觸器工作電壓為交流220V，由控制變壓器TC降壓后提供。直流電器工作平穩，安全且便于操作，但由于電磁鐵線圈的電感量較大，在切換時容易產生電動勢，產生電弧而將電器的觸點灼傷，因此，可以根據需要在電器觸點旁邊并聯電容器保護。

4 后續工作展望

確定一個總體方案之后應當選擇電動機，之后設計電氣控制的電路，可以根據需要進行試驗模擬運行，如果達到了設計的指標即可繼續；但如果沒有達到指標，則要返回重新設計電氣控制電路，要多方考慮，嚴謹對待。當電氣控制電路設計需要進行電器設備的選擇并進行一一校核，之后進行電氣設備的施工設計，最終編寫技術資料。

參考文獻：

[1]張建文，徐瓊，馮林.PLC控制系統工作方式的分析和研究[J].華東地質學院學報，2003（03）.

[2]陳富安.數控原理與系統[M].人民郵電出版社，2006.

作者簡介：張繼波（1966-），男，寧夏銀川人，一級實習指導教師，主要從事實驗實習指導工作。endprint