第四节 点动控制和联动控制线路分析
一、点动控制线路分析
机床在正常加工时需要连续不断工作,即所谓长动。所谓点动,即按按钮时电动机转动工作,手放开按钮时,电动机即停止工作。点动用于机床刀架、横梁、立柱的快速移动,机床的调整对刀等。
图4-13(a)所示为用按钮实现点动的控制线路;图4-13(b)所示为用开关实现点动的控制线路;图4-13(c)所示为用中间继电器实现点动的控制线路。
图4-13 点动控制线路
长动与点动的主要区别是控制电器能否自锁。
二、联锁或互锁线路分析
1.联锁
在机床控制线路中,经常要求电动机有顺序的启动,如某些机床主轴必须在液压泵工作后才能工作,龙门刨床工作台移动时,导轨内必须有足够的润滑油;在铣床的主轴旋转后,工作台方可移动,都要求有联锁关系。
如图4-14所示,接触器KM2必须在接触器KM1工作后才能工作,即保证了液压泵电动机工作后主电动机才能工作的要求。
图4-14 电动机的联锁
2.互锁
互锁实际上是一种联锁关系,其所以这样称谓,是为了强调触点之间的互锁作用。例如,常有这种要求,两台电动机M1和M2不准同时接通,如图4-15所示,KM1动作后,它的动断触点会将KM2接触器的线圈断开,这样就抑制了KM2再动作,反之也一样,此时,KM1和KM2的两对动断触点,常称作“互锁”触点。
图4-15 两台电动机的联锁控制
这种互锁关系在电动机正反转线路中,可保证正反向接触器KM1和KM2主触点不能同时闭合,以防止电源短路。
在操作比较复杂的机床中,也常用操作手柄和行程开关形成联锁。下面以X62W铣床进给运动为例讲述这种联锁关系。
铣床工作台可做纵向(左右)、横向(前后)和垂直(上下)方向的进给运动。
由纵向进给手柄操作纵向运动,横向与垂直方向的运动由另一进给手柄操纵。
铣床工作时,工作台的各向进给是不允许同时接通的,因此各方向的进给运动必须互相联锁。实际上,操纵进给的两个手柄都只能扳向一种操作位置,即接通一进给,因此只要使两个操作手柄有同时起到操作的作用,就达到了联锁的目的。通常采取的电气联锁方案是:当两个手柄同时扳动时,就立即切断进给电路,可避免事故。
图4-16所示是有关进给运动的联锁控制线路。图中KM4、KM5是进给电动机正反转接触器。现假如纵向进给手柄已经扳动,则ST1或ST2已被压下,此时虽将下一条支路(34-44-12)切断,但由于上面一条支路(34-44-12)仍接通,故KM4或KM5仍能得电。如果再扳动横向垂直进给手柄而使ST3或ST4也动作时,上面一条支路(34-19-12)也将被切断。因此接触器KM4或KM5将失电。使进给运动自动停止。
图4-16 X62W铣床进给运动的联锁控制线路
KM5是主电动机接触器,只有KM3得电主轴旋转后,KM3动合辅助触点(4-34)闭合才能接通进给回路。主电动机停止,KM3(4-34)打开,进给也自动停止。这种联锁以防止工作或机床受到损伤。
三、多点控制线路分析
多点控制线路分析如下。
为了达到两个地点同时控制一台电动机的目的,必须在另一个地点再装一组启动停止按钮。在图4-17中SB11、SB12为甲地启动,停止按钮。SB21、SB22为乙地启动,停止按钮。
图4-17 三相异步电动机多地控制原理图
四、工作循环自动控制分析
1.正反向自动循环控制
许多机床的自动循环控制都是靠行程控制来完成的。某些机床的工作台要求正反向运动自动循环,图4-18所示是龙门刨工作台自动正反向控制线路,用行程开关ST1、ST2作主令信号进行自动转换。
图4-18 正反向运动的自动循环
线路工作过程如下:按启动按下SB2,KM1得电,工作台前进,当达到预定行程后(可通过调整挡块位置来调整行程),挡块1压下ST1,ST1动断触点断开,切断接触器KM1,同时ST1动合触点闭合,反向接触器KM2得电,工作台反向运行。当反向到位,挡块2压下ST2,工作台又转到正向运动,进行下一个循环。
行程开关ST3、ST4分别为正向、反向终端保护行程开关,以防ST1、ST2失灵时,工作台从床身上滑出的危险。
2.动力头的自动循环控制
图4-19所示为动力头的行程控制线路,它也是由行程开关按行程来实现动力头的往复运动的。
图4-19 动力头行程控制线路
此控制线路完成了这样一个工作循环,首先使动力头Ⅰ由位置b移到位置a停下,然后动力头Ⅱ由位置c移到位置d停住;接着使动力头Ⅰ和动力头Ⅱ同时退回原位停下。
限位开关ST1、ST2、ST3、ST4分别装在床身的a、b、c、d处。电动机M1带动动力头Ⅰ,电动机M2带动动力头Ⅱ。动力头Ⅰ和Ⅱ在原位时分别压下ST1和ST3。线路的工作过程如下:
按启动按钮SB,接触器KM1得电并自锁,使电动机M1正转,动力头I由原位b点向a点前进。
当动力头到a点位置时,ST2限位开关被压下,结果使KM1失电,动力头Ⅰ停止,同时使KM2得电动作,电动要M2正转,动力头Ⅱ由原位c点向d点前进。
当动力头Ⅱ到达d点时,ST4被压下,结果使KM2失电,与此同时KM3与KM4得电动作并自锁,电动要M1与M2都反转。使动力头Ⅰ与Ⅱ都向原位退回,当退回到原位时,限位开关ST1、ST3分别被压下,使KM3和KM4失电,两个动力头都停在原位。
KM3和KM4接触器的辅助动合触点,分别起自锁作用,这样能够保障动力头Ⅰ和Ⅱ都确实退到原位。如果只用一个接触器的触点自锁,那另一个动力头就可能出现没退回到原位,接触器就已失电。