四工位组合机床动力头主控制电路的设计

摘 要：四工位组合机床及其自动线在当今机械制造业中扮演着越来越重要的角色。本文对于组合机床的动力头的主控制电路的设计，分析了系统的主电路及控制电路图，并根据系统运行要求，确定了机床及控制系统的元件型号。

关键词：组合机床；动力头；主控制

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

1 引言

组合机床是由一些通用部件和专用部件组成的高效率自动化专用加工设备。组合机床中使用的通用部件，按其功能可分为：动力部分、传递部分、支撑部件、控制部件和辅助部件等。动力部件指用来实现主运动和进给运动的部件，包括动力头和动力滑台，在动力部件中，能同时完成加工刀具的切削及进给运动的称为动力头；而只能完成进给运动的动力部件称为动力滑台。

2 总体设计

组合机床的控制系统大多采用机械、液压、电器、气压相结合的控制方式。本设计的机床主要由液压回转工作台和液压动力头两个通用部件组合而成，从而进行控制的，如图1所示。T1、T2和T3是通用的动力头，是完成进给运动的动力部件。在动力头上可以安装多轴箱，安装各种切削刀具完成钻、扩、铰、镗、刮端面、倒角、铣削和攻丝等工序。工作台是以四个位置旋转，每回转90°为一个工位，工作台面上装有专门的夹具，夹紧被加工的工件。该组合机床的自动工作循环是：花盘上升→花盘转动→花盘下降→摆动缸复位→松开工件→夹紧工作动力头快进→动力头工进→动力头延时停留→动力头快退。

3 主电路设计及关键元件选型

该机床共有五台电动机：液压油泵电动机M1、冷却泵电动机和三个动力头电动机M3、M4、M5。五台电动机均直接启动，分别由KM1、KM2、KM3、KM4、KM5控制单向运转，均没有电气变速、制动要求，由FR1、FR2、FR3、FR4和FR5作过载保护，FU1、FU2、FU3、FU4和FU5作M1、M2、M3、M4和M5作短路保护，QS为电源引入开关。

五只接触器工作电压为交流220V，由控制变压器TC降压后提供。直流电器工作平稳，安全且便于操作，但由于电磁铁线圈的电感量较大，在切换时容易产生电动势，产生电弧而将电器的触点灼伤，因此，可以根据需要在电器触点旁边并联电容器保护。下面是主控电路的电路图，如图2所示。

电动机的结构型式根据安装方式的不同，可选为卧式的；也可根据使用环境来选择电动机的防护型式，当电动机在灰尘多、潮湿或含有腐蚀性气体的场合应选择封闭式的，设计中的M2、M3、M4、M5都是采用封闭式的，当有爆炸性的气体的场合应选用防爆型的电动机，设计中的M1是采用防爆型的。主电路比较简单，该机床共有五台电动机：液压油泵电动机M1、冷却泵电动机和三个动力头电动机M3、M4、M5。五台电动机均直接启动，分别由KM1、KM2、KM3、KM4、KM5控制单向运转，均没有电气变速、制动要求，由FR1、FR2、FR3、FR4和FR5作过载保护，FU1、FU2、FU3、FU4和FU5作M1、M2、M3、M4和M5作短路保护，QS为电源引入开关。

五只接触器工作电压为交流220V，由控制变压器TC降压后提供。直流电器工作平稳，安全且便于操作，但由于电磁铁线圈的电感量较大，在切换时容易产生电动势，产生电弧而将电器的触点灼伤，因此，可以根据需要在电器触点旁边并联电容器保护。

4 后续工作展望

确定一个总体方案之后应当选择电动机，之后设计电气控制的电路，可以根据需要进行试验模拟运行，如果达到了设计的指标即可继续；但如果没有达到指标，则要返回重新设计电气控制电路，要多方考虑，严谨对待。当电气控制电路设计需要进行电器设备的选择并进行一一校核，之后进行电气设备的施工设计，最终编写技术资料。

参考文献：

[1]张建文，徐琼，冯林.PLC控制系统工作方式的分析和研究[J].华东地质学院学报，2003（03）.

[2]陳富安.数控原理与系统[M].人民邮电出版社，2006.

作者简介：张继波（1966-），男，宁夏银川人，一级实习指导教师，主要从事实验实习指导工作。endprint