摘 要：四工位組合機(jī)床及其自動(dòng)線在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中扮演著越來越重要的角色。本文對(duì)于組合機(jī)床的動(dòng)力頭的主控制電路的設(shè)計(jì)，分析了系統(tǒng)的主電路及控制電路圖，并根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行要求，確定了機(jī)床及控制系統(tǒng)的元件型號(hào)。

關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；動(dòng)力頭；主控制

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

1 引言

組合機(jī)床是由一些通用部件和專用部件組成的高效率自動(dòng)化專用加工設(shè)備。組合機(jī)床中使用的通用部件，按其功能可分為：動(dòng)力部分、傳遞部分、支撐部件、控制部件和輔助部件等。動(dòng)力部件指用來實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的部件，包括動(dòng)力頭和動(dòng)力滑臺(tái)，在動(dòng)力部件中，能同時(shí)完成加工刀具的切削及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的稱為動(dòng)力頭；而只能完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件稱為動(dòng)力滑臺(tái)。

2 總體設(shè)計(jì)

組合機(jī)床的控制系統(tǒng)大多采用機(jī)械、液壓、電器、氣壓相結(jié)合的控制方式。本設(shè)計(jì)的機(jī)床主要由液壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和液壓動(dòng)力頭兩個(gè)通用部件組合而成，從而進(jìn)行控制的，如圖1所示。T1、T2和T3是通用的動(dòng)力頭，是完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力部件。在動(dòng)力頭上可以安裝多軸箱，安裝各種切削刀具完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、刮端面、倒角、銑削和攻絲等工序。工作臺(tái)是以四個(gè)位置旋轉(zhuǎn)，每回轉(zhuǎn)90°為一個(gè)工位，工作臺(tái)面上裝有專門的夾具，夾緊被加工的工件。該組合機(jī)床的自動(dòng)工作循環(huán)是：花盤上升→花盤轉(zhuǎn)動(dòng)→花盤下降→擺動(dòng)缸復(fù)位→松開工件→夾緊工作動(dòng)力頭快進(jìn)→動(dòng)力頭工進(jìn)→動(dòng)力頭延時(shí)停留→動(dòng)力頭快退。

3 主電路設(shè)計(jì)及關(guān)鍵元件選型

該機(jī)床共有五臺(tái)電動(dòng)機(jī)：液壓油泵電動(dòng)機(jī)M1、冷卻泵電動(dòng)機(jī)和三個(gè)動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)M3、M4、M5。五臺(tái)電動(dòng)機(jī)均直接啟動(dòng)，分別由KM1、KM2、KM3、KM4、KM5控制單向運(yùn)轉(zhuǎn)，均沒有電氣變速、制動(dòng)要求，由FR1、FR2、FR3、FR4和FR5作過載保護(hù)，F(xiàn)U1、FU2、FU3、FU4和FU5作M1、M2、M3、M4和M5作短路保護(hù)，QS為電源引入開關(guān)。

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(wěn)，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(shí)容易產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生電弧而將電器的觸點(diǎn)灼傷，因此，可以根據(jù)需要在電器觸點(diǎn)旁邊并聯(lián)電容器保護(hù)。下面是主控電路的電路圖，如圖2所示。

電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式根據(jù)安裝方式的不同，可選為臥式的；也可根據(jù)使用環(huán)境來選擇電動(dòng)機(jī)的防護(hù)型式，當(dāng)電動(dòng)機(jī)在灰塵多、潮濕或含有腐蝕性氣體的場(chǎng)合應(yīng)選擇封閉式的，設(shè)計(jì)中的M2、M3、M4、M5都是采用封閉式的，當(dāng)有爆炸性的氣體的場(chǎng)合應(yīng)選用防爆型的電動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)中的M1是采用防爆型的。主電路比較簡(jiǎn)單，該機(jī)床共有五臺(tái)電動(dòng)機(jī)：液壓油泵電動(dòng)機(jī)M1、冷卻泵電動(dòng)機(jī)和三個(gè)動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)M3、M4、M5。五臺(tái)電動(dòng)機(jī)均直接啟動(dòng)，分別由KM1、KM2、KM3、KM4、KM5控制單向運(yùn)轉(zhuǎn)，均沒有電氣變速、制動(dòng)要求，由FR1、FR2、FR3、FR4和FR5作過載保護(hù)，F(xiàn)U1、FU2、FU3、FU4和FU5作M1、M2、M3、M4和M5作短路保護(hù)，QS為電源引入開關(guān)。

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(wěn)，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(shí)容易產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生電弧而將電器的觸點(diǎn)灼傷，因此，可以根據(jù)需要在電器觸點(diǎn)旁邊并聯(lián)電容器保護(hù)。

4 后續(xù)工作展望

確定一個(gè)總體方案之后應(yīng)當(dāng)選擇電動(dòng)機(jī)，之后設(shè)計(jì)電氣控制的電路，可以根據(jù)需要進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)M運(yùn)行，如果達(dá)到了設(shè)計(jì)的指標(biāo)即可繼續(xù)；但如果沒有達(dá)到指標(biāo)，則要返回重新設(shè)計(jì)電氣控制電路，要多方考慮，嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待。當(dāng)電氣控制電路設(shè)計(jì)需要進(jìn)行電器設(shè)備的選擇并進(jìn)行一一校核，之后進(jìn)行電氣設(shè)備的施工設(shè)計(jì)，最終編寫技術(shù)資料。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建文，徐瓊，馮林.PLC控制系統(tǒng)工作方式的分析和研究[J].華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)，2003（03）.

[2]陳富安.數(shù)控原理與系統(tǒng)[M].人民郵電出版社，2006.

作者簡(jiǎn)介：張繼波（1966-），男，寧夏銀川人，一級(jí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師，主要從事實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)工作。endprint