机电一体化技术第1章.ppt

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1、机电一体化技术 第1章,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制,CA6140卧式车床是典型的机加工设备之一，其可以实现多种转速的输出，可以车削内外圆柱面、圆锥面、环形槽、回转体成型面、各种螺纹，还可以进行钻中心孔、钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹、套螺纹和滚花等工作。那么CA6140卧式车床是怎样实现其机械运动呢？又通过怎样的电气电路来进行运动控制呢？,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.2 基础知识,车床的运动部分包括三个基本部分：执行件、运动源和传动装置。执行件：是带动工件和刀具，使之完成一定形式的运动并保持正确的轨迹，如车床主轴、刀架等；运动源：

2、是车床运动的来源，它向运动部分提供动力，如交流电动机；传动装置：是传递运动和动力的装置，它把运动源的运动和动力传给执行件，并完成运动形式、方向、速度的转换等工作，从而在运动源和执行件之间建立起运动联系，使执行件获得一定的运动，如车床主轴箱。,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.2 基础知识,1.2.1 CA6140卧式车床的机械结构,1-进给箱；2-挂轮箱；3-主轴变速箱；4-溜板与刀架；5-尾座；6-丝杠；7-光杠；8-床身；9-溜板箱,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.2 基础知识,1.2.1 CA6140卧式车床的机械结构,1.主

3、轴箱 CA6140卧式车床的主轴箱是一个比较复杂的运动部件，包括：箱体、主轴部件、传动机构、操纵机构、换向装置、制动装置和润滑装置等。其功用在于支承主轴和传动其旋转，使其实现起动、停止、变速和换向等,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.2 基础知识,1.2.1 CA6140卧式车床的机械结构,1-花键套；2-带轮；3-法兰；4-主轴箱体；5-钢球；6、10-齿轮；7-销；8、9-螺母；11-滑套；12-羊角摆块；13-制动盘；14-制动带；15-齿条；16-拉杆；17-拨叉；18-扇形齿轮；19-键,(1)CA6140卧式车床主轴箱部件图,岗位责任体系概述,第1章

4、CA6140卧式车床机电传动与控制1.2 基础知识,1.2.1 CA6140卧式车床的机械结构,(2)开停、换向及制动操纵机构,1-双联齿轮；2-齿轮；3-羊角摆块；4-滑套；5-制动杠杆；6-钢带；7-手柄；8-操纵杆；9-杠杆；10-连杆；11-摆杆；12-转轴；13-扇形齿轮；14-齿条轴；15-拨叉；16-拉杆,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.2 基础知识,1.2.1 CA6140卧式车床的机械结构,(2)开停、换向及制动操纵机构,双向多片离合器装置1-双联齿轮；2-内摩擦片；3-外摩擦片；4、7-螺母；5-套；6-长销；8-齿轮；9-拉杆；10-滑套；

5、11-销轴；12-羊角摆块；13-拨叉,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.2 基础知识,1.2.1 CA6140卧式车床的机械结构,(3)制动装置,1-箱体；2-齿条轴；3-杠杆支承轴；4-杠杆；5-调节螺钉；6-制动带；7-制动轮；8-制动轴,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.2 基础知识,1.2.1 CA6140卧式车床的机械结构,(4)六速操纵机构,1-双联齿轮；2-三联齿轮；3-拨叉；4-拨销；5-曲柄；6-凸轮；7-轴；8-链条；9-操作手柄；10-圆销；11-杠杆；12-拨叉；、-传动轴,岗位责任体系概述,第1章 CA61

6、40卧式车床机电传动与控制1.2 基础知识,1.2.1 CA6140卧式车床的机械结构,1.溜板箱 溜板箱的作用是：把丝杠或光杠传来的旋转运动转变为直线运动并带动刀架进给；控制刀架运动的接通、断开和换向；机床过载时控制刀架停止进给；手动操纵刀架移动和实现快速移动。溜板箱中设有以下几种机构：接通丝杠传动的开合螺母机构；将光杠的运动传至纵向齿轮齿条和横向进给丝杠的传动机构；接通、断开和转换纵、横向进给的转换机构；保证机床工作安全的过载保险装置和互锁机构；控制刀架运动的操纵机构；改变纵、横向机动进给运动方向的换向机构；快速空行程传动机构。,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制

7、1.2 基础知识,1.2.1 CA6140卧式车床的机械结构,(1)纵向、横向进给操纵机构,1-手柄；2-销轴；3-手柄座；4-球头销；5-轴；6-手柄；7-轴；8-弹簧销；9-球头销；10-拨叉轴；11-杠杆；12-连杆；13-凸轮；14-圆销；15-拨叉轴；16、17-拨叉；18、19-圆销；20-杠杆；21-销轴；22-凸轮；23-轴,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.2 基础知识,1.2.1 CA6140卧式车床的机械结构,(2)开合螺母机构,1-手柄；2-轴；3-轴承套；4-下半螺母；5-上半螺母；6-圆柱销；7-圆盘；8-定位钢球；9-销钉；10、12

8、-螺钉；11-平镶条,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.2 基础知识,1.2.1 CA6140卧式车床的机械结构,(3)互锁机构,机床工作时，为避免因操作失误引起丝杠传动和纵横向进给机构同时接通，在溜板箱中设有互锁机构。即保证开合螺母合上时，纵横向进给运动不能接通。,5-轴；7-操纵轴；8-弹簧销；9-球头销；23-轴；24-支撑套,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.2 基础知识,1.2.2 CA6140卧式车床运动形式及传动系统分析,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.2 基础知识,1.2.3 CA614

9、0卧式车床电气原理图,1.电力拖动特点及控制要求（1）M1主轴动机为三相笼型异步电动机，为满足调速要求，采用机械变速。采用直接起动；由机械换向实现正、反转；齿轮箱进行机械有级调速。（2）M2冷却泵电动机，车削加工时，由于刀具与工件温度高，所以需要冷却。应在主轴电动机起动后方可起动；当主轴电动机停止时，应立即停止。（3）M3刀架快移电动机，为实现溜板箱的快速移动，采用点动控制。（4）电路应具有必要的保护环节和安全可靠的照明和信号指示。,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.2 基础知识,1.2.3 CA6140卧式车床电气原理图,2.CA6140卧式车床电气原理图,岗位

10、责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.3 项目拓展,1.3 机床电气控制柜的一般制作工艺规程,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.3 项目拓展,1.3 机床电气控制柜的一般制作工艺规程,1.熟悉电路图 主电路分析，根据机床控制要求及机床电气原理图，分析各电器执行元件的控制内容。搞清楚3台电动机的作用，这些电动机分别用哪些接触器或开关控制，有没有进行电器的短路保护、过载保护等。控制电路分析，将控制电路分为3个环节，即主轴电动机控制环节、冷却泵电动机控制环节、刀架快速移动电动机控制环节。辅助电路分析，分析照明电路和通电指示电路的可行.,岗位责任体系

11、概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.3 项目拓展,1.3 机床电气控制柜的一般制作工艺规程,2.元器件选择 根据控制电路的工作电压、工作电流及保护要求，选择变压器、接触器、低压断路器、转换开关、热继电器、熔断器、指示灯、按钮开关、导线、接线端子。,3.元件明细表制作 根据控制电路的工作电压、工作电流及保护要求，选择变压器、接触器、低压断路器、转换开关、热继电器、熔断器、指示灯、按钮开关、导线、接线端子。,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.3 项目拓展,1.3 机床电气控制柜的一般制作工艺规程,4.柜体设计(1)功能要求，机柜的功能要求包括产品的功能

12、要求和机柜结构的功能要求这两个方面。归纳起来大致有：电气元器及其附件的安装要求；外壳防护要求屏蔽和接地要求；通风散热要求；人机学要求；布线要求；机柜的强度和刚性要求等。(2)机柜的工艺性要求，满足使用功能要求的前提下，对机柜的总体及零件、部件制造的可行性和经济性的要求，以及机柜满足电气设备装配的工艺和可维修性要求。在设计一般的配电、控制柜时，柜体都可选用标准系列柜。对于非标准柜，可根据以上设计原则进行设计。,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.3 项目拓展,1.3 机床电气控制柜的一般制作工艺规程,5.电气布置图设计(1)低压电器电控设备的布置原则 元器件的空间距离

13、应符合GB4720-1984电气传动控制设备 第一部分；低压电器电控设备的规定。布置元器件时，应留有布线、接线、维修和调整操作的空间间距，板前接线式元器件应大于板后接线式元器件的空间间距。,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.3 项目拓展,1.3 机床电气控制柜的一般制作工艺规程,5.电气布置图设计(2)操纵器件的布置 操纵器件包括：低压断路器操作手柄、按钮、按键开头，转换开头等。控制柜的仪表板上只能安装小型操纵器件，且一般布置在仪表板的下部。向上喷弧低压断路器应留有足够喷弧距离或增设阻隔电弧的设施，以免损坏其他元器件。,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车

14、床机电传动与控制1.3 项目拓展,1.3 机床电气控制柜的一般制作工艺规程,6.安装接线图设计 在接线图中，应表示出：项目及相对位置，项目代号；端子间的电连接关系、端子代号；导线形式、导线号；需补充说明的其他内容。,7.二次接线工艺 备图备料核对元器件名称、型号及规格填写元器件符号牌烫印异形套管下线套异型套管贴元器件符号牌色标接线包扎整理接线检查、核对。,8.项目检验,岗位责任体系概述,第1章 CA6140卧式车床机电传动与控制1.3 项目拓展,CA6140车床主轴箱中双向摩擦离合器的调整,如图1-3所示，如果间隙过大，则压不紧，摩擦片打滑，车床动力就显得不足，工作时易产生闷车现象，且摩擦片易

15、磨损。反之，如果间隙过小，起动时费力；停车或换向时，摩擦片又不易脱开，严重时会导致摩擦片被烧坏。同时，由此也可看出，摩擦离合器除了可传递动力外，还能起过载保险的作用。当机床超载时，摩擦片会打滑，于是主轴就停止转动，从而避免损坏机床。所以摩擦片间的压紧力是根据离合器应传递的额定扭矩来确定的，并可用拧在压套上的螺母4和7来调整。,接触器的主触头通常是用来接通和分断被控制设备的触头，其分断能力通常要比辅助触头强。自锁触头是用来控制接触器动作保持的辅助触头，,ca6140的结构互锁,开合螺母,螺纹按其截面形状(牙型)分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等。其中三角形螺纹主要用于联接（见螺纹联接），矩形、梯形和锯齿形螺纹主要用于传动。螺纹分布在母体外表面的叫外螺纹，在母体内表面的叫内螺纹。在圆柱母体上形成的螺纹叫圆柱螺纹，在圆锥母体上形成的螺纹叫圆锥螺纹。螺纹按螺旋线方向分为左旋的和右旋的两种，一般用右旋螺纹。螺纹可分为单线的和多线的，联接用的多为单线；用于传动时要求进升快或效率高，采用双线或多线,但一般不超过4线。,