“维修电工”技能考核项目Z3050型摇臂钻床电气控制电路原理与维修主编：童光法重庆市铜梁职业教育中心2013年5月Z2030 摇臂钻床电气原理图QS1KM1KM2KM3KM4KM5YAKT FU11Z3050型摇臂钻床电气控制一、 Z3050型摇臂钻床介绍 （一）作用钻床是一种用途广泛孔加工机床，可用来钻孔、扩孔、绞孔、攻螺纹及修刮端面多种形式的加工。
钻床的结构形式很多，有立式钻床、卧室钻床、深孔钻床等。
摇臂钻床是一种立式钻床，它用于单件或批量生产中带有多孔大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常用的机床。
(二)、结构摇臂钻床主要由底座、内外立座、摇臂、主轴箱和工作台组成。
摇臂的一端为套筒，套筒在外立柱上，并借助丝杆的正、反转可沿外立柱上下移动。
主轴箱安装在摇臂的水平轨上可通过手轮操作使其在水平导轨上沿摇臂移动。
加工时。
根据工件高度的不同，摇臂借助于丝杆可带着主轴箱沿外立柱上下升降。
在升降之前，应自动将摇臂松开，再进行升降，当达到所需的位置时，摇臂自动夹紧在立柱上。
摇臂钻床钻削加工分为工作运动和辅助运动。
工作运动包括：主运动（主轴的旋转运动）和进给运动（主轴轴向运动）；辅助运动包括：主轴箱沿摇臂的横向移动，摇臂的回转和升降运动。
钻削加工时，钻头一面旋转一面作纵向进给。
主轴箱摇臂工作台电源开内立柱主轴主轴电动机升降电动机升降丝杆1、采用4台电动机拖动，分别是主轴电动机M1，摇臂升降电动机M2，液压泵电动机（即松紧电机）M3和冷却泵电动机M4。
2、电机运动方式：（1）主轴电动机M1的运动：为了适应多种形式的加工要求，摇臂钻床主轴的旋转及进给运动有较大的调速范围，一般情况下多由机械变速机构实现。
主轴变速机构与进给变速机构均装在主轴箱内。
在加工螺纹时，要求主轴能正反转。
摇臂钻床主轴正反转一般采用机械方法实现。
因此主轴电动机仅需要单向旋转。
主轴操纵机构液压系统：安装在主轴箱内，用以实现主轴正反、停车制动、空挡、预选及变速；（2）升降电机M2运动方式：摇臂升降由单独的一台电动机M2拖动，要求能实现正反转。
（3）松紧电动机M3运动方式：摇臂的移动严格按照摇臂松开→升降→摇臂夹紧的程序进行。
因此摇臂的松紧与摇臂升降按自动控制进行。
摇臂的夹紧与放松以及立柱的夹紧与放松由一台松紧电动机M3配合液压装置（电磁阀YA）来完成，要求这台电动机能正反转。
并根据要求采用点动控制。
夹紧机构液压系统：安装在摇臂背后的电器盒下部，用以夹紧松开主轴箱、摇臂及立柱。
主轴箱和立柱的松、紧是同时进行的，所以在操作的过程中，电磁阀YV线圈不吸合，液压泵供出的压力油进入主轴箱和立柱的松开、夹紧油腔，推动松、紧机构实现主轴箱和立柱的松开、夹紧。
（4）冷却泵电动机M4运动方式:钻削加工时，为对刀具及工件进行冷却，需要一台冷却泵电动机拖动冷却泵输送冷却液。
(5)其它：各部分电路之间有必要的保护和联锁环节以及安全照明、信号指示电路。
二、Z3050型摇臂钻床电气控制模拟电路说明1、转换开关QS1、QS2分别用两把闸刀开关代替，以方便安装和配线。
2、四台电动机（1～4M）分别用作Y型连接的四组灯泡代替，并且每组灯泡中的按三相四线制接法：零线接公共中性点N，火线分别接三相线U、V、W。
若某台电动机缺相，则该相灯泡不亮，其它灯泡发光正常。
3、模拟电路中的放松、夹紧液压电磁阀线圈YA用灯泡代替，灯亮则表示线圈YA通电，电磁阀打开，液压工作；灯灭则表示线圈YA断电，电磁阀关闭，液压不工作。
4、模拟电路中的位置开关（行程开关SQ1～SQ4）全部采用手动复位方式，机床运动和电气控制的自动配合改为手动操作来实现。
5、主电路到电机（灯泡）通过接线桩连接；按钮到各控制元件通过接线桩连接。
三、Z3050型摇臂钻床电气控制模拟电路操作及功能显示（一）模拟电路中各元件的名称及功能1、闸刀QS2、保险QS1：电源总闸刀，控制模拟电路板的通电 FU1：电路总保险，整个模拟电路板短路保护QS1：冷却泵4M控制闸刀，控制4M通电 FU2：升降、松紧电机总保险，升降、松紧电机短路保护FU3：机床照明灯短路保护3、交流接触器4、热继电器KM1：控制主轴电动机1M运转 FR1：主轴电机1M热保护KM2：控制摇臂电动机2M正转，使摇臂上升 FR2：松紧电机3M热保护KM3：控制摇臂电动机2M反转，使摇臂下降 5、变压器KM4: 控制液压泵电动机3M正转，使摇臂放松 TC：初级输入380V,次级输出：127V供二次电路接触器、时间继电器、 KM5：控制液压泵电动机3M反转，使摇臂夹紧电磁阀线圈；36V供机床照明；6V供按钮指示灯6、按钮7、行程开关SB1：主轴电动机1M停止按钮 SQ1a :摇臂电动机2M上升时的上限位开关SB2：主轴电动机1M启动按钮 SQ1b：摇臂电动机2M下降时的下限位开关SB3：摇臂电动机2M上升控制按钮 SQ2：摇臂放松行程开关SB4：摇臂电动机2M下降控制按钮 SQ3：主轴箱限位开关SB5：立柱、主轴箱电动机3M放松按钮 SQ4：松紧按钮指示灯的控制SB6：立柱、主轴箱电动机3M夹紧按钮8、时间继电器 9、电磁阀KT：松紧控制的瞬时与延时断开与闭合 YA：松紧控制二位三通电磁阀，电磁阀关闭与打开，使液压油流入摇臂夹紧、放松油腔（二）操作前的准备情况1、通电闸刀QS1、QS2处于拉闸断开状态。
2、所有位置行程开关SQ1～SQ4处于复位状态，即朝着操作者方向。
每项功能操作完毕，全部器件要求复位。
3、插上三相四线制电源插头。
（三）操作步骤及功能显示1、合上电源总闸刀QS1，机床摇臂与立柱处于自动夹紧状态：KM5吸合→3M灯亮→M3反转夹紧, 电磁阀线圈YA通电→YA灯亮→电磁阀打开→液压工作2、扳动机床照明开关SA→照明灯EL亮3、主轴电机M1工作：（1）按主轴启动按钮SB2→KM1吸合（自锁）→1M灯亮(按钮指示灯HL3点亮) →主轴电机1M工作（2）主轴停止按钮SB1→KM1释放→1M灯亮灭(按钮指示灯HL3熄灭)→主轴电机1M停4、冷却泵电机M4工作：合上控制闸刀QS2→4M灯亮→冷却泵电机M4工作拉断控制闸刀QS2→4M灯灭→冷却泵电机M4停止5、摇臂上升控制：松→升→紧（1）摇臂对立柱由夹紧→放松KM5延时释放→3M灯灭→松紧电机3M反转停→摇臂夹紧延时释放按住上升按钮KM4吸合→3M灯亮→松紧电机正转3M工作→摇臂对立柱放松YA通电→YA灯亮→电磁阀打开→液压工作（2）摇臂上升：①KM4释放→3M灯灭→松紧电机正转3M停→放松停止扳动放松限位行程开关②KM2吸合→2M灯亮→升降电机正转2M工作→摇臂上升③上升中电磁阀线圈YA通电→YA灯亮→电磁阀打开→液压工作（3）上升到位：上升停，并放松→夹紧KM2释放→2M灯灭→升降电机正转2M停→摇臂上升停扳动上升限位行程开关②KM5延时吸合→3M灯亮→松紧电机3M反转→摇臂延时夹紧YA通电→YA灯亮→电磁阀打开→液压工作（4）松开上升按钮SB3说明：上升中也可上升到任意位置停（不扳动上升限位行程开关SQ1a），直接在（2）后松开松开上升按钮SB3，同样执行(3)的功能及显示。
6、摇臂下降控制：松→降→紧（1）摇臂对立柱由夹紧→放松KM5延时释放→3M灯灭→松紧电机3M反转停→摇臂夹紧延时释放按住下降按钮KM4吸合→3M灯亮→松紧电机正转3M工作→摇臂对立柱放松YA通电→YA灯亮→电磁阀打开→液压工作（2）摇臂下降：①KM4释放→3M灯灭→松紧电机正转3M停→放松停止扳动放松限位行程开关②KM3吸合→2M灯亮→升降电机反转2M工作→摇臂下降YA通电→YA灯亮→电磁阀打开→液压工作（3）下降到位：下降停，并放松→夹紧①KM2释放→2M灯灭→升降电机反转2M停→摇臂下降停扳动下降限位行程开关KM5延时吸合→3M灯亮→松紧电机3M反转→摇臂延时夹紧YA通电→YA灯亮→电磁阀打开→液压工作（4）松开下降按钮SB3说明：下降中也可下降到任意位置停（不扳动下降限位行程开关SQ1b），直接在（2）后松开松开下降按钮SB4，同样执行(3)的功能及显示。
7、主轴箱和立柱松、紧的点动控制。
（1）扳动自动夹紧与电磁阀控制行程开关释放→松紧电机3M反转停→夹紧释放电磁阀线圈YA断电→YA灯灭→电磁阀关闭→液压停止工作（2）按住点动放松按钮SB5 →KM4吸合→3M灯亮→松紧电机正转3M工作→主轴箱和立柱的松开点动放松指示灯信号：扳动行程开关SQ4 →SB5指示灯HLl灯亮（3）按住点动夹紧按钮SB6 →KM5吸合→3M灯亮→松紧电机反转3M工作→主轴箱和立柱的夹紧（4）点动夹紧指示灯信号：扳动行程开关SQ4 →SB6指示灯HLl灯亮三、Z3050型摇臂钻床电气控制模拟电路原理1、合上电源总闸刀QS1，机床摇臂与立柱处于自动夹紧状态：吸合→3M灯亮→M3反转夹紧127V→FR2→SQ3→KT→KM4→KM5线圈分断线圈断电KM5(22-20)吸合→FR2→SB5→SB6→KM5→YA线圈灯亮→电磁阀打开→液压工作2、扳动机床照明开关SA→照明灯EL亮36V→FU3→SA→照明灯EL亮3、主轴电机M1工作：（1）按主轴启动按钮SB2:① KM1三相主触头吸合电机转动灯亮127V→FR1→SB1→SB2(合) →KM1线圈② KM1（3-4）吸合自锁按钮SB1KM1（201-204）吸合主轴指示灯HL3亮（2）按主轴停止按钮SB1：KM1线圈断电释放→1M灯亮灭(按钮指示灯HL3熄灭)→主轴电机1M停4、冷却泵电机M4工作：合上控制闸刀QS2：L1L2L3 → QS1→FU1→QS2→灯亮冷却泵电机M4工作拉断控制闸刀QS2→4M灯灭→冷却泵电机M4停止5、摇臂上升控制：松→升→紧（1）摇臂对立柱由夹紧→放松按住上升按钮SB3:① KT（17—18）延时分断线圈断电三相主触头分断127V→FR2→SB3(合) →SQ1a → KT线圈反转停灯灭② KT（14-15）吸合→SQ1a →SQ2→KT→KM5→KM4线圈三相主触头吸合正转放松灯亮注：KM5线圈断电时（22-20）分断灯灭（17-20）复位闭合灯亮KT线圈通电时（5-20）延时闭合灯亮电磁阀仍打开（2）摇臂上升：扳动放松限位行程开关① SQ2（7-14）分断线圈断电三相主触头释放灯灭放松停② SQ2（7-9）闭合→FR2→SB3→SQ1a→SQ2→SB4→KM3→KM2线圈吸合2M灯亮升降电机正转2M工作摇臂上升注： KT线圈仍通电（5-20）仍闭合（KM5(17-20)灯亮（3）上升到位：上升停，并放松→夹紧扳动上升限位行程开关（6-7KM2线圈断电释放灯灭停KT线圈断电延时闭合→FR2→SQ3→KT→KM4→KM5线圈灯亮反转夹紧注：KT线圈断电时延时分断灯灭KM5线圈通电时分断灯灭吸合→FR2→SB5→SB6→KM5→YA线圈灯亮电磁阀仍打开（4）松开上升按钮SB3说明：上升中也可上升到任意位置停（不扳动上升限位行程开关SQ1a），直接在（2）后松开松开上升按钮SB3，同样执行(3)的功能及显示。
