2.5.4 Работа электросхемы вертикально-фрезерного станка.
Вертикально - и горизонтально-фрезерные станки разных моделей имеют ряд однотипных узлов и сходные схемы управления электроприводами. В качестве примера рассмотрим электрооборудование вертикально-фрезерного станка модели 654.
Шпиндель станка получает вращение от асинхронного двигателя мощностью 13 кВт при 141 рад/с через коробку скоростей, которая дает 18 ступеней угловой скорости (от 2,5 до 125 рад/с). Переключение скоростей производится вручную. Продольное и поперечное перемещения стола (в диапазоне регулирования скоростей подачи от 10 до 1000 мм/мин) и вертикальное перемещение шпиндельной бабки (в диапазоне регулирования от 4 до 400 мм/мин) осуществляют от двигателя постоянного тока через коробку подач при бесступенчатом электрическом регулировании угловой скорости в диапазоне 10 : 1. Электромеханическое регулирование скорости обеспечивает рабочие подачи и быстрые перемещения стола и шпиндельной бабки станка. Изменение направления движения осуществляется электромагнитными муфтами, которые смонтированы внутри корпуса коробки подач. Электромагнитные муфты обеспечивают как независимое включение всех трех перемещений, так и их одновременное действие.
Электрическая схема управления электроприводами станка, обеспечивающая наладочный и рабочий режимы, приведена на рис. 4.10. Направление вращения шпинделя задается переключателем SA. Пуск двигателя шпинделя M1 для продолжительной работы производится нажатием кнопки SB1, при этом включаются контактор КM1 и реле K1. Для быстрой остановки двигателя шпинделя следует нажать кнопку SB2 и удерживать ее в течение 1,5 - 2 с. При этом отключается контактор КM1 и включается контактор КM3, обмотка статора присоединяется к выпрямителю UZ1 и происходит динамическое торможение двигателя. С отпусканием кнопки SB2 контактор КM3 отключается, и схема приходит в исходное состояние.
Наладочный режим, предназначенный для проверки правильности установки обрабатываемых изделий и инструмента, а также для опробования отдельных узлов станка, может быть осуществлен кратковременным нажатием кнопки SB3 «Толчок». Двигатель M1 в этом случае будет работать в течение времени воздействия на кнопку.
Рис 2.10 Схема управления электроприводами вертикально-фрезерного станка.
Для движений подач применен комплектный привод типа ПМУ-6М. Пуск двигателя подачи M2 производится нажатием кнопки SB5 и возможен только после включения привода шпинделя и автоматического выключателя QF2. Якорь двигателя M2 питается от трехфазного силового магнитного усилителя AM, рабочие обмотки ωр которого включены через диодный мост UZ3 выполненный по схеме Ларионова. Угловая скорость двигателя M2 регулируется от 15 до 150 рад/с изменением напряжения, подводимого к якорю, и от 150 до 300 рад/с - ослаблением магнитного потока. Напряжение управления Uy, поступающее на обмотки управления ωу магнитного усилителя и определяющее угловую скорость двигателя в рабочем диапазоне, равно алгебраической сумме напряжений: задающего U3, снимаемого с регулятора - потенциометра R6; сигнала отрицательной обратной связи по напряжению Uо,н на зажимах якоря и сигнала положительной обратной связи по току Uп,т , получаемого с помощью трансформатора тока ТА и выпрямителя UZ4.
Ограничение тока якорной цепи при пуске двигателя подачи выполняется с помощью реле K5. При включении контактора КM2 по обмоткам управления ωy проходит ток Iу, больший номинального тока управления Iу,ном, магнитный усилитель «открывается» и пусковой ток двигателя возрастает до IЯ ≈ 2Iном; реле K5 срабатывает и размыкающим контактом отключает задающее напряжение с обмоток ωy. При этом напряжение на выходе магнитного усилителя снижается, а ток якоря уменьшается до значения, при котором реле K5 отключается и замыкает свой контакт. Обмотка ωy вновь подключается к напряжению Uз, ток якоря двигателя возрастает, К5 снова срабатывает и т.д. Таким образом, реле К5 будет работать в вибрационном режиме до окончания пуска двигателя М2, когда Iя = Iсети.
Для выполнения быстрого установочного перемещения стола или шпиндельной бабки станка необходимо: нажать кнопку SB6 «Быстро». При этом включается реле K2, и на обмотки ωy независимо от положения движка регулятора R6 подается максимальное напряжение Uз.max. Двигатель разгоняется, и при угловой скорости, близкой к номинальной, включается реле К4, в цепь обмотки возбуждения вводится добавочное сопротивление, ток возбуждения уменьшается, и двигатель доразгоняется до максимальной скорости (300 рад/с). Быстрое перемещение длится столько времени, сколько будет находиться в нажатом состоянии кнопка SB6 «Быстро».
Кроме главного двигателя M1 и двигателя подачи M2 станок имеет еще два небольших короткозамкнутых двигателя (на схеме не показаны) для насосов смазки и охлаждения, а также узел схемы, посредством которого осуществляются переключения электромагнитных муфт механизмов подачи стола и шпиндельной бабки. Защита двигателей шпинделя, насосов смазки и охлаждения от длительных перегрузок осуществляется тепловым реле - соответственно KK1; КК2.