西门子模块6ES7223-1BM22-0XA8详细使用

    铣床主要用于加工零件的平面、斜面、沟槽，如装上分度头，还可加工齿轮和螺旋面，如装上回转工作台，还可加工凸轮和弧形槽。

    一般中小型铣床都采用三相步进电机拖动。由于没有速度比例协调要求，多数的铣床主轴的旋转运动（主运动）和进给运动分别由单独的电动机拖动。铣床的主轴要求能正向和反向旋转，以实现顺铣和逆铣；为了加工前对刀和提高生产效率，要求主轴停止迅速，电气线路要具有制动措施；铣床的工作台有前后、左右和上线三个方向的运动，每个方向又有正反两个运动，三个方向上还要实现空行程的快速移动。

    X62W型**升降台铣床的电气控制线路图如图所示。

    一、主电路

    该铣床由三台异步电动机拖动。M1为主轴电动机，实现主轴正、反转。M2为进给电动机，通过操纵手柄和机械离合器相配合实现前后、左右、上下三个方向的进给运动和进给方向的快速移动。为了扩大其加工能力，在工作台上可加圆形工作台，圆工作台的回转运动是由进给电动机经传动机构驱动的。M3为冷却泵电动机。三台电动机都具有可靠的短路保护和过载保护。

    根据加工工艺要求，该机床采取了如下措施：

    （1）为实现顺铣和逆铣，主轴电动机M1要求能正反转。

    （2）为准确停车，主轴电动机采用电磁离合器制动。

    （3）为防止刀具和机床的损坏，要求只有主轴旋转后才允许有进给运动和进给方向的快速移动。

    （4）为降低加工件表面粗糙度，只有进给停止后主轴才能停止或停止，该机床在电气上采用了主轴和进给停止的方式。由于主轴运动的惯性很大，实际上就保证了进给运动先停止、主轴运动后停止的要求。

    （5）为实现前后、左右、上下三个方向的正反向运动，要求进给电动机M2能正反转。

    （6）为保证安全，六个方向的进给运动在同一时刻只允许工作台向一个方向移动，该机床采用了机械操纵手柄和行程开关相配合的办法来实现六个方向进给运动的互锁。

    （7）为了缩短调整运动的时间，提高生产率，工作台应有快速移动控制。该机床进给的快速移动是通过牵引电磁铁和机械挂挡来完成的。

    （8）主轴运动和进给运动采用变速孔盘来进行速度选择，为保证变速时齿轮易于啮合，减小齿轮端面的冲击，两种运动都要求变速后作瞬时点动（冲动）。

    （9）当主电动机或冷却泵电动机过载时，进给运动必须立即停止，以免损坏刀具和机床。

    （10）为操作方便，各部件的启停可在两处分别进行控制。

    （11）使用圆工作台时，要求圆工作台的旋转运动与工作台的上下、左右、前后三个方向的运动之间有联锁控制，即圆工作台旋转时，工作台不能向任何方向移动。

    二、控制电路

    控制电路的电源由控制变压器输出110V供电。

    1、主电动机的控制

    1）主电动机的启动

    主电动机启动前应选择好主轴的转速，将组合开关Q1拨到接通位置，主轴换向的转换开关SA5拨到所需要的转向。这时按下装在机床正面的床鞍上的启动按钮SB1或装在机床侧面的启动按钮SB2，接触器KM1得电吸合，其主触点闭合接通主电动机M1的定子绕组，M1启动。KM1的辅助动合触点（7-9）的闭合将线圈自锁，辅助动合触点（17-7）的闭合为工作台进给线路提供了电源。

    2）主电动机的制动

    为了使主轴能准确地停车和减少电能的损耗，主轴制动采用了电磁离合器的制动方式。电磁离合器的直流由整流变压器TR的二次侧经桥式整流获得。当主轴制动停车时，按下装在机床正面床鞍处的停车按钮SB3或装在机床侧面的SB4，这时接触器KM1释放，M1的定子绕组脱离电源，离合器YC1线圈通电，主轴制动停车。

    3）主轴变速时的瞬时点动（冲动）

    在主轴转或不转时均可进行主轴变速，无需先按停止按钮。变速时，先将变速手柄拉出，转动蘑菇形变速手轮，选好合适的转速后，再将变速手柄复位。在手柄复位的过程中，压动行程开关SQ7，接触器KM1线圈通过线路1-31-9瞬时接通，主电动机作瞬时点动，使齿轮良好啮合。手柄复位后SQ7恢复到常态，断开了主轴瞬时点动线路。手柄复位时要迅速、连续，以免电动机的转速升得很高，在齿轮没有啮合好时可能使齿轮打牙。如果瞬时点动一次没有实现良好的啮合，可以重复进行瞬时点动动作。

    4）主轴换刀制动

    在主轴上刀或换刀时，主轴的意外转动都将造成人身事故。在上刀和换刀时，应使主轴处于制动状态。控制线路中采用了在停止按钮动合触点112-105两端并联一个转换开关SA2-2触点，在换刀时使它处于接通状态，电磁离合器YC1线圈通电，主轴处于制动状态。换刀结束后，将SA2拨到断开位置，这时SA2-2触点断开，线路1-31的SA2-1触点闭合，为主轴启动做好准备。

    2、进给运动的控制

    进给运动在主轴启动后方可进行，工作台的前后、左右、上下运动是通过操纵手柄和机械联动机构控制相应的行程开关使进给电动机M2正转或反转来实现的。行程开关SQ1和SQ2控制工作台的向右和向左运动，，Q3和SQ4控制工作台的向前、向下和向后、向上运动。

    1）工作台的左右（纵向）运动

    工作台的左右运动由纵向手柄操纵，当手柄扳向右侧时，手柄通过联动机构接通了纵向进给离合器，压下了行程开关SQ1，Q1的动合触点（13-25）闭合，使进给电动机M2的正转接触器KM2线圈通过17-19-21-23-25-13得电，M2正转，，动工作台向右运动。当纵向进给手柄扳向左侧时，行程开关SQ2被压下，行程开关SQ1复位，，给电动机反转接触器KM3线圈通过17-19-21-23-25-15得电，，2反转，带动工作台向左运动。SA1为圆形工作台转换开关，，时的SA1要处于断开位置，，的SA1-1、SA1-3接通，SA1-2断开。

    2）工作台的上下（垂直）运动和前后（横向）运动

    工作台的上下和前后运动由垂直和横向进给手柄操纵。该手柄扳向上或扳向下时，机械上接通了垂直进给离合器；　当手柄向前或向后时，机械上接通了横向进给离合器；　手柄在中间位置时，横向和垂直进给离合器均不接通。

    当手柄扳到向下或向前位置时，手柄通过机械联动机构使SQ3被压下，SQ3的动合触点（13-25）接通，动断触点（21-23）断开。这时进给电动机M2正转接触器线圈通过17-27-2-23-25-13得电，M2正转带动工作台作向下或向前运动。

    当手柄扳到向上或向后位置时，SQ4被压下，SQ3复位，SQ4的常开触点（15－25）接通，这时进给电动机反转接触器线圈KM3通过17-27-29-23-25-15得电，M2反转带动工作台向上或向右运动。

    3）进给变速时的瞬时点动（冲动）

    进给变速必须在进给操纵手柄放在零位时进行。和主轴变速一样，进给变速时，为使齿轮进入良好的啮合状态，也要做变速后的瞬时点动。在进给变速时，将进给变速的蘑菇形手柄拉出，选好合适的进给速度后，再将手柄继续拉出，在拉出时行程开关SQ6被压动，SQ6的常开触点（13-19）接通，常闭触点（17-19）断开，这时进给电动机正转接触器KM2线圈通过17-27-29-23-21-19-13得电，M2瞬时正转。在手柄推回原位时SQ6复位，M2停止。如果一次瞬时点动齿轮仍未进入啮合状态，可以再重复进行一次，直到进入良好的啮合状态为止。

    4）进给方向的快速移动

    六个方向的进给快速移动是通过相应的手柄和快速按钮来实现的。当在某一方向有进给运动后，按下快速移动按钮SB5或SB6，快速移动接触器KM4动作，其动合触点（104-108）闭合，接通快速离合器YC3，工作台在原方向上快速移动，松开按钮快速移动停止。

    5）进给运动方向上的极限位置保护

    工作台在进给方向上的运动必须具有可靠的极限位置保护，否则会造成设备或人身事故。X62W型卧式**升降台铣床的极限位置保护采用的是机械和电气相配合的方式。由挡块确定各进给方向上的极限位置，当达到极限位置时，挡块使操纵手柄自动回到零位。电气上就使在相应进给方向上的行程开关复位，切断了进给电动机的控制电路，进给运动停止，这样保证了工作台在规定的范围内运动。

    3、圆形工作台的控制

    为了扩大机床的加工能力，可在机床工作台上安装附件圆形工作台，这样就可以进行圆弧或凸轮的铣削加工。圆形工作台可以手动也可以自动，当需要用电气方法自动控制时，应将圆工作台开关SA1扳到接通位置，这时SA1-1的（23（104-108）25）触点和SA1-3的（17-27）触点均断开，SA1-2的（23-27）触点接通。这时按下启动按钮SB1或SB2，主轴电动机M1启动。接着进给电动机M2的正转接触器KM2线圈经17-19-21-23-29-27-13得电，M2启动，带动圆形工作台作旋转运动。

    圆形工作台的运动必须和六个方向的进给运动有可靠的互锁，否则会造成刀具或机床的损坏。为避免这种事故发生，从电气上保证了只有纵向、横向及垂直手柄放在零位时才可以进行圆形工作台的旋转运动。如果某一手柄不在零位，行程开关SQ1～SQ4就有一个被压下，它所对应的动断触点就要断开，切断了KM2线圈的通电回路。在圆工作台工作时，如果扳动了任何一个进给手柄，KM2线圈将断电，M2电动机自动停止。

一.回转刀架换刀
　　回转刀架换刀装置，常用于数控车床。可设计成四方、六方刀架或圆盘式轴向装刀刀架，并相应地安装四把、六把或更多的刀具。　　　　　　
　　　　　　　 
它的动作根据数控指令进行，由液压系统通过电磁换向阀和顺序阀进行控制，其工作原理如下：
　刀架抬起：当数控装置发出指令后，压力油由a孔进入压紧油缸的下腔，使活塞1上升，刀架2抬起使定位用活动插销10与固定插销9脱开。活塞杆下端的端齿离合器5与空套齿轮7结合。
　刀架转位：当刀架抬起后，压力油从c孔进入转位油缸左腔，活塞6向右移动，通过接板13带动齿条8移动，使空套齿轮7连同端齿离合器5反时针旋转60°，实现刀架转位。活塞的行程应等于齿轮7节圆周长的1／6，并由限位开关控制。
　刀架压紧：刀架转位后，压力油从b孔进入压紧油缸的上腔，活塞1带动刀架体2下降。件3的底盘上**地安装6个带斜楔的圆柱固定插销9，利用活动销10消除定位销与孔之间的间隙，实现反靠定位。刀架体2下降时，定位活动插销与另一个固定插销9卡紧。件3与件4的锥面接触，刀架在新的位置上定位并压紧。此时，端面离合器与空套齿轮脱开。
　转位油缸复位刀架压紧后，压力油从d孔进入转位油缸右腔，活塞6带动齿条复位。由于此时端齿离合器已脱开，齿条带动齿轮在轴上空转。如果定位、压紧动作正常，推杆11与相应的触头12接触，发出信号表示已完成换刀过程，可进行切削加工。
　  回转刀架还可采用电机-马氏机构转位、鼠齿盘定位，以及其他转位和定位机构。
　　这是一种比较简单的换刀方式。这种机床的主轴头就是一个转塔刀库，主轴头有卧式和立式两种。如图6-22所示是TK-5525型数控转塔式镗铣床的外观图，八方形主轴头（转塔头）上装有八根主轴，每根主轴上装有一把刀具。根据工序的要求按顺序自动地将装有所需要的刀具的主轴转到工作位置，以此实现自动换刀，接通主传动。不处在工作位置上的主轴便与主传动脱开。转塔头的转位由槽轮机构来实现。
　　　　　　　　　　
　　这种换刀装置的优点在于省去了自动松夹、卸刀、装刀以及刀具搬运等一系列复杂操作，从而缩短了换刀时间，并提高了换刀的可靠性。由于空间位置的限制，使主轴部件结构不能设计得十分坚实，影响了主轴系统的刚度。为了保证主轴的刚度，必须限制主轴数目，否则将使结构尺寸大大增加。由于这些结构上的原因，转塔主轴头通常只适应于工序较少、精度要求不太高的机床，例如数控钻床、铣床等。

三.更换主轴箱换刀
　　有的数控机床像组合机床一样，采用多主轴主轴箱，利用更换主轴箱达到换刀的目的，如图6-23所示。机床立柱后面的主轴箱库8吊挂着几个备用的主轴箱2～7。主轴箱库两侧的导轨上，装有同步运行的小车I和II，它们在主轴箱库与机床动力头之间进行主轴箱的运输。根据加工要求，先选好所需的主轴箱，待两小车运行至该主轴箱处，将它推上小车I上，小车I载着它与空车II运行到机床动力头两侧的更换位置。当上一道工序完成后，动力头带着主轴箱1上升到更换位置，动力头上的夹紧机构将主轴箱松开，定位销也从定位孔中拔出，推杆机构将用过的主轴箱1从动力头上推到小车II上。又将待用主轴箱从小车I推到机床动力头上，并进行定位夹紧。动力头沿立柱导轨下降开始新的加工。两小车返回主轴箱库，停在待换的主轴箱旁。由推杆机构将下次待换的主轴箱推上小车I，并把用过的主轴箱从小车II推入主轴箱库中的空位。小车又一次载着下次待换的主轴箱运行到机床动力头的更换位置处，等待下一次换箱。图示机床还可通过机械手10，在刀库9与主轴箱1之间进行刀具交换，这种形式的换刀，适于加工箱体类零件，可以大大提高生产率。
　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　 图6-23 更换主轴箱换刀

四.更换刀库换刀
　　当加工工艺的范围很广，所需刀具数很多，机床刀库的容量有限时，可以采用多个刀库存刀，先自动更换刀库，再从更换后的刀库中选择所需的刀具。这种机床可以一台单独工作，也可以用多台机床组成自动生产线。
　　图6-24为其示意图，在更换刀库时，机床立柱带着刀库沿纵向导轨移至某一空储存架9前，使立柱上的刀库托板导轨2与储存架9的托板导轨3对准。松开的刀库1由推送装置从立柱推入储存架9上。机床立柱纵向移动到预先选定的刀库储存架前（图6-24中的4，5，6，7或8等某一位置），并使两托板导轨互相对准。刀库推送装置把选定的刀库从储存架托板上拉入机床立柱的刀库座内定位并夹紧。
　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　图6-24 更换刀库换刀