Bài giảng trang bị điện cho máy của thầy giáo Đinh Hồng Bộ trường đại học bách khoa hà nội PHẦN I: KHÍ CỤ ĐIỆN Chương 1: Phần tử điều khiển Chương 2: Phần tử xử lí tín hiệu Chương 3: Các thiết bị bảo vệ Chương 4: Cơ cấu chấp hành PHẦN II: MỘT SỐ SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN THƯỜNG GẶP PHẦN III: TRANG BỊ ĐIỆN TRONG MÁY CÔNG CỤ Chương 1: Mạch điện trong máy tiện Chương 2: Mạch điện trong máy mài Chương 3: Mạch điện trong máy khoan Chương 4: Mạch điện trong máy doa Chương 5: Mạch điện trong máy phay Chương 6: Mạch điện trong máy điều khiển số
14/02/2020 Bài giảng TRANG BỊ ĐIỆN CHO MÁY TS Đinh Hồng Bộ Bộ môn Máy ma sát học, C8-105 Viện Cơ khí – ĐHBKHN E-mail: dinhhongbo@gmail.com; bo.dinhhong@hust.edu.vn NỘI DUNG MƠN HỌC PHẦN I: KHÍ CỤ ĐIỆN Chương 1: Phần tử điều khiển Chương 2: Phần tử xử lí tín hiệu Chương 3: Các thiết bị bảo vệ Chương 4: Cơ cấu chấp hành PHẦN II: MỘT SỐ SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN THƯỜNG GẶP PHẦN III: TRANG BỊ ĐIỆN TRONG MÁY CÔNG CỤ Chương 1: Mạch điện máy tiện Chương 2: Mạch điện máy mài Chương 3: Mạch điện máy khoan Chương 4: Mạch điện máy doa Chương 5: Mạch điện máy phay Chương 6: Mạch điện máy điều khiển số 1.1 Nút ấn : 14/02/2020 PHẦN I : KHÍ CỤ ĐIỆN CHƯƠNG : PHẦN TỬ ĐIỀU KHIỂN 1.1 Nút ấn : a/ Nút ấn tự phục hồi : Nút nhấn Tiếp điểm com Lị xo NO NC Hình 1.1: Cấu tạo nút nhấn Hình 1.2: Một dạng nút nhấn - Công dụng Nút ấn thường lắp mặt trước tủ điều khiển, dùng để lệnh điều khiển Tín hiệu nút ấn tự phục hồi tạo có dạng xung - Kí hiệu + Ký hiệu theo vẽ Việt Nam (Nga) Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng + Ký hiệu theo vẽ Châu Âu Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng + Ký hiệu theo vẽ Nhật Bản Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng 14/02/2020 b/ Nút ấn tự không tự phục hồi: (Dừng khẩn cấp) Nhấn vào nút cần chuyển trạng thái tiếp điểm Hình 1.3: Một dạng nút dừng khẩn cấp Xoay nút theo chiều mũi tên muốn trả tiếp điểm trạng thái ban đầu - Tác dụng Nút dừng khẩn cấp dùng để dừng nhanh hệ thống xảy cố Thông thường người ta dùng tiếp điểm thường đóng để cấp điện cho toàn mạch điện Khi hệ thống xảy cố, nhấn vào nút dừng khẩn cấp làm mở tiếp điểm thường đóng để cắt điện tồn mạch điện - Kí hiệu + Ký hiệu theo vẽ Việt Nam (Nga) Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng + Ký hiệu theo vẽ Châu Âu Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng + Ký hiệu theo vẽ Nhật Bản Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng 14/02/2020 1.2 Cơng tắc: + Cơng tắc : Hình 1.4: Cơng tắc pha Hình 1.5: Công tắc ba pha - Tác dụng Công tắc thực tế thường dùng làm khóa chuyển mạch (chuyển chế độ làm việc mạch điều khiển), dùng làm cơng tắc đóng mở nguồn (cầu dao) - Kí hiệu + Ký hiệu theo vẽ Việt Nam (Nga) Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng + Ký hiệu theo vẽ Châu Âu Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng + Ký hiệu theo vẽ Nhật Bản Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng + Ký hiệu cơng tắc pha 14/02/2020 1.3 Cơng tắc hành trình: + Cấu tạo cơng tắc hành trình: Lực tác dụng Địn bẩy Bánh xe tiếp xúc Lị xo Tiếp điểm Hình 1.6: Cấu tạo cơng tắc hành trình Hình 1.7: Một số kiểu cơng tắc hành trình 10 14/02/2020 - Tác dụng Cơng tắc hành trình thường dùng để nhận biết vị trí chuyển động cấu máy dùng để giới hạn hành trình chuyển động - Kí hiệu + Ký hiệu theo vẽ Việt Nam (Nga) Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng + Ký hiệu theo vẽ Châu Âu Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng + Ký hiệu theo vẽ Nhật Bản Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng 11 1.4 Cơng tắc từ + Cơng tắc từ cấu tạo gồm hai phận: Nam châm vĩnh cửu + Tiếp điểm lưỡi gà Nam châm vĩnh cửu Tiếp điểm lưỡi gà 12 14/02/2020 - Tác dụng : Trong thực tế công tắc từ dùng để nhận biết vị trí cấu máy mà khơng cần tiếp xúc Ví dụ: hệ thống điều khiển khí nén người ta dùng cơng tắc từ để nhận biết vị trí pittong chuyển động xi lanh Công tắc từ Xilanh Pittong Nam châm vĩnh cửu Hình 1.8: Ứng dụng cơng tác từ 13 - Ký hiệu: + Ký hiệu theo vẽ Việt Nam (Nga) Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng + Ký hiệu theo vẽ Châu Âu Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng + Ký hiệu theo vẽ Nhật Bản Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng 14 14/02/2020 CHƯƠNG : PHẦN TỬ XỬ LÝ TÍN HIỆU 2.1 Rơ le điện từ Lò xo Tiếp điểm A Mạch từ B Cuộn dây Hình 2.1: Cấu tạo rơ le điện từ 15 2.1 Rơ le điện từ Hình 2.2: Hình ảnh rơ le điện từ 16 14/02/2020 2.1 Rơ le điện từ Mạch từ: Có tác dụng dẫn từ Đối với rơ le điện từ chiều, gơng từ chế tạo từ thép khối có dạng hình trụ trịn (vì dịng điện chiều khơng gây nên dịng điện xốy dó khơng phát nóng mạch từ) Đối với rơ le điện từ xoay chiều, mạch từ thường chế tạo từ thép kỹ thuật điện ghép lại (để giảm dịng điện xốy fuco gây nóng) Cuộn dây: Khi đặt điện áp đủ lớn vào hai đầu A B, cuộn dây có dịng điện chạy qua, dịng điện sinh từ trường, từ trường khép mạch qua mạch từ tạo nên lực hút điện từ hút nắp mạch từ làm thay đổi trạng thái tiếp điểm Lò xo: Dùng để giữ nắp Tiếp điểm: Thường có nhiều cặp tiếp điểm, 0-1 tiếp điểm thường mở, 0-2 tiếp điểm thường đóng 17 2.1 Rơ le điện từ Nguyên lý làm việc Khi chưa cấp điện vào hay đầu A-B cuộn dây, lực hút điện từ không, cấu rơ le nằm vị trí hình 2.1 Khi đặt điện áp đủ lớn vào A-B, dòng điện chạy cuộn dây sinh từ trường tạo lực hút điện từ Nếu lực hút điện từ thắng lực đàn hồi lị xo nắp hút xuống, tiếp điểm 0-1 mở 0-2 đóng lại Nếu khơng cấp điện vào hai đầu A-B tiếp điểm lại trở trạng thái ban đầu 18 14/02/2020 - Ký hiệu : + Ký hiệu theo vẽ Việt Nam (Nga) Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng Cuộn dây + Ký hiệu theo vẽ Châu Âu Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng Cuộn dây + Ký hiệu vẽ Nhật Bản Tiếp điểm thường mở Tiếp điểm thường đóng Cuộn dây 19 - Một số mạch rơ le điện từ: + Mạch trì + Mạch khóa chéo 20 10 14/02/2020 https://cityshin.ru/vi/equipment-for-metal-processing/the-machine-is-coordinate-boring-2a450/ Mạch điện máy doa tọa độ 2A450 153 154 77 14/02/2020 4.5 Máy doa tọa độ 2A450 b/ Nguyên lý hoạt động: Khởi động: Ấn M, mạch điều khiển cấp điện cho công tắc tơ Dg, tiếp điểm Dg cấp nguồn cho phần ứng động chính, động điều chỉnh tốc độ thông qua Triristor từ T1 – T6, động điều khiển giá trị định mức thông qua điều chỉnh từ thông RTT, rơ le kiểm tra tốc độ RDA, đóng động đạt tốc độ định mức, cấp điện cho cuộn hút KCB, tiếp điểm KCB đóng, đóng điện cho RTT CKĐ để điều khiển từ thông, tăng tốc độ động lên định mức Dừng máy: - Cuộn KH để điều khiển động trình hãm, để hãm dừng nhanh - RĐL: rơ le đo tốc độ động q trình hãm, đóng tốc độ cao, tốc độ giảm đến giá trị định ngắt ra, ngắt Rh khỏi mạch động 155 CHƯƠNG : MẠCH ĐIỆN TRONG MÁY PHAY Thân máy Đầu trục quay Xung quanh trục nằm ngang Bàn máy gá chi tiết Bàn di trượt 156 78 14/02/2020 5.1 Khái niệm chung Máy phay dùng để gia công bề mặt trong, chi tiết, phay rãnh, phay ren bánh dao phay Q trình gia cơng bề mặt máy phay thực hai chuyển động phối hợp: + Chuyển đồng quay dao phay (chuyển động chính) + Chuyển động tịnh tiến chi tiết gia công theo phương thẳng đứng, theo chiều dọc chiều ngang Phân loại: -Máy phay vạn (máy phay dùng chung): phay ngang, phay đứng, phay giường,vv… -Máy chuyên dùng (máy phay chun mơn hóa): phay rãnh then, phay ren, phay bánh răng, phay chép hình, vv… 157 5.2 Các chuyển động máy phay + Chuyển động máy phay: Chuyển động quay dao phay: Động xoay chiều (1 nhiều cấp tốc độ: D=20:1 đến D=60:1) + Chuyển động ăn dao Chuyển động ăn dao chuyển động dịch chuyển chi tiết so với dao phay -Trong máy phay cỡ nhỏ trung bình, truyền động ăn dao thực qua truyền động qua hệ thống tay gạt hộp số -Máy phay cỡ nặng : yêu cầu chất lượng điều chỉnh cao thường dùng động điện chiều + Chyển động phụ Di chuyển nhanh đầu phay, di chuyển xà, xiết nới xà, bơm dầu hệ thống bôi trơn, bơm nước hệ thống làm mát dùng truyền động xoay chiều động không đồng roto lồng sóc 158 79 14/02/2020 5.3 Máy phay đứng 6A54 +Thơng số kỹ thuật: -Kích thước bàn chi tiết: 1600 x 630 (mm) -Hành trình di chuyển lớn nhất: - Di chuyển dọc bàn: 1300 (mm) - Di chuyển ngang bàn: 600 (mm) - Di chuyển theo chiều đứng đầu phay: 650 (mm) -Số tốc độ trục chính: 18 (25 - 1250 vg/ph) -Phạm vi điều chỉnh tốc độ ăn dao: D=10:1 -Tốc độ di chuyển ngang bàn: 4-40 (mm/ph) -Tốc độ di chuyển theo chiều đứng đầu dao phay: 40-400 (mm/ph) -Tốc độ di chuyển nhanh bàn (m/ph), đầu dao 0,8 (m/ph) 159 +Thông số động mạch điện: -Động 1Đ: động chính, N=12 KW, n=1460 (vg/ph) -Động 2Đ: ăn dao, N=4,5 KW, n=1500 (vg/ph) -Động 3Đ: bơm dầu cho hệ thống bôi trơn, N=7 KW, n=1500 (vg/ph) -Động 4Đ: bơm nước làm mát cho hệ thống, N=0,125 KW, n=1800 (vg/ph) 160 80 14/02/2020 Mạch điện máy phay đứng 6A54 161 Nguyên lý làm việc: Khởi động: Ấn nút 1M, cấp điện cho cuộn hút 1K, hút tiếp điểm 1K đóng lại, đóng điện pha vào 1Đ Khi D đóng, rơ le thời gian Rth có điện, tiếp điểm thường đóng mở chậm Rth bắt đầu đếm thời gian Cuộn hút KH có điện, hút tiếp điểm thường mở KH đóng lại, điện áp chiều lấy từ chỉnh lưu cấp vào pha 1Đ, thực trình hãm tái sinh động Khi tốc độ động giảm đến giá trị giới hạn rơ le thời gian Rth tác động, ngắt nguồn điện cấp cho cuộn hút KH, tiếp điểm KH mở ra, ngắt nguồn điện cấp cho 1Đ, động hãm tự tốc độ Nút ấn MN, TN: chế độ thử máy động Động 2Đ: động chiều cấp điện từ khuếch đại từ, có khả điều chỉnh tốc độ phạm vi rộng, nmax =3000 (vg/ph) việc điều chỉnh từ thơng, thơng qua mạch kích từ 162 81 14/02/2020 Nguyên lý làm việc: Ấn nút 2M, mạch kích từ cấp điện, cấp điện cho cuộn hút 2K, hút tiếp điểm 2K đóng lại, cấp điện cho phần ứng động cơ, đồng thời cấp cho 3Đ Điều chỉnh tốc độ động điều chỉnh điện áp đặt U1KC VR1,2 – khống chế dòng khởi động động 2Đ Nút ấn CN – di chuyển nhanh bàn dao, hút tiếp điểm 2RTr đóng lại, cấp điện cho cuộn rơ le điện áp RĐA, nối R6 vào mạch điều chỉnh từ thông dịng điện chiều làm giảm từ thơng, động tăng tốc nmax=3000 (vg/ph), di chuyển nhanh bàn dao Bơm nước làm mát: dùng cầu dao CD Dừng máy: Ấn nút 2D 163 5.4 Máy phay 6H82, 6H83 (Liên Xô) P12A, P623, P32 (Việt Nam) +Thông số kỹ thuật: -Kích thước bàn máy: 1250 x 320 (mm) -Hành trình di chuyển lớn nhất: - Di chuyển dọc bàn: 700 (mm) - Di chuyển ngang bàn: 240 - 260 (mm) - Di chuyển theo chiều đứng: 380 (mm) -Số tốc độ trục chính: 18 (30 - 1500 vg/ph) -Tốc độ di chuyển lượng chạy dao: 23.5 - 1800 (mm/ph) -Góc quay bàn lớn nhất:±45° -Động chính: N = kW, n = 1440 vg/ph -Động chạy dao: N = 1.7 kW, n = 1420 vg/ph 164 82 14/02/2020 Mạch điện máy phay kiểu 6H82, 6H83 165 a/ Giới thiệu thiết bị điện máy Trên máy có động khơng đồng ba pha roto lồng sóc điện áp 220/380V • Động (quay dao, tạo tốc độ cắt): • Động chạy dao (chuyển động bàn máy): • Động bơm nước làm mát: N=0.125 kW, n=2800 v/ph Mạch điều khiển: 127V, mạch chiếu sáng 36V 166 83 14/02/2020 b/ Nguyên lý làm việc Truyền động chính: - Đóng cầu dao BB để cấp điện cho mạch điều khiển - Bật công tắc AP chọn chiều quay trục - Bật cơng tắc AY chọn chế độ tự động tay - Ấn nút 1KY-1 1KY-2 khởi động từ A tác động, đóng tiếp điểm thường mở 4-5 đóng lại tự trì, tiếp điểm thường mở A (12-15) đóng lại cấp điện cho mạch điều khiển chuyển động bàn máy - Bật công tắc BO khởi động từ AO tác động, động bơm nước làm mát làm việc Khi sang số truyền động trục chính: ấn 1KBM (T2-27), điện trở C1, C2 nối vào hai pha stato động Động làm việc với moment quay nhỏ để thuận lợi đưa bánh vào vị trí ăn khớp Kết thúc q trình sang số, đưa 1KBM vị trí ban đầu Hãm dừng động trục chính: - Ấn nút điều khiển 2KY-1 2KY-2, thời điểm ban đầu tiếp điểm rơ le kiểm tra tốc độ PKC (2-27) đóng Cuộn hút AT tác động, tiếp điểm thường mở AT (1-2) đóng lại để trì Các tiếp điểm thường mở khởi động từ AT mạch động lực đóng lại, đấu động vào lưới điện qua điện trở C1, C2 với từ trường ngược để hãm ngược - Khi tốc độ động giảm đến giá trị đặt, tiếp điểm rơ le kiểm tra tốc độ mở ra, động cắt khởi lưới điện dừng quay tự 167 Truyền động bàn máy: - Để truyền động bàn máy phía trái phải, đưa tay gạt khí trước bàn máy phía trái phải Các tiếp điểm 1KA3 (15-21) 1KA1 (1516) đóng lại, tiếp điểm 1KA4 (13-14) 1KA2 (12-14) mở Chạy dao nhanh: ấn nút 3KY-1 3KY-2, lực hút nam châm tác động vào khớp ma sát khí, làm bàn dao di chuyển nhanh theo chiều ăn dao bàn máy 168 84 14/02/2020 CHƯƠNG : MẠCH ĐIỆN TRONG MÁY GIA CÔNG RĂNG Máy phay lăn 5K310 Máy xọc 514 169 MỘT SỐ MẠCH ĐIỆN TRONG MÁY ĐIỀU KHIỂN SỐ 1/ Mạch điện robot Harmo 2/ Mạch điện robot Kuka 3/ Mạch điện trung tâm gia công Bridge Port TC01 170 85 14/02/2020 1/ Mạch điện robot Harmo: Robot có bậc tự do: - Tịnh tiến theo phương X - Tịnh tiến theo phương Y - Tịnh tiến theo phương Z - Quay 90˚ quanh trục X 171 1/ Mạch điện robot Harmo: 172 86 14/02/2020 1/ Mạch điện robot Harmo: 173 1/ Mạch điện robot Harmo: 174 87 14/02/2020 1/ Mạch điện robot Harmo: 175 1/ Mạch điện robot Harmo: Sơ đồ khối điều khiển lơgic khả trình (PLC) Phần mềm lập trình CX - Programmer hãng Omron: lập trình chuyển động Robot Harmo Để PLC giao tiếp với thiết bị ngoại vi cần có chuyển đổi RS - 232 Thiết bị PLC (CPM2A-40CDR) sử dụng đầu rơle (số đầu vào 24, số đầu 16) Cho phép lập trình theo dạng: dạng Ladder, lệch từ khố 176 88 14/02/2020 SƠ ĐỜ MẠCH ĐIỀU KHIỂN KHÍ NÉN CỦA ROBOT HARMO 177 2/ Mạch điện robot Kuka Giới thiệu Kuka KR6/2: - Số bậc tự do: - Tải trọng: 6kg, phụ 10 kg - Vận tốc max tay máy: m/s - Khối lượng 205 kg - Độ xác lặp: 0.1 mm 178 89 14/02/2020 3/ Mạch điện trung tâm gia công Bridge Port TC01 179 4/ Mạch điện máy MITSUBISHI CNC M800/M80 Series https://dl.mitsubishielectric.com/dl/fa/document/catalog/cnc/bnpa1233(eng)/bnpa1233enge.pdf https://www.youtube.com/watch?v=CAFBy_EEmes 180 90 14/02/2020 181 91 ... MẠCH ĐIỆN TRONG MÁY TIỆN CHƯƠNG 2: MẠCH ĐIỆN TRONG MÁY MÀI CHƯƠNG 3: MẠCH ĐIỆN TRONG MÁY KHOAN CHƯƠNG 4: MẠCH ĐIỆN TRONG MÁY DOA CHƯƠNG 5: MẠCH ĐIỆN TRONG MÁY PHAY CHƯƠNG 6: MẠCH ĐIỆN TRONG MÁY... điện cho thang máy tầng, sau tổng quát lên n tầng BTVN 2: Thiết kế mạch điện cho hệ thống nâng hạ ô tô dùng cho hộ gia đình riêng Vấn đề 3: Thiết kế mạch điện điều khiển cho hệ thống thang máy. .. nguồn điện cho cuộn hút K1, đồng thời tiếp điểm thường mở đóng chậm đóng lại cấp điện cho cuộn hút K2, tiếp điểm K2 đóng lại, động quay với giá trị điện áp mở máy Uđm Dừng máy: ấn nút D, ngắt điện