1、電氣控制與PLC北京航空航天大學出版社北京航空航天大學出版社劉劉 永永 華華 孫佳海孫佳海 王進滿王進滿 姜秀玲姜秀玲 湯承江編湯承江編 目錄目錄2022-2-7第3章典型設備電氣控制目錄目錄2022-2-73.1 CA6140車床電氣控制線路nCA6140臥式車床是機械加工中廣泛使用的一種機床，可以用來加工各種回轉表面、螺紋和端面。 n車床主軸由一臺主電動機拖動，并經機械傳動鏈，實現對工件切削主運動和刀具進給運動的聯動輸出，其運動速度可通過手柄操作變速齒輪箱進行切換。刀具的快速移動以及冷卻系統和液壓系統的拖動，則采用單獨電動機驅動。 目錄目錄2022-2-7圖圖3-1 普通車床的結構示意圖普

2、通車床的結構示意圖1進給箱進給箱 2掛輪箱掛輪箱3主軸變速箱主軸變速箱4溜溜板與刀架板與刀架 5溜板箱溜板箱6尾架尾架7絲杠絲杠8光杠光杠9床身床身目錄目錄2022-2-7CA6140型臥式車床的電氣控制系統原理 目錄目錄2022-2-73.1.3 CA6140型普通車床常見故障及維修 n1.主軸電動機不能起動主軸電動機不能起動n(1) 熱繼電器FR1已動作過，動斷觸點未復位。要判斷故障所在位置，還要查明引起熱繼電器動作的原因，并排除。可能的原因有：長期過載；繼電器的整定電流太小；熱繼電器選擇不當。按原因排除故障后，將熱繼電器復位即可。n(2) 控制電路接觸器線圈松動或燒壞或接觸器的主觸點及輔

3、助觸點接觸不良，應修復或更換接觸器。n(3) 起動按鈕或停止按鈕內的觸點接觸不良，應修復或更換按鈕。n(4) 各連接導線虛接或斷線。n(5) 主軸電動機損壞，應修復或更換。目錄目錄2022-2-73.1.3 CA6140型普通車床常見故障及維修 n2.主軸電動機斷相運行主軸電動機斷相運行n按下起動按鈕，電動機發出嗡嗡聲不能正常起動，這是電動機斷相造成的，此時應立即切斷電源，否則易燒壞電動機。可能的原因是：n(1) 電源斷相。n(2) 接觸器有一對主觸點沒接觸好，應修復。n3.主軸電動機起動后不能自鎖主軸電動機起動后不能自鎖n故障原困是控制電路中自鎖觸點接觸不良或自鎖電路接線松開，修復即可。目錄

4、目錄2022-2-73.1.3 CA6140型普通車床常見故障及維修 n4.按下停止按鈕主軸電動機不能停止按下停止按鈕主軸電動機不能停止n(1) 接觸器主觸點熔焊，不能斷開電源，應修復或更換接觸器。n(2) 停止按鈕的動斷觸點被卡住，不能斷開，應更換停止按鈕。n5.冷卻泵電動機不能起動冷卻泵電動機不能起動n(1) SA1開關觸點不能閉合，應更換；或KM1（9一11）輔助觸點不能閉合，應修復或更換。n(2) 熔斷器FU1熔體熔斷，應更換。n(3) 熱繼電器FR2已動作過，未復位。目錄目錄2022-2-73.1.3 CA6140型普通車床常見故障及維修n(4) 接觸器KM2線圈或觸點已損壞，應修復

5、或更換。n(5) 冷卻泵電動機已損壞，應修復或更換。n6.快速移動電動機不能起動快速移動電動機不能起動n(1) 按鈕SB3內的觸點接觸不良，應修復或更換按鈕。n(2) 接觸器KM3線圈或觸點已損壞，應修復或更換。n(3) 快速移動電動機已損壞，應修復或更換。目錄目錄2022-2-73.2 M7130磨床電氣控制線路 n磨床是用砂輪的周邊或端面進行加工的情密機床。n砂輪的旋轉是主運動，工件或砂輪的往復運動為進給運動，而砂輪架的快速移動及工作臺的移動為輔助運動。 目錄目錄2022-2-7圖圖3-3 M7130 臥軸矩臺平面磨床結構示意圖臥軸矩臺平面磨床結構示意圖 1床身床身 2工作臺工作臺 3電磁

6、吸盤電磁吸盤 4砂輪箱砂輪箱 5砂輪箱橫向移動手輪砂輪箱橫向移動手輪 6滑座滑座 7立柱立柱 8工作臺換向撞塊工作臺換向撞塊 9工作臺往復運動換向手柄工作臺往復運動換向手柄 10活塞桿活塞桿 11砂輪箱垂直進刀手輪砂輪箱垂直進刀手輪目錄目錄2022-2-7M7130型平面磨床電氣控制電路圖 目錄目錄2022-2-73.2.3 M7130型平面磨床常見故障及維修型平面磨床常見故障及維修n1.電磁吸盤沒有吸力n首先應檢查三相交流電源是否正常，然后再檢查FU1、FU2 與FU4熔斷器是否完好，接觸是否正常，再檢查接插器X3接觸是否良好。如上述檢查均未發現故障，則進一步檢查電磁吸盤電路，包括欠電流繼電

7、器KA線圈是否斷開，吸盤線圈是否斷路等。目錄目錄2022-2-73.2.3 M7130型平面磨床常見故障及維修型平面磨床常見故障及維修n2.電磁吸盤吸力不足電磁吸盤吸力不足n常見的原因有交流電源電壓低，導致整流后直流電壓相應下降，以致吸力不足。若直流電壓正常，電磁吸力仍不足，則有可能是X3接插器接觸不良。n造成電磁吸盤吸力不足的另一原因是橋式整流電路的故障。如整流橋一臂發生開路，將使直流輸出電壓下降一半，使吸力減小。若有一臂整流元件擊穿形成短路，則與它相鄰的另一橋臂的整流元件會因過電流而損壞，此時T2也會因電路短路而造成過電流，致使電磁吸盤吸力很小，甚至無吸力。 目錄目錄2022-2-73.2

8、.3 M7130型平面磨床常見故障及維修型平面磨床常見故障及維修n3.電磁吸盤退磁效果差，造成工件難以取下電磁吸盤退磁效果差，造成工件難以取下n其故障原因往往在于退磁電壓過高或去磁回路斷開，無法去磁或去磁時間把握不好等。目錄目錄2022-2-73.3 搖臂鉆床電氣控制線路 n鉆床是一種用途廣泛的萬能機床，從機床的結構型式來分，有立式鉆床、臥式鉆床、深孔鉆床及多頭鉆床等；而立式鉆床中搖臂鉆床用途較為廣泛，在鉆床中具有一定的典型性。n現以Z3040型搖臂鉆床為例，說明其電氣控制線路特點。 目錄目錄2022-2-7圖圖3-8 Z3040搖臂鉆床結構及運動情況示意圖搖臂鉆床結構及運動情況示意圖 1底座

9、底座 2工作臺工作臺 3主軸縱向進給主軸縱向進給 4主軸旋轉主運動主軸旋轉主運動 5主軸主軸 6搖臂搖臂7主軸箱沿搖臂徑向運動主軸箱沿搖臂徑向運動 8主軸箱主軸箱 9內外立柱內外立柱 10搖臂回轉運動搖臂回轉運動 11搖臂垂直移動搖臂垂直移動目錄目錄2022-2-7Z3040型搖臂鉆床電氣控制原理圖 目錄目錄2022-2-73.3.3 Z3040搖臂鉆床常見故障及維修 n1.搖臂不能松開搖臂不能松開n搖臂作升降運動的前提是搖臂必須完全松開，搖臂和主軸箱、立柱的松、緊都是通過液壓泵電動機M3的正反轉來實現的，因此先檢查下主軸箱和立柱的松、緊是否正常。如果正常，則說明故障不在兩者的公共電路中，而在

10、搖臂松開的專用電路上。如時間繼電器KT的線圈有無斷線，其動合觸點（117）、（13 14）在閉合時是否接觸良好，限位開關SQ1的觸點SQ1（56）、SQ2（126）有無接觸不良，等等。n如果主軸箱和立柱的松開也不正常，則故障多發生在接觸器KM4和液壓泵電動機M3這部分電路上。如KM4線圖斷線、主觸點接觸不良，KM5的動斷互鎖觸點（1415）接觸不良等。如果是M3或FR2出現故障，則搖臂、立柱和主軸箱既不能松開，也不能夾緊。目錄目錄2022-2-73.3.3 Z3040搖臂鉆床常見故障及維修 n2.搖臂不能升降搖臂不能升降n除前述搖臂不能松開的原困之外，可能的原困還有：n(1) 行程開關SQ3的

11、動作不正常，這是導致搖臂不能升降最常見的故降。如SQ3的安裝位置移動，使得搖臂松開后，SQ3不能動作，或者是液壓系統的故障導致搖臂放松不夠，SQ3也不會動作，搖臂就無法升降。SQ3的位置應結合機械、液壓系統進行調整，然后緊固。n(2) 搖臂升降電動機M2、控制其正反轉的接觸器KM2、KM3以及相關電路發生故障，也會造成搖臂不能升降。在排除了其它故障之后，應對此進行檢查。目錄目錄2022-2-73.3.3 Z3040搖臂鉆床常見故障及維修 n(3) 如果搖臂是上升正常而不能下降，或是下降正常而不能上升，則應單獨檢查相關的電路及電器部件（如按鈕開關、接觸器、限位開關的有關觸點等）。n3.搖臂上升或

12、下降到極限位置時搖臂上升或下降到極限位置時, 限位保護失限位保護失靈靈n檢查限位保護開關SQ1或SQ2，通常是SQ1或SQ2損壞，或是其安裝位置移動。目錄目錄2022-2-73.3.3 Z3040搖臂鉆床常見故障及維修 n4.搖臂升降到位后夾不緊搖臂升降到位后夾不緊n如果搖臂升降到位后夾不緊（而不是不能夾），通常是行程開關SQ4的故障造成的。如果SQ4移位或安裝位置不當，使SQ4在夾緊動作未完全結束就提前斷開，KM5斷電，M3提前停轉，從而造成夾不緊。n5.搖臂的松緊動作正常，但主軸箱和立柱的松、緊動搖臂的松緊動作正常，但主軸箱和立柱的松、緊動作不正常作不正常n應檢查：(1) 控制按鈕SB5、

13、SB6，其觸點有無接觸不良，或接線松動。n (2) 液壓系統是否出現故障。目錄目錄2022-2-73.4 X62W萬能銑床電氣控制線路 nX62W型萬能銑床可用于工件的平面、斜面和溝槽等加工，安裝分度頭后可銑切直齒齒輪、螺旋面，若使用圓工作臺還可以銑切凸輪和弧形槽，這是一種常用的通用機床。n一般中小型銑床主拖動都采用三相籠型異步電動機，并且主軸旋轉主運動與工作臺進給運動分別由單獨的電動機拖動。銑床主軸的主運動為刀具的切削運動，它有順銑和逆銑兩種工作方式；工作臺的進給運動有水平工作臺左右（縱向）、前后（橫向）以及上下（垂直）方向的運動，還有圓工作臺的回轉運動。這里就以X62W型銑床為代表，分析中

14、小型銑床的控制電路。目錄目錄2022-2-7圖3-10 X62W萬能升降臺銑床結構示意圖 1底座 2進給電動機 3升降臺 4進給變速手柄及變速盤 5溜板 6轉動部分 7工作臺 8刀桿支架 9懸梁 10主軸 11主軸變速盤 12主軸變速手柄 13床身 14主軸電動機目錄目錄2022-2-7X62W型銑床控制電路 目錄目錄2022-2-73.4.3 X62W型萬能銑床常見故障及維修型萬能銑床常見故障及維修 n1.主軸電動機控制電路故障主軸電動機控制電路故障n(1) M1不能起動n與前面已分析過的機床的同類故障一樣，可從電源開始，逐個檢查主電路中QS1、FU1、KM1主觸點、FR1和換相開關SA5，

15、然后再檢查控制電路。因為M1的功率較大，應注意檢查KM1的主觸點、SA5的觸點有無被熔化，有無接觸不良。n此外，如果主軸換刀制動開關SA2仍處在“換刀”位量，SA2-1斷開；或者SA2雖處于正常工作的位置，但SA2-1接觸不良，使控制電源未接通，M1也不能起動。n(2) M1停車時無制動n重點是檢查電磁離合器YB，如YB線圈有無斷線、接點有無接觸不良，整流電路有無故障等。此外還應檢查控制按鈕SB1和SB2是否工作正常。目錄目錄2022-2-73.4.3 X62W型萬能銑床常見故障及維修型萬能銑床常見故障及維修 n(3) 主軸換刀時無制動n如果在M1停車時主軸的制動正常，而在換刀時制動不正常，從

16、電路分析可知應重點檢查制動控制開關SA2。n(4) 按下停車按鈕后M1不停n故障的主要原因可能是：KM1的主觸點熔焊。如果在按下停車按鈕后，KM1不釋放，則可斷定故障是由KM1主觸點熔焊引起的。應注意此時電磁離合器YB正在對主軸起制動作用，會造成M1過載，并產生機械沖擊。所以一旦出現這種情況，應馬上松開停車按鈕，進行檢查，否則會很容易燒壞電動機。n(5) 主軸變速時無瞬時沖動n由于主軸變速行程開關SQ7在頻繁動作后，造成開關位置移動，甚至開關底座被撞碎或觸點接觸不良， 都將造成主軸無變速時的瞬時沖動。目錄目錄2022-2-73.4.3 X62W型萬能銑床常見故障及維修型萬能銑床常見故障及維修

17、n2.工作臺進給控制電路故障工作臺進給控制電路故障 n(1) 工作臺不能縱向進給n此時應先對橫向進給和垂直進給進行試驗檢查，如果正常，則說明進給電動機M2、主電路、接觸器KM2、KM3及與縱向進給相關的公共支路都正常，就應重點檢查圖3-11中的行程開關SQ6-2、SQ3-2及SQ4-2，即接線端編號為20-23-25-27的支路，因為只要這三對動斷觸點之中有一對不能閉合、接觸不良或者接線松脫，縱向進給就不能進行。同時，可檢查進給變速沖動是否正常，如果也正常，則故障范圍已縮小到在SQ6-2及SQ1-1、SQ2-1上了，一般情況下SQ1-1、SQ2-1兩個行程開關的動合觸點同時發生故障的可能性較小

18、，而SQ6-2（2021）由于在進給變速時，常常會因用力過猛而容易損壞，所以應先檢查它。 目錄目錄2022-2-73.4.3 X62W型萬能銑床常見故障及維修型萬能銑床常見故障及維修 n(2) 工作臺不能向上進給n首先進行進給變速沖動試驗，若進給變速沖動正常，則可排除與向上進給控制相關的支路20-22-35-27 存在故障的可能性；再進行向左方向進給試驗，若又正常，則又排除27-29和37-39-0支路存在故障的可能性。這樣，故障點就已縮小到SQ4-1（2937）的范圍內，例如，可能是在多次操作后，行程開關SQ4因安裝螺釘松動而移位，造成操縱手柄雖已到位，但其觸點SQ4-1（2937）仍不能閉

19、合，因此工作臺不能向上進給。目錄目錄2022-2-73.4.3 X62W型萬能銑床常見故障及維修型萬能銑床常見故障及維修 n(3) 工作臺各個方向都不能進給n此時可先進行進給變速沖動和圓工作臺的控制，如果都正常，則故障可能在圓工作臺控制開關SA1-1及其接線（2729）上；但若變速沖動也不能進行，則應著重檢查主電路，包括M2 的接線及繞組有無故障。n(4) 工作臺不能快速進給n如果工作臺的常速進給運行正常，僅不能快速進給，則應檢查SB5、SB6和KM4，如果這三個電器無故障，電磁離合器電路的電壓也正常，則故障可能發生在YC2本身，常見的有YC2線圈損壞或機械卡死、離合器的動、靜摩檫片間隙調整不

20、當等。目錄目錄2022-2-73.5 T68鏜床電氣控制線路 n鏜床是一種精密加工機床，主要用于加工精確度高的孔，以及各孔間距離要求較為精確的零件，如一些箱體零件，變速箱、主軸箱等。這些都是鉆床難以勝任的。由于鏜床剛性好，其可動部分在導軌上活動間隙小，且可附加支承，故能滿足上述要求。鏜床除鏜孔外，在萬能鏜床上還可以鉆孔、鉸孔、擴孔；用鏜軸或平旋盤銑削平面；加上車螺紋附件后，還可以車削螺紋；裝上平旋盤刀架可加工大的孔徑、端面和外圓。因此，鏜床加工范圍廣、調速范圍大、運動部件多。n按用途不同，鏜床可分為臥式鏜床、立式鏜床、坐標鏜床、金剛鏜床和專門化鏜床等。下面以常用的T68臥式鏜床為例進行分析。

21、目錄目錄2022-2-7圖3-12 臥式鏜床外形圖1床身 2鏜頭架 3前立柱 4平旋盤 5鏜軸 6工作臺7后立柱 8尾座 9上溜板 10下溜板 11刀具溜板目錄目錄2022-2-7T68鏜床電氣控制原理圖 目錄目錄2022-2-73.5.3 T68鏜床常見故障及維修 n1.主軸的轉速與標牌的指示不符主軸的轉速與標牌的指示不符n這種故障一般有兩種現象：第一種是主軸的實際轉速比標牌指示轉數增加或減少一倍，第二種是M1 只有高速或只有低速。前者大多是由于安裝調整不當而引起的。T68型鏜床有18種轉速，是由雙速電動機和機械滑移齒輪聯合調速來實現的。第1，2，4，6，8，擋是由電動機以低速運行驅動的，而

22、3，5，7，9，擋是由電動機以高速運行來驅動的。由以上分析可知，M1的高低速轉換是靠主軸變速手柄推動微動開關SQ，由SQ的動合觸點（1113）通、斷來實現的。如果安裝調整不當，使SQ的動作恰好相反，則會發生第一種故障。而產生第二種故障的主要原困是SQ損壞（或安裝位置移動）；如果SQ的動合觸點（1113）總是接通，則M1只有高速；如果總是斷開，則M1只有低速。此外，時間繼電器KT的損壞（如線圈燒斷、觸點不動作等），也會造成此類故障發生。 目錄目錄2022-2-73.5.3 T68鏜床常見故障及維修 n2.M1能低速起動，但置能低速起動，但置“高速高速”擋時，不能高速運擋時，不能高速運行而自動停機

23、行而自動停機nM1能低速起動，說明接觸器KM3、KM1、KM4工作正常；而低速起動后不能換成高速運行且自動停機，又說明時間繼電器KT是工作的，其動斷觸點（1423）能切斷KM4線圈支路，而動合觸點（1421）不能接通KM5線圈支路。因此，應重點檢查KT的動合觸點（1421）；此外，還應檢查KM4的互鎖動斷觸點（2122）。按此思路，接下去還應檢查KM5有無故障。 目錄目錄2022-2-73.5.3 T68鏜床常見故障及維修 n3.M1不能進行正反轉點動、制動及變速沖動不能進行正反轉點動、制動及變速沖動控制控制n其原因往往是上述各種控制功能的公共電路部分出現故障，如果伴隨著不能低速運行，則故障可

24、能出在控制電路14-23-24-PE支路中有斷開點。否則，故障可能出在主電路的制動電阻R及引線上有斷開點。如果主電路僅斷開一相電源，電動機還會伴有斷相運行時發出的“嗡嗡”聲。 目錄目錄2022-2-73.6 橋式起重機的電氣控制線路 n3.6.1電動葫蘆n電動葫蘆是將電動機、減速器、卷筒、制動器和運行小車等緊湊地合為一體的起重機械。由于它輕巧、靈活、成本較低，廣泛用于中小型物件的起重吊裝中。它可以是固定的，也可以通過小車和橋架組成電動單梁橋式起重機、簡易雙梁橋式起重機和簡易龍門式起重機等。目錄目錄2022-2-7我國自行設計的CD型鋼絲繩電動葫蘆 1鋼絲卷筒 2錐形電動機3減速箱4電磁制動器

25、5電動機 6限位開關 目錄目錄2022-2-7圖3-16 電動葫蘆電氣控制原理圖 目錄目錄2022-2-7n3.6.2 橋式起重機 n橋式起重機是用來在短距離內提升和移動物件的機械，俗稱天車，廣泛應用于工礦企業。橋式起重機由橋架（又稱大車）、小車及提升機構三部分組成，如圖3-17所示。橋架沿著車間起重機梁上的軌道作縱向移動，小車沿著橋架上的軌道作橫向移動，提升機構安裝在小車上，作上下運動。根椐工作需要，可安裝不同的取物裝置，例如吊鉤、抓斗、起重電磁鐵、夾鉗等。目錄目錄2022-2-7圖3-17 橋式起重機總體結構示意圖1駕駛室 2輔助滑線架 3交流磁力控制盤 4小車 5大車拖動電動機6大車端梁 7主滑線 8大車主梁 9電阻箱目錄目錄2022-2-7圖3-18 小車機構傳動系統圖1提升電動機 2提升機構減速器 3卷筒4小車電動機 5小車走輪 6小車車輪軸7小車制動輪8鋼絲繩 9提升機構制動輪 目錄目錄2022-2-7圖3-21 凸輪控制器工作原理圖 1靜觸點 2動觸點 3觸點彈簧 4復位彈簧 5滾子 6絕緣方軸 7凸輪 目錄目錄2022-2-7圖3-22 凸輪控制器控制原理圖目錄目錄2022-2-7圖3-24 XQB1系列保護箱的主回路原理圖 目錄目錄202