《電機與電器控制技術》?精品課件合集第X章XXXX模塊6典型機床電氣控制系統分析

任務6.1電氣控制系統分析基礎模塊6

典型機床電氣控制系統分析

1.知識學習

46.1電氣控制系統分析基礎分析的一般原則是：化整為零、順藤摸瓜、先主后輔、集零為整、安全保護和全面檢查。常用分析電氣線路圖的方法有兩種：查線讀圖法和邏輯代數法。查線讀圖法（又稱為直接讀圖法或跟蹤追擊法）是按照電氣控制線路圖，根據生產過程的工作步驟依次讀圖，一般按照以下步驟進行。1.知識學習

56.1.1

了解生產工藝與執行電器的關系

在分析電氣控制電路之前，應該熟悉生產機械的工藝情況，充分了解生產機械要完成哪些動作，這些動作之間又有什么聯系；然后進一步明確生產機械的動作與執行電器的關系必要時可以畫出簡單的工藝流程圖，為分析電氣控制電路提供方便。1.知識學習

66.1.2

分析主電路

通常對控制電路按照由上往下或由左往右的順序依次閱讀，可以按主電路的構成情況，采用“化整為零”的方法把控制電路分解成與主電路相對應的幾個基本環節，一個環節個環節地分析，然后把各環節串起來。1.知識學習

76.1.3

分析控制電路

在分析電氣控制電路時，一般應先從主電路著手，可以看出有幾臺電動機，然后根據主電路中控制元件的主觸頭、電阻等大致判斷電動機如何起動，是否有正反轉控制、制動控制和調速要求等。1.知識學習

86.1.4

分析輔助電路

輔助電路包括電源指示、各執行元件的工作狀態顯示、參數測定、照明和故障報警等部分，它們大多是由控制電路中的元件來控制的，所以在分析輔助電路時，還要回過頭來對照控制電路進行分析。1.知識學習

96.1.5

分析聯鎖和保護環節

機床對于安全性及可靠性有很高的要求，為實現這些要求，除了合理地選擇拖動和控制方案外，還在控制電路中設置了一系列電氣保護和必要的電氣聯鎖。必須對電氣聯鎖與電氣保護環節在控制電路中的作用進行分析。1.知識學習

106.1.6

總體檢查

機床經過“化整為零”的局部分析，逐步分析了每一個局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關系之后，還必須用“集零為整”的方法，檢查整個控制電路，看是否有遺漏，特別要從整體角度去進一步分析和理解各控制環節之間的聯系，以理解電路中每個電氣元件的名稱及其作用。

查線讀圖法的優點是直觀性強，容易掌握，因而得到廣泛采用。其缺點是分析復雜電路時容易出錯，敘述也較長。任務6.2CA6140普通車床的電氣控制系統分析模塊6

典型機床電氣控制系統分析

模塊描述模塊描述：分析CA6140型普通車床電氣控制原理。1.知識學習

13（1）主要結構與型號含義1.知識學習

14（1）主要結構與型號含義1-帶輪；2-進給箱；3-掛輪架；4

-帶輪；5-主軸箱；

6-床身；7-刀架；

8-

溜板箱；

9-尾座；10-絲杠；

11-光杠；12-

床腿圖6-2-1CA6140普通車床的結構示意圖2.任務實施圖6-2-2CA6140型普通車床電氣原理圖2.任務實施CA6140型普通車床電氣原理圖如圖6-2-2所示，共有三臺電動機：M1為主軸電動機，拖動主軸旋轉，并通過進給機構實現進給運動。M2為冷卻電動機，提供切削液。M3為快速移動電動機，拖動刀架的快速移動。2.任務實施6.2.1

主電路分析

主電路共有三臺電動機。M1為主軸電動機(處于原理圖的2區)，帶動主軸旋轉和刀架作進給運動；M2為冷卻泵電動機(處于原理圖的3區)；M3為刀架快速移動電動機（處于原理圖的4區）。

三相交流電源通過刀開關Q引人，主軸電動機M1由接觸器KM1控制起動，熱繼電器FR1為主軸電動機M1的過載保護。冷卻泵電動機M2由接觸器KM2控制起動，熱繼電器FR2為冷卻泵電動機M2的過載保護。接觸器KM3用于控制刀架快速移動電動機M3的起動，因為快速移動電動機M3是短期工作，故可不設過載保護。2.任務實施6.2.2

控制電路分析控制變壓器TC二次側輸出110V電壓作為控制電路的電源。①主軸電動機M1的控制。按下起動按鈕SB2，接觸器KM1的線圈得電吸合，KM1主觸頭閉合，主軸電動機M1起動。按下停止按鈕SB1，電動機M1停轉。②冷卻泵電動機M2的控制。只能在接觸器KM1得電吸合，主軸電動機M1起動后，合上開關SA1使接觸器KM2線圈得電吸合，冷卻泵電動機M2才能起動。2.任務實施6.2.2

控制電路分析③刀架快速移動電動機M3的控制。刀架快速移動電動機M3的起動是由安裝在進給操縱手柄頂端的按鈕SB3來控制的，它與交流接觸器KM3組成點動控制環節。將操縱手柄扳到所需的方向，按下按鈕SB3，接觸器KM3得電吸合，電動機M3得電起動，刀架就向指定方向快速移動。2.任務實施6.2.3

照明、信號燈電路分析

控制變壓器TC的二次側分別輸出24V和6V電壓，作為機床照明燈和信號燈的電源。EL為機床的低壓照明燈，由開關SA2控制；HL為電源的信號燈。任務6.3Z3040搖臂鉆床的電氣控制系統分析模塊6

典型機床電氣控制系統分析

模塊描述模塊描述：分析Z3040型搖臂鉆床的電氣控制原理。1.知識學習

23

搖臂鉆床具有下列運動：主軸旋轉主運動及軸向進給運動，即鉆頭一邊旋轉一邊作縱向進給；主軸箱沿搖臂的水平移動；搖臂沿立柱的升降運動和回轉運動。Z3040型搖臂鉆床結構示意圖如圖6-3-1所示。1.知識學習

241-底座；2-立柱；3-搖臂；4-主軸箱；5-主抽；6-工作臺圖6-3Z3040型搖臂鉆床結構示意圖2.任務實施6.3.1

主電路分析主電路有4臺電動機：1)主電路電源電壓為交流380V，刀開關Q1作為電源引人開關。2.任務實施6.3.1

主電路分析主電路有4臺電動機：1)主電路電源電壓為交流380V，刀開關Q1作為電源引人開關。2)M1是主軸電動機，由接觸器KM1控制，只要求單方向旋轉，主軸的正反轉由機械手柄操作。熱繼電器FR1是過載保護元件，短路保護電器是總電源開關中的電磁脫扣裝置。2.任務實施6.3.1

主電路分析主電路有4臺電動機：1)主電路電源電壓為交流380V，刀開關Q1作為電源引人開關。2)M1是主軸電動機，由接觸器KM1控制，只要求單方向旋轉，主軸的正反轉由機械手柄操作。熱繼電器FR1是過載保護元件，短路保護電器是總電源開關中的電磁脫扣裝置。3)M2是搖臂升降電動機，用接觸器KM2和KM3控制正反轉。因為該電動機屬于短時工作制，故不設過載保護電器。2.任務實施4)M3是液壓泵電動機，可以做正反轉運行。其正反轉和停止由接觸器KM4和KM5控制。熱繼電器FR2是液壓泵電動機的過載保護電器。該電動機的主要作用是供給夾緊裝置壓力油，實現搖臂和立柱的夾緊和松開。5)M4是冷卻泵電動機，功率很小，由刀開關Q2控制。2.任務實施圖6-3-2Z3040型搖臂鉆床電氣原理圖2.任務實施6.3.2

控制電路分析1)主軸電動機M1的控制

合上電源開關Q，按下起動按鈕SB2，接觸器KM1線圈得電并自鎖，主軸電動機M1起動，同時支路中的主軸電動機運轉指示燈HL3亮，表示主軸電動機正常運行。按下停止按鈕SB1，KM1線圈失電，其觸頭斷開，M1停轉，同時指示燈HL3熄滅。2.任務實施6.3.2

控制電路分析2)搖臂的升降控制

由搖臂上升按鈕SB3、下降按鈕SB4及正反轉接觸器KM2、KM3組成具有雙重互鎖電動機正反轉點動控制電路。搖臂的移動必須先將搖臂松開，再移動，移動到位后搖臂自動夾緊。因此，搖臂移動過程是對液壓泵電動機M3和搖臂升釋電動機M2按一定程序進行自動控制的過程，其上升工作流程如圖6-5所示。搖臂升降控制必須與夾緊機構液壓系統緊密配合，由正反轉接觸器KM4、KMS控制雙向液壓泵電動機M3的正反轉，送出壓力油，經二位六通閥送至搖臂夾緊機構實現夾緊與松開。2.任務實施6.3.2

控制電路分析3)主軸箱和立柱的放松和夾緊控制

主軸箱與立柱的放松和夾緊是同時行的，其控制電路是正反轉點動控制電路。利用主軸箱和立柱的政松、夾緊，還可以檢查電源相序正確與否，以確保搖臂升降電動機M2的正反轉控制電路接線正確。

主軸箱、立柱的松開。按下松開按鈕SB5.KM4線圈得電，液壓泵電動機（此時電磁閥YA失電)。拖動液壓泵，液壓油進入主軸箱、立柱的松開油腔。推動活塞，使主軸箱、立柱松開。此時，S04不受壓，位于10區的SQ4常閉觸頭閉合，松開指示燈HL1亮。2.任務實施6.3.2

控制電路分析3)主軸箱和立柱的放松和夾緊控制

主軸箱、立柱的夾緊。到達需要位置后，按下夾緊按鈕SB6，KM5線圈得電，液壓泵電動機M3反轉（此時電磁閥YA失電），拖動液壓泵，液壓油進入主軸箱、立柱的夾緊油腔，使主軸箱、立柱夾緊。同時，SQ4受壓，其常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，夾緊指示燈HL2亮，表示可以進行鉆削加工。2.任務實施6.3.2

控制電路分析4）保護環節、照明及冷卻泵電動機的控制

保護環節。熔斷器FU1對主電路進行短路保護:熱繼電器FR1對主軸電動機進行過載保護;熱繼電器FR2對液壓泵電動機M3進行過載保護。播臂的上升限位和下降限位分別通過行程開關SQ1和SQ5實現。照明電路。照明由開關SA控制照明燈FL來實現。冷卻泵電動機的控制。冷卻泵電動機M4的容量很小，由開關Q2控制。任務6.4T68型臥式鏜床的電氣控制系統分析模塊6

典型機床電氣控制系統分析

模塊描述模塊描述：分析T68型臥式鏜床的電氣控制原理。1.知識學習

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鏜床是一種精密加工機床，主要用于加工工件上的精密圓柱孔。這些孔的軸心線往往要求嚴格地平行或垂直，相互間的距離也要求很準確。這些要求都是鉆床難以達到的。而鏜床本身剛性好，其可動部分在導軌上的活動間隙很小，且有附加支撐，所以，能滿足上述加工要求。

鏜床除能完成鏜孔工序外，在萬能鏜床上還可以進行鏜、鉆、擴、鉸、車及銑等工序。因此，鏜床的加工范圍很廣。1.知識學習

38鏜床加工范圍廣，運動部件多，調速范圍廣，對電力拖動及控制提出了如下要求：

（1）為了適應各種工件的加工要求，主軸運動和進給運動都有較大的調速范圍，在機械調速的基礎上又采用雙速電機，這樣既擴大了調速范圍，又使機床傳動機構簡化。（2）變速時，為使滑移齒輪能順利進入正常嚙合位置，應有低速或斷續變速沖動。1.知識學習

39（3）主軸能作正反轉低速點動調整，要求對主軸電動機實現正反轉及點動控制。（4）為使主軸迅速、準確停車，主軸電動機應具有電氣制動。T68臥式鏜床主要由床身、前立柱、鏜頭架（即主軸箱）、鏜軸（即主軸）、工作臺、后立柱、尾架等部分組成，T68型臥式鏜床機構示意圖如圖6-4-1所示。2.任務實施圖6-4-1T68型臥式鏜床主要結構圖2.任務實施圖6-4-2T68型臥式鏜床的電氣原理圖2.任務實施6.4.1

主電路的分析1)主運動一鏜軸和花盤的旋轉運動。2)進給運動—鏜軸的軸向運動、花盤刀具溜板的徑向進給運動、主軸箱的垂直進給、工作臺的橫向進給和縱向進給。3)輔助運動—工作臺的旋轉、后立柱的軸向水平移動、尾架的垂直移動及各部分的快速移動。2.任務實施6.4.2

控制電路的分析1）M1的點動控制

M1的點動控制包括正轉點動控制和反轉點動控制。正反轉接觸器KM1、KM2及正反轉點動按鈕SB4、SB5組成M1的正反轉點動控制電路。當需要M1正轉點動時，按下14區的正轉點動按鈕SB4，KM線圈得電吸合，KM1在17區的常開觸頭閉合，使KM4線圈得電；KM1和KM4的主觸頭閉合將M1的定子繞組接成△形聯結，且串電阻R作正向低速運行；松開按鈕SB4，則KM1、KM4線圈失電，M1停止正轉，完成正轉點動。2.任務實施

2）M1低速起動運行控制

將變速手柄扳到低速擋，此時SQ7沒被壓合，其在13區的常開觸頭斷開，而主軸變速與進給變速手柄處于推合狀態，因此，主軸變速行程開關SQ3、SQ6和進給變速行程開關SQ4、SQ5是壓合的。按下11區的正轉起動按鈕SB2，KA1得電吸合并自鎖，KA1在13區和15區的常開觸頭閉合。由于此時SQ3、Q4在13區的常開觸頭是閉合的，所以KM3線圈得電（KT線圈因SQ7斷開而不能得電）。KM3在2-3區的主觸頭閉合，短接限流電阻R；KM3在15區的常開觸頭閉合，KM1線圈得電，其在3區的主觸頭接通M1的正轉電源；KM1在17區的常開觸頭閉合，使KM4線圈得電。KM4主觸頭閉合，使M定子繞組接成△聯結，電動機低速正轉起動運行。

2.任務實施

3）M1高速起動運行控制

將變速手柄扳到高速擋，此時SQ7被壓合，其在13區的常開觸頭閉合，而主軸變速與進給變速手柄處于推合狀態，因此，主軸變速行程開關SQ3和進給變速行程開關SQ4是壓合的。按下11區的正轉起動按鈕SB2，KA1得電吸合并自鎖，KA1在13區和15區的常開觸頭閉合。由于此時SQ3、SQ4在13區的常開觸頭是閉合的，所以KM3線圈和KT線圈得電。KM3在2-3區的主觸頭閉合，短接限流電阻R；KM3在15區的常開觸頭閉合，使KM1線圈得電，KM1在3區的主觸頭接通M1的正轉電源；KM1在17區的常開觸頭閉合，使KM4線圈得電。2.任務實施KM4主觸頭閉合，使Ml定子繞組接成△聯結電動機低速正轉起動運行。經過一段時間后，通電延時時間繼電器KT在17區的常閉觸頭延時斷開，使KM4線圈失電，KM4在3區的主觸頭斷開；同時，KT在18區的常開觸頭延時閉合，使KM5線圈得電，KM5在2-4區的主觸頭閉合將電動機定子繞組接成雙丫聯結，M1高速正轉運行，即M1由低速起動變為高速運行。由此可見，M1的高速擋為兩級起動控制，以減少電動機高速擋起動時的沖擊。

2.任務實施

4）M1的停止制動控制M處于正向低速(或高速)運行時，KA1、KM1、KM3、KM4（或KM5、KT）及速度繼電器在16區的常開觸頭KS2是閉合的。當需要停止時，按下停止按鈕SB1，SB1在11區的常閉觸頭首先斷開，使KA1線圈失電。KA1在13區的常開觸頭斷開，使KM3和KT線圈失電（KT在18區的通電延時閉合觸頭斷開，使KM5線圈失電KT在17區的通電延時斷開觸頭閉合）；KA1在15區的常開觸頭斷開，使KM1線圈失電，KM1主觸頭斷開，切斷M1的正轉電源，KM1在16區的常閉觸頭閉合，為正轉反接制動做好準備。2.任務實施繼而SB1