《機床電氣控制與PLC》模塊二常見機床控制電路任務一C650車床控制電路分析與故障排除

X62W銑床控制電路分析與故障排除

任務二Z3040搖臂鉆床控制電路分析與故障排除

任務三《機床電氣控制與PLC》用途：車床是應用最廣泛的金屬切削機床，普通車床可以用來切削工件的外圓、內圓、端面和螺紋等，并可以裝上鉆頭或鉸刀等進行鉆孔和鉸孔的加工。

一、任務導入任務一C650車床控制電路分析與故障排除

《機床電氣控制與PLC》

右圖為臥式車床結構示意圖。它主要由床身、主軸變速箱、尾座進給箱、絲杠、光杠、刀架和溜板箱等組成。

主運動：卡盤或頂尖帶動工件的旋轉運動；

進給運動：溜板帶動刀架的縱向或橫向直線運動；

輔助運動：刀架的快速進給與快速退回。

車床的調速采用變速箱。床身主軸箱進給箱絲桿光桿刀架卡盤溜板箱《機床電氣控制與PLC》二、相關知識分析主電路

分析控制電路分析輔助電路分析聯鎖保護環節

分析特殊控制環節總體檢查查線讀圖法是分析繼電-接觸控制電路的最基本方法。

電氣原理圖分析方法與分析步驟1.先機后電2.先主后輔3.化整為零4.集零為整、統觀全局5.總結特點《機床電氣控制與PLC》車床的電力拖動形式及控制要求1．主軸的旋轉運動

C650型車床的主運動是工件的旋轉運動，由主電機拖動，其功率為30kW。主電機由接觸器控制實現正反轉，為提高工作效率，主電機采用反接制動。

2．刀架的進給運動

溜板帶著刀架的直線運動，稱為進給運動。刀架的進給運動由主軸電動機帶動，并使用走刀箱調節加工時的縱向和橫向走刀量。

3．刀架的快速移動

為了提高工作效率，車床刀架的快速移動由一臺單獨的快速移動電動機拖動，其功率為2.2kW，并采用點動控制。

4．冷卻系統

車床內裝有一臺不調速、單向旋轉的三相異步電動機拖動冷卻泵，供給刀具切削時使用的冷卻液。

《機床電氣控制與PLC》三、任務實施（一）主電路分析主軸電動機冷卻泵電動機快速移動電動機反接制動限制反接制動電流監視主軸電動機電流KT的作用？主軸電動機正反轉控制M1（主電動機）：①KM1、KM2實現正反轉；②KT與電流表PA用于檢測運行電流；③KM3用于點動和反接制動時串入電阻R限流；正反轉電動運行時R短路。④速度繼電器KS用于反接制動。M2（冷卻泵電機）：

KM4用于起停控制。M3（快移電動機）：KM5用于起停（點動）控制?！稒C床電氣控制與PLC》（二）控制電路分析1.主軸電動機的點動控制按下點動按鈕

SB2不松手→接觸器KM1線圈通電→KM1主觸點閉合→主軸電動機把限流電阻R串入電路中進行降壓起動和低速運轉。

《機床電氣控制與PLC》2.主軸電動機的正反轉控制

正轉起動反轉起動按下正轉SB3→KM3線圈通電、KT線圈通電延時→主回路R被短路→KA線圈通電→KM1線圈通電自鎖→M1正向起動。啟動完畢，KT延時時間到→PA投入檢測運行電流。《機床電氣控制與PLC》3.主軸電動機的反接制動控制正轉或反轉時，當n>120r/min時，KS的其中一個觸點閉合。按下停車按鈕SB1→KM1、KT、KM3、KA線圈失電，松開SB1→KM2線圈通電→M1串R反接制動→n<100r/min時→KM2線圈斷電，切除反接電源，M1停止轉動。《機床電氣控制與PLC》5.刀架快速移動控制

限位開關SQ（3—17）閉合→接觸器KM5線圈通電→快速移動電動機M3起動運轉。

6.冷卻泵控制

按SB6（14—15）按鈕→接觸器KM4線圈得電并自鎖→KM4主觸點閉合→冷卻泵電動機M2起動運轉；按下SB5（3—14）→接觸器KM4線圈失電→M2停轉?！稒C床電氣控制與PLC》4.主軸電動機負載檢測及保護環節

防止起動電流的沖擊。當按下停止按鈕SB1時,KT線圈相繼失電釋放,KT觸點瞬時閉合，將電流表短接，不會受到反接制動電流的沖擊。

《機床電氣控制與PLC》（三）輔助電路分析《機床電氣控制與PLC》車床電氣控制電路的特點

1.主軸的正反轉是通過電氣方式，而不是通過機械方式實現的。

2.主電動機的制動采用了電氣反接制動形式，并用速度繼電器進行控制。

3.控制回路由于電器元件很多，故通過控制變壓器TC與三相電網進行電隔離，提高了操作和維修時的安全性。

4.采用時間繼電器KT對電流表PA進行保護。

5.中間繼電器KA起著擴展接觸器KM3觸點的作用。《機床電氣控制與PLC》四、知識拓展（一）電氣控制電路故障的一般分析方法1.電氣控制電路故障的診斷步驟故障調查

電路分析

斷電檢查

通電檢查

方法問看聽摸《機床電氣控制與PLC》2.電氣控制電路故障的診斷方法電壓測量法

電壓測量法指利用萬用表測量機床電氣線路上某兩點間的電壓值來判斷故障點的范圍或故障元件的方法。

電阻測量法

指利用萬用表測量機床電氣線路上某兩點間的電阻值來判斷故障點的范圍或故障元件的方法。

《機床電氣控制與PLC》任務二X62W銑床控制電路分析與故障排除一、任務導入用途：銑床主要用于加工零件的平面、斜面、溝槽等型面的機床，裝上分度頭后，可以加工齒輪或螺旋面，裝上回轉圓工作臺則可以加工凸輪和弧形槽。

《機床電氣控制與PLC》銑床的電力拖動形式及控制要求

1．主運動

銑刀的旋轉運動為銑床的主運動，由一臺籠型異步電動機M1拖動。銑削加工有順銑和逆銑兩種加工方式，所以要求主軸電動機能正反轉。但考慮到正反轉操作并不頻繁（批量順銑或逆銑），因此采用倒順開關SA5來改變電源相序實現主軸電動機的正反轉。由于主軸傳動系統中裝有避免振動的慣性輪，使主軸停車困難，主軸電動機采用電磁離合器制動以實現準確停車。

2．進給運動

工作臺縱向、橫行和垂直三種運動形式、六個方向的直線運動為進給運動。由一臺進給電動機M2拖動，進給電動機能正反轉。

3．輔助運動

銑床的輔助運動為工作臺縱向、橫行和垂直三個方向上的快速移動。它是通過采用快速電磁鐵YA2吸合來改變傳動鏈的傳動比從而實現快速移動的。

4．變速沖動

為保證變速時齒輪易于嚙合，減小齒輪端面的沖擊，要求變速時有電動機沖動（短時轉動）控制。

《機床電氣控制與PLC》5．聯鎖控制

根據工藝要求，主軸旋轉與工作臺進給應有聯鎖控制，即進給運動要在銑刀旋轉之后才能進行，加工結束時必須在銑刀停轉前停止進給運動；圓工作臺的旋轉運動與工作臺的縱向、橫行和垂直三個方向的運動之間也有聯鎖控制，即圓工作臺旋轉時，工作臺不能向其他方向移動。

6．兩地控制

為操作方便，應能在兩處控制各部件的起動停止。

7．冷卻泵控制

由一臺電動機M3拖動，供給銑削時的冷卻液?！稒C床電氣控制與PLC》二、相關知識（一）銑床的主要結構銑床由床身、主軸、刀桿、橫梁、工作臺、回轉盤、橫溜板和升降臺等幾部分組成

《機床電氣控制與PLC》（二）銑床的運動形式1.主運動：主軸帶動銑刀的旋轉運動。2.進給運動：在進給電機的拖動下，工作臺帶動工件在縱向、橫行和垂直三種運動形式、六個方向上的直線運動。若安裝上附件圓工作臺也可完成旋轉進給運動。3.輔助運動：工作臺帶動工件在縱向、橫向和垂直六個方向上的快速移動?！稒C床電氣控制與PLC》三、任務實施（一）主電路分析主軸電機進給電機冷卻泵電機1、主軸電動機M1由KM3控制，由倒順開關SA5預選轉向，KM2的主觸點串聯兩相電阻與速度繼電器KS配合實現停車反接制動。通過機械結構和接觸器KM2進行變速沖動控制。2、進給電動機M2由接觸器KM4、KM5的主觸點控制，并由接觸器KM6主觸點控制快速電磁鐵YA，決定工作臺移動速度，KM6接通為快速，斷開為慢速。

3、冷卻泵電動機M3由接觸器KM1控制，單方向旋轉?！稒C床電氣控制與PLC》（二）控制電路分析1.主軸電動機控制電路分析（1）主軸電動機的起動控制按下SB1（或SB2）→KM3線圈通電并自鎖→KM3的主觸點閉合，主電動機M1起動運行。

停止時，按下SB3（8—9、11—12）或SB4（8—9、8—11）→KM3線圈隨即斷電，但此時速度繼電器KS的正向觸點（9—7）或反向觸點（9—7）總有一個閉合著→制動接觸器KM2線圈立即通電→KM2的3對主觸點閉合→電源接反相序→主電動機M1串入電阻R進行反接制動。

主軸在加工前，由選擇開關SA5選擇主軸電動機M1的轉動方向（順、逆銑）。《機床電氣控制與PLC》（2）主軸電動機的變速沖動控制SQ7是主軸變速沖動開關SQ7的動合觸點接通，KM2線圈得電動作，M1被反接制動。

《機床電氣控制與PLC》2.進給電動機控制電路分析縱向（一字）操作手柄十字操作手柄運動方向（三維空間）：縱向（左右）、橫向（前后）、升降（上、下）。

操作方法：

縱向操作手柄，左、停、右（3工位）位置。

十字操作手柄（兩個機械聯動），前、上、停、下、后（5工位）位置。《機床電氣控制與PLC》工作狀態選擇開關SA1觸點通斷情況

工作臺選擇選擇開關SA1為長工作臺和圓工作臺操作狀態選擇開關，其工作狀態見下表。《機床電氣控制與PLC》（1）工作臺縱向（左右）進給控制

工作臺移動到終點，終點檔鐵撞擊手柄的凸起部分可使其返回中間位置，實現終點停車。縱向操作手柄向右，壓下位置開關SQ1；操作手柄向左，壓下位置開關SQ2；操作手柄在中間0位為停止狀態。《機床電氣控制與PLC》縱向手柄的操作《機床電氣控制與PLC》（2）工作臺前后和上下進給控制十字手柄向下和向前壓下位置開關SQ3，向上和向后壓下位置開關SQ4。安放在床身上的限位檔鐵，能使十字手柄自動返回0位。實現橫向、垂直的終點停車。互鎖：長工作臺的垂直和橫向運動中，SA1、SQ1-2、SQ2-2常閉觸點的閉合條件要求縱向手柄在0位及SA1選擇長工作臺，否則橫向和垂直運動無法進行?！稒C床電氣控制與PLC》十字手柄的操作《機床電氣控制與PLC》（3）工作臺快速移動控制

按下SB5（或SB6）→KM6得電→KM6的主觸點閉合→電磁鐵YA通電，接上快速離合器→工作臺快速向操作手柄預選的方向移動松開SB5或SB6→YA線圈斷電，工作臺改為工進。《機床電氣控制與PLC》工作臺快速移動控制《機床電氣控制與PLC》（4）工作臺進給變速沖動控制

進給變速手柄外拉→對準需要速度，將手柄拉出到極限→壓動限位開關SQ6→KM4得電→進給電動機M2正轉，便于齒輪嚙合。

《機床電氣控制與PLC》（5）圓工作臺進給控制長工作臺各個操作手柄在0位，且將工作臺選擇開關SA1置于圓工作臺接通位置?；ユi分析：SQ1～SQ4常閉觸點閉合的條件是縱向和十字手柄均在0位。《機床電氣控制與PLC》（6）銑床各運動方向的聯鎖及保護

主運動與進給運動的順序聯鎖（KM3的常開觸點（12～13）為防止刀具和銑床的損壞，要求只有主軸旋轉后才允許有進給運動和進給方向的快速移動。工作臺6個方向的聯鎖（由縱向和十字操作手柄實現）

6個方向的進給運動中同時只能有一種運動產生，該銑床采用了機械操縱手柄和位置開關相配合的方式來實現6個方向的聯鎖。長工作臺與圓工作臺的聯鎖（SA1實現）保護環節當主軸電動機或冷卻泵電動機過載時，進給運動必須立即停止，以免損壞刀具和銑床。《機床電氣控制與PLC》冷卻泵開關冷卻泵、照明控制、保護環節照明開關過載保護主電路短路保護控制電路短路保護照明電路的保護《機床電氣控制與PLC》銑床電氣控制線路