1、模塊二 典型機床電氣控制系統(tǒng)分析與設計,2.1項目1 CA6140普通車床的電氣控制系統(tǒng)分析,4,CA6140車床型號意義 （GB/T15375-94機床型號編制標準）,車床是一種應用極為廣泛的金屬切削機床，能夠車削外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋、切斷及割槽等，并可以裝上鉆頭或鉸刀進行鉆孔和鉸孔等加工而成。,1）CA6140車床的主要結構及型號意義,1、 知識學習,主軸通過卡盤帶動工件的旋轉運動為主運動；溜板帶動刀架的縱向和橫向的直線運動為進給運動；輔助運動是指刀架的快速移動、工件的夾緊與松開等,6,2.任務實施電氣原理圖分析,打開SB,7,合上電源開關QF,2.任務實施電氣原理圖分析,8,CA614

2、0型臥式車床電氣原理圖,按下SB2,9,CA6140型臥式車床電氣原理圖,按下SB1,停,10,CA6140型臥式車床電氣原理圖,按下SA,11,在M1運行時，按下SB4,2.任務實施電氣原理圖分析,12,在M1、M2不停轉的情況下，按下SB3,2.任務實施電氣原理圖分析,13,M1,M2不工作，快速移動刀架,2.任務實施電氣原理圖分析,14,3.問題研討CA6140車床電氣線路常見故障研究與處理,4.任務拓展CA6140車床排故練習 （1）對照CA6140車床電氣圖紙熟悉元件及位置。 （2）典型故障練習 1）合上QF，操作各按鈕，沒任何反應。 2）主軸電動不能起動，刀架快速移動電動機可以起動

3、。 3）壓下SB1，主軸電動機不能停止，繼續(xù)運轉。,2.2 項目2 M7130平面磨床的電氣控制系統(tǒng)分析,17,1.知識學習 M7130平面磨床的結構,1-床身 2-工作臺 3-電磁吸盤 4-砂輪箱 5-砂輪箱橫向移動手輪 6-滑座 7-立柱 8-工作臺換向撞塊 9-工作臺往復運動 換向手柄 10-活塞桿 11-砂輪箱垂直進刀手輪,18,1.知識學習磨床的運動形式,主運動 3-砂輪旋轉（砂輪電機M1） 進給運動 6-垂直進給，滑座沿立柱上下運動 5-橫向進給，砂輪箱沿滑座上水平運動 4-縱向進給，工作臺沿床身往復運動 輔助運動 冷卻泵供出冷卻液（冷卻泵電機M2）,液壓泵電機M3,縱向進給運動,

4、主運動,砂輪,工作臺,19,2.任務實施電氣原理圖分析,主電路中砂輪電動機M1、液壓泵電動機M2與冷卻泵電動機M3的定子回路。 其中M1、M3由接觸器KM1控制，再經(jīng)插銷Xl供電給M2，電動機M3由接觸器KM2控制。 三臺電動機共用熔斷器FU1作短路保護，M1、M2、M3分別由熱繼電器FR1、FR2作長期過載保護。,20,由控制按鈕SB1、SB2與接觸器KM1構成砂輪電動機M1單向旋轉起停控制回路；由SB3、SB4與接觸器KM2構成液壓泵電動機單向旋轉起?？刂苹芈罚籏A動合觸點的作用是保證只有在電磁吸盤YH正常工作或轉換開關SA1置于“去磁”位置時，方可起動各電動機。,2.任務實施電氣原理圖分

5、析,21,電磁吸盤主要用于夾持工件，它與機械夾緊裝置相比，具有夾緊迅速，不損傷工件，工作效率高，能同時吸持多個小工件，并在加工過程中，工件發(fā)熱可自由伸延，加工精度高等優(yōu)點。但也有夾緊力不及機械夾緊，調(diào)節(jié)不便，需用直流電源供電，不能吸持非磁性材料工件等缺點 。 電磁吸盤集中由轉換開關SA1控制。SA1有三個位置：充磁、斷電與去磁。當開關置于“充磁”位置時，觸點SA1（14-16）與觸點SA1（15-17）接通；當開關置于“去磁”位置時，觸點SA1（14-18）、SA1（16-15）及SA1（4-3）接通；當開關置于“斷電”位置時，SA1所有觸點都斷開。,2.任務實施電氣原理圖分析,22,3.問題

6、研討M7130平面磨床電氣線路常見故障研究與處理,1）主軸電動機不能起動 首先檢查SA1是否處于“退磁”位置（電動機單獨起動時），然后分別檢查KA和SA1（3-4）觸點是否接觸良好。 2）電磁吸盤沒有吸力 首先檢查三相交流電源是否正常，然后檢查FU1、FU2與FU4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(fā)現(xiàn)故障，則進一步檢查電磁吸盤回路，包括KA線圈是否斷開，吸盤線圈是否斷路等。 3）電磁吸盤吸力不足 常見的原因有交流電源電壓低，導致直流電壓相應下降，以致吸力不足。若直流電壓正常，則可能是X3接觸不良。 另一原因是橋式整流電路的故障。如整流橋一臂發(fā)生開路，直流輸出

7、電壓下降一半左右，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，致使吸力很小甚至無吸力。 4）電磁吸盤退磁效果差，工件難以取下 故障原因在于退磁電壓過高或去磁回路斷開，無法去磁或去磁時間掌握不好等。,4.任務拓展M7130平面磨床排故練習（1）對照M7130平面磨床電氣圖紙熟悉元件及位置。（2）典型故障練習1）冷卻泵電動機不能起動。2）液壓泵電動機不能起動。3）按下SB2，砂輪電動機無法停止。,2.3 項目3 Z3040型搖臂鉆床的電氣控制系統(tǒng)分析,1.知識學習Z3040型搖臂鉆床組成及運動形式,26,主運動是主軸

8、帶動鉆頭作旋轉運動。 進給運動是鉆頭的上下運動。 輔助運動是主軸箱沿搖臂的水平移動，搖臂沿外立柱的垂直移動，搖臂連同外立柱一起相對于內(nèi)立柱的回轉運動。,1.知識學習Z3040型搖臂鉆床組成及運動形式,1.知識學習Z3040型搖臂鉆床對電氣控制要求,（1）電力拖動特點 采用多電動機拖動 、搖臂鉆床的主運動與進給運動皆為主軸的運動、搖臂鉆床有兩套液壓控制系統(tǒng)，一套是操作機構液壓系統(tǒng)，另一套是夾緊機構液壓系統(tǒng) （2）電氣控制要求,4臺電動機容量小，均采用全壓直接啟動。 主電動機為單向旋轉 、主軸正、反轉皆由液壓和機械系統(tǒng)完成。 液壓泵電動機控制：主軸箱、內(nèi)外立柱和搖臂的夾緊與松開 搖臂的移動：搖臂松

9、開搖臂移動搖臂移動到位自動夾緊 冷卻泵電動機為單向旋轉,1.知識學習Z3040型搖臂鉆床對電氣控制要求,29,2.任務實施Z3040型搖臂鉆床電氣原理圖分析,1)主電路,30,2)控制電路,3）行程開關的名稱與動作狀態(tài),（4）Z3040搖臂鉆床的夾緊與放松液壓原理圖,2.任務實施Z3040型搖臂鉆床電氣原理圖分析,33,（5）M1的起?？刂品治?34,（6）搖臂升降控制,搖臂放松搖臂上升搖臂夾緊 按下SB3 KT KM4（M3正轉搖臂放松，壓SQ2 ） SQ2M3停轉搖臂放松停止 KM2 M2正轉搖臂上升 松開SB3斷電延時繼電器KT M2停轉搖臂停上升 延時13s后KM5 M3反轉、YA繼續(xù)

10、得電吸合達預定位置開始夾緊SQ3斷KM5斷 YA斷 M3停轉搖臂夾緊,注意：, SQ3在搖臂夾緊時斷開、搖臂松開時接通。 不要誤認為YA電磁鐵在接通電源后就得電工作，YA電磁閥（C19）得電由KT的延時斷開常開觸點（B19）和KM5常開觸點（B19）控制。 在分析按下SB3和SB4時，不要忽視其常閉觸點的作用。,36,（7）主軸箱與立柱的夾緊、放松控制,放松轉動夾緊 1）主軸箱和立柱同時放松 SB5KM4M3正油入加緊箱松開SQ4不再受壓 。 2）主軸箱和立柱同時夾緊 SB6KM5M3反轉夾緊壓下 SQ4,37,（8）冷卻泵電動機M4 QS2直接控制 （5）照明與信號指示電路 HL1主軸箱與立

11、柱松開指示燈。 HL2為主軸箱與立柱夾緊指示燈 HL3為主電動機啟動旋轉指示燈 EL為機床局部照明燈,38,總結Z3040型搖臂鉆床的電氣控制特點,（1）Z3040型搖臂鉆床采用的是機、電、液聯(lián)合控制 操縱機構液壓系統(tǒng) 、搖臂/立柱/主軸箱的夾緊放松液壓系統(tǒng) （2）搖臂升降與搖臂夾緊放松之間有嚴格的程序要求 （3）電路有完善的聯(lián)鎖與保護,39,3.問題研討Z3040搖臂鉆床電氣線路常見故障研究與處理,1）搖臂不能上升（或下降） 搖臂移動的前提是搖臂完全松開，因此SQ2是否動作是分析搖臂能否移動的關鍵。 若SQ2不動作，常見故障為SQ2安裝位置不當或發(fā)生移動。這祥，搖臂雖已松開，但活塞桿仍壓不上

12、SQ2，致使搖臂不能移動。有時也會出現(xiàn)因液壓系統(tǒng)發(fā)生故障，使搖臂沒有完全松開，活塞桿壓不上SQ2。因此，應配合機械、液壓調(diào)整好SQ2位置并安裝牢固。 2）搖臂升降后夾不緊 搖臂升降后應自動夾緊，而夾緊動作的結束由SQ3控制。如果搖臂夾不緊，說明搖臂控制電路能夠動作，但SQ3動作過早，使液壓泵電動機M3在搖臂還未充分夾緊時就停止旋轉。因此，應配合機械、液壓調(diào)整好SQ3位置并安裝牢固。 3）液壓系統(tǒng)的故障 有時電氣控制系統(tǒng)工作正常，而電磁閥芯卡住或油路堵塞，使液壓控制系統(tǒng)失靈，造成搖臂無法移動。因此，維修時不僅要正確判斷是電氣控制系統(tǒng)還是液壓系統(tǒng)的故障，而且應注意兩者之間的相互聯(lián)系。,4.任務拓展

13、（1）對照Z3040搖臂鉆床電氣圖紙熟悉元件及位置。（2）典型故障練習 1）搖臂移動后夾不緊 2）液壓泵電動機不能起動 3）液壓系統(tǒng)不能正常工作,2.4項目4 X62W萬能銑床的電氣控制系統(tǒng)分析,1.知識學習 臥式萬能銑床的主要結構及運動形式,1.知識學習 臥式萬能銑床的主要結構及運動形式,圖2-13 X62W萬能臥式銑床結構示意圖 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刀架支桿 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,1.銑床的主運動為主軸的旋轉運動。 2.進給運動為工作臺在三個相互垂直方向上的直線運動（

14、手動或機動）； 三個方向的進給運動經(jīng)進給變速箱后可獲得18種不同轉速，分別經(jīng)過不同的傳動路線傳遞給相應的絲杠后實現(xiàn)。 為了使變速前后主軸傳動機構、進給運動傳動機構的齒與齒之間順利嚙合，要求主軸電動機、進給運動電動機在變速時能夠點動。這種變速時電動機稍微轉動一下，稱為變速沖動。 3.輔助運動為工作臺在三個相互垂直方向上的快速直線移動。,（1）主軸電動機控制電路分析,2.任務實施X62W型臥式萬能銑床電氣原理圖分析,1.SB1或SB2（兩地起動操作）,2.SB3或SB4（兩地停止操作）,3.速度繼電器KS 實現(xiàn)反接制動,（2）主軸電動機控制電路分析,2.任務實施X62W型臥式萬能銑床電氣原理圖分析

15、,圖2-15 主軸變速操縱機構示意圖 1沖動開關 2變速手柄 3變速孔盤 4撥叉 5軸 6齒輪 7凸輪 8齒條 9扇形齒輪 10軸 11轉速盤,主軸變速可在主軸不轉時進行，也可在主軸旋轉時進行。 由圖2-15可知，操縱變速手柄時，沖動開關SQ7受壓動作，使得電路中的觸點SQ7（3-5）在變速時先斷開，則KM1線圈先斷電復位。觸點SQ7（3-7）后閉合，再使KM2線圈通電，對電動機M1先進行反接制動，電動機轉速迅速下降，然后再進行變速操作。變速完成后需重新起動電動機，主軸將在選定轉速下旋轉。,（2）進給電動機控制電路分析,2.任務實施X62W型臥式萬能銑床電氣原理圖分析,工作臺縱向前后運動的控制

16、 工作臺垂直上下運動和橫向左右運動的控制 工作臺的快速移動 進給變速時的“沖動”控制,3.問題研討X62W型臥式萬能銑床電氣線路常見故障研究與處理（1）工作臺各個方向均不能進給。先證實圓形工作臺控制開關是否在“斷開”位置。接著檢查控制回路電壓是否正常，若正常，可扳動操作手柄至任一運動方向，觀察其相關接觸器是否吸合，若吸合則斷定控制回路正常。檢查主電路，發(fā)現(xiàn)電動機接線脫落。重新接好后故障排除。（2）工作臺不能向上運動。故障原因一般是由于縱向操作手柄不在零位造成的，或是因為機械磨損等因素，使相應電氣元件動作不正常或觸點接觸不良所致。（3）工作臺前后進給正常但左右不能進給。由故障現(xiàn)象分析M2的主回路

17、正常。從控制線路中看，故障可能發(fā)生在SQ2-2、SQ3-2、SQ4-2或SQ5-1、SQ6-1上。（4）工作臺不能快速進給，主軸制動失靈。首先應檢查整流器中四個二極管有否損壞。其次，電磁離合器是否燒毀。最后檢查離合器動片與定片是否損壞。檢查發(fā)現(xiàn)整流器有一個二極管損壞，更換后故障排除。（5）變速時沖動失靈。故障的最常見原因是沖動開關的動合觸點在瞬間閉合時接觸不良。其次是變速手柄（主軸變速）或變速盤（進給變速）推回原位過程中，機械裝置未碰上沖動開關所致。,4.任務拓展（1）對照X62W型臥式萬能銑床電氣圖紙熟悉元件及位置。（2）典型故障練習1）主軸電動機M1不能起動2）主軸電動機不能變速沖動或沖動

18、時間過長3）工作臺各個方向都不能進給4）進給不能變速沖動5）工作臺能夠左、右和前、下運動而不能后、上運動6）工作臺不能快速移動7）圓工作臺不能工作,2.5項目5 龍門刨床橫梁升降控制線路設計,1.知識學習電氣控制系統(tǒng)設計的主要內(nèi)容1）原理設計內(nèi)容 擬訂控制設計任務書。 選擇拖動方案、控制方式和電動機。 設計并繪制電氣原理圖和選擇電器元件并制定元器件目錄表。 對原理圖各連接點進行編號。2）工藝設計內(nèi)容根據(jù)電氣原理圖（包括元器件表），繪制電氣控制系統(tǒng)的總裝配圖及總接線圖。,1.知識學習電氣控制電路設計的方法 電氣控制電路的設計方法通常有兩種：分析設計法和邏輯代數(shù)設計法。一般對于不太復雜的電路，用分

19、析設計法設計比較直觀和自然。,52,1.知識學習電氣控制電路設計的一般原則 1）電氣控制電路必須滿足機械裝備工藝要求； 2）控制電路必須能安全可靠地工作； 3）控制電路應力求在安裝、操作和維修時簡單、經(jīng)濟、方便。,2.任務實施,（1）設計基本控制電路,存在以下問題： 1）按上升點動按鈕SB1后，接觸器KM1和KM4同時得電吸合，橫梁的上升與放松同時進行，沒有先后之分，不滿足“夾緊機構先放松，橫梁后移動”的工藝要求。 按下降點動按鈕SB2，也出現(xiàn)類似情況。 2）放松線圈KM4一直通電，使夾緊機構持續(xù)放松，沒有設置檢測元件檢查橫梁放松的程度。 3）松開按鈕SB1，橫梁不再上升，橫梁夾緊線圈得電吸合

20、，橫梁持續(xù)夾緊，夾緊電動機不能自動停止。,2.任務實施,原理圖優(yōu)化,1.反映橫梁放松的參量，有時間參量和行程參量。,2.反映夾緊程度的可以有時間參量、行程參量和反映夾緊力的電流。,3.聯(lián)鎖保護環(huán)節(jié),1.1.2任務2 三相異步電動機的裝配,1.任務實施 第一步：定子部分。這主要是定子繞組的繞制、連接、嵌放、封槽口、端部整形和接線、繞組的絕緣浸漆與烘干處理等程序。 第二步：安放轉子。安放轉子要特別小心，以免碰傷定子繞組。 第三步：加裝端蓋。 第四步：裝風扇和風罩。 第五步：接好引線，裝好接線盒及銘牌。,3.問題研討在電氣控制電路設計中有哪些注意事項？（1）合理選擇控制電源。（2）防止電器線圈的錯誤連接。（3）電器觸點的布置要盡可能優(yōu)化。（4）防止出現(xiàn)寄生電路。（5）注意電器觸點動作之間的“競爭”問題。,4.任務拓展（1）簡述確定電力拖動方案的原則。（2）設計一個小車運行的控制線路，小車由三相交流異步電動機拖動，其動作要求如下：1）小車由原位開始前進，到終端后自動停止。2）在終端停留3秒鐘后自動返回原位停止。3）要求能在前進或后退途中任意位置都能停止或起動。（3）試設計兩面相向鉆孔專用機床，滿足下列控制要求：1）甲、乙兩動力頭分別起動加工；2）加工結束，分別退回原位停止；3）乙動力頭加工時，甲動力頭應已退回；4）要有必要的保護環(huán)節(jié)。,1.分析C6