数控机床电器控制.doc

对于大型的电动机，当电动机容量超过供电变压器容量的一定比例时，一般都采用减压启动，以防止过大的起动电流引起电源电压的下降。定子侧速减压起动常用的方法之一为丫减速起动。丫减压起动仅用于正常运行时定子绕组联结的电动机。丫起动时，电动机绕组先接成丫联结，待转速增加到一定程度时，再将线路切换成联结。这种方法可使每相定子绕组所承受的电压在起动时降低到电源电压的1/，其电流为直接时的/由于起动电流减小，起动机转矩也同时减小到直接起动的/。所以这种方法一般只适用于空载或轻载起动的场合。丫减速起动电路图如图所示，其工作原理如下，先和上电源开关，按下起动按钮，接触器，线圈得电，的主触点闭合，使电动机定子绕组联结成星星形，接入三相电源进行减压起动，同时。时间继电器线圈得电。经一段延时后，其延时断开常闭触点断开，得电，失电，而延时闭合常开触点闭合，线圈得电并自锁，电动机绕组联结成三角形全压运行。图动作后，它的常闭触点将的线圈断开，这样防止再动作。同样动作后，它的常闭触点的线圈断开，可防止再动作这宗互锁关系，可保证起动过程中和的主触点不能同时闭合，一防止电源短路。的常闭触点同时也使时间继电器断电。）查看各电气元件质量情况，详细观察各电气元件外部结构，了解其使用方法，并进行安装）按图所示正确连接电路，按照从上到下，从左到右，先接主电路，再连接控制电路的顺序进行接线。）对照电路图检查线路是否有掉线，错线。按线是否牢固。学生要自行检查和互检确定安装的电路正确和无安全隐患。经指导老师检查后芳可通电试验。切记要严格遵守安全操作规程，确保人身安全。）合上组合开关，压下起动按钮，观察电动机邪恶动作情况。）电动机停止情况下，调整时间继电器的延时时间，重新启动电动机，观察电动机的动作情况。）压下停止按钮，观察电动机的动作情况。）断开组合开关，断开总电源。电动机长长运行时定子绕组按星形联结，不能采用丫方法减速起动，这时，可采用定子电路串联电阻（或电抗器）的减速起动方法，控制电路如图所示。在电动机起动时，将电阻（或电抗器）串联在定子绕组与电源之间，由于串联电阻（或电抗器）起到了分压作用，电动机的转速上升到一定值时，再将电阻（或电抗器）短接，电动机便在额定电压下正常运行。图种，合上电源开关，按下按钮，接触器和时间继电器的线圈同时得电，闭合自锁，主触点闭合，电动机串联电阻（或电抗器）减压起动。其后，的常开延时闭合触点闭合，线圈得电，主触点闭合，电阻（或电抗器）短接，电动机开始以额定电压起动。图所示电路中，接触器得电后，其闭合触点将和的线圈电路断电。同时自锁。这样，电动机起动后，只有得电，使电动机正常运行。脚踏开关是一种特定形式的微动开关，它是将脚踏板和微动开关组合在一起的控制电气，其外形如图所示。图所示脚踏开关电气图形及文字符号。长用脚踏开关的规格型号见表.九习题与思考题根据下面要求。分别绘出电路（和都是三相笼型异步电动机）电动机先起动，经过一定时间延时后能自动起动电动机先起动。经过一定时间延时后能自行起动，起动后，立即停转。写出时间继电器的图形和文字符号，并举例简述其功能，学习目标认知并正确选用速度继电器和变压器能正确分析反接制动控制电路，并能谁粗其控制原理能根据电路图正确安装于调试反接控制段电路。二任务本项目的任务是完成反接制动控制电路的分析，接线，与调试。电路控制要求为；按下起动按钮，电动机运行，按下停止按钮，电动机处于反接制动状态，转速下降到接近零时及时切断反相序电源，电动机停转。四知识储备速度继电器速度继电器又称反接制动继电器，。它主要用于笼型异步电动机的饭接制动控制电路中，当饭接制动的转速下降到接近零时能自动地切断电源，其外形如图所示。速度继电器的结构示意图如图所示。从结构上看，速度继电器主要由定子，转子，和触点三部分组成。定子有硅钢片叠成，并装有笼型绕组；转子时一个圆柱形永久磁铁。速度继电器的轴与电动机的轴连接，转子固定在轴上，定子与轴同心。当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，绕组切割磁场产生感应电动势和电流，此电流和涌动磁铁的磁场作用转矩，使定子向轴的转动方向偏摆，和定子转在一起的摆锤推动触点动作，使常闭触点断开，常开触点闭合。当电动机转速下降到接近零时，转矩减小，定子柄在弹簧力的作用下恢复原位，动触点也复位。速度继电器的图形符号和文字如图所示。机床上常用的速度继电器又和型两种，其技术书籍见表.一般速度继电器的动作转速为。调整反力弹簧的拉力即可改变触点动作或复位时的转速，次年个人准确地控制相应的电路。变压器变压器室一种将某一种数值的交流电压变成频率相同但数值不同的交流电压的静止电气，其外形如图所示。变压器的类型机床控制变压器。机床控制变压器适用于频率，输入电压不超过交流的电路，常作为各类机床，机械设备中一般电器的控制电源，局部照明及指示灯的电源。三相变压器。在三相交流系统中，三相电压的交换可用一台三相变压器来实。在数控机床中三相变压器主要是给伺服控制系统供电。单相。三相变压器的图形及文字符号如图所示机床上常用的变压器有系列，主要由，.-.，等型号。（） 变压器的选择变压器的选择主要是依据变压器的额定值。根据实际情况选择一次额定电压U1（380V.220V），再选择二次额定电压U2。二次额定值是指一次加额定电压时，二次的空载输出电压，二次带有额定负载时输出电压下降5%，因此选择输出额定电压时应略高于负载额定电压。根据实际情况，确定各二次绕组额定电流I2。一般绕组的额定输出电流应大于或等于负载电流。二次额定容量由总容量确定。根据经验公式 P=KPi式中Pi-电磁元件的吸磁功率和灯负载消耗的功率，单位为KWK-变压器的容量储备系数，K=1.1-1.25五 饭接制动控制电路的分析三相异步电动机从切断电源到完全停止旋转，由于惯性的的关系，总要经过一段时间，这往往不能适应某些生产机械工艺的要求（如卷扬机，机床设备等），无论是从提高生产率，还是从安全及工艺要求等方面考虑，都要求对电动机进行制动控制，即能迅速控制使电动机停机，定位。三相异步电动机的制动方法一般有两大类；机械制动和电气制动。机械制动是用机械装置来强迫电动机迅速停车，如电磁抱闸、电磁离合器等；电气制动实质上在电动机接到停车命令时，同时产生一个与原来旋转方向相反的制动转矩，迫使电动机转速迅速下降。电气制动控制电路包括反接制动和能耗制动控制电路。 反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一种制动方法。反接制动的特点之一是制动迅速，效果好，但冲击效应较大，通常仅适用于10WK一下的小容量电动机。为减小冲击电流，通常要求在电动机主电路中串接一定的电阻以限制反接制动电流，这个电阻称为反接制动电阻。反接制动电阻的接线方法有对称和不对称两种接法，采用对称电阻接法可以在限制制动转矩的同时，也限制制动电流，而采用不对称制动电阻的接法，只是先知制动转矩，未加制动电阻的那一相仍具有较大的电流。反接制动的另一要求是在电动机转速接近于零时，及时切断反相序电源，以防止反向再起动。 图1-45为三相异步电动机反接制动控制电路。起动时，按下起动按钮SB2，接触器KM1通电并自锁，电动机M通电旋转。在电动机正常运转时，速度继电器KS的常开触点闭合，为反接制动做好了准备。停车时，按下停止按钮SB1，常闭触点断开，接触器KM1线圈断电，电动机M脱离电源，由于此时电动机的惯性很大，KS常开触点依然处于闭合状态，所以SB1常开触点闭合时，反接制动接触器KM2线圈通电并自锁，其主触点闭合，使电动机定子绕组得到与正常运转相序相反的三相交流电源，电动机进入反接制动状态，使电动机转速迅速下降，当电动机转速接近于零时，速度继电器常开触点复位，接触器KM2线圈电路被切断，反接制动结束。 六、反接制动控制电路的接线、调试、排除故障 1）查看个电气元件质量情况，详细观察个电气元件外部结构，了解其使用方法，并进行安装。 2）按图1-45所示正确连接线路，安装从上到下，从左到右，先接主电路，再连接控制电路的顺序进行接线。 3）对照线路图检查是否有掉线、错线，接线是否牢固。学生自行检查与互检，确认安装的电路正确和无安全隐患，经指导老师检查后方可通电实验。切记严格遵守安全操作规程，确保人身安全。 4）合上组合开关，压下起动按钮，观察电动机的动作情况。 5) 压下制动按钮，观察电动机的动作情况。 6）断开组合开关，断开电源。 七、考核与评价 在自觉遵守安全文明生产规程的前提下，根据学习情境的能力目标，确定不同阶段的考核方式及分数权重，考核标准见表1-21。 八、知识拓展 1、直流稳压电源 直流稳压电源的功能是将非稳定交流电源变成稳定直流电源，其外形图如图1-46所示。 在数控机床电气控制系统中，需要稳压电源给驱动器、控制单元、直流继电器、信号指示灯等提供直流电源。在数控机床中主要使用开关电源。常用的直流稳压电源有SD系列，该产品型号说明如图1-47所示。 SDA系列直流稳压电源技术参数见表1-22. 开关电源被称作高效节能电源，因为其内部电路工作在高频开关状态，所以自身消耗的能量很低，电源效率可达80%左右，比普通线性稳压电源高近一倍。目前生产的无工频变压器的中、小功率开关电源，仍普遍采用脉冲宽度调制器（简称脉宽调制器，PWM）或脉冲频率调制器（简称脉频调制器，PFM）专用集成电路。它们是利用体积很小的高频变压器来实现电压变化及电网的隔离，代替笨重且损耗较大的工频变压器。图1-48所示为开关电源的电气图形及文字符号。选择开关电源时，需要考虑电源的输出电压路数、电源的尺寸及环境条件等因素。2、能耗制动控制电路所谓能耗制动，就是在电动机脱离三相交流电源之后，在电动机定子绕组上立即加一个直流电压，利用转子感应电流与静止磁场的作用产生制动转矩以达到制动的目的。能耗制动可用时间继电器进行控制，也可用速度继电器进行控制。图1-49所示为用时间继电器控制的单向能耗制动控制电路。在电动机正常运行的时候，若按下停止按钮SB1，接触器KM1断电释放，电动机脱离三相交流电源，同时，接触器KM2线圈通电，直流电源经接触器KM2的主触点而加入定子绕组。时间继电器KT线圈与接触器KM2线圈同时通电并自锁，于是电动机进入能耗制动状态。当其转子的惯性速度接近于零时，时间继电器延时打开的常开触点断开接触器KM2线圈电路。由于KM2常开辅助触点复位，时间继电器KT线圈的电源也被断开，电动机能耗制动结束。图中KT的瞬时常开触点的作用是当KT线圈发生断线或机械卡主故障时，电动机在按下按钮SB1后电动机能迅速制动，两相的定子绕组不致长期接入能耗制动的直流电流。能耗制动比反接制动消耗的能量少，其制动电流也比反接制动电流小得多，但能耗制动的制动效果不及反接制动的明显，同时其需要一个直流电源，控制电路相对比较复杂，通常能耗制动适用于电动机容量较大和起动、制动频繁的场合。九、习题与思考题1、某机床主轴由一台笼型异步电动机带动，要求：1）主轴能正反转，而且能够反接制动。2）有短路，零电压及过载保护。试绘出控制电路。2、写出速度继电器的图形和文字符号，并举例简述其功能。学习情境二 普通机床控制电路的分析与故障诊断任务一 C650卧式车床控制电路的分析与故障诊断一、学习目标1、了解电气原理图阅读和分析的步骤，掌握机床电气故障检修的方法。2、正确分析C650卧式车床电气原理。3、能够初步诊断C650卧式车床电路的常见故障。二、任务本项目的任务是分析C650卧式车床的电气原理，并诊断C650卧式车床常见的电气故障。三、设备设备及工具清单见表2-1.四、知识储备1、电气控制电路分析的内容与步骤（1）电气控制电路分析内容 机床的电气控制电路是由公众主令电器、接触器、继电器、保护装置和电动机等，按照一定的控制要求用导线连接而成的。机床的电气控制，不仅要求能够实现起动、正反转、制动和调速等基本要求，更要满足生产工艺的各项要求，还要保证机床各运动的相互协调和准确，并具有各种保护装置，工作可靠，实现自动控制。电气控制电路是电气控制系统的核心技术资料，通过对这些技术资料的分析可以掌握机床电气控制电路的工作原理、技术指标、使用方法、维护要求等。分析的具体内容和要求如下。1）设备说明书。设备说明书由机械（包括液压部分）与电气两部分组成。在分析时首先要阅读这两部分说明书，了解以下内容。设备的构造，主要技术指标，机械、液压和气动部分的工作原理。电气传动方式，电动机和执行电器的数目、规格型号、安装位置、用途及控制要求。设备的使用方法，各操作手柄、开关、旋钮、指示装置的布置以及控制电路中的作用。清楚了解与机械、液压部分直接关联的电路（行程开关、电磁阀、电磁离合器、传感器等）的位置、工作状态及与机械、液压部分的关系，并了解它们在控制中的作用。2）电气控制原理图。这是控制电力路分析的核心内容。在分析电气原理图时，必须阅读其他技术资料，例如只有通过阅读说明书才能了解各种电动机及执行元件的控制方式、位置及作用，各种与机械有关的行程开关和主令电路的状态等。在原理图分析中还可以通过所选用的电气元件的技术参数，分析出控制电路的主要参数和技术指标，如可估计出各部分的电流、电压值，以便在调试及检修设备中合理地使用仪表。3）电气设备总装接线图。阅读分析总装接线图，可以了解系统的组成分布状况，各部分的连接方式，主要电气部件的布置和安装要求，导线和穿线管的规格型号等。这是安装设备不可缺少的资料。阅读分析总装接线图要和阅读分析说明书、电气原理图结合起来。4）电器元件布置图与接线图。这是制造、安装、调试和维护电气设备必须具备的技术资料。在调试和检修中可通过布置图和接线图方便地找到各电器元件和测试点，进行必要调试、检测盒维修保养。（2）电气原理图阅读和分析的步骤 在详细阅读了设备说明书，了解了电气控制系统的总体结构、电动机和电器元件的分布状况及控制要求等内容后，便可以阅读分析电气原理图了。1）分析主电路。从主电路入手，根据每台电动机和执行电器的控制要求去分析它们的控制内容，控制内容包括起动、转向控制、调速制动灯。2）分析控制电路。根据主电路中各电动机和执行电器的控制要求，逐一找出控制电路中的控制环节，利用前面学过的典型控制环节的知识，按功能不同将控制电路“化整为零”来进行分析。3）分析辅助电路。辅助电路包括电源指示、各执行元件的工作状态显示、参数测定、照明和故障报警器等部分，他们大多由控制电路中的元件来控制的，所以在分析辅助电路时，要对照控制电路进行分析。4）分析联锁及保护环节。机床对于安全性及可靠性有很高的要求，为实现这些要求，除了合理地选择拖动和控制方案外，在控制电路中还设置了一系列电气保护和必要的电气联锁。5）总体检查。经过“化整为零”，逐步分析了每一局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系后，还必须用“集零为整”的方法，检查整个控制电路，以免遗漏。特别要从整体角度去进一步检查和理解各控制环节之间的联系，清晰地理解原理图中每一个电器元件的作用、工作过程及主要参数。. 2机床电气故障检修的方法（一）（1） 机床电气设备的日常维护保养1） 电动机的日常维护保养。电动机应保持清洁。在正常运行时，检查负载电流是否正常，三相电流是否平衡。经常检查电动机的震动，噪声，气味是否正常。定期用兆欧表检查绝缘电阻。经常检查电动机的接地装置。经常检查电动机的温升是否正常。检查电动机的引出线是否绝缘良好，连接可靠。2） 控制设备的日常维护保养电气控制箱的门，盖，锁及门框周围的耐油密封垫均应良好。操作台上的所有操作按钮，手柄都应保持清洁完好。检查接触器，继电器是否完好。试验位置开关是否起作用。检查各电器的整定值是否符合要求。检查各线路接头是否可靠连接，是否被腐蚀。检查电气控制箱及导线通道的散热情况是否良好。检查各类指示信号装置和照明装置是否完好。（2） 电气故障检修的逻辑分析法1） 分析电路时通常先从主电路入手，了解工业机械各运动部件和机构采用了几台电动机拖动，与每台电动机相关的电器元件有哪些，采用了何种控制，特别是要注意电气，液压和机械之间的配合。2） 根据电动机主电路所用电器元件的文字符号，图区号及控制要求，找到相应的控制电路。3） 结合故障现象和电路原理，进行认真分析排查，即可迅速判定故障发生的可能范围。当故障的可能范围较大时，不必按部就班的逐级检查，这时可在估值范围内的中间环节进行检查，来判断故障究竟是发生在哪一部分，从而缩小故障范围，提高检修速度。（3） 电气故障检修的观察法 当机床发生电器故障后，切忌盲目动手检修。在检修前，通过问，看，听，摸来了解故障前后的操作情况和故障发生后的异常现象，以便根据故障现象判断出故障发生的部位，进而准确的排除故障。1） 询问操作者故障前后电路和设备的运行状况及故障发生后的症状，如故障经常发生还是偶尔发生；是否有响声，冒烟，火花，异常震动等现象；故障发生前有无切削力过大和频繁启动，停止，制动等情况；有无经过保养检修或改动电路等。2） 查看故障发生后是否有明显的报警信号和现象，熔断器是否熔断，保护电路是否脱扣动作，接线是否脱落；线圈是否过热烧毁等。3） 在刚切断电源后，触摸电动机，变压器，电磁线圈以及熔断器是否过热。4） 在安全前提下通电试车，听电动机，接触器和继电器的声音是否正常。五，认识C650卧式车床1. 主要结构与运动分析图2-1所示为C650卧式车床结构示意图。它主要由床身，主轴变速箱，尾架，进给箱，丝杠，光杠，刀架和溜板箱等组成。车削加工的主运动是主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动，它承受切削加工时的主要切削功率。进给运动是溜板箱带动刀架的纵向或横向直线运动。车床的辅助运动包括刀架的快速进给与快速退回，尾架的移动与工件的夹紧松开等。车削加工时，根据工件材料，刀具种类，工件尺寸和工艺要求等来选择不同的切削速度，这就要求主轴能在相当大的范围内调速。目前大多数中小型车床采用三相笼型异步电动机拖动，主轴的变速是靠齿轮箱的机械有级调速来实现的。车削加工时，一般不要求反转，但在车螺纹时，为避免乱扣，要反转退刀，所以C650卧式车床通过主电动机的正反转实现主轴的正反转；为保证螺纹的加工质量，要求工件的旋转速度与刀具的移动速度之间具有严格的比例关系，为此，C650卧式车床溜板箱与主轴变速箱之间通过齿轮转动来连接，用同一台电动机来拖动。C650卧式车床的床身较长，为了提高工作效率，车床刀架的快速移动有一台单独的电动机来拖动，并采用点动控制。进行车削加工时，道具的温度高，需用切削液来进行冷却。为此，车床备有一台冷却泵电动机来拖动冷却泵，以实现道具的冷却。2. 电力拖动形式及控制要求（1） 主轴的旋转运动 C650卧式车床的主运动是工件的旋转运动，有主电动机拖动，其功率为30KW。主电动机由接触器控制实现正反转，通过主轴变速机构的操作手柄，可是主轴获得各种不同的速度。为提高工作效率，主电动机采用了反接制动。（2） 刀架的进给移动 溜板葙带着刀架的直线运动为进给运动。刀架的进给移动由主轴电动机带动，用进给箱调节加工时的纵向和横向进给量。（3） 刀架的快速移动 为了提高工作效率，车床刀架的快速移动由一台单独的快移电动机拖动，其功率为2.2kw,采用点动控制。（4） 冷却系统 车床内装有一台不调速，单向旋转的三相异步电动机拖动冷却泵，供给刀具切削时使用的切削液。6 C650卧式车床电气控制电路分析C650卧式车床电气控制原理图如图2-2所示。1. 主电路图2-2中组合开关QS为电源的开关。FU1为主电动机的短路保护用熔断器，FR1为其过载保护用热继电器。R为限流电阻，在主轴点动时，限制启动电流，在停车反接制动时，有起限制过大的反接制动电流的作用。电流表PA用来监视主电动机的绕组电流，由于主电动机很大，故PA才只是绕组电流。机床工作时，可调整切削用量，是电流表的电流接近主电动机额定电流的对应值（经TA后减小了电流值），以便提高工作效率和充分理由电动机的潜力。KM1，KM2为正反转接触器，KM3是用于短接电阻R的接触器，由它们的主触点控制主电动机。图2-2中KM4为控制冷却泵电动机M2的接触器，FR2为M2的过载保护用热继电器。KM5为控制快速移动电动机M3的接触器，由于M3电动短时运转，故不设置热继电器。2. 控制电路（1） 主轴电动机的点动控制 如图2-3所示，当按下电动按钮SB2不松手接触器KM1线圈通电KM1主触点闭合主轴电动机M1进行降压启动和低速运转（限流电阻R串联在电路中）。当松开SB2KM1线圈随机断开主轴电动机M1停转。（2）主轴电动机的正反转控制 虽然主电动机的额定功率为30，但只是切削时消耗功率较大 启动时负载很小，因而启动电流并不大，所以在非频繁点动的一般工作时，仍然采用了全压直接启动。如图所示，按下正向启动按钮线圈通电主触点闭合短接限流电阻，另有一个常开辅助触点（，此号表示触点两端的线号）闭合线圈通电常开触点（）闭合线圈自锁保持通电把电阻切除，同时线圈也保持通电。另一方面，当SB3尚未松开时，由于KA的另一常开触点（9-6） 已闭合KM1线圈通电KM1主触点闭合KM1的辅助常开触点（9-10）也闭合（自锁）-主电动机M1全压正向启动运行。这样，当松开SB3 后，由于KA的两个常开触点闭合，其中KA（5-10）闭合使KM3线圈继续通电，KA（9-6）闭合使KM线圈继续通电，故可形成自锁电路。在线圈通电的同时，通电延时时间继电器通电，起作用是使电流电流表避免受起动机电流的冲击。图中为反向启动按钮，反向启动过程中与正向类似，请读者自己分析。（）主动记得反接制动控制卧式车床采用反接制动方式，用速度继电器进行检测和控制。假设原来主电机正传运行（见图），则KS-1（11-13）闭合，而反向常开触点（）依然断开。当按下反向总停按钮（）后，原来通电的，和KA就随即断电，它们的所有触电均被释放而复位。然而当SB1 松开后，反转接触器KM2立即通电，电流路是：4（线号）-SB1常闭触点（4-5）-KA常闭触点（5-11）-KS正向常开触点KS-1（11-13）-KM1常闭触点（13-14）-KM2线圈（14-8）-FR1常闭触点（8-3）-3（线号）。这样，主电机M1就串接电阻R进行反接制动，正向速度很快降来，当速度降到很低时（），的正向常开触点KS-1（11-13）断开复位，从而切断了上述电流通路。至此，正向反接制动就结束了。反向反接制动过程同正向类似，请读者自己分析。（4）电负载检测及保护环节 C650卧式车床采用电流表检测主轴电动机定子电流。为防止启动电流的冲击，采用时间继电器KT的常闭通电延时断开触点连接在电流表的两端，为此，KT延时应稍长于启动时间。而当制动停车时，按下停止按钮SB1，KA，KT线圈相继断电释放，KT触点瞬时闭合，将电流表短接，不会受到反接制动电流的冲击。（5） 刀架快速移动控制 图2-2中，转动刀架手柄，限位开关SQ（5-19）被压动而闭合，使得快速移动接触器KM5线圈通电，快速移动电动机M3就启动运转，而当刀架手柄复位时，M3就随即停转。（6） 冷却泵控制 图2-2中，按下SB6（16-17）按钮-接触器KM4线圈通电并自锁-KM4主触点闭合-冷却泵电动机M2 启动运转；按下（）接触器线圈断电停转。.辅助电路（照明电路和控制电源）图中为控制变压器，二次侧有两路，一路为，提供给控制电路；另一路为（安全电压），提供给照明电路。置灯开关（）于通状态时，照明灯（）点亮；置为断状态时，就熄灭。.卧式车床电气控制电路的特点从上述分析中可知，这种车床的电气电路有以下几个特点：）主轴的正反转是通过电气方式实现的，而不是通过机械方式，从而简化了机械结构。）主电动机的制动采用了电气反接制动形式，并用速度继电器进行控制。）控制电路由于电器元件很多，故通过控制变压器同三相电网进行电隔离，提高了操作和维修时的安全性。）采用时间继电器对电流表进行保护。当主电动机正向或反向启动以后，通电，延时时间尚未到时，就被KT延时常闭触点（34-35）短路，避免了大动电流的冲击，延时到后，才有电流指示。5）中间继电器起着扩展接触器触电的作用。从电路中可见到的常开触点（）直接控制，故和KA的触点的闭合和断开情况相同。从图2-2中可见，的常开触点用了三个（,），常闭触点用了一个（），而的辅助常开触点只有两个，故不得不增设中间继电器KA进行扩展。可见，电器电路要考虑电器元件触点的实际情况，在电路设计时更应引起重视。七。C650卧式车床的操作（1）机床通电 和尚电源开关QS，机床通电；在合上机床照明灯开关SA，照明灯EL亮。（2）主轴电动机控制 1）正向启动。按下主轴正向启动按钮SB3，观察主轴正传的动作情况。 2）停止。按下主轴制动按钮SB1，观察主轴制动的动作情况。 3）反向起动。按下主轴反向启动按钮SB4，观察主轴反转的动作情况。 4）停止。按下主轴制动按钮SB1，观察主轴制动的动作情况。 5）点动。按下主轴制动按钮SB2观察主轴制动的动作情况，然后松开电动按钮，观察主轴的动作情况。（）刀架快移电动机控制按下限位开关，观察刀架快移电动机的动作情况，然后松开限位开关，观察刀架快移电动机的动作情况。（）冷却泵控制按下冷却泵启动按钮，观察冷却泵的动作情况，然后按下冷却泵启动按钮，观察冷却泵的动作情况。（）机床断电断开机床照明灯，断开电源开关。八。卧式车床的故障诊断当机床发生故障时，首要任务是通过观察现象，准确判断故障点，找到故障发生的原因。（）故障现象：主轴不能转）观察故障现象并做好记录（见表）分析故障现象，可能的原因如下。主电路：三相电源，组合开关，FU1，KM1主触头，FR￥驱动元件，主触点等短线或元件损坏。控制电路：TC，3,KM线圈，辅助触点，线圈，触点，常闭触点，线圈，常闭触点短线或元件损坏。）故障诊断及排除车床主轴电动机故障诊断及排除流程如图所示。按照故障诊断排查流程找出故障点填入表.（）故障现象：刀架快速移动电动机不能启动1) 观察故障现象并做好记录（见表2-3）2) 分析故障现象，可能的原因如下。主电路：三相电源、组合开关QS、FU2、KM5主触头、电动机等断线或元件损失。3） 车床刀架电动机故障诊断及排除流程图如图2-6所示。 按照故障诊断排查流程找出故障点填入表2-3九、考核与评价 在自觉遵守安全文明生产规程的前提下，根据学习情境的能力目标，确定不同阶段的考核方式及分数权重，考核标准见表2-4。十、习题与思考题1.简述电气原理图分析的一般步骤。2.简述c650卧式车床按下方向起动按钮SB4后的起动工作原理。3简述C650卧式车床反向运行时的反接制动工作原理。 任务二 XA6132卧式万能铣床控制电路的分析与故障诊断 一、学习目标 1.掌握机床电气故障检修的方法。2正确分析XA6132卧式万能铣床的电气原理。3.能够初步诊断XA6132卧式万能铣床电路的常见故障。二、任务 本项目的任务是分析XA6132卧式万能铣床的电气原理，并能诊断XA6132卧式万能铣床常见的电气故障。 三、设备设备及工具清单见表2-5。四、知识储备-机床电气故障检修的方法1.万用表电阻法测量故障 万用表电阻法检查故障的方法是一种常用的寻找电气故障的方法，安全有效。在测量检查时，首先切断电源，然后将万用表的转换开关置于倍率适当的电阻档，并逐段测量电路。如果测得某两点间电阻值很大，即说明该两点间接触不良或导线断路。如果测量电气元件电阻值与正常值不同，即说明元件有损坏。如果测得某两点间电阻值很小，即说明该两点间有短路或导通。 在电阻法测量时，一定要先切断电源，测量时注意所测电路要与其他电路断开，否则所测电阻值不准确。测量电气元件的电阻时，要选择适当的倍率档位，以保证测量的准确性。2.万用表电压法测量 万用表电压法测量是机床维修中用来准确确定故障点的一种检查方法，快捷有效。在测量检查时，首先接通机床电源，按正常步骤操作机床，当某一控制电路功能出现问题时，不用切断电源，根据被测电路的情况，将万用表的装换开关置于交流电压或直流电压的档位，选择好量程，根据诊断逐段测量电路。如果测得某两点间电压值为正常值，即说明该两点之前的电路是导通的；如果测得电气元件两点间电压值与正常值不同，即说明该两点间的电路接触不良或元器件有损坏；如果测得某两点间的电压为0V，即说明该两点见电路有断路情况。 在用电压法测量时，以为不用切断电源，属于带电测量，测量前应该仔细检查万用表的测量表棒是否绝缘良好，插口是否牢靠。测量时要注意操作动作准确，保证人身安全，防止触电。测量中应注意测量电路的电压值，不同的控制电路采用的电压值和类型不同，选择好量程后，测量时电压的档位是不能带电切换的，如果量程过大或过小，应该停止测量，选择好适当的档位，在进行测量。 五、认识XA6132卧式万能铣床 在金属切削机床中，铣床在数量上占第二位，仅次于车床。铣床主要用于加工零件的平面、斜面、沟槽等型面，装上分度头后，可以加工齿轮或螺旋面，装上回旋圆工作台则可以加工凸轮和弧形槽。铣床的种类很多，有卧铣、立铣、龙门铣、仿形铣以及各种专用铣床等。现以应用较为广泛的XA6132卧式万能铣床万能铣床为例进行分析。1.主要结构与运动分析XA6132卧式万能铣床具有效率高、故障率低、操作方便、维护简单和价格低廉等特点，某主要技术参数见表2-6。其结构如图所示。XA6132卧式万能铣床除主运动和较复杂的进给运动外，还有其他辅助运动，如圆工作台的旋转，圆工作台是为了扩大机床的生产能力而安装的附件。另外该床运动较多，电气控制较复杂，为保证能够安全可靠地工作，必须设置完善的联锁与保护。2.电力拖动形式及控制要求。1）XA6132卧式万能铣床的主轴传动系统在床身内部，进给系统在升降台内，而且主运动与进给运动之间没有速度比例协调的要求。故采用单独传动，即主轴和工作台分别由主轴电动机、进给电动机拖动。而工作台进给与快速移动由进给电动机拖动，经电磁离合器传动来获得。磁摩擦离合器安装在主轴传动链中与主轴电动机相连的第一根轴上，主轴停车时按下SB1或SB2线圈断电释放，主轴电机断开断开三相交流电源；同时 线圈通电，产生磁场，在电磁吸引力作用下将摩擦片压紧产生制动，使主轴迅速制动。当松开SB1或SB2时，YC1线圈通电，摩擦片松开，制动结束。这种制动方式迅速，平衡，制动时间不超过0.5S。 3）主轴上刀或换刀时的制动控制。在主轴上刀或换铣刀时，主轴电机不得旋转，否则将发生严重事故。为此，电路设有主轴上刀制动环节，它是由主轴上刀制动开关SA2控制。在主轴上刀或换刀前，将SA2扳到接通位置。触点SA2断开，使主轴启动控制电路断电，主轴电机不能启动旋转；而另一触点SA2闭合，接通主轴制动电磁离合器YC1线圈，使主轴处于制动状态。上刀换刀结束后，再将SA2扳到断开位置，触点SA2断开，接触主轴制动；同时，触点SA2闭合，为电机启动做准备。4）主轴变速冲动控制。主轴变速操纵箱装在床身左侧窗口上，变速应在主轴旋转方向预选之后进行。变换主轴转速的操纵顺序如下：（1）将主轴变速手柄压下，使手柄榷块自槽中滑出，然后拉动手柄使榷块落到第二道槽内为止。（2）转动变速刻度盘，把所需转速对准指针。（3）把手柄退回原来位置。 在将变速手柄推回到原来位置，将瞬间压下主轴行程开关SQ5，使触点SQ5闭合，触点SQ5断开。于是KMI或KM2线圈瞬时通电吸和。其主触点瞬间接通主轴电机瞬间启动，利于齿轮啮合，当变速手柄榷块落入槽内时SQ5不在受压，触点SQ5断开，切断主轴电机瞬时点动电路，主轴变速冲动结束。（2）进给拖动控制电路。工作台经给方向的左右操纵向运动，前后的横向运动和上下的垂直运动，都是由进给电机M2的正，反转来实现的。而正反接触器KM3,KM4分别是由行程开关SQ1 SQ3与SQ2 SQ4来控制的，行程开关又是由两个机械手臂控制的。这两个机械控制手柄没在完成相应的机械挂档的同时，压合相应的行程开关，从而接通接触器，启动进给电机，拖动工作台按指定方向运行。由于快速移动继电器KA2线圈处于断电状态，而进给移动电磁离合器YC2线圈用电，工作台的进给是工作进给。纵向机械操作手柄由左中右三个位置，垂直于横向机械操作手有上下前后中五个位置。SQ1，SQ2为纵向机械操作手柄由机械联系的行程开关。当这两个机械操作手柄处于中间位置时，SQ1-SQ4都处于未被压下的原始状态，当搬动机械手柄，将按下相应的行程开关。SA3为圆工作台转换开关，其有接通和断开位置三对触点。当不需要圆工作台时，SA3处于断开位置。此时，两个常闭触点SA3闭合，常开触点断开。1） 工作台纵向进给运动的控制。若需要工作台向右进给，将纵向进给操作手柄扳向右侧，在机械上通过联动机构接通纵向进给离合器，在电气上压下SQ1，SQ2常闭触点闭合，常闭触点断开，后者切断通向KM3和KM4的另一条通路，前者使进给电机的接触器线圈吸和，M2正向启动旋转，拖动工作台向右进给。KM3的电流通路。向右工作结束，将纵向进给操作手柄由右位扳到中间位置，行程开关不在受压，SQ1常开触点复位断开，KM3线圈断电释放M2断电释放，M2停转，工作台向右进给停止。2） 工作台向前与向下进给运动的控制。将垂直于横向进给操作手柄扳到向前位置，在机械部分接通横向进给离合器，在电气部分压下行程开关SQ3，将常开触点闭合，常闭触点断开，正传接触器KM3线圈通电吸合，进给电机M2正向转动，拖动工作台向前进给。KM3通电电流控制向前进给结束：3） 工作台向后与向上进给的控制，电路情况与向前或向下进给运动的控制相仿，只是将垂直与横向操作手柄扳到向右或向上位置，在机械部分接通垂直或横向进给离合器，在电气部分都是压下行程开关SQ4，反向接触器KM4通电，进给电机M2反向启动旋转，拖动工作台实现向后或向上运动。当操作手柄扳回中间位置，进给结束。4） 进给变速冲动控制。进给变速冲动控制只有在主轴启动后，纵向进给操作手柄和垂直于横向操作手柄位于中间位置时才可以进行。进给变速箱是一个独立部件，装在升降台的左边，进给变速是由进给操作箱来控制的，进给操作箱位于进给变速箱前方。进给变速的顺序是：（1） 将蘑菇型手柄拉出（2） 转动手柄把刻度盘上所需的进给速度值对准指针（3） 把蘑菇型手柄向前拉倒极限位置，此时借变速孔盘推压行程开关SQ6（4） 将蘑菇型手柄推回原味，此时SQ6不在受压就在蘑菇型手柄向前来与极限位置是，在反向推回之前，SQ6压下，触点闭合，此时，正向接触器KM3线圈通电吸和，进给电机瞬时正向旋转，获得变速冲动。如果一次瞬时点动时齿轮扔未进入啮合状态，此时，变速手柄不能复原，可在此拉出手柄病在此推回。实现再次瞬间点动，直到齿轮啮合为止。5） 圆工作台的控制 圆工作台的回转运动时由进给电机经过传动驱动机构驱动的，使用工作台时，首先把工作台转换开关SA3扳到接通位置。按下主轴电机，启动按键，线圈通电吸和，主轴电机启动旋转。进给电机因接触器KM3通电而旋转，拖动圆工作台单项回转。此时，工作台的两个进给机械手柄处于中间位置，工作台不动，只拖动工作台回转，6） 冷却泵和机床照明的控制 冷却泵电机M3通常在铣床、加工时由冷却泵转换开关控制，当SA1扳到接通位置时，冷却泵启动继电器KA3工作，M3启动旋转，并由热继电器FR3做长期过载保护。XA6132卧式万能铣床的电气控制复杂，为保证机床安全可靠，电路赢具有完善的连锁与保护1） 主运动与进给运动的连锁，进给电气的控制电路在中间继电器触点KA1之后，这保证了只有在启动主轴电机之后vai可期动电机，而当主轴电机停止时，进给电机也立即停止。2） 工作台6个方向的连锁，SQ1和SQ2行程开关压下，断开之路，但KM3扔可供电。七、XA6132卧式万能铣床的操作（1）机床上电 合上电源开关QFI，机床上电；再合上机床开关SA5，照明灯EL1亮。（2）主轴电动机控制1）SA4置正转位置，按下SB3按钮（或SB4按钮），观察电动机正转情况；按下SB1按钮（或SB2按钮），观察电动机制动情况。2）SA4置反转位置，按下SB1按钮（或SB2按钮），观察电动机反转情况；按下SB3按钮（或SB4按钮），观察电动机制动情况。3）瞬时压动SQ5行程开关，观察主轴电动机瞬动情况。（3）工作台移动控制 将SA3置于使用普通工作台位置，主轴电动机处于运行状态。1）将十字手柄置于中间零位。操作纵向（左右）手柄扳向右，观察工作台进给情况，此时按下SB5（或SB6），观察工作台进给的速度；操作纵向（左右）手柄扳向左，观察工作台进给情况，此时按下SB5（或SB6），观察工作台进给的速度。2）将纵向手柄置于中间位置。操作十字手柄向前（或向后），观察工作台进给情况，此时按下SB5（或SB6），观察工作台进给的速度；操作十字手柄向上（或向下），观察工作台进给情况，此时按下SB5（或SB6），观察工作台进给的速度。3)将纵向手柄、十字手柄置于中间零位，瞬间压动SQ6行程开关，观察进给电动机瞬动情况。(4)圆工作台回转运动控制 将纵向手柄、十字手柄置于中间零位，主轴电动机处于运行状态，将转换开关SA3扳到圆工作台位置，观察圆工作台工作情况。（5）冷却泵控制 合上转换开关SA1，观察冷却泵工作情况。（6）机床断电 断开机床照明开关SA5，断开电源开关QF1。八、XA6132卧式万能铣床的故障诊断（1）故障现象：主轴不能正向起动1）观察故障现象并做好记录（见表2-9）2）分析故障现象，可能的原因如下。主电路：三相电源、QF1、KM1主触头、FR1驱动元件等断线或元件损坏。控制电路：TC1、FU2、SB1、SB2、SA2、SQ5、SB3（或SB4）、KAI线圈、KAI常开触点、FR1、FR3常闭触点、SA4、KM2常闭触点、KM1线圈以及连线断线或元件损坏。3)故障诊断。铣床主轴故障诊断的流程图如图2-10所示。按照故障诊断流程找出故障点填入表2-9.（2）故障现象：工作台不能正常进给1）观察故障现象并做好记录（见表2-10）。2）分析故障现象，可能的原因如下。主电路：三相电源、QF1、KM3（或KM4）主触点、FR2驱动元件、M2电动机断线或元件损坏。控制电路：TC1、FU2、SB1、SB2、SA2、SQ5、KAI常开触点、SA3、KM4常闭触点（或KM3常闭触点）、KM3线圈（或KM4线圈）、FR1、FR2、FR3常闭触点断线或元件损坏。3)故障诊断。铣床工作台故障诊断流程图如图2-11所示。