机械设备控制技术课件(中职机械)第三章.ppt

1、 电气图的识图方法和步骤电气图的识图方法和步骤 一一普通车床电气控制线路普通车床电气控制线路 二二组合机床电气控制组合机床电气控制 三三机床控制线路故障分析机床控制线路故障分析 四四电气控制系统在机械设备中起着神经中枢的作用，通过它对电电气控制系统在机械设备中起着神经中枢的作用，通过它对电动机的控制，能拖动生产机械，实现各种运行状态达到加工生动机的控制，能拖动生产机械，实现各种运行状态达到加工生产的目的。不同的生产机械设备或同类型的机床设备，由于各产的目的。不同的生产机械设备或同类型的机床设备，由于各自的工作方式、工艺要求不同，其电气控制系统也不尽相同。自的工作方式、工艺要求不同，其电气控制系

2、统也不尽相同。机床的电气控制不仅要求能够实现起动、制动、反转和调速，机床的电气控制不仅要求能够实现起动、制动、反转和调速，而且还应能够满足生产工艺提出的各种要求，具有各种保护装而且还应能够满足生产工艺提出的各种要求，具有各种保护装置，工作可靠，实现操作自动化。在分析控制系统时首先应了置，工作可靠，实现操作自动化。在分析控制系统时首先应了解机床的基本结构和运动情况，按照化整为零的方法，把整个解机床的基本结构和运动情况，按照化整为零的方法，把整个控制系统分解成若干个局部控制电路，逐一分析，最后总结出控制系统分解成若干个局部控制电路，逐一分析，最后总结出电气控制的规律。电气控制的规律。任务一任务一

3、电气图的识图方法和步骤电气图的识图方法和步骤电气图识图步骤分为四步，熟悉识图的方电气图识图步骤分为四步，熟悉识图的方法是分析电气图的基础，按步骤识图能够法是分析电气图的基础，按步骤识图能够仔细清楚的分析电气控制线路。仔细清楚的分析电气控制线路。活动活动1 1 识图方法识图方法 1.在掌握电工知识的基础上，准确、迅速地识别电气图。如三在掌握电工知识的基础上，准确、迅速地识别电气图。如三相异步电动机正反转控制是利用开关或接触器的切换来调换电动机相异步电动机正反转控制是利用开关或接触器的切换来调换电动机电源相序，进行电动机旋转方向改变的。电源相序，进行电动机旋转方向改变的。2.结合常见的基本电路，如

4、电动机的启动、制动、正反转控制结合常见的基本电路，如电动机的启动、制动、正反转控制电路、短路保护电路、顺序控制电路、行程控制电路等，在识图时电路、短路保护电路、顺序控制电路、行程控制电路等，在识图时迅速地分清主次环节，抓住主要矛盾，从而看懂较复杂的电路图。迅速地分清主次环节，抓住主要矛盾，从而看懂较复杂的电路图。3.结合有关图样说明，了解电路的具体情况，抓住看图的重结合有关图样说明，了解电路的具体情况，抓住看图的重点，达到顺利识图的目的。点，达到顺利识图的目的。4.结合绘制电气图必须遵循一些规则、标准和要求，这些规则结合绘制电气图必须遵循一些规则、标准和要求，这些规则和要求是为了加强图样的规范

5、性、通用性和示意性所提出的。利用和要求是为了加强图样的规范性、通用性和示意性所提出的。利用这些绘图的知识能够准确地识图。这些绘图的知识能够准确地识图。活动活动2 2 识图步骤识图步骤 1.了解机械设备的主要结构、运动方式、加工工艺、技术性能、了解机械设备的主要结构、运动方式、加工工艺、技术性能、工作原理及机械设备对电气控制系统的要求。工作原理及机械设备对电气控制系统的要求。2.了解各按钮、开关、操作手柄等器件的位置和作用；了解它们了解各按钮、开关、操作手柄等器件的位置和作用；了解它们之间的关系；了解机床液压系统与电气控制系统的关系，便于了解机、之间的关系；了解机床液压系统与电气控制系统的关系，

6、便于了解机、液、电三者之间的相互联系。液、电三者之间的相互联系。3.整体阅读电气控制线路，了解各台电动机或各控制电路或支路整体阅读电气控制线路，了解各台电动机或各控制电路或支路的作用。的作用。4.化整为零分析电气控制线路。化整为零分析电气控制线路。5.在分析完整个电气控制线路后，要对其进行整理，并要总结出在分析完整个电气控制线路后，要对其进行整理，并要总结出各类电气控制的特点和规律。各类电气控制的特点和规律。任务二任务二 普通车床电气控制线路普通车床电气控制线路普通车床有两个主要的运动部分，一是卡普通车床有两个主要的运动部分，一是卡盘或顶尖带着工件的旋转运动，也就是车盘或顶尖带着工件的旋转运动

7、，也就是车床主轴的运动；另外一个是溜板带着刀架床主轴的运动；另外一个是溜板带着刀架的直线运动，称为进给运动。车床工作时，的直线运动，称为进给运动。车床工作时，绝大部分功率消耗在主轴运动。绝大部分功率消耗在主轴运动。在各种金属切削机床中，车床占的比重量在各种金属切削机床中，车床占的比重量大，应用也最广泛，能够完成车削外圆、大，应用也最广泛，能够完成车削外圆、内孔、端面、钻孔、铰孔、切槽、切段、内孔、端面、钻孔、铰孔、切槽、切段、螺纹及成形表面等加工工序。螺纹及成形表面等加工工序。车床的种类很多，有普通车床、落地车床、车床的种类很多，有普通车床、落地车床、立式车床、六角车床等，生产中以普通车立式车

8、床、六角车床等，生产中以普通车床应用最普遍，数量最多。床应用最普遍，数量最多。活动活动1 1 普通车床的主要结构及运动形普通车床的主要结构及运动形式式普通车床由主轴箱、挂轮箱、溜板箱、尾架、拖板与刀架、光杆与普通车床由主轴箱、挂轮箱、溜板箱、尾架、拖板与刀架、光杆与丝杆、床身等部件组成丝杆、床身等部件组成 活动活动1 1 普通车床的主要结构及运动形普通车床的主要结构及运动形式式车床的进给运动是刀架的纵向与横向直线车床的进给运动是刀架的纵向与横向直线运动，其运动方式有手动与机动两种控制。运动，其运动方式有手动与机动两种控制。车削螺纹时，工件的旋转速度与刀具的进车削螺纹时，工件的旋转速度与刀具的进

9、给速度是由主轴箱的输出轴，经挂轮箱、给速度是由主轴箱的输出轴，经挂轮箱、进给箱、光杆传人溜板箱而获得。车床的进给箱、光杆传人溜板箱而获得。车床的辅助运动为溜板箱的快速移动，尾架的移辅助运动为溜板箱的快速移动，尾架的移动和工件的夹紧与松开。动和工件的夹紧与松开。活动活动2 2 电力拖动的要求与控制特点电力拖动的要求与控制特点 1.通常车削加工近似于恒功率负载，不进行电气调速。同时考通常车削加工近似于恒功率负载，不进行电气调速。同时考虑经济性，工作可靠性等因素，主拖动电动机一般选用鼠笼型三相虑经济性，工作可靠性等因素，主拖动电动机一般选用鼠笼型三相异步电动机。异步电动机。2.为了满足车削加工调速范

10、围的要求，车床主轴主要采用齿轮为了满足车削加工调速范围的要求，车床主轴主要采用齿轮箱进行机械有级调速方法，但在较大型车床上有时也采用电动机变箱进行机械有级调速方法，但在较大型车床上有时也采用电动机变极调速的方法。极调速的方法。3.车削螺纹时，要求主轴能正、反向旋转。对于小型车床采用车削螺纹时，要求主轴能正、反向旋转。对于小型车床采用控制电动机正、反转实现，这样既便于操作，又简化了主轴箱结构。控制电动机正、反转实现，这样既便于操作，又简化了主轴箱结构。对于较大型的车床，直接控制电动机正、反转时，其冲击电流对电对于较大型的车床，直接控制电动机正、反转时，其冲击电流对电网影响大，机械冲击力也大，因此

11、，最好采用机械传动方法来实现网影响大，机械冲击力也大，因此，最好采用机械传动方法来实现主轴正、反转，如摩擦离合器、多片式电磁离合器等。主轴正、反转，如摩擦离合器、多片式电磁离合器等。活动活动2 2 电力拖动的要求与控制特点电力拖动的要求与控制特点 4.主电动机的启动、停止采用按钮操作。在电网容量满足要求主电动机的启动、停止采用按钮操作。在电网容量满足要求的情况下，一般中小型电动机采用直接启动，否则，应采用降压启的情况下，一般中小型电动机采用直接启动，否则，应采用降压启动控制方法。动控制方法。5.车削螺纹时，刀架移动和主轴旋转运动之间必须保持准确的车削螺纹时，刀架移动和主轴旋转运动之间必须保持准

12、确的比例关系，所以，刀架移动都是由主轴箱通过一系列齿轮传动来实比例关系，所以，刀架移动都是由主轴箱通过一系列齿轮传动来实现。因此，主运动和进给只由一台电动机拖动。现。因此，主运动和进给只由一台电动机拖动。6.车削加工时，为防止刀具和工件的温度过高，延长刀具使用车削加工时，为防止刀具和工件的温度过高，延长刀具使用寿命，提高加工质量，车床应配有冷却泵电动机，只需单方向旋转，寿命，提高加工质量，车床应配有冷却泵电动机，只需单方向旋转，且只在主轴电动机启动后，冷却泵才可选择开动与否。而当主拖动且只在主轴电动机启动后，冷却泵才可选择开动与否。而当主拖动电动机停止时，冷却泵应立即停止。电动机停止时，冷却泵

13、应立即停止。7.必须有过载、短路、失压保护环节、联锁环节。必须有过载、短路、失压保护环节、联锁环节。8.具有安全的局部照明和信号电路。具有安全的局部照明和信号电路。活动活动3 3 普通车床电气控制电路分析普通车床电气控制电路分析 CA6140型车床型号意义型车床型号意义 主参数折算值系代号（卧式车床系）组代号（落地及卧式车床组）结构特性代号类代号（车床类）电器元件符号与功能说明电器元件符号与功能说明符号名称及用途符号名称及用途M1主轴电动机SA机床照明开关M2冷却泵电动机FR1主轴电动机热过载保护M3刀架快速移动电动机FR2冷却泵电动机热过载保护KM主轴电动机起动接触器FU机床控制电路短路保护

14、KA1冷却泵电动机起动继电器FU1M1、M2短路保护KA2刀架快速移动电动机起动继电器FU2控制电路短路保护SQ1床头皮带罩的位置开关SQ1FU3HL短路保护SQ2配电盘壁龛门的安全行程开关FU4机床照明灯短路QF具有断电保护的电源开关FC控制变压器SB钥匙开关EL电源指示灯SB1主轴电动机停止按钮HL机床照明灯SB2主轴电动机起动按钮PE安全接地保护SB3刀架快速移动电动机点动按钮XB接线端子SB4冷却泵电动机起动开关电气控制线路图电气控制线路图 电气控制电路分析过程电气控制电路分析过程1.主电路分析主电路分析 2.控制电路分析控制电路分析 1）主轴电动机）主轴电动机M1的控制的控制 2）冷

15、却泵电动机）冷却泵电动机M2的控制的控制 3）刀架快速移动电动机）刀架快速移动电动机M3的控制的控制 3.辅助照明电路分析辅助照明电路分析 任务三任务三 组合机床电气控制组合机床电气控制组合机床是对某特定工件进行特定加工的组合机床是对某特定工件进行特定加工的一种高效率、自动化的专用加工设备。一种高效率、自动化的专用加工设备。这种机床大都具有自动工作循环，并能同这种机床大都具有自动工作循环，并能同时用十几把，甚至几十把刀具进行加工。时用十几把，甚至几十把刀具进行加工。在组合机床上可完成钻孔、扩孔、铰孔、在组合机床上可完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、车削、铣削、磨削及精加镗孔、攻螺纹、车削、铣

16、削、磨削及精加工等工序，一般采用多轴、多刀、多工序、工等工序，一般采用多轴、多刀、多工序、多面同时加工。多面同时加工。在产品更新时，它可以方便地由一些通用在产品更新时，它可以方便地由一些通用部件和专用部件重新改装，以适应新零件部件和专用部件重新改装，以适应新零件的加工要求。组合机床适用于大批量生产。的加工要求。组合机床适用于大批量生产。活动活动1 1 组合机床主要结构和运动形式组合机床主要结构和运动形式 组合机床是由大量的通用部件及少量的专组合机床是由大量的通用部件及少量的专用部件组成。组成各种组合机床的通用部用部件组成。组成各种组合机床的通用部件由于加工要求不同，其电气控制线路也件由于加工要

17、求不同，其电气控制线路也有所不同，但这些线路都是由基本的控制有所不同，但这些线路都是由基本的控制环节和一些典型的控制线路组成，其控制环节和一些典型的控制线路组成，其控制原理有许多相似之处。原理有许多相似之处。动力滑台由滑台、机械滑座及两个进给电动力滑台由滑台、机械滑座及两个进给电动机的传动装置等组成，动力滑台进给运动机的传动装置等组成，动力滑台进给运动的自动工作循环是靠传动装置将动力传动的自动工作循环是靠传动装置将动力传给丝杠来完成的。可完成一次工作进给或给丝杠来完成的。可完成一次工作进给或双向工作进给。双向工作进给。活动活动1 1 组合机床主要结构和运动形式组合机床主要结构和运动形式一次工作

18、进给的工作循环是在动力滑台启一次工作进给的工作循环是在动力滑台启动后，为减小空行程时间，滑台先快速进动后，为减小空行程时间，滑台先快速进给给(快进快进)；当滑台移动到接近加工位置时，；当滑台移动到接近加工位置时，滑台减速，开始进行工作进给滑台减速，开始进行工作进给(工进工进)；当；当滑台工进到终点时，滑台又快速返回滑台工进到终点时，滑台又快速返回(快快退退)，最后滑台返回到原位时便自动停止。，最后滑台返回到原位时便自动停止。双向工作进给是在动力滑台被启动后，滑双向工作进给是在动力滑台被启动后，滑台先快速进给台先快速进给(快进快进)；当滑台移动到接近；当滑台移动到接近加工位置时，滑台减速，开始进

19、行工作进加工位置时，滑台减速，开始进行工作进给给(正向工进正向工进)；当滑台工进到终点时，滑；当滑台工进到终点时，滑台又由正向工进转成反向工进，反向工进台又由正向工进转成反向工进，反向工进到离开加工位置时，又快速返回到离开加工位置时，又快速返回(快退快退)，最后滑台返回到原位时便自动停止。最后滑台返回到原位时便自动停止。活动活动2 2 液压动力滑台液压系统液压动力滑台液压系统活动活动2 2 液压动力滑台液压系统液压动力滑台液压系统活动活动3 3 电气控制电路电气控制电路（1 1）电力拖动控制要求）电力拖动控制要求(1)两台铣削动力头分别由两台笼型异步电两台铣削动力头分别由两台笼型异步电动机拖动

20、，单向旋转，无须电气变速和停动机拖动，单向旋转，无须电气变速和停机制动控制，但要求铣刀能进行点动对刀。机制动控制，但要求铣刀能进行点动对刀。(2)液压泵电动机单向旋转，机床完成一次液压泵电动机单向旋转，机床完成一次半自动工作循环后，液压泵电动机不停加半自动工作循环后，液压泵电动机不停加工直到终点，动力头完全停止后，滑台才工直到终点，动力头完全停止后，滑台才能快速退回。能快速退回。(3)液压动力滑台前进、后退能点动调整。液压动力滑台前进、后退能点动调整。(4)电磁铁电磁铁YV1，YV2采用直流供电。采用直流供电。(5)机床具有照明、保护和调整环节。机床具有照明、保护和调整环节。（2 2）电动机控

21、制电路）电动机控制电路 M1为液压泵电动机，操作按钮为液压泵电动机，操作按钮SB：或：或SB1，使使KM1得电或失电，控制电动机启动或停得电或失电，控制电动机启动或停止。止。SA1为机床半自动工作与调整工作的选择为机床半自动工作与调整工作的选择开关。开关置于开关。开关置于A位时机床实现半自动工位时机床实现半自动工作，左、右铣削动力头的电动机作，左、右铣削动力头的电动机M2与与M3分别由滑台移动到位分别由滑台移动到位压下行程开关压下行程开关SQ2与与SQ3，使，使KM2，KM3得电并自锁，得电并自锁，M2，M3分别启动工作，加分别启动工作，加工到终点时，滑台压下终点行程开关工到终点时，滑台压下终

22、点行程开关SQ4，使使KM2，KM3断电，两动力头停转。断电，两动力头停转。（3 3）液压动力滑台控制）液压动力滑台控制 液压泵电动机液压泵电动机M1启动工作后，按下按钮启动工作后，按下按钮SB3，继电器，继电器KA1得电并自锁，电磁铁得电并自锁，电磁铁YV1得电，控制液压滑台快速趋近至滑台得电，控制液压滑台快速趋近至滑台压下行程阀，滑台转为工作进给速度进给。压下行程阀，滑台转为工作进给速度进给。工作进给至终点，死挡铁停留，进油路油工作进给至终点，死挡铁停留，进油路油压升高，到压力继电器压升高，到压力继电器KP动作，动作，KA1失电，失电，电磁铁电磁铁YV1失电，同时失电，同时KA2得电，电磁

23、铁得电，电磁铁YV2得电，滑台快速退回到原位，压下原得电，滑台快速退回到原位，压下原位行程开关位行程开关SQ1，KA2失电，失电，YV2失电，失电，滑台停在原位，一个工作循环结束。滑台停在原位，一个工作循环结束。（4 4）照明电路）照明电路机床照明灯机床照明灯EL通过控制变压器通过控制变压器T1降压为降压为24V，由开关，由开关SA2控制。控制。（5 5）保护和调整环节）保护和调整环节 熔断器熔断器FU1实现对电动机实现对电动机M1，变压器，变压器T1，T2一侧短路保护。一侧短路保护。FU2实实现对电动机现对电动机M2，M3短路保护。短路保护。FU3实现对电路短路保护。实现对电路短路保护。Fu

24、4实现实现对照明电路短路保护。对照明电路短路保护。FU5实现对电磁铁线圈电路短路保护。实现对电磁铁线圈电路短路保护。3台电动机的过载保护分别由台电动机的过载保护分别由KR1，KR2，KR3热继电器实现。热继电器实现。左、右动力头调整点动对刀时，通过操作转换开关左、右动力头调整点动对刀时，通过操作转换开关SA1于调整位置于调整位置M，分别按下按钮分别按下按钮SB7、SB8，实现左、右动力头点动对刀的调整。，实现左、右动力头点动对刀的调整。液压动力滑台前进后退的调整是将液压动力滑台前进后退的调整是将SA1开关置于开关置于M位置，切断位置，切断KM2，KM3线圈电路，使滑台移动到线圈电路，使滑台移动

25、到SQ2，SQ3位置时，左、右铣削动力位置时，左、右铣削动力头不应启动工作。按下点动按钮头不应启动工作。按下点动按钮SB5，SB6，分别使，分别使KA1，KA2得电，得电，获得滑台前进与后退的点动调整工作。获得滑台前进与后退的点动调整工作。任务四任务四 机床控制线路故障分析机床控制线路故障分析机械设备在日常使用中由于维护保养不当、机械设备在日常使用中由于维护保养不当、操作失误、检修过程中操作不规范、被拖操作失误、检修过程中操作不规范、被拖动的机械出现问题、电气控制线路的接线动的机械出现问题、电气控制线路的接线端子松动、振动使电器开关移位、电器开端子松动、振动使电器开关移位、电器开关损坏等原因经

26、常发生电气故障。关损坏等原因经常发生电气故障。除了要掌握继电器除了要掌握继电器-接触器基本控制线路环接触器基本控制线路环节的安装和维修外，还要学会阅读、分析节的安装和维修外，还要学会阅读、分析机床电气控制电路的方法与步骤，加深对机床电气控制电路的方法与步骤，加深对典型控制线路环节的理解和应用，并在实典型控制线路环节的理解和应用，并在实践中不断地总结提高，才能做好维修工作。践中不断地总结提高，才能做好维修工作。活动活动1 1 典型机床设备电气控制线路的典型机床设备电气控制线路的一般分析方法一般分析方法分析机床电气控制线路要通过对各种技术资料的分析，来掌握控制线路的工分析机床电气控制线路要通过对各

27、种技术资料的分析，来掌握控制线路的工作原理、技术指标、使用方法和维护要求等。分析的具体内容和要求主要包作原理、技术指标、使用方法和维护要求等。分析的具体内容和要求主要包括以下方面。括以下方面。1.设备说明书设备说明书 1）设备的构造，主要技术指标，机械、液压起动部分的原理。）设备的构造，主要技术指标，机械、液压起动部分的原理。2）电气传动方式，电机、执行电器的数目、规格型号、安装位置、）电气传动方式，电机、执行电器的数目、规格型号、安装位置、用途及控制要求。用途及控制要求。3）设备的使用方法，各操作手柄、开关、旋钮、指示装置的布置以）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在

28、控制电路中的作用。及在控制电路中的作用。4）与机械、液压部分直接关联的电器的位置、工作状态及机械、液）与机械、液压部分直接关联的电器的位置、工作状态及机械、液压部分的关系、在控制中的作用等。压部分的关系、在控制中的作用等。2.电气控制原理图电气控制原理图 3.电气设备总装接线图电气设备总装接线图 4.电器元件布置图与接线图电器元件布置图与接线图分析电气原理图的方法与步骤分析电气原理图的方法与步骤 1.分析主电路分析主电路 2.分析控制电路分析控制电路 3.分析辅助电路分析辅助电路 4.分析联锁与保护环节分析联锁与保护环节 5.分析特殊控制环节分析特殊控制环节 6.总体检查总体检查 经过化整为零

29、，逐步分析了每一局经过化整为零，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部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系之后，还必须用集零为整的方法，检关系之后，还必须用集零为整的方法，检查整个控制电路，看是否有遗漏查整个控制电路，看是否有遗漏 活动活动2 2 故障的分析和检修故障的分析和检修当机床发生电气故障后，为了尽快找出故当机床发生电气故障后，为了尽快找出故障原因，常按下列步骤进行检查分析，排障原因，常按下列步骤进行检查分析，排除故障除故障 1.修理前的调查研究修理前的调查研究 2.从机床电气原理图进行分析，确定产从机床电气原理图进行分析，确定产生故障的可能范围生故障的可能范围 3.进行外表检查进行外表检查 4.试验控制电路的动作顺序试验控制电路的动作顺序 5.利用仪表器材检查利用仪表器材检查 6.检查是否存在机械、液压故障检查是否存在机械、液压故障 7.修复及注意事项修复及注意事项