普通机床电气控制电路分析
《设备控制基础》课程教案
学习单元5：电气控制基本环节认识及典型控制电路分析
5.2 普通机床电气控制电路分析
授课内容：
1.掌握普通车床电气控制线路的工作原理、维护常识和故障排除。
2.掌握普通铣床电气控制线路的工作原理、维护常识和故障排除。
3.掌握设备电气控制系统设计的原则、思路和方法。
4.掌握电气控制线路设计的两种方法——经验设计法和逻辑设计法。
5.掌握常用电器元件技术参数及选用方法。
1 普通车床电气控制电路
引导问题：
学生通过查找相关学习资料和教师讲解，需要弄清以下问题：
1．C650型普通车床的控制电路是怎样组建的？各电器元件的作用是什么？
2．C650型普通车床的控制电路是如何工作的？
3．C650型普通车床的控制电路有何特点？
4．C650型普通车床控制电路的常见电气故障有哪些？
普通卧式车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，主要用来车削外圆、端面、内圆、螺纹和成型面，也可以用钻头、铰刀、镗刀等加工孔。
1.1 普通车床的主要结构及运动形式
普通卧式车床主要由床身、主轴变速箱、挂轮箱、进给箱、溜板箱、溜板与刀架、尾座、
丝杠、光杠等部件组成。
为了加工各种螺旋表面，车床必须具有切削运动和辅助运动。切削运动包括主运动和进给运动，而切削运动以外的其它运动皆为辅助运动。
C650型普通车床是一种中型车床，其控制电路如图5-18所示。车床的主运动是由主轴通过卡盘带动工件的旋转运动，它承受车削加工时的主要切削功率。车削加工时，应根据加工零件的材料性质、刀具几何参数、工件尺寸、加工方式及冷却条件等来选择切削速度，要求主轴调速范围宽。卧式车床一般采用机械有级调速。加工螺纹时，C650车床通过主电动机的正反转来实现主轴的正反转，当主轴反转时，刀架也跟着后退。有些车床，通过机械方式实现主轴正反转。进给运动是溜板带动刀架的纵向或横向运动。由于车削温度高，需要配备冷却泵及电动机。此外，还配备一台功率为2.2KW的电动机来拖动溜板箱快速移动。C650车床主电动机采用30KW的电动机。
1.2 C650型车床电路的特点
C650型车床电路具有如下特点：
1．主轴电动机M1采用电气正反转控制。
2．M1容量为30KW，惯性大，采用电气反接制动，实现迅速停车。
3．为便于对刀调整操作，主轴可作点动控制。
4．采用电流表A检测主轴电动机负载情况。
1.3 C650车床电气线路主要元件用途
Q：电源引入开关。
FU1：主电动机M1的短路保护用熔断器。
FR1：电动机M1的过载保护用热继电器。
R：限流电阻，在主电动机点动和反接制动时流过电流。
电流表PA: 用来监视电动机M1的绕组电流，M1的功率很大，所以电流表接入电流互感器TA。
时间继电器KT：在M1起动时其延时断开常闭触点延时后才断开，对电流表在M1电动机起动时起到保护作用。
KM1、KM2、KM3：KM1、KM2实现M1电动机的正反转，KM3用于短接电阻。
KM4：控制冷却泵电动机的起动停止。
KM5：用于控制冷却泵电动机的起动停止。
M1：主电动机。
M2：冷却泵电动机。
M3：快移电动机。
FR2：对M2电动机起着过载保护作用。
2 普通铣床的电气控制电路
引导问题：
学生通过查找相关学习资料和教师讲解，需要弄清以下问题：
1．X6132普通铣床的控制电路是怎样组建的？各电器元件的作用是什么？
2．X6132普通铣床的控制电路是如何工作的？
3．X6132普通铣床的控制电路有何特点？
4．X6132普通铣床控制电路的常见电气故障有哪些？
铣床在金属切削机床中数量上占第二位。铣床的种类很多，有卧铣、立铣、龙门铣、仿形铣和各种专用铣床，其中以卧铣和立铣最为广泛。铣床可以用来加工平面、斜面和沟槽等。如果装上分度头，可以铣削直齿轮和螺旋面。如果装上圆工作台，还可以加工凸轮和弧行槽等。下面以X6132以例介绍铣床的电气控制线路。
2.1 X6132铣床的主要结构和运行情况
1. 主要结构
X6132铣床主要构造由床身、悬梁及刀架支架、工作溜板和升降台等几部分组成。
2. 运动情况
铣床的主运动是铣刀的旋转运动。随着铣刀的直径、工件材料和加工精度的不同，要求主轴转速也不同。主轴旋转由笼型异步电动机拖动，通过机械变换齿轮来实现调速。为了适应顺铣和逆铣加工的需要，主轴应能正反转，该铣床中是由电动机的正反转来改变主轴的方向。为了缩短停车时间，主轴停车时采用电磁离合器机械制动。
进给运动是工件相对于铣刀的移动。为了实现直线进给运动，长方形工作台有左右、上下和前后六个方向的进给移动。装上附件圆工作台，还可以旋转进给运动。工作台用来安装夹具和工件。在横向溜板的水平导轨上，工作台沿导轨作左、右移动。在升降的水平导轨上，使工件台沿导轨前、后移动。升降台依靠下面的丝杠，沿床身前面的导轨同工作台一起上、下移动。各进给方向由一台笼型异步电动机拖动，各进给方向的选择由机械切换来实现，进给速度有机械变换齿轮来实现变速。为了使进给时可以上下、左右、前后移动，进给电动机应能正反转。
为了使主轴变速、进给变速时变换后的齿轮能顺利地啮合，主轴变速时主轴电动机应能转动一下，进给变速时进给电动机也应能转动一下。这种变速时电动机稍微转动一下，称为变速冲动。
其他运动有：工作台在六个进给方向的快移运动；工作台上下、前后、左右的手摇移动；回转盘使工作台向左、右转动±45°杆支架的水平移动。除进给几个方向的快移运动由电动机拖动外，其余均为手动。进给速度与快移速度的区别，在机械方面由改变传动链来实现。
3 机床电气控制线路的设计
引导问题：
学生通过查找相关学习资料和教师讲解，需要弄清以下问题：
1. 机床电气控制系统设计的基本内容有哪些？
2. 电力拖动方案确定的原则是什么？
3. 继电器—接触器控制线路的设计方法
4. 设计电气线路时应注意的问题有哪些？
5. 电动机合电器元件如何的选用？
在生产实际中，经常遇到一些自制生产设备为其进行电气控制线路的设计。在学习了电力拖动的有关知识、掌握了控制电路的典型环节以及一些典型生产机械电气控制线路后，通过一定的实际缎炼，是能够完成设计任务的。本节将介绍继电器—接触器电气控制线路的设计方法和控制电器的选择。
3.1机床电气控制系统设计的基本内容
机床电气控制系统是机床不可缺少的重要组成部分，它对机床能否正确与可靠的工作起着决定性的作用。现代机床高效率的生产方式使得机床的结构与电气控制密切相关，因此机床电气控制系统的设计应与机械部分的设计同步进行、紧密配合，拟订出最佳的控制方案。
机床的控制系统绝大多数属于电力拖动控制系统，因此机床电气控制系统的基本内容有以下几个方面：
1．确定电力拖动方案；
2．设计机床电力施放自动控制线路；
3．选择拖动电动机及电器元件，制定电器明细表；
4．进行机床电力装备施工设计；
5．编写机床电气控制系统的电气说明书与设计文件
3.2电力拖动方案确定的原则
对机床及各类生产机械电气控制系统的设计，首要的是选择和确定合适的拖动方案。它主要根据生产机械的调速要求来确定。
1．不要求电气调速的生产机械
在不需要电气调速和起动不频繁的场合，应首先考虑采用鼠笼式异步电动机、仅在负载静转矩很大的拖动装置中，才考虑采用绕线式异步电动机。当负载很平稳、容量大、且起、制动次数很少时，采用同步电动机更为合理。这样既可充分发挥同步电动机效率高、功率因数高的优点，调节激磁使它工作在过激情况下，还能提高电网的功率因数。
2．要求电气调速的生产机械
应根据生产机械的调速要求(调速范围、调速平滑性、机械特性硬度、转速调节级数及工作可靠性等)来选择拖动方案，在满足技术指标前提下，进行经济性比较(设备初投资、调速效率、功率因数及维修费用等)。最后确定最佳拖动方案。
调速范围D＝2～3，调速级数＜2～4，一般采用双速或多速鼠笼式异步电动机拖动。
调速范围D＜3，且不要求平滑调速时，采用绕线转子感应电动机拖动。但只适用于短时负载和重复短时加载的场合。
调速范围D＝3～10，且要求平滑调速时，在容量不大情况下，可采用带滑差离合器的异步电动机拖动系统。若需长期运转在低速．可考虑采用晶闸管电源的直流拖动系统。
当调速范围D＝10～100时，可采用发电机-电动机组系统或晶闸管电源的直流拖动系统。
三相异步电动机的调速，以前主要依靠改变定子绕组的极数或转子电路的电阻来实现。现阶段由于电力电子技术和控制理论的发展，变频调速和串级调速等已得到较为广泛的应用。
3．电动机调速性质的确定
电动机的调速性质应与生产机械的负载特性相适应。以车床为例，其主轴运动需恒功率传动，进结运动则要求恒转矩传动。对于电动机，若采用双速鼠笼式异步电动机拖动，当定子绕组由△联接改为YY接法时，转速由低速升为高速，功率即变化不大，适用于恒功率传动；由Y联结改为双YY接法时．电动机输出转矩不变，适用于恒转矩传动，对于直流他激
电动机，改变电枢电压调速为恒转矩调速，而改变激磁调速为恒功率调速。
若采用不对应调速，即恒转矩负载采用恒功率凋速或恒功率负载采用恒转矩调速，都将使电动机额定功率增大D倍(D为调速范围)，且使部分转矩未得到充分利用。所以电动机凋速性质是指电动机在整个调速范围内转矩、功率与转速的关系，是容许恒功率输出还是恒转矩输出，为此，在选择调速方法时，应尽可能使它与负载性质相同。
3.3 继电器—接触器控制线路的设计方法
设计电器控制线路时，首先要了解生产工艺自动控制线路提出的要求，其次要了解生产机械的结构、工作环境和操作人员的要求等。在进行具体线路的设计时，一般先设计主电路，然后设计控制电路、信号电路及局部照明电路等。初步设计完成后，应仔细检查，看线路是否符合设计要求，并尽可能使之完善和简化，最后进行电器型号和规格的选择。
1．控制线路设计的一般要求
对于不同用途的自动控制线路，往往有其特殊的要求，这里所介绍的是设计控制线路的一般要求：
（1）应能满足生产机械的工艺要求，能按照工艺的顺序准确而可靠地工作。
（2）线路结构力求简单，操作、调整和检修方便。
（4）具有各种必要的保护装置和联锁环节，即使在误操作时也不会发生重大事故。
2．控制线路的设计方法
电气控制线路的设计方法有两种，一种是经验设计法，它是根据生产工艺的要求，按照电动机的控制方法与典型环节线路直接进行设计。这种方法比较简单，但对比较复杂的线路，设计人员必须具有丰富的工作经验，需绘制大量的线路图并经多次修改后才能得到符合要求的线路。另一种为逻辑设计法，它是利用逻辑代数进行设计的。按此方法设计的线路结构合理，可节省所用元件的数量，方案将是最佳的。但这种方法难度较大，因而一般电气设计人员并不用此方法。
（1）经验设计法
分析前述的各种控制线路，可发现它们都有—个共同的规律，就是拖动生产机械的电动机，其起动与停止是由接触器主触头来控制的，而主触头的动作是由控制回路中接触器线圈的“通”电与“断”电来决定的。线圈的“通”电与“断”电则是由线圈所在控制回路中一些常开、常闭触点组成的“与”、“或”、“非”等条件来控制，这些“与”、“或”、“非”则是由生产工艺来决定的。下面举例来说明经验设计法设计控制线路。
某机床有左、右两个动力头，用以铣削加工，它们各由一台交流电动机拖动。另外有一滑台，可以安装被加工的工件，它由另一交流电动机拖动。加工工艺要求：开始上作时，要求滑台先快速移动到加上位置，然后自动变为慢速进给，进给到指定位置自动停止，再由操作者发出指令使滑台快速返回，当回到原位时自动停车。两动力头电动机在滑台电动机正向起动后起动，而在滑台电动机正向停车时也停车。
主电路设计：动力头拖动电动机只要单方向旋转，为使两台电动机同步起动．可用一台接触器KM3控制。滑台拖动电动机需正、反转，因而用两台接触器KM1、KM2控制。滑台的快速移动由电磁铁YA改变机械传动链来实现，由接触器KM4来控制YA。
控制电路设计：滑台电动机的正、反转分别用两个按钮SB1与SB2控制，停车则分别用SB3与SB4控制。由于动力头电动机在滑台电动机正转后起动，停车时也停车，故可用接触器KM1的常开辅助触点控制KM3的线圈．滑台的快速移动可采用电磁铁YA通电时，改变凸轮的变速比来实现。滑台在开始前进和返回时都需要快速，所以分别用KM1和KM2的辅助触点控制KM4，再由KM4去通断电磁铁YA。由于滑台快速前进到加工位置时，要求慢速进给，因而在KM1触点控制KM4的支路上，设置行程开关SQ3的常闭触点。
联锁与保护环节设计：用行程开关SQ1的常闭触点控制滑台慢速进给终了时的停
车；用行程开关SQ2的常闭触点控制滑台快速返回至原位时的自动停车。
接触器KM1和KM2之间应互相联锁。三台电动机均应用热继电器作过载保护。
（2）逻辑设计法
逻辑设计法是利用逻辑代数式来进行线路设计。逻辑代数是将“通”、“断”这类互相对立的矛盾抽象化，从而用数学分析法进行分析，找出每一条辅助支路的逻辑代数表达式，即可设计出线路来。一般用“l”代表触点接通，用“0”代表触点断开。在逻辑代数式中，如用A、B、C分别代表各元件的常开触占，则A B C代表各对应元件的常闭触点；而逻辑乘(“与”)表示触点相串联，逻辑加(“或”)表示触点相并联。这样，电气控制线路就可以用逻辑代数式表示出来。
3.4 设计电气线路时应注意的问题
为使线路设计简单且准确可靠，在设计具体线路时，应注意以下几个问题：
1．避免触点发生临界竞争的现象
2. 尽量减少电器元件触点数量
3．尽量减少连接导线
设计控制电路时，应考虑各电器元件的实际位置，尽可能地减少配线时的连接导线。 4．电器元件的线圈不应串联连接
5．尽量减少电气线路的电源种类
电器元件应尽量采用同一类电源，电压等级应符合标准等级。
6．可逆线路的联锁
在频繁操作的可逆线路中，正反向接触器之间不仅要有电气联锁，而且要有机械联锁。
7．要有完善的保护措施
在电气控制线路中，为保证操作人员、电气设备及生产机械的安全，一定要有完善的保护措施。常用的保护环节有漏电保护、短路保护、过载、过电流、过电压、失压保护等，有时还应设有合闸、断开、事故、安全等必须的指示信号。
3.5 电动机的选择
电动机是机床电力拉动系统的拖动元件，在电动机的选择内容中，功率的选择是首要的。
同时，电动机的转速、型式、电压等的选择也是必要的。正确选择电动机功率的意义很大。功率选得过大，设备投资大将造成浪费，同时由于电动机欠载运行，使之效率和功率因数(对于交流电动机)降低，运行费用也会提高；相反，功率选得过小，电动机过载运行，使之寿命降低。或者在保持电动机不过载的情况下，降低负载使用，这将不能充分发挥机床的效能。
1．电动机容量的选择
正确选择电动机容量的原则是，电动机在满足生产机械要求的条件下合理地确定电动机的功率。
选择电动机功率的依据是负载功率。这是因为电动机的容量反映了它的负载能力，它与电动机的容许温升和过载能力有关；前者是电动机负载时容许的最高温度。与绝缘材料的耐热性能有关；后者是电动机的最大负载能力，在直流机中受整流条件的限制，在交流机中由最大转短决定，实际上电动机的额定容量由允许温升决定。
电动机容量的选择方法通常有两种：一种是分析计算法；另一种是统计类比法。分析计算法是根据生产机械负载图，在产品目录上预选一台功率相当的电动机，再由此电动机的技术数据、生产机械负载图求出电动机的负载图，最后按电动机的负载图从发热方面进行检验，并检查电动机的过载能力是否满足要求。如不行，再选一台电动机重新进行计算，直至合格为止。此法计算工作量较大，负载图的绘制较困难，详细方法可参阅有关资料。
调查统计类比法是在不断总结经验的基础上，选择电动机容量的一种实用方法，此法比较简单，但也有一定局限性。它是将各国同类型、先进的机床电动机容量进行统计和分析，从中找出电动机容量和机床主要参数间的关系，再根据我国实际情况得出相应的计算公式。
我国机床制造厂对不同类型的机床目前采用的拖动电动机功率的统计分析公式如下：1）普通车床的主拖动电动机的功率
P＝3.65D1.54
式中：P——主拖动电动机功率，kw；D——工件最大直径，m。
2）摇臂钻床主拖动电动机功率
P=0.0646D1.19
式中：P——主拖动电动机功率，KW；D——最大钻孔直径，m。
3）卧式镗床主拖动电动机功率
P=0.0046D1.7
式中: P——主拖动电动机功率； D——镗杆直径，m。
4）龙门刨床主拖动电动机功率
P=B1.15/166
式中: P——主拖动电动机功率，KW；B——工作台宽度，m。
在主运动和进给运动用一台电动机拖动的场合，只计算主拖动电动机的功率即可。而对于铣床等机床，一般进给运动采用单独的电动机拖动。该电动机除拖动进给运动外还拖动工
作台的快速移动。由于快速移动所需的功率比进给大许多，所以该电动机的功率常按快速移动所需功率来选择。快速移动所需功率，一般按经验数据来选择。
机床进给拖动的功率一般均较小。按经验，车床、钻床的进给拖动功率为主拖动功率的0.03～0.05，而铣床的进给拖动功率为主拖动功率的0.20～0.25。
2．电动机额定电压的选择
交流电动机额定电压应与供电电网电压—致，一般车间低压电网电压为380V。因此，中、小型异步电动机额定电压为220／380 V(△／Y连接)及380／600 V（△／Y连接)两种，后者可用Y-△起动，当电动机功率较大时，可选用相应电压的高压电动机。
直流电动机的额定电压也要与电源电压相一致，当直流电动机由单独的直流发电机供电时，额定电压常用220V及110V；大功率电动机可提高到600～800V，甚至为1000V。
当电动机由晶闸管整流装置供电时，为配合不同的整流电路形式，新改进的Z3型电动机除了原有的电压等级外，还增设了160V(配合单相整流)及440 V(配合二相桥式整流)两种电压等级；Z2型电动机也增加了180V、340V、440V等电压等级。
3．电动机额定转速的选择
对于额定功率相同的电动机，额定转速愈高，电动机尺寸、质量和成本愈小，由此选用高速电动机较为经济。但由于生产机械所需转速一定，电动机转速愈高，传动机构转速比愈大，传动机构愈复杂。因此应通过综合分析来确定电动机的额定转速。
(1）电动机连续工作时，很少起、制动。可从设备初始投资、占地面积和维护费用等方面，以几个不同的额定转速进行全面比较，最后确定额定转速。
(2)电动机经常起动、制动及反转但过渡过程持续时间对生产率影响不大时，主要以过渡过程量损耗最小为条件来选择转速比及电动机额定转速。
4．电动机结构型式的选择
电动机的结构型式按其安装位置的不同可分为卧式的(轴是水平的)、立式的(轴是垂直的)等等。根据电动机与工作机构的连接方便、紧凑为原则来选择。如立铣、龙门铣、立式钻床等机床的主轴都是垂直于机床工作台的，这时采用立式电动机更为合适，它比选用卧式电动机减少—对变换方向的圆锥齿轮。
按电动机工作的环境条件划分，电动机还可分为不同的防护型式，如防护式、封闭式、防爆式等，具体应根据电动机的工作条件来选择。粉尘多的场合，如铸造车间、磨削加工等，选择封闭式的电动机；易燃易爆的场合要选用防爆式电动机。按机床电气设备通用技术条件中规定，机床应采用全封闭扇冷式电动机。机床上推荐使用防护等级最低为IP44的交流电动机。在某些场合下，还必须采用强迫通风。
机床上常用的Y系列三相异步电动机是自封闭扇冷式鼠笼型三相异步电动机，是全国统一设计的新的基本系列，它是中国80年代取代JO2系列的更新换代产品。安装尺寸和功率等级完全符合IEC标准和DIN42673标准。本系列采用B级绝缘，外壳防护等级为IP44，冷
却方式为IC0.141。
YD系列三相异步电动机的功率等级和安装尺寸与国外同类型先进产品相当、因而具有与国外同类型产品之间良好的互换性，便于单机或机床配套出口，也可以作为引进设备中同类型电动机的备品电动机。
3.6 常用低压电器的选择
机床常用电器的选搀，主要是根据电器产品目录上的各项技术指标(数据)来进行的，正确合理地选择控制电器是电气系统安全运行、可靠工作的保证。下面对一些常用电器的选用作一简单介绍。
1．接触器的选用
选择接触器主要依据以下数据：电源种类(直流或交流)；主触点额定电压和额定电流；辅助触点的种类、数量和触点的额定电流；电磁线圈的电源种类、频率和额定电压，额定操作频率等。
交流接触器的选择主要考虑主触点的额定电流、额定电压，线圈电压等。
交流接触器主触点电流可根据下面经验公式进行选择：
I N≥P N*103/U N
式中：I N—接触器主触点额定电流；K—比例系数，一般为1～1.4； P N—电动机的额定功率；U N—被控电动机的额定线电压
交流接触器主触点额定电压一般也要按高于线路额定电压来确定。
根据控制回路的电压决定接触器的线圈电压。接触器辅助触点的数量、种类应满足线路的需要。为保证安全，一般接触器吸引线圈选择较低的电压。但如果在控制线路比较简单的情况下，为了省去变压器，可选用380v电压。值得注意的是．接触器产品系列是按使用类别设计的，所以要根据接触器负担的工作任务来选用相应的产品系列，交流接触器使用类别有AC-0～AC-4五大类。
AC-0类用于感性负载或阻性负载，接通和分断额定电压、额定电流。
AC-1类用于启动和运转中断开绕线转子电动机，在额定电压下，接通和分断2.5倍额定电流。
AC—2类用于启动、反接制动、反向与密接通断绕线型电动机。在额定电压下，接通和分断2.5倍额定电流。
AC-3类用于启动和运转中断开笼型异步电动机。在额定电压下接通6倍额定电流。在0.17倍额定电压下分断额定电流。
AC—4类用于启动、反接制动、反向与密接通断笼型异步电动机。在额定电压下接通通和分断6倍额定电流。
2．继电器的选择
(1)一般继电器的选用
一般继电器是指具有相同电磁系统的又称电磁继电器。选用时，除满足继电器线圈或线圈电流的要求外，还应按照控制需要分别选用过电流继电器、欠电流继电器、过电压继电器、欠电压继电器、中间继电器等。另外电压、电流继电器还有交流、直流之分，选择时也应注意。
(2)时间继电器的选择
时间继电器型式多样，各具持点，选择时应从以下几方面考虑：
根据控制线路的要求来选择延时方式．即通电延时型或断电延时型c
根据延时准确度要求和延时长、短要求来选择。
根据使用场合、工作环境选择。对于电流电压波动大的场合可选用空气阻尼式或电动式时间继电器。电源频率不稳场合不宜选用电动式时间继电器，环境温度变化大的场合不宜选用空气阻尼式和晶体管式时间继电器。
(3)热继电器的选用
热继电器主要用作电动机的过载保护，所以应按电动机的工作环境、启动情况、负载性质等因素来考虑。
a.热继电器结构型式选择
星形联接的电动机可选用两相或三相结构热继电器；
三角形连接的电动机应选用带断相保护装置的三相结构热继电器。
根据被保护电动机的实际启动时间选取6倍额定电流下的可返回时间。一般继电器的可返回时间大约为6倍额定电流下动作时间的50%～70%。
b.热元件额定电流的选择
一般可按下式选取：
I N＝((0.95～1.05)I NM
式中: I N——热元件的额定电流；I NM——电动机的额定电流。
对工作环境恶劣、启动频繁的电动机，则按下式选取：
I N＝(1.15～1.5)I NM
热元件选好后，还需用电动机的额定电流来调整它的整定值。
3．熔断器的选择
熔断器用于短路保护，其选择内容主要是熔断器种类、额定电压、额定电流等级和熔体的额定电流。这里熔体额定电流是个主要的技术参数，如果保护异步电动机，熔体的额定电流I N可按下列关系选择：
I R≥I S/2.5或I R=（1.5-2.5）I N
式中：I N—异步电动机的额定电流；I S—异步电动机的起动电流。
如果用一组熔断器保护多台电动机，熔体的额定电流可按下式选择：
I R≥I max/2.5
式中：I max—可能出现的最大电流。
如果几台电动机不同时起动，则I max为容量最大的电动机的起动电流与其它电动机额定电流之和。
熔断器有RC1A系列、RL1系列、RTO系列、RSO系列、RS系列等。
4．自动开关的选择
(1)自动空气开关
自动空气开关可按下列条件选择：
根据线路的计算电流和工作电压，确定自动空气开关的额定电流和额定电压。自动空气开关的额定电流应不小于线路的计算电流。
确定热脱扣器的整定电流。其数值应与被控制的电动机的额定电流或负载的额定电流一致。
确定过电流脱扣器瞬时动作的整定电流：
I Z＞KI S
式中：I Z——瞬时动作的整定电流值；I S——线路中的尖峰电流。
若负载是电动机，则I S为启动电流；0.02S以上的自动空气开关(如DW型)，取K＝1.35；对于动作时间在0.02S以下的自动空气开关(如DZ型)，取K＝1.7。必要时，还应根据电路中可能出现的最大短路电流校验自动空气开关的分断能力。
(2)直流快速自动开关
直流快速自动开关运用于硅整流机组、可控硅整流机组和直流机组的保护，也用作短路和过载保护。
(3)电源开关联锁机构
电源开关联锁机构与相应的断路器和组合开关配套使用，主要用于电柜接通电源、断开电源和柜门与开关联锁，以达到在切断电源后才能打开门、门关闭好后才能接通电源的效果。当门打开时，电源开关不能闭合，除非采取其他措施。操作者不用机床时，锁住开关和柜门，以起到安全保护作用。电源开关联锁机构有DJL系列和JDS系列。
电气原理图设计方法及实例分析
电气原理图设计方法及实例分析 【摘要】本文主要对电气原理图绘制的要求、原则以及设计方法进行了说明，并通过实例对设计方法进行了分析。 【关键词】电气原理图；设计方法；实例 继电-接触器控制系统是由按钮、继电器等低压控制电器组成的控制系统，可以实现对 电力拖动系统的起动、调速等动作的控制和保护，以满足生产工艺对拖动控制的要求。继电-接触器控制系统具有电路简单、维修方便等许多优点，多年来在各种生产机械的电气控制 中获得广泛的应用。由于生产机械的种类繁多，所要求的控制系统也是千变万化、多种多样的。但无论是比较简单的，还是很复杂的控制系统，都是由一些基本环节组合而成。因此本节着重阐明组成这些控制系统的基本规律和典型电路环节。这样，再结合具体的生产工艺要求，就不难掌握控制系统的分析和设计方法。 一、绘制电气原理图的基本要求 电气控制系统是由许多电气元件按照一定要求连接而成，从而实现对某种设备的电气自动控制。为了便于对控制系统进行设计、研究分析、安装调试、使用和维修，需要将电气控制系统中各电气元件及其相互连接关系用国家规定的统一图形符号、文字符号以图的形式表示出来。这种图就是电气控制系统图，其形式主要有电气原理图和电气安装图两种。 安装图是按照电器实际位置和实际接线电路，用给定的符号画出来的，这种电路图便于安装。电气原理图是根据电气设备的工作原理绘制而成，具有结构简单、层次分明、便于研究和分析电路的工作原理等优点。绘制电气原理图应按GB4728-85、GBTl59-87等规定的标 准绘制。如果采用上述标准中未规定的图形符号时，必须加以说明。当标准中给出几种形式时，选择符号应遵循以下原则： ①应尽可能采用优选形式； ②在满足需要的前提下，应尽量采用最简单形式； ③在同一图号的图中使用同一种形式。 根据简单清晰的原则，原理图采用电气元件展开的形式绘制。它包括所有电气元件的导电部件和接线端点，但并不按照电气元件的实际位置来绘制，也不反映电气元件的大小。由于电气原理图具有结构简单、层次分明、适于研究等优点，所以无论在设计部门还是生产现场都得到广泛应用。 控制电路绘制的原则： ①原理图一般分主电路、控制电路、信号电路、照明电路及保护电路等。 ②图中所有电器触头，都按没有通电和外力作用时的开闭状态（常态）画出。 ③无论主电路还是辅助电路，各元件应按动作顺序从上到下、从左到右依次排列。 ④为了突出或区分某些电路、功能等，导线符号、连接线等可采用粗细不同的线条来表示。 ⑤原理图中各电气元件和部件在控制电路中的位置，应根据便于阅读的原则安排。同一电气元件的各个部件可以不画在一起，但必须采用同一文字符号标明。 ⑥原理图中有直接电联系的交叉导线连接点，用实心圆点表示；可拆卸或测试点用空心圆点表示；无直接电联系的交叉点则不画圆点。 ⑦对非电气控制和人工操作的电器，必须在原理图上用相应的图形符号表示其操作方式。 ⑧对于电气控制有关的机、液、气等装置，应用符号绘出简图，以表示其关系。 二、分析设计法及实例设计分析 根据生产工艺要求，利用各种典型的电路环节，直接设计控制电路。这种设计方法比较简单，但要求设计人员必须熟悉大量的控制电路，掌握多种典型电路的设计资料，同时具有丰富的设计经验，在设计过程中往往还要经过多次反复地修改、试验，才能使电路符合设计
机床电气控制习题设计类
1、设计一个三相异步电动机两地起动的主电路和控制电路，并具有短路、过载保护。? 2、设计一个三相异步电动机正—反—停的主电路和控制电路，并具有短路、过载保护。(B) 自锁互锁 3、设计一个三相异步电动机星型——三角形减压起动的主电路和控制电路，并具有短路、 过载保护。(B)
4、设计一个三相异步电动机单向反接串电阻制动的主电路和控制电路，并具有短路、过载 保护。(B) 5、某机床有两台三相异步电动机，要求第一台电机起动运行5s后，第二台电机自行起动， 第二台电机运行10s后，两台电机停止；两台电机都具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。(B)
6、某机床主轴工作和润滑泵各由一台电机控制，要求主轴电机必须在润滑泵电机运行后才 能运行，主轴电机能正反转，并能单独停机，有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。(B) 7、一台三相异步电动机运行要求为：按下起动按钮，电机正转，5s后，电机自行反转，再 过10s，电机停止，并具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。(A)
8、设计两台三相异步电动机M1、M2的主电路和控制电路，要求M1、M2可分别起动和 停止，也可实现同时起动和停止，并具有短路、过载保护。? 9、一台小车由一台三相异步电动机拖动，动作顺序如下：1）小车由原位开始前进，到终 点后自动停止。2）在终点停留20s后自动返回原位并停止。要求在前进或后退途中，任意位置都能停止或起动，并具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。(A)
10、设计三相异步电动机交流接触器控制的全压起动主辅控制电路，具有短路保护，热保护功能。（C） 七、分析题（每题10分） 1、根据下图，分析它的工作原理
电气控制电路基础(电气原理图)
电气控制电路基础（电气原理图） 电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。 这里重点介绍电气原理图。 电气原理图目的是便于阅读和分析控制线路，应根据结构简单、层次分明清晰的原则，采用电器元件展开形式绘制。它包括所有电器元件的导电部件和接线端子，但并不按照电器元件的实际布置位置来绘制，也不反映电器元件的实际大小。 电气原理图一般分主电路和辅助电路（控制电路）两部分。 主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件；一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。 辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小和辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。 电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号表示。 电气原理图中电器元件的布局
电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读原则安排。主电路安排在图面左侧或上方，辅助电路安排在图面右侧或下方。无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上到下，从左到右排列。 电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别。如两个接触器，可用KMI、KMZ文字符号区别。 电气原理图中，所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态画出。 对于继电器、接触器的触点，按其线圈不通电时的状态画出，控制器按手柄处于零位时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点按未受外力作用时的状态画出。 电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转90o，但文字符号不可倒置。 图面区域的划分 图纸上方的1、2、3…等数字是图区的编号，它是为了便于检索电气线路，方便阅读分析从而避免遗漏设置的。图区编号也可设置在图的下方。
《机床电气控制线路安装与调试》课程标准
《机床电气控制线路安装与调试》课程标准 课程编号： 适用专业：电气自动化设备安装与维修 所属系室：电气自动化设备安装与维修教研室 课程类别：专业能力课程 修课方式：必修 教学时数： 总学分数： 1.课程定位 1.1课程性质与作用 机床电气控制线路安装与调试是电气自动化设备安装与维修专业的专业课，在工业部门具有广泛的应用，比如是在普通车床、普通铣床、普通摇臂钻床中的应用，是实现生产加工 的一种重要的技术手段。 通过学习机床电气控制线路安装与调试，学生能够进行简单的机电控制系统设计、安装、调试、维护，机床电气控制线路安装与调试在电子产品设计制作课的教学基础之上开展，同时也是机电设备数字化改造的前导课程。 1.2前导、后续课程 前导课程：《机械与电气识图》、《电气控制线路安装与调试》、《钳加工技术》、。 后续课程：《现代自动控制技术应用》，同时对学生进行后续顶岗实习进行必要的知识、能力储备。 1.3课程基本理念 本课程坚决贯彻国家教育方针，遵循职业教育教学规律，主动适应经济社会对工业自动化设备的安装、调试与维护专业人才培养的要求，全面推进素质教育，创造一种学与教互动的职业交往情境，采用行动导向教学模式，项目教学的方法，每个工作任务都是以学生为主体、教师为主导，通过共同实施一个完整的工作项目而进行的教学活动，在完成一个项目的全过程中，让学生掌握知识、提升技能。本课程坚持工学结合的课程开发理念，创新高技能人才培养模式，以学生综合职业能力培养为主线，把工学结合作为人才培养模式改革的重要切入点，
探索产教结合、任务驱动、项目导向、顶岗实习等有利于提升学生职业能力的教学模式。本课程的开发从任务到教学组织、评价形式等完全是遵循一体化教学模式。 1.4 设计思路 本课程标准的总体设计思路：将“示与讲解”、“实践与理论”、“技能与知识”、“单元与综合”、“训练与考核”有机地融于一体；变三段式课程体系为任务引领型课程体系，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择课程容；变知识学科本位为职业能力本位，打破传统的以“了解”、“掌握”为特征设定的学科型课程目标，从“任务与职业能力”分析出发，设定职业能力培养目标；变书本知识的传授为动手能力的培养，打破传统的知识传授方式，创设企业工作情景，采用项目训练的模式，按“看”、“练”、“思”、“考”的顺序，依据工作任务的难易程度组织教学，结合职业技能证书考证，培养学生的实践动手能力和理论基础。 本课程标准以电气自动化设备安装与维修专业学生的就业为导向，根据行业专家对电气运行与控制专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，以机床电气控制线路安装与调试为主线，以本专业学生必须具备的岗位职业能力为依据，遵循学生认知规律，紧密结合《维修电工》（四级/中级）国家职业资格鉴定中单项考证要求，确定本课程的工作任务模块、课程容和教学要求。为了充分体现任务引领、实践导向课程思想，要将本课程的教学活动分解设计成若干项目或工作情景，以项目为单位组织教学，以典型电气元件和设备为载体，引出相关专业理论知识，使学生在完成各个项目训练的过程中逐渐展开对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。 2.课程目标 2.1技能目标 1、能进行电动机及其常用电气元件的接线及其选型。 2、能熟练分析常用低压控制电器及普通机床的机械、电气、液压传动等控制系统的原理。 3、能绘制机床电气控制电路的原理图和接线图。 4、能识读机床电气原理图、电器元件布置图 5、能正确选用相关低压电器元件的型号。 6、能进行继电器-接触器控制线路的安装 7、能按照工艺要求正确通电调试 8、能遵守安全操作规程 2.2知识目标 1、了解机床型号、结构、基本功能及用途。
只要一分钟,教你看懂电气控制电路图!
只要一分钟，教你看懂电气控制电路图！ 看电气控制电路图一般方法是先看主电路，再看辅助电路，并用辅助电路的回路去研究主电路的控制程序。电气控制原理图一般是分为主电路和辅助电路两部分。其中的主电路是电气控制线路中大电流流过的部分，包括从电源到电机之间相连的 、“顺 除了合理地选择拖动、控制方案外，在控制线路中还设置了一系列电气保护和必要的电气联锁。在电气控制原理图的分析过程中，电气联锁与电气保护环节是一个重要内容，不能遗漏。 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之后，还必须用“集零为整”的方法检查整个控制线路，看是否有遗漏。
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，以达到正确理解原理图中每一个电气元器件的作用。 1、看主电路的步骤 第一步：看清主电路中用电设备。用电设备指消耗电能的用电器具或电气设备，看图首先要看清楚有几个用电器，它们的类别、用途、接线方式及一些不同要求等。 2 则可先排除照明、显示等与控制关系不密切的电路，以便集中精力进行分析。 第一步：看电源。首先看清电源的种类。是交流还是直流。其次。要看清辅助电路的电源是从什么地方接来的，及其电压等级。电源一般是从主电路的两条相线上接来，其电压为380V.也有从主电路的一条相线和一零线上接来，电压为单相220V；此外，也可以从专用隔离电源变压器接来，电压有140、127、36、6.3V等。辅助电
路为直流时，直流电源可从整流器、发电机组或放大器上接来，其电压一般为24、12、6、4.5、3V等。辅助电路中的一切电器元件的线圈额定电压必须与辅助电路电源电压一致。否则，电压低时电路元件不动作；电压高时，则会把电器元件线圈烧坏。 第二步：了解控制电路中所采用的各种继电器、接触器的用途。如采用了一些特殊 而是相互联系、相互制约的。这种互相控制的关系有时表现在一条回路中，有时表现在几条回路中。 第五步：研究其他电气设备和电器元件。如整流设备、照明灯等。 综上所述，电气控制电路图的查线看图法的要点为： （1）分析主电路。从主电路人手，根据每台电动机和执行电器的控制要求去分析各
机床电气控制技术-习题集(含答案)培训课件
《机床电气控制技术》课程习题集西南科技大学成人、网络教育学院版权所有 习题 【说明】：本课程《机床电气控制技术》（编号为09006）共有单选题,简答题,综合设计题,填空题3,阅读分析等多种试题类型，其中，本习题集中有[简答题]等试题类型未进入。 一、单选题 1.下列中哪一个不是电气控制系统中常设的保护环节（） A. 过电流保护 B. 短路保护 C. 过载保护 D. 过电压保护 2.自动空气开关的热脱扣器用作（） A. 过载保护 B. 断路保护 C. 短路保护 D. 失压保护 3.下列电器中，能够起过载保护作用的是（）。 A. 热继电器 B. 接触器 C. 熔断器 D. 组合开关 4.交流接触器铁心上安装短路环是为了（） A. 减少涡流、磁滞损耗 B. 消除振动和噪音 C. 防止短路 D. 过载保护 5.在机床电气控制中用做传递信号的电器是（） A. 交流接触器 B. 控制按钮 C. 继电器 D. 行程开关 6.机床上常用的电气制动方式中，不常用的是（） A. 能耗制动 B. 反馈制动 C. 反接制动 D. 直接制动 7.三相异步电动机在运行时出现一相电源断电，对电动机带来的影响主要是（） A. 电动机立即停转 B. 电动机转速降低、温度升高 C. 电动机出现振动及异声 D. 电动机转速升高、温度降低 8.把运行中的异步电动机三相定子绕组出线端的任意两相电源接线对调，电动机的运行状态变成（）
A. 反接制动 B. 先是反接制动随后是反转运行 C. 反转运行 D. 能耗制动 9.交流接触器线圈电压过低将导致（） A. 线圈电流显著增大 B. 线圈电流显著减小 C. 铁心涡流显著增大 D. 铁心涡流显著减小 10.集中控制台一般放在离机床较远的地方，可以在控制台也可以在机床现场进行操作，实现的控制是（） A. 联合控制 B. 分散控制 C. 多点控制 D. 点动控制 11.电源线电压为380V，三相鼠笼异步电动机定子每相绕组的额定电压为220V时，能否采用星形—三角形启动？（） A. 能 B. 不能 C. 不能确定 D. 特殊情况可以 12.桥式起重机在下放重物时，重物能保持一定的速度匀速下降，而不会像自由落体一样的落下，主要是电机此时处于（） A. 反接制动状态 B. 能耗制动状态 C. 再生制动状态 D. 直接制动状态 13.通电延时时间继电器，它的动作情况是（） A. 线圈通电时触点延时动作，断电时触点瞬时动作 B. 线圈通电时触点瞬时动作，断电时触点延时动作 C. 线圈通电时触点不动作，断电时触点瞬时动作 D. 线圈通电时触点不动作，断电时触点延时动作 14.热继电器作电动机的保护时，适用于（） A. 重载起动间断工作时的过载保护 B. 频繁起动时的过载保护 C. 轻载起动连续工作时的过载保护 D. 任何负载、任何工作制的过载保护 15.某三相异步电动机的旋转磁场转速为750转/分,在额定负载下其转轴转速为712.5转/分,则此时的转差率是( ) A. 2.5% B. 3% C. 5% D. 44% 16.关于变频调速系统下列说法正确的是（） A. 交-直-交变频调速为直接变频调速 B. 交—交变频调速为间接变频调速 C. 改变定子供电电源的频率，从而改变同步转速，来实现的调速 D. 脉冲宽度调制型(PWM型)变频器也是一种交—直—交变频器 17.直流调速系统在保证一定静差度的基础上，扩大系统调速范围的方法是（） A. 减少电动机机械特性的硬度 B. 增大电动机额定负载下的最高转速 C. 减少电动机的转速降落 D. 提高电动机机械特性的硬度
机床电气控制技术基础复习题
机床电气控制技术复习题 一、填空题： 1、电气控制系统中常设的保护环节有过载保护、短路保护、零 压保护、欠压保护、和弱磁保护。 2、PLC内部等效输入继电器有输入、输出、时间、计数和辅助继电器。 3、交流异步电动机常用调速方法有改变定子绕阻极对P 、改变转差率S 和改变电源频率f 。 4、电磁接触器主要由触头、线圈、铁芯和灭弧装置这几部分组成。 5、继电器种类很多，根据其反映信号的种类分为电流继电器、电压继电器、热继电器、压 力继电器和速度继电器等。 6、关于变频调速系统改变定子供电电源的频率，从而改变同步转速，来实现的调速。 7、关于单闭环无静差调速系统叙述单闭环无静差调速系统采用比例积分调节器。 8、生产机械对调速系统要求的静态技术指标主要有静差度、调速范围、调速的平滑性。 9、关于交流电动机调速方法正确的是变频调速。 10、交流接触器铁心上安装短路环是为了消除振动和噪音。 二、简答题： 1、说明转速负反馈系统出现“静差”的原因，并提出解决的方法？ 答：因为转速负反馈系统是根据给定量与反馈量之间的误差来改变整流输出电压，以 维持转速近似不变的，没有误差就不可能调节。解决的方法是采用比例积分调节器（PI）调 节器. 2、举例说明互锁（联锁）在继电器控制线路中的作用。 答：(1)两接触器的动断辅助触点互相串联在对方的控制回路中，以保证任何时候只 有一个控制回路接通的控制方式，称为互锁控制。(2)譬如在电动机正、反转控制线路中， 为避免正、反转接触器同时接通而导致短路，就应该采用互锁控制。 3、为什么说中间继电器有记忆功能？举例说明中间继电器在机床电气控制线路中的使用？ 答：中间继电器主要在电路中起信号传递和转换的作用。用它可以实现多路控制，并 可将小功率的控制信号转换为大容量的触点动作。如加中间继电器可实现在任意位置停车的 控制线路中应用。 4、什么是反接制动？试说明速度继电器在反接制动中应用？ 答：电动机运行中突然将电源反接，从而使电动机快速停转的制动方式称为反接制动。反接制动中使用速度继电器可以实现准确停止，避免出现电动机反转的情况。 5、在电动机正反转控制线路中，为什么使用互锁？怎样使用双重联锁？ （1）譬如在电动机正、反转控制线路中，为避免正、反转接触器同时接通而导致短路，就 应该采用互锁控制。 （2）两接触器的动断辅助触点与控制按钮动断触点互相串联在对方的控制回路中，以保证 任何时候只有一个控制回路接通的控制方式，称为双重互锁。 机床电气控制技术复习题 1、三相交流电动机起动方式有哪几种？
组合机床电气控制课程设计1
组合机床电气控制课程设计专业：机械设计制造及其自动化 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 湖南工业大学 2011年6月11日
目录 1绪论 (3) 2设计方案 (4) 2.1 左、右两动力头进给电机 (4) 2.2电动机控制电路 (5) 2.3液压泵电动机 (5) 2.4液压动力滑台控制 (6) 2.5主电路及照明电路 (7) 2.6保护与调整环节 (8) 2.7继电器电气原理简图 (10) 4 I/O分配表 (12) 5组合机床电气控制电路图 (14) 6课程设计的具体内容 (15) 6.1单循环自动工作 (15) 6.1.1单循环自动工作循环图 (15) 6.1.3单循环自动工作梯形图 (16) 6.2左铣单循环工作 (18) 6.2.1左铣单循环功能表 (18) 6.2.2左铣单循环梯形图 (19) 6.3右铣单循环工作 (21) 6.3.1右铣单循环梯形图 (21) 6.4公用程序 (23) 6.5回原位程序 (23) 6.6手动程序 (24) 6.7 PLC梯形图总体结构图 (24) 6.8面板设计 (25) 7系统调试 (26) 8设计心得 (27) 9参考文献 (28)
1绪论 对于机械—电气结合控制的组合机床，电气控制系统起着重要的神经中枢作用。传统的组合机床采用的继电器—接触器控制系统，接线复杂、故障率高、调试和维护困难。 随着PLC控制技术日益成熟并得到越来越广泛的应用，利用原有的继电器—接触器控制电路设计PLC控制系统，或直接进行PLC控制系统的设计，都能很好地满足组合机床自动化控制的要求。本次设计的要求如下： 组合机床结构示意图 组合机床工作循环图 组合机床采用两个动力头从两个侧面分别加工，左、右动力头的电动机均为2.2kw，
组合机床电气控制课程设计
目录 一、绪论 (1) 二、组合机床简介 (1) 三、组合机床结构与工作循环 (2) 四、液压动力滑台系统 (4) 五、设计要求 (5) 六、继电器-接触器控制线路的设计 (6) （一）选用控制线路的设计方法 (6) （二）继电器——接触器控制线路 (7) （三）一些低压电器的选择 (9) 七、可编程控制器PLC控制系统的设计 (11) 八、设计总结 (13) 九、参考文献 (13)
一、绪论 本次设计是对组合机床的电气控制设计，根据设计要求设计电气控制系统及连接，使其能实现自动完成各个工作要求。 设计的主要内容包括对继电器电气原理图的设计及绘制，对PLC电器原理图的设计与绘制，制成控制板并进行连接。 这次设计的目的在于通过完成设计，了解可编程控制器的结构、工作原理、特点和用途，掌握对继电器的选型和各型号继电器的用途和作用，掌握可编程控制器的编程方法和指令系统。 二、组合机床简介 组合机床通常是采用多刀、多面、多工序、多工位同时加工，由通用部件和专用部件组成的工序集中的高效率专用机床。它的电气控制电路时将各个部件的工作组合成一个统一的循环系统。在组合机床上可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻螺孔、车削、铣削及磨削等工序。组合机床主要用于大批量生产。 组合机床的通用部件有：动力部件，如动力头和动力滑台；支承部件，如滑座、床身、支柱和中间底座；输送部件，如回转分度工作台、回转鼓轮、自动线回转工作台及零件输送装置；控制部件，如液压元件、控制板、按钮台及电气挡铁；其他部件，如机械手；排屑装置和润滑装置等。通用部件已标准化、系列化和通用化。 组合车床的控制系统大多采用机械、液压或气动、电气相结合的控制方式。其中，电气控制又起着中枢连接作用。因此，应注意分析组合机床电气控制系统与机械、液压或气动部分的相互关系。 组合机床组成部件不是一成不变的，它将随着生产力的向前发展而不断更新，因此与其相适应的电器控制线路也是更新换代，目前主要有两种：机械动力滑动控制路线和液压动力滑动控制路线。我们选择的液压动力滑动控制路线。 液压动力滑动与机械动力滑台在结构上的区别在于：液压动力滑台的进给运动是借助压力油道通入液压缸的前腔和后腔来实现的。液压动力滑台由滑台、滑座及液压缸三部分组成，液压缸驱动滑台在滑座上移动。液压动力滑台也具有前面机械动力滑台的典型自动工作循环过程，它是通过电气控制线路控制液压系统来实现的。滑台的工作速度是通过调整节流阀进行无极调速的。电气控制一般采用行程原则、时间原则控制及压力控制方式。
组合机床电气控制课程设计
目录 第一章绪论 (1) 第二章设计方案 (3) 2.1 左、右两动力头进给电机 (3) 2.2电动机控制电路 (3) 2.3液压泵电动机 (4) 2.4液压动力滑台控制 (4) 2.5主电路及照明电路 (6) 2.6保护与调整环节 (6) 2.7继电器电气原理简图 (8) 第三章I/O分配表 (10) 第四章组合机床电气控制电路图 (11) 第五章课程设计的具体内容 (12) 5.1单循环自动工作 (12) 5.1.1单循环自动工作循环图 (12) 5.1.2单循环自动工作功能表 (12) 5.1.3单循环自动工作梯形图 (12) 5.2左铣单循环工作 (13) 5.2.1左铣单循环功能表 (13) 5.2.2左铣单循环梯形图 (13) 5.3右铣单循环工作梯形图 (13) 5.4公用程序 (13) 5.5回原位程序 (14) 5.6手动程序 (15) 5.7 PLC梯形图总体结构图 (15) 5.8面板设计 (16) 第六章系统调试 (17) 第七章设计心得 (18) 第八章参考文献 (19)
第一章绪论 对于机械—电气结合控制的组合机床，电气控制系统起着重要的神经中枢作用。传统的组合机床采用的继电器—接触器控制系统，接线复杂、故障率高、调试和维护困难。 随着PLC控制技术日益成熟并得到越来越广泛的应用，利用原有的继电器—接触器控制电路设计PLC控制系统，或直接进行PLC控制系统的设计，都能很好地满足组合机床自动化控制的要求。本次设计的要求如下： 组合机床结构示意图 组合机床工作循环图 组合机床采用两个动力头从两个侧面分别加工，左、右动力头的电动机均为2.2kw，进给系统和工件夹紧都用液压系统驱动，液压泵电动机的功率为3kw，动力头和夹紧装置的动作由电磁阀控制。设计要求如下： （1）两台铣削动力头分别由两台笼型异步电动机拖动，单向旋转，无须电
电气工程师教你快速看懂电气控制电路图
电气工程师教你快速看懂电气控制电路图 看电气控制电路图一般方法是先看主电路，再看辅助电路，并用辅助电路的回路去研究主电路的控制程序。电气控制原理图一般是分为主电路和辅助电路两部分。其中的主电路是电气控制线路中大电流流过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件。而辅助电路是控制线路中除了主电路以外的电路，其流过的电流比较小。 电气控制原理图 分析主电路： 无论线路设计还是线路分析都是先从主电路入手。主电路的作用是保证机床拖动要求的实现。从主电路的构成可分析出电动机或执行电器的类型、工作方式，起动、转向、调速、制动等控制要求与保护要求等内容。 分析控制电路： 主电路各控制要求是由控制电路来实现的，运用“化整为零”、“顺藤摸瓜”的原则，将控制电路按功能划分为若干个局部控制线路，从电源和主令信号开始，经过逻辑判断，写出控制流程，以简便明了的方式表达出电路的自动工作过程。 分析辅助电路： 辅助电路包括执行元件的工作状态显示、电源显示、参数测定、照明和故障报警等。这部分电路具有相对独立性，起辅助作用但又不影响主要功能。辅助电路中很多部分是受控制电路中的元件来控制的。 分析联锁与保护环节：
生产机械对于安全性、可靠性有很高的要求，实现这些要求，除了合理地选择拖动、控制方案外，在控制线路中还设置了一系列电气保护和必要的电气联锁。在电气控制原理图的分析过程中，电气联锁与电气保护环节是一个重要内容，不能遗漏。 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之后，还必须用“集零为整”的方法检查整个控制线路，看是否有遗漏。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，以达到正确理解原理图中每一个电气元器件的作用。 1. 看主电路的步骤 第一步：看清主电路中用电设备 用电设备指消耗电能的用电器具或电气设备，看图首先要看清楚有几个用电器，它们的类别、用途、接线方式及一些不同要求等。 第二步：要弄清楚用电设备是用什么电器元件控制 控制电气设备的方法很多，有的直接用开关控制，有的用各种启动器控制，有的用接触器控制。 第三步：了解主电路中所用的控制电器及保护电器 前者是指除常规接触器以外的其他控制元件，如电源开关（转换开关及空气、万能转换开关。后者是指短路保护器件及过载保护器件，如空气断路器中电磁脱扣器及热过载脱扣器的规格、熔断器、热继电器及过电流继电器等元件的用途及规格。一般来说，对主电路作如上内容的分析以后，即可分析辅助电路。
组合式机床电气控制设计
组合式机床电气控制设计 组合式机床电气控制设计，是为大家精心的关机床电气控制设 计的论文，欢迎各位机电一体化的同学阅读! 【摘要】本文阐述了组合式机床相关知识和PLC的相关概念，论证了组合式机床电气设计的基本理论和过程，并结合PLC编程程序来进行设计。 【关键字】组合式机床;电气设计;PLC编程 1、组合式机床的相关知识 1.1组合式机床的概念 组合式机床是集机电于一体的、自动化程度较高的成套技术装备，它是由一些通用部件及少量的专用部件组成的自动化或者半自动化的专用机床。它的特征是高效率、高质量、低成本、经济实用，因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、轻工业等行业。 1.2组合式机床的加工方式 组合式机床加工方式一般为多轴、多刀、多工序、多面或多工 位同时加工，它的生产效率是通用机床的几倍甚至几十倍。组合式机床一般用来加工箱体类或形状特殊的零件，基本上加工物固定不动，由刀具的各方位的旋转以及刀具与工件的相对运动来实现钻孔、扩孔、铰孔、铣削平面、切削内外螺纹等工序。 随着技术日臻成熟，出现了一种新型的组合式机床，它利用原 有的继电接触式控制电路加上PLC控制系统，来完成多位主轴箱、可
换主轴箱等的自动更换，达到任意改变工作循环控制和驱动系统的目的。 2、可编程控制器及应用 2.1可编程控制器(PLC)概述 PLC是一种专门在工业环境下产生的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，在其内部进行存储和执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字信号或模拟信号来进行输入和输出，从而控制各种类型的机械或生产过程。PLC还有一些相关的外围设备与其配合，形成一个整体，这样易于功能性的扩展。 2.2有关组合式机床的电气控制设计的实现方式 组合式机床的电气控制，理论上讲，可以采用继电接触式电气 控制系统、单片机控制系统和PLC控制系统来实现。但PLC控制系统是实际工程中比较经济、有效、性能优越的控制方案。下面做以简单的比较： (1) 控制逻辑继电接触式控制系统采用线路的串联、并联以及串并联的硬接线逻辑，它的连线复杂、体积大、功耗大，不易改革，所以在灵活性和扩展性存在缺陷;而PLC采用逻辑存储，它只有输入 端和输出端的外围设备需要线路连线，逻辑控制是由程序来完成并存储在PLC的内存当中，改变程序就可以改变逻辑控制，所以PLC的灵活性和扩展性更强。
最新常用机床电气控制线路安装与维修试题
常用机床电气控制线路安装与维修试题 一、选择题 1.在电气原理图中所示表示的接触器或继电器的触点状态是指（）。 A.线圈未通电时的状态 B.线圈通电时的状态 C.触点闭合工作状态 D.触点断开状态 2.机床电气原理图从三相交流电源到拖动电动机的电路称为（）。 A．主触点 B.辅助电路 C.控制电路 D.信号电路 3.在检修机床电路故障时，可以不提供（不分析）的电气图是（）。 A.电气原理图 B.电器布置图 C.电气安装接线图 D.控制电路图 4.CA6140型车床中主轴电动机M1和冷却泵电动机M2的控制关系是（）。A．M1、M2可分别起、停 B. M1、M2必须同时起、停 C.M2比M1先起动 D.M2必须在M1起动后才能起动 5. CA6140型车床中功率最大的电动机是（）。 A．刀架快速移动电动机 B.主轴电动机 C. 冷却泵电动机 D.不确定，视实际加工需要而定 6. CA6140型车床中不需要进行过载保护的是（）。 A.主轴电动机M1 B.冷却泵电动机M2 C.刀架快速移动电动机M3 D.M1和M2 7.Z535型立钻主轴电动机M1上的两个接触器KM1和KM2的功能是（）。 A.控制M1的正反转 B.控制M1的起动及制动 C.改变M1的转速 D.作为M1的降压起动 8. Z535型立钻上的微动开关SQ3的作用是（）。 A钻孔时钻头的上下位置保护 B.攻丝时自动进给与退回 C.工作后的上下位置保护 D.M1的正反转位置保护 9. Z535型立钻电气原理图中的热继电器FR的作用是（）的过载保护。 A.作冷却泵电动机M2 B.作主轴电动机M1 C.作M1及M2 D.作控制电路 10.Z535型立钻中冷却泵电动机M2具有的保护功能有（）。 A.短路保护和过载保护 B.过载保护和失压保护 C.短路保护和失压保护 D.短路保护 11. Z535型立钻中主轴电动机能起动，但无自锁功能，其故障原因为（）。 A.熔断器FU2接触不良 B.接触器线圈故障 C．接触器或微动开关触点故障 D.主轴电动机故障 12．X62W型万能铣床主轴电动机的正反转靠（）来实现。 A.正、反转接触器 B.组合开关 C.机械装置 D. 正、反转按钮控制 13.为了缩短X62W型万能铣床的停车时间，主轴电动机设有（）制动环节。 A.制动电磁离合器 B.串电阻反接制动 C.能耗制动 D.再生发电制动 14.X62W型万能铣床的3台电动机，即主轴电动机M1、冷却泵电动机M2、进给电动机M3中有过载保护的是（）。 A．M1及M3 B.M1及M2 C.M1 D.全部都有 15. X62W型万能铣床电磁离合器YC1、YC2、YC3的电源由（）提供。 A.控制变压器 B.整流变压器 C.照明变压器 D.不经过变压器直接 16. X62W型万能铣床工作台进给必须在主轴电动机起动后才允许，是为了（）。
组合机床电气控制课程设计1
< 组合机床电气控制课程设计 专业：机械设计制造及其自动化 " 班级： 学号： 姓名： 指导老师： ] 湖南工业大学 2011年6月11日
| 目录 1绪论 (3) 2设计方案 (4) 左、右两动力头进给电机 (4) 电动机控制电路 (5) 液压泵电动机 (5) 液压动力滑台控制 (6) 主电路及照明电路 (7) ， 保护与调整环节 (8) 继电器电气原理简图 (10) 4 I/O分配表 (12) 5组合机床电气控制电路图 (14) 6课程设计的具体内容 (15) 单循环自动工作 (15) 单循环自动工作循环图 (15) 单循环自动工作梯形图 (16) { 左铣单循环工作 (18) 左铣单循环功能表 (18) 左铣单循环梯形图 (19) 右铣单循环工作 (21) 右铣单循环梯形图 (21) 公用程序 (23) 回原位程序 (23) 手动程序 (24) . PLC梯形图总体结构图 (24) 面板设计 (25) 7系统调试 (26) 8设计心得 (27) 9参考文献 (28) ，
- 1绪论 对于机械—电气结合控制的组合机床，电气控制系统起着重要的神经中枢作用。传统的组合机床采用的继电器—接触器控制系统，接线复杂、故障率高、调试和维护困难。 随着PLC控制技术日益成熟并得到越来越广泛的应用，利用原有的继电器—接触器控制电路设计PLC控制系统，或直接进行PLC控制系统的设计，都能很好地满足组合机床自动化控制的要求。本次设计的要求如下： 组合机床结构示意图 、
组合机床工作循环图 组合机床采用两个动力头从两个侧面分别加工，左、右动力头的电动机均为，进给系统和工件夹紧都用液压系统驱动，液压泵电动机的功率为3kw ，动力头和夹紧装置的动作由电磁阀控制。设计要求如下： （1）两台铣削动力头分别由两台笼型异步电动机拖动，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。 （2）液压泵电动机单向旋转，机床完成一次半自动工作循环后按下总停机按钮时才停机。 （3）加工到终点，动力头完全停止后，滑台才能快速退回。 （4）液压动力滑台前进、后退能点动调整。 ~ （5）电磁铁1YV 、2YV 采用直流供电。 （6）机床具有照明、保护和调整环节。 2设计方案 左、右两动力头进给电机 根据设计要求知左、右两动力头要求快进→工进→快退的工作循环，并且左、右两动力头可以同时工作，也可进行单独调整。液压泵电动机M1正转，工作进
机床电气控制电路分析步骤
机床电气控制电路分析步骤： 1、了解机床的主要结构、运动方式、各部分对电气控制的要求； 2、分析主电路。了解各电动机的用途、传动方案、控制方法及其工作状态； 3、分析控制电路和执行电路。拆分成基本环节来分析各主令电器（如操作手柄、开 关、按钮）在电路中的功能； 4、分析电路中所能实现的保护、联锁，及信号和照明电路的控制。 第二节普通车床电器控制系统 普通车床：加工回转表面、螺纹和端面等。 一、机床主要结构及运动形式 1、主要结构 2、运动形式 1）主运动：工件的旋转 主轴电机—→主轴箱—→三爪卡盘—→工件 2）进给运动：刀架的纵向与横向直线运动 主轴箱—→挂轮箱—→进给箱—→光杠/丝杠—→溜板箱—→刀具 二、电力拖动及控制要求（中、小型车床） 1、中、小型车床的电机容量较小，在电网容量满足要求的情况下，一般采用直接起动。 2、车削加工的调速范围较大，故车床的主轴采用齿轮变速，主轴电机无需变速控制。
3、车削螺纹时为避免乱扣现象要求主轴能反转退刀，因此可用主轴电机的正、反转来 实现。 4、加工螺纹时，进给运动与主运动之间必须保持准确的比例关系，因此主运动和进给 运动由同一台电机（主轴电机）拖动。 5、主轴电动机转速较高，为提高加工效率，主轴电动机停车时需制动。 6、加工过程中为防止刀具和工件的温度过高，需要附有冷却泵电机。冷却泵电机只需 单向旋转，手动控制。 三、CA6140型车床电气控制 主传动：可使主轴获得24级正转转速(10～1400r／min)和12级反转转速(14～1580r ／min)。 1、主轴电机M1（主轴主运动、刀具纵横向进给运动） 主电路：直接起动、机械变速、机械换向。 控制电路： 起动：SB1↓—→ KM1+—→ M1起动 停止：SB2↓—→ KM1-—→M1停止 2、冷却泵电机M2 主电路：直接起动、连续工作 控制电路：由转换开关SA1起/停控制。 3、刀架快移电动机M3 点动控制，由SB3实现点动控制。 4、照明和信号电路 照明：24V安全电压，由转换开关SA2控制 信号：6V电压
-某组合机床的电气控制系统设计.
电气控制与PLC 课程设计说明书 题目：某组合机床的电气控制系统设计 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 指导老师签名： 日期：
目录 1 系统概述 (2) 2 方案论证 (3) 3 硬件设计 (6) 3.1系统的原理方框图 (6) 3.2 主电路 (6) 3.3 I/O分配 (9) 3.3 I/O接线图 (11) 3.4 元器件选型 (11) 4 软件设计 (13) 4.1主流程 (13) 4.2梯形图 (15) 5 系统调试 (16) 设计心得 (18) 参考文献 (19) 附电气控制原理图 (20) 1 系统概述 组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。 组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生
产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。 组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等)的外圆和端面加工。 随着PLC控制技术日益成熟并得到越来越广泛的应用，利用原有的继电器—接触器控制电路设计PLC控制系统，或直接进行PLC控制系统的设计，都能很好地满足组合机床自动化控制的要求。本次设计的要求如下： 1#2# SQ1SQ2 SQ3SQ4 SQ6 SQ5M4 M3 M2 M1 如图所示为某一组合机床的示意图，左面为1#箱体移动式动力头。主轴电 机M1为5.5KW、1440转/分钟，1#箱体的进给电机为M3为1.5KW、1450转/分钟，工进与快进采用电磁铁YV1（DC24V，10W）进行切换；右面为2#箱体移动式动力头。主轴电机M2为5.5KW、1440转/分钟，2#箱体的工作进给电机为M4，为1.5KW、1450转/分钟，工进与快进采用电磁铁YV2（DC24V，10W）进行切换。SQ1为左动力头的原位限位，SQ3为左动力头的快进限位，SQ5为左动力头的工进限位，SQ2为右动力头的原位限位，SQ4为右动力头的快进限位，SQ6为右动力头的工进限位，具体要求如下： 1.左、右两动力头均要求快进→工进→快退的工作循环。 2.可使左、右两动力头同时工作，也可进行单独调整。 3.加工过程中需要进行冷却。 4.应有电源有信号指示，动力头正在工作信号指示。 5.应有局部照明必要的保护环节。 2 方案论证 组合机床的电气控制,理论上讲,可以采用继电器接触器电气控制系统，单片机控制系统和PLC控制系统来实现。但是在实际工程中往往选择一种经济、有效、性能优越的控制方案，考虑到上述几点，PLC较适合组合机床的电气控制。PLC与单片机、继电器-接触器控制系统相比具有以下优点： 1．PLC与继电器-接触器相比较：
组合机床电气控制课程设计说明书
第一章设计概述 1.1组合机床的发展史 二十世纪70年代以来，随着可转位刀具、密齿铳刀、镇孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铳削平面的平面度可达0.05毫米/1000毫米，表面粗糙度可低达2.5-0.63微米；镇孔精度可达IT7?6级，孔距精度可达0.03-0.02微米。专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成为通用部件，因而产生了组合机床。 最早的组合机床是1911年在美国制成的，用于加工汽车零件。初期，各机床制造厂都有各自的通用部件标准。为了提高不同制造厂的通用部件的互换性，便于用户使用和维修，1953年美国福特汽车公司和通用汽车公司与美国机床制造厂协商，确定了组合机床通用部件标准化的原则，即严格规定各部件间的联系尺寸，但对部件结构未作规定。 1.2组合机床方式加工 组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。 组合机床一般用于加工箱体类或特殊形状的零件。加工时，工件一般不旋转，由刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔。扩孔、较孔、镇孔、铳削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，由刀具作进给运动，也可实现某些回转类零件的外圆和端面的加工。 1.3设计要求 设计两面加工组合机床的电气控制线路及其可编程控制器的控制系统。 要求如下： 1）能按照本组最终要求合理设计继电器电气原理图，PLC电气原理图，再做成控制板，最后连线试验。 2）要求上交1份设计说明书，2张图纸，测试结果。