模塊二 常用機床控制電路的分析與故障排除

模塊二常用機床控制電路的分析與故障排除項目一CA6140型普通車床電氣控制電路的分析Z3040型搖臂鉆床電氣控制電路的分析與常見故障排除項目二T68型臥式鏜床常見故障分析項目三

一、任務導入普通車床是一種應用極為廣泛的金屬切削機床，主要用于加工各種回轉表面、螺紋和端面，并可通過尾架進行鉆孔、鉸孔等切削加工。根據(jù)結構和用途的不同，車床可分成普通車床、立式車床、六角車床和仿形車床等。圖2-1為CA6140普通車床的結構示意圖。

圖2-1CA6140普通車床的結構示意圖二、相關知識 學習情境電氣控制系統(tǒng)的分析方法

電氣控制系統(tǒng)的分析是在掌握了機械設備及電氣控制系統(tǒng)的構成、運行方式、相互關系以及各電動機和執(zhí)行電器的用途和控制等基本條件之后，才可對電氣控制線路進行具體分析。分析的一般原則是：化整為零、順藤摸瓜、先主后輔、集零為整、安全保護和全面檢查。常用分析電氣線路圖的方法有兩種：查線讀圖法和邏輯代數(shù)法。

查線讀圖法（又稱為直接讀圖法或跟蹤追擊法）是按照電氣控制線路圖，根據(jù)生產(chǎn)過程的工作步驟依次讀圖，一般按照以下步驟進行。1、了解生產(chǎn)工藝與執(zhí)行電器的關系2、分析主電路3、分析控制電路4、分析輔助電路5、分析聯(lián)鎖和保護環(huán)節(jié)6、總體檢查三、項目實施

車床共有三臺電動機：M1為主軸電動機，拖動主軸旋轉，并通過進給機構實現(xiàn)進給運動。M2為冷卻電動機，提供切削液。M3為快速移動電動機，拖動刀架的快速移動?？刂埔笕缦拢?①主電動機M1完成主軸主運動和刀具的縱橫向進給運動的驅(qū)動，電動機為不調(diào)速的籠型異步電動機，采用直接啟動方式，主軸采用機械變速，正反轉采用機械換向機構。②冷卻泵電動機M2加工時提供冷卻液，防止刀具和工件的溫升過高，采用直接啟動方式和連續(xù)工作狀態(tài)。③電動機M3為刀架快速移動電動機，可根據(jù)使用需要隨時手動控制啟停。圖2-2CA6140普通車床的的電氣控制原理圖2、電氣控制線路分析 CA6140型普通車床的電氣控制線路如圖3-3所示，其工作原理分析如下。（1）主電路分析（2）控制電路分析①主軸電動機M1的控制。 ②冷卻泵電動機M2的控制。 ③刀架快速移動電動機M3的控制。3．保護環(huán)節(jié)分析4．輔助電路分析四、知識拓展—電氣控制系統(tǒng)設計

電氣控制系統(tǒng)設計包括電氣原理圖設計和電氣工藝設計兩部分。 電氣原理圖設計是為滿足生產(chǎn)機械及其工藝要求而進行的電氣控制設計；電氣工藝設計是為電氣控制裝置本身的制造、使用、運行及維修的需要而進行的生產(chǎn)工藝設計。

（一）設計的基本原則 在電氣控制系統(tǒng)的設計中，一般應遵循以下原則。

①最大限度地滿足生產(chǎn)機械和生產(chǎn)工藝對電氣控制的要求，這是電氣控制設計的依據(jù)。②在滿足控制要求的前提下，設計方案力求簡單、經(jīng)濟、合理，不宜盲目追求自動化和高指標，應使控制系統(tǒng)力求操作簡易，使用與維護方便。③正確、合理地選用電器元件，降低生產(chǎn)成本，確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠地工作。④為適應生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進，在選擇控制設備時，設備能力應留有適當余量，同時要考慮技術進步和造型美觀。

（二）電氣原理圖設計 在電氣控制原理圖的設計中，通常要遵循以下原則。（1）在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下，力求使控制線路簡單、經(jīng)濟 ①盡量選用標準電器元件，盡量減少電器元件的數(shù)量，盡量選用相同型號的電器元件以減少備用品的數(shù)量。②盡量選用標準的、常用的、經(jīng)過實踐考驗的基本控制電路，如圖2-3所示。

圖2-3選用標準的基本控制電路

圖2-4盡量減少不必要的觸頭③盡量減少不必要的觸頭。如圖2-4所示。

圖2-5壓縮連接導線的長度④盡量壓縮連接導線的數(shù)量和長度。如圖2-5所示。

圖2-6減少電器元件的通電時間⑤盡量減少電器元件的通電時間和數(shù)量。如圖2-6所示。

（2）保證電氣控制電路工作的可靠性 保證電氣控制電路工作的可靠性，最主要的是選擇可靠的電器元件。此外，在具體的電氣控制電路設計上要注意以下幾點。①正確連接電器元件的觸頭。如圖2-5所示。 ②正確連接電器的線圈。 ③避免出現(xiàn)寄生電路，如圖2-7所示。在電氣控制電路的動作過程中，發(fā)生意外接通的電路稱為寄生電路。寄生電路將破壞電器元件和控制電路的工作順序或造成誤動作。

圖2-7寄生電路

④在頻繁操作的可逆電路中，正反向接觸器之間要有必要的電氣聯(lián)鎖和機械聯(lián)鎖。⑤設計的電氣控制電路應能適應所在電網(wǎng)的情況，并據(jù)此來決定電動機的啟動方式是直接啟動還是間接啟動。⑥在設計電氣控制電路時，應充分考慮繼電器觸頭的接通和分斷能力。要增加接通能力，可用多觸點并聯(lián)；要增加分斷能力，可用多觸點串聯(lián)。

（三）電氣工藝設計 工藝設計的目的是為了滿足電氣控制設備的制造和使用要求。電氣工藝設計在電氣原理圖設計完成之后就可進行，首先進行電氣控制設備總體配置即總裝配圖、總接線圖設計；然后再進行各部分電氣裝配圖與接線圖的設計，列出各部分的元件目錄、進出線號以及主要材料清單；最后編寫使用說明書。其主要內(nèi)容有以下幾個方面。

1、總體配置設計總體配置設計是以電氣系統(tǒng)的總裝配圖與總接線圖的形式來表達，圖中應反應出各部分主要組件的位置及各部分的接線關系、走線方式及使用管線等要求。

（1）組件的劃分原則 ①將功能類似的元件組合在一起，可構成控制面板、電氣控制盤、電源等組件。②盡可能減少組件之間的連線數(shù)量，接線關系密切的控制電器置于同一組件中。③將強電與弱電控制器分離，以減少干擾。④將外形尺寸相同、重量相近的電器組合在一起，力求整齊美觀。⑤將需經(jīng)常調(diào)節(jié)、維護和易損元件組合在一起，便于檢查與調(diào)試。

（2）電氣控制設備的各部分及組件之間的接線方式 ①電器板、控制板、機床電器的進出線一般采用接線端子。②被控制設備與電器箱之間采用多孔接插件，便于拆裝、搬運。③印刷電路板與弱電控制組件之間宜采用各種類型接插件。

2、元器件布置圖的設計 元器件布置圖是指某些電器元件按一定的原則組合，如電氣控制箱中的電器板、控制面板、放大器等。元器件布置圖的設計依據(jù)是部件原理圖。

3．電氣部件接線圖的繪制 電氣部件接線圖是根據(jù)部件電氣原理圖及元器件布置圖來繪制的，它表示了成套裝置的電路連接關系，是電氣安裝接線和查線的依據(jù)。

4．電氣箱及非標準零件圖的設計 在電氣控制比較簡單時，電氣控制板往往附在生產(chǎn)機械上；而在控制系統(tǒng)比較復雜或由于生產(chǎn)環(huán)境或操作需要時，采用單獨的電氣控制箱，以利制造、使用和維護。電氣控制箱設計要考慮電氣箱總體尺寸及結構方式、方便安裝、調(diào)整及維修要求并利于箱內(nèi)電器的通風散熱。大型控制系統(tǒng)，電氣箱常設計成立柜式或工作臺式，小型控制設備則設計成臺式、手提式或懸掛式。

5、各類元器件及材料清單的匯總 在電氣控制原理圖及工藝設計結束后，應根據(jù)各種圖紙，對設備需要的各種零件及材料進行綜合統(tǒng)計，列出外購件清單表，標準件清單表，主要材料消耗定額表及輔助材料消耗定額表，供有關部門備料。

6．編寫設計說明書及使用說明書 設計說明及使用說明是設計審定及調(diào)試、使用、維護過程中不可缺少的技術資料，應包含以下主要內(nèi)容。①拖動方案選擇依據(jù)及本設計的主要特點。 ②主要參數(shù)的計算過程。③設計任務書中要求的各項技術指標的核算與評價。 ④設備調(diào)試要求與調(diào)試方法。 ⑤設備使用、維護要求及注意事項。

項目二Z3040型搖臂鉆床電氣控制電路的分析與常見故障排除一、任務導入

鉆床是一種用途廣泛的機床，可進行鉆孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋及修刮端面等多種形式的加工。按鉆床的結構形式可分為：立式鉆床、臥式鉆床、臺式鉆床和搖臂鉆床等。 搖臂鉆床一般由底座、立柱、搖臂和主軸箱等部件組成，如圖2-8所示。

圖2-8Z3040搖臂鉆床示意圖

搖臂鉆床具有下列運動：主軸旋轉主運動及軸向進給運動，即鉆頭一邊旋轉一邊作縱向進給；主軸箱沿搖臂的水平移動；搖臂沿立柱的升降運動和回轉運動。二、相關知識學習情境電氣控制系統(tǒng)檢修

常見的電氣故障有：斷路性故障、短路性故障、接地故障等。電氣設備的故障檢修包括檢測和修理，檢測主要是判斷故障產(chǎn)生的確切部位，修理則是對故障部分進行修復。（一）檢修工具 電氣控制線路的故障檢修范圍包括電動機、電器元件及電氣線路等。電氣線路檢修時常用的工具有：試電筆、試燈、電池燈、萬用表、兆歐表等。

（二）檢修步驟

1．故障調(diào)查 在檢修前，應通過“問、嗅、看、聽、摸”來了解故障前后的操作情況和故障發(fā)生后出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，以便根據(jù)故障現(xiàn)象迅速地判斷出故障發(fā)生的部位，進而準確地排除故障?！皢?、嗅、看、聽、摸”是尋找故障的第一步，有些故障還應作進一步檢查。

2．電路分析 分析電路時，通常先從主電路入手，了解工業(yè)機械各運動部件和機構采用了幾臺電動機，與每臺電動機相關的電器元件有那些，采用了何種控制，然后根據(jù)電動機