機(jī)床電氣及PLC控制（第三版） 課件 課題3 CY6140型普通車床的電氣控制

【項(xiàng)目分析】

認(rèn)識(shí)普通機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)，讀懂普通機(jī)床電氣控制電路，掌握普通機(jī)床電氣控制電路的調(diào)試方法，并能夠排除機(jī)床電路常見的電氣故障。項(xiàng)目2

機(jī)床電氣控制機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【學(xué)習(xí)目標(biāo)】應(yīng)知1.了解普通機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式、電力拖動(dòng)的形式與控制要求。2.掌握普通機(jī)床電氣控制電路的組成、工作過程及工作原理。應(yīng)會(huì)1.掌握普通機(jī)床電氣控制電路的調(diào)試方法。2.學(xué)會(huì)排除普通機(jī)床電氣控制電路常見的電氣故障。項(xiàng)目2

機(jī)床電氣控制機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社任務(wù)2.1CY6140型普通車床的電氣控制項(xiàng)目2

機(jī)床電氣控制機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【新課導(dǎo)入】

1.簡略復(fù)習(xí)教材“項(xiàng)目1”的內(nèi)容。2.簡略介紹教材“項(xiàng)目2”的主要教學(xué)內(nèi)容與14～16學(xué)時(shí)的教學(xué)安排。3.簡略介紹本次課（任務(wù)2.1）的主要教學(xué)內(nèi)容與3～4學(xué)時(shí)的教學(xué)安排。

一、金屬切削機(jī)床簡介

金屬切削機(jī)床是機(jī)械制造業(yè)的主要加工設(shè)備，它用切削的方法將金屬毛坯加工成具有一定形狀、尺寸和表面質(zhì)量的機(jī)械零件。機(jī)床的品種和規(guī)格繁多，我國將機(jī)床按其產(chǎn)品的工作原理、結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)及使用范圍分為12大類；

在每一類機(jī)床中又按其結(jié)構(gòu)性能和使用范圍分為10

個(gè)組；每個(gè)組中又按其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、基本結(jié)構(gòu)及

布局形式分為10個(gè)系列。

【基礎(chǔ)知識(shí)】普通車床機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

一、金屬切削機(jī)床簡介

我國生產(chǎn)的通用機(jī)床型號(hào)的表示方法如下：

【基礎(chǔ)知識(shí)】普通車床機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

一、金屬切削機(jī)床簡介

例如，CY6140型車床型號(hào)的含義為：

P41【基礎(chǔ)知識(shí)】普通車床機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

一、金屬切削機(jī)床簡介CY系列的機(jī)床具有高性能、高精度、低噪音的特點(diǎn)。CY系列臥式車床能對(duì)黑色金屬、有色金屬、非金屬工件的內(nèi)外圓柱、圓錐以及其它形式的回轉(zhuǎn)表面進(jìn)行粗、精加工；能車削各種常用公制、英制、模數(shù)、徑節(jié)螺紋及多頭螺紋；能進(jìn)行鉆孔、鉸孔和油槽的拉削等加工工作。

金屬切削機(jī)床的機(jī)械運(yùn)動(dòng)可分為三類：對(duì)金屬工件進(jìn)行切削的運(yùn)動(dòng)稱為主運(yùn)動(dòng)（一般為機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）；持續(xù)地把金屬工件的被切削層投入切削的運(yùn)動(dòng)稱為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（即加工工具與加工工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)）；而其他的運(yùn)動(dòng)（如機(jī)床部件的位置調(diào)整運(yùn)動(dòng)）統(tǒng)稱為輔助運(yùn)動(dòng)?！净A(chǔ)知識(shí)】普通車床機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社二、普通車床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式

車床是使用最廣泛的一種金屬切削機(jī)床，主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面（內(nèi)外圓柱面、端面、圓錐面、成型回轉(zhuǎn)面等），還可用于車削螺紋和進(jìn)行孔加工。在車削加工時(shí)，工件被夾在卡盤上由主軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；加工工具－車刀被裝在刀架上，由溜板和溜板箱帶動(dòng)作橫向和縱向運(yùn)動(dòng)，以改變車削加工的位置和深度。因此，車床的主運(yùn)動(dòng)是主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)就是溜板箱帶動(dòng)刀架的直線運(yùn)動(dòng)（如圖1-1所示），輔助運(yùn)動(dòng)包括刀架的快速移動(dòng)和工件的夾緊和放松。(P41)圖2-1車床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)示意圖機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社二、普通車床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)形式

普通車床的外形及基本結(jié)構(gòu)可見圖2-2，主要由床身、主軸變速箱、主軸（主軸上帶有用于夾持工件的卡盤）、掛輪箱、進(jìn)給箱、溜板箱、溜板與刀架、尾架、絲桿與光桿等組成。(P41)圖2-2普通車床結(jié)構(gòu)示意圖機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、車床的電力拖動(dòng)形式和控制要求

車床的主軸一般只需要單向旋轉(zhuǎn)，只有在加工螺紋要退刀時(shí)，才需要主軸反轉(zhuǎn)。根據(jù)加工工藝要求，要求主軸能夠在相當(dāng)寬的范圍進(jìn)行調(diào)速。一般中小型普通車床的主軸運(yùn)動(dòng)都用籠型異步電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)通過皮帶輪將動(dòng)力傳遞到主軸變速箱帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，由機(jī)械變速箱調(diào)節(jié)主軸的轉(zhuǎn)速。主軸的反轉(zhuǎn)可以用機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)，也可以由電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。CY6140型車床的主軸正、反轉(zhuǎn)速度在9~1600r/min的范圍內(nèi)分為24擋。

車床運(yùn)行時(shí)，絕大部分的功率都消耗在主運(yùn)動(dòng)上，刀架的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)所消耗的功率很小。而且由于在車削螺紋時(shí)，要求主軸的旋轉(zhuǎn)速度與刀具的進(jìn)給速度保持嚴(yán)格的比例，因此一般中小型車床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)也由主軸電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)。主軸電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力由主軸箱、掛輪箱傳到進(jìn)給箱，再由光桿或絲桿傳到溜板箱，由溜板箱帶動(dòng)溜板和刀架作縱、橫兩個(gè)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社三、車床的電力拖動(dòng)形式和控制要求

因此，車床對(duì)電力拖動(dòng)及其控制有以下基本要求：⒈車床的主軸運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。車床采用機(jī)械方法調(diào)速，對(duì)電動(dòng)機(jī)沒有調(diào)速的要求；一般采用機(jī)械方法反轉(zhuǎn)，但也有的車床要求主軸電動(dòng)機(jī)能夠反轉(zhuǎn)；主軸電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)。⒉在車削加工時(shí)，為防止刀具和工件溫度過高，需要由一臺(tái)冷卻泵電動(dòng)機(jī)來提供冷卻液。一般要求冷卻泵電動(dòng)機(jī)在主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后才能起動(dòng)，主軸電動(dòng)機(jī)停機(jī)，冷卻泵電動(dòng)機(jī)也同時(shí)停機(jī)。⒊有的車床還配有一臺(tái)刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)。⒋具有必要的電氣保護(hù)環(huán)節(jié)，如各電路的短路保護(hù)和電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。⒌具有安全的局部照明裝置。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識(shí)】普通車床四、CY6140型普通車床電氣控制電路分析CY6140型普通車床電氣控制原理圖如圖2-3所示。

㈠主電路分析

主電路共有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)。M1為主軸電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)和刀架進(jìn)給；M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)；M3為刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)。三相交流電源通過轉(zhuǎn)換開關(guān)QS引入，主軸電動(dòng)機(jī)M1由接觸器KM1控制起動(dòng)，熱繼電器KR1為主軸電動(dòng)機(jī)M1的過載保護(hù)。

冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2由接觸器KM2控制起動(dòng)，熱繼電器KR2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的過載保護(hù)。

刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3由接觸器KM3控制起動(dòng)，因快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3是短時(shí)工作制，故可不設(shè)過載保護(hù)。

㈡控制電路分析

控制變壓器TC二次側(cè)輸出110V電壓作為控制回路的電源。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社四、CY6140型普通車床電氣控制電路分析

CY6140型普通車床電氣控制原理圖如圖2-3所示。

㈡控制電路分析1.主軸電動(dòng)機(jī)M1的控制

按下起動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1的線圈得電，KM1主觸點(diǎn)吸合，主軸電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)，按下停止按鈕SB4，主軸電動(dòng)機(jī)M1停轉(zhuǎn)。2.冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的控制

只有在接觸器KM1主觸點(diǎn)吸合，主軸電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)后，才能使接觸器KM2線圈得電，按下冷卻泵起動(dòng)按鈕SB5，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2起動(dòng)，按下停止按鈕SB6，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2停轉(zhuǎn)。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社【基礎(chǔ)知識(shí)】普通車床四、CY6140型普通車床電氣控制電路分析CY6140型普通車床電氣控制原理圖如圖2-3所示。

㈡控制電路分析3.刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)的控制

刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3的起動(dòng)由安裝在進(jìn)給操縱手柄頂端的按鈕SB7來控制，它與接觸器KM3組成點(diǎn)動(dòng)控制環(huán)節(jié)。將操縱手柄扳到手柄所需的方向，按下按鈕SB7，接觸器KM3線圈得電，KM3主觸點(diǎn)吸合，快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3得電起動(dòng)，刀架就向指定方向快速移動(dòng)。

㈢照明、信號(hào)燈電路分析

控制變壓器TC的二次側(cè)分別輸出24V和6.3V電壓，作為機(jī)床照明燈和信號(hào)燈的電源。EL1為機(jī)床的低壓照明燈，由開關(guān)SA控制；EL2為刻度照明燈（6.3V）；HL1、HL2、HL3分別為M1和M2的信號(hào)燈。機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社P43圖2-3CY6140型車床電氣原理圖機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟步驟一：器材準(zhǔn)備

按表2-1準(zhǔn)備完成本任務(wù)所需的器材和設(shè)備。（P44）表2-1完成任務(wù)2.1所需設(shè)備、工具、器材明細(xì)表機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社序號(hào)名稱型

號(hào)規(guī)

格單位數(shù)量1三相交流電源

3×380/220V16A

2單相交流電源

220V、36V、6V

3CY6140型車床(或?qū)嵱?xùn)裝置)

臺(tái)14萬用表MF-47

個(gè)15兆歐表ZC11-8500V0～100MΩ個(gè)16鉗形電流表MG-270-10-50-250A0-300-600V0～300Ω個(gè)17電工和PLC實(shí)訓(xùn)通用工具

試電筆、榔頭、螺絲刀、電工刀、電工鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、活絡(luò)扳手等（詳見表1-1）套1

工作步驟

步驟二：熟悉車床的運(yùn)動(dòng)形式和電氣控制電路

對(duì)照?qǐng)D2-3的電路圖，結(jié)合對(duì)CY6140車床的現(xiàn)場學(xué)習(xí)，領(lǐng)會(huì)普通車床電氣控制的要求和電路的原理，主要領(lǐng)會(huì)：

⑴拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的用途、運(yùn)行方式（起動(dòng)、停止）和控制要求；

⑵對(duì)電動(dòng)機(jī)和電路的保護(hù)電器和保護(hù)作用。

填寫記錄表2-2，并將各電氣元器件的型號(hào)記錄到表2-3中。

P46機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社

工作步驟

P45表2-2車床學(xué)習(xí)記錄表機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社機(jī)床名稱(型號(hào))

機(jī)床主要功能

電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成電動(dòng)機(jī)名稱安裝位置起動(dòng)方式是否需要反轉(zhuǎn)電氣調(diào)速方式電氣制動(dòng)方式

觀察該機(jī)床的運(yùn)行方式和操作過程的記錄

其他記錄(如電器的名稱、安裝位置、操縱方法等)

工作步驟

P45表2-3CY6140型車床元器件設(shè)備明細(xì)表機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社序號(hào)名

稱符號(hào)型號(hào)/規(guī)格數(shù)量用途1三相四線電源

2控制變壓器

3主軸電動(dòng)機(jī)

4冷卻泵電動(dòng)機(jī)

5快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)

6組合開關(guān)

7交流接觸器

8交流接觸器

9交流接觸器

10熱繼電器

11熱繼電器

12熔斷器

13熔斷器

14熔斷器

15熔斷器

16急停按鈕

17位置開關(guān)

18

工作步驟步驟三：車床常見電氣故障的診斷與排除

可預(yù)先設(shè)置故障進(jìn)行檢修，將情況記錄于表2-4中。P46表2-4車床常見電氣故障診斷與排除記錄表機(jī)床電氣及PLC控制高等教育出版社故

障

情

況排

除

方

法1

2

3

4

5

6

7

8

【學(xué)習(xí)記錄與分析】