电气控制工艺

1、扬州大学水利与能源动力工程学院本科生课程设计题 目： 电气控制工艺实习 课 程： 电气控制与可编程控制器 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气 1101 学 号： 姓 名： 指导教师： 蒋步军 完成日期： 2015.1.17 目录1 铣床3 1.1 铣床简介3 1.2 X62W型卧式普通铣床的主要结构和运动形式42 电气控制线路分析5 2.1电路原理图5 2.2 主电路分析6 2.3 控制线路分析73 器件型号及说明124 常见故障及分析处理145 心得体会166 参考文献177 附录171 铣床1.1 铣床简介铣床是一种主要用于金属切削的机床，于1818年由包括埃里惠特尼在内的数位美

2、国机械工程师共同发明。以铣刀作为刀具加工工件表面这种方法叫做铣削。铣床用来切削平面，或者用特殊形状的铣刀铣出成型表面、螺旋槽或齿轮的齿形等。铣削时，工件装在工作台上或分度头等附件上，铣刀作旋转的切削运动，辅以工作台作进给运动。铣床是一种用途广泛的机床，在铣床上可以加工平面（水平面、垂直面）、沟槽（键槽、T形槽、燕尾槽等）、分齿零件（齿轮、花键轴、链轮）、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。此外，还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。铣床在工作时，工件装在工作台上或分度头等附件上，铣刀旋转为主运动，辅以工作台或铣头的进给运动，工件即可获得所需的加工表面。由于是多刃断续切削，因而铣床的

3、生产率较高。简单来说，铣床可以对工件进行铣削、钻削和镗孔加工的机床。它可以加工平面、沟槽，也可以加工各种曲面、齿轮等。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。铣床的主运动为主轴带动刀具的旋转运动，它有顺铣和逆铣两种运动方式进给运动为工件相对铣刀的移动即工作台的进给运动。进给运动有水平工作台左右（纵向），前后（横向）以及上下方向的运动以及圆形工作台的旋转运动。1.2 X62W型卧式普通铣床的主要结构和运动形式X62W型卧式普通铣床具有主轴转速高、调速范围宽、操作方便和工作台能循环加

4、工等特点，其结构简图如图1-1所示。该机床主要由床身、悬梁、倒杆支架、工作台和升降台等结构组成。倒杆支架上安装有与主轴相连的刀杆、铣刀，以利于切削加工，顺铣时刀具为一转动方向，逆铣时为另一方向；床身前有垂直导轨，升降台带动工作台可沿垂直导轨上下移动，完成垂直方向的进给；升降台上的水平工作台还可以在垂直于轴线方向上的移动（纵向移动，即左右移动）和平行于主轴方向移动（横向移动，即前后移动）；回转工作台也可单向转动。进给电动机经机械传动链传动，通过机械离合器在选定的进给方向驱动工作台移动进给。根据铣刀的直径、工件材料和加工精度不同，要求主轴通过变换齿轮实现变速。主轴电动机的正反转用于改变主轴的转向满

5、足铣床顺铣和逆铣的需要。工作台上下、左右、前后的进给运动，由进给变速箱获得不同的速度，再经不同的电气控制线路传递给进给丝杠来实现。为使变速时齿轮更好地啮合，减少齿轮端面的冲击，要求电动机在变速时有短时的变速冲动。图1-1 X62W型卧式普通铣床结构简图1-主轴变速手柄；2-主轴变速盘；3-主轴电动机；4-床身；5-主轴；6-悬梁；7-刀架支杆；8-工作台；9-转动部分；10-溜板；11-进给变速手柄及变速盘；12-升降台；13-进给电动机；14-底盘2 电气控制线路分析2.1电路原理图图2-1为X62W型卧式普通铣床的电气控制线路原理图。铣床共有三台电动机拖动：M1为主轴电动机，由接触器KM2

6、、KM3、控制启动、制动电机，M2为进给电机，其正反转由KM4、KM5控制，M3为冷却泵电机，要求主轴电机M1启动后，M3才能启动。X62W型卧式铣床控制线路。它分别由主电路、控制电路、辅助电路及保护电路组成。图2-1 X62W型卧式普通铣床电气控制线路原理图2.2 主电路分析1)主轴拖动电动机由实现启、停运行控制，正转接线与反转接线是通过组合开关进行手动切换。的主触点串联两相电阻R与时间继电器KT配合实现的停车反接制动。2)工作台拖动电动机由接触器、的主触点实现加工中的正、反向进给控制，并由接触器KM6的主触点控制快速进给电机M3，决定工作台移动速度，接通为快速移动，断开为慢速自动进给。3)

7、冷却泵拖动电动机由接触器控制，单向运转。、均为直接启动。2.3 控制线路分析1）控制电路电源控制电路电压为127V，由控制变压器供给。2）主轴电动机的控制主轴电动机启动控制。主轴电动机空载时直接启动。启动前，由组合开关选定电动机的转向，控制电路中选择开关并选定主轴电动机为正常工作方式，即断开，触电闭合，然后通过按下启动按钮，接通主轴电动机启动控制接触器的线圈电路自锁，其主触点闭合，主轴电动机按给定方向启动旋转，按下停止按钮，主轴电动机停转。主轴电动机制动控制。为使主轴能迅速停住，采用时间继电器定时，实现反接制动。制动时，按停止按钮，使接触器断电，主触点断开，电动机惯性运转；同时，接触器通电并自

8、锁，使电动机串电阻实现反接制动，并且此时时间继电器线圈得电并开始定时，当电动机速度趋近于零时，时间继电器定时完成，其延时断开触点断开，接触器断电，自由停转，反接制动结束。主轴变速时的冲动控制。主轴变速可在主轴不动时进行，也可在主轴旋转时进行。变速时，拉出变速手柄使冲动开关短时动作，即分断，闭合，使接触器断电,得电,反接制动，转速迅速降低，以保证变速过程的顺利进行。变速完成后，推回手柄，再次启动电动机 ，主轴将在新的转速下旋转。3）进给电动机的控制进给电动机的控制电路分为两部分：第一部分为顺序控制部分，当主轴 工作台纵向进给行程开关工作状态触点位置向左进给停止向右进给工作台横向及升降进给行程开关

9、工作状态触点位置向前、下进给停止向后、上进给圆形工作台转换开关状态触点圆形工作台接通断开表2-1 各开关位置及其动作说明电动机启动后，其控制启动接触器的辅助动合触电闭合，进给电动机控制接触器与的线圈电路方能通电工作；第二部分为工作台各进给运动之间的联锁控制部分，可实现水平工作台与各运动之间的联锁，也可实现水平工作台与圆工作台之间的联锁；各进给方向开关位置及其动作状态如表2-1所列。 水平工作台纵向进给运动控制。工作台纵向进给运动时十字手柄应放在“中间”位置，圆形工作台转换开关放在“断开”位置，水平工作台纵向进给由操作手柄与行程开关和组合控制。纵向操作手柄有左右两个工作位和中间停止位。手柄扳到工

10、作位时，带动机械离合器，接通纵向进给运动的机械传动链，同时压动行程开关。行程开关的动合触点闭合使接触器或线圈得电，其主触点闭合，进给电动机正转或反转，驱动工作台向右或向左移动进给，各个行程开关的动断触点在运动联锁控制电路部分构成联锁控制功能。工作台纵向进给的控制过程如表2-1所列。电路由辅助动合触点开始，工作电流经 线圈常闭触点（右移），或者由线圈常闭触点（左移）。手柄扳到中间位置时，纵向机械离合器脱开，行程开关与不受压，因此进给电动机不转动，工作台停止移动。工作台两端安装有限位撞块，当工作台运行到终点位时，撞块装机手柄，使其回到中间位置，实现工作台终点停车。表2-2工作台横向与垂直方向进给控

11、制过程十字复合手柄扳在下方 十字复合手柄扳在上方 十字复合手柄扳在右方（前）十字复合手柄扳在左方（后）每个方向的移动都有两种速度，上面介绍的六个方向的进给都是慢速自动进给移动。需要快速移动时，可在慢速移动中按下或，则得电吸合，快速电磁铁通电，工作台便按原移动方向快速移动，松开或，快速移动停止，工作台将按原方向继续慢速进给。水平工作台进给运动的联锁控制。由于操作手柄在“工作”位置时，只存在一种运动选择。因此铣床直线进给运动之间的联锁只要满足两个操作手柄之间的联锁即可实现。联锁控制电路如前章联锁电路所述，有两条电路并联组成，纵向手柄操控的行程开关 、 动断触点串联在一条支路上，十字复式手柄控制的行

12、程开关、 动断触点串联在另一条支路上，扳动任何一个操作手柄，只能切断其中一条支路，另一条支路仍能正常通电，使接触器或 的线圈不失电，若同时扳动两个操作手柄，则两条支路均被切断，接触器或断电，工作台立即停止移动，从而防止机床运动干涉造成设备故障。 圆形工作台控制。为了扩大机床的加工能力，可在工作台上安装圆形工作台。在使用圆形工作台时，工作台纵向及十字操作手柄都应置于中间位置。在机床开动前，先将圆形工作台转换开关扳到“接通”位置，此时 闭合、 和 断开。电流的路径为 线圈 常闭触点。电动机 正转并带动圆形工作台单向运转，其旋转速度也可通过变速手轮进行调节。由于圆形工作台的控制电路中串联了 的常闭触

13、点，所以在扳动工作台的任一方向的进给操作手柄时，都将使圆形工作台停止转动，这就起到圆形工作台转动与工作台三个方向运动的联锁保护。4）冷却泵电动机 的控制由转换开关和控制器 来控制冷却泵电动机 的启动和停止。5）辅助电路及保护环节分析机床的局部照明由变压器T供给36V安全电压，转移开关 控制照明灯。 、 、 为连续工作制，由 、 、 热继电器的常闭触点串在控制电路中实现过载保护。当主轴电动机 过载时， 动作后便切除整个控制电路的电源；冷却泵电动机 过载时， 动作后便切除 、 的控制电源；进给电动机 过载时，动作后便切除自身控制电源。 由 、 、实现主电路的短路保护，、实现控制电路短路保护，作为照

14、明电路的短路保护。表2-3 工作台纵向进给控制过程纵向手柄扳在右位纵向手柄扳在左位水平工作台横向和升降进给运动控制。水平工作台横向或升降进给运动时，手柄放在中间位置，圆形工作台转换开关放在“断开”位置。工作台进给运动的选择和联锁时通过十字复式手柄开关、组合实现的。操作手柄有上、下、前、后四个工作位置和一个不工作位置。扳动手柄到选定运动方向的工作位，即可接通该运动方向的机械传动链，同时压动行程开关或，行程开关的动合触点闭合，使控制进给电动机转动的接触器或的线圈得电，电动机转动，工作台在相应的方向上移动。行程开关的动断触点如纵向开关一样，在联锁电路中，构成运动的联锁控制。工作台横向与垂直方向进给控

15、制过程如表4.5所列。控制电路由接触器的辅助动合触点开始，工作电流经 线圈 的常闭触点（向下或向前），或者由 经 线圈到 的常闭触点（向上或向后）。十字复式手柄扳到中间位置时，横向与垂直方向的机械离合器脱开，行程开关与 均不受压，因此进给电动机停转，工作台停止移动。固定在床身上的挡块在工作台移动到极限位置时，撞击十字手柄，使其回到中间位置，切断电路，使工作台在进给终点停车。3 器件型号及说明器件名称电气符号器件型号器件数量三相异步电动机MY801-44时间继电器KTJS7-2A1交流接触器KMCJ20-166行程开关SQLX19-0016控制按钮SBLA4系列1变压器TC380:127:361

16、断路器QSDZ47LE-321组合开关SAAZ 10-10P/32组合开关SAHZ 10-10/21组合开关SAHZ 10-10/11熔断器FURL 8B-637H3熔断器FURL 98-32A3热过载继电器FRNR 4-254灯EL36V1端子排若干导线若干器件说明：1、三相异步电动机：三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。2、时间继电器：时间继电器是接通电源后延时一段时间后才动作的继电器，主要作用是用于电器设备的延时控制或顺序控制之用。3、交流接触器：接触器主要用于频繁接通或分断交、直流电

17、路，具有控制容量大，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制，各种定量控制和失压及欠压保护，广泛应用于自动控制电路，其主要控制对象是电动机，也可用于控制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组等。4、行程开关：一种由物体的位移来决定电路通断的开关。可以安装在相对静止的物体(如固定架、门框等，简称静物)上或者运动的物体（如行车、门等，简称动物）上。当动物接近静物时，开关的连杆驱动开关的接点引起闭合的接点分断或者断开的接点闭合。由开关接点开、合状态的改变去控制电路和机构的动作。5、控制机按钮：是用来切断和接通控制电路的低压开关电器。按钮开关的触头的额定电流为5A。所以，操作按钮开关

18、所控制的电路属于小电流电路。有断开按钮，按下断开按钮时，常闭触头打开串联接触器开路，断开负载，释放断开按钮后，负载通过接触器重新工作。6、变压器：利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。7、断路器：使用时必须接好电源端的零线和相线，保护器才能正常工作；保护器负载的零线只能作为工作零线，不能作为保护零线。8、交流接触器：安装前应检查线圈额定控制电流和控制容量与选用的要求是否相符合，接触器的灭弧罩未安装之前，不得投入运行。9、组合开关：适用于交流50HZ，电压至380V及以下，直流电压220V

19、及以下，作手动不频繁接通或分断电路，换接电源或负载，可承载电流一般较大。10、熔断器：一种安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。熔断器其实就是一种短路保护器，广泛用于配电系统和控制系统，主要进行短路保护或严重过载保护。11、热过载继电器：当它接人主电路内，流过与电动机相同电流，当电动机过载时，热元件被加热到动作温度，使热继电器动作。热继电器的动作时间与过载电流的大小按反时限关系变化而作为电动机过载保护的热继电器，必须保证电动机的正常起动和运行不受影响，并能最大限度的发挥电动机的承载能力，因此热继电器的动作特性曲线应位于电动机的允许发热特性曲线的下方，且又接近于它。4 常见故障及分析处理表4

20、-1 常见故障分析表故障现象可能原因处理方法变速无冲动过程行程开关SQ7或SQ6损坏变速机构的顶销未碰上行程开关更换行程开关重新装配使变速手柄拉至极限位置时刚好压住行程开关主轴停车时无制动作用速度继电器损坏速度继电器与电动机轴连接螺钉松动或弹性连接件打滑速度继电器触头调节过紧更换速度继电器调整及紧固螺钉调整至300转/分以上触头可靠闭合工作台各个方向均不能给进未启动主轴电动机M1接触器KM1常开触头闭合不良电动机M2接线松脱先启动M1调整或更换触头紧固好电动机接线工作台一个方向不能给进相应的行程开关损坏或接触不良操纵手柄传动机构磨损，不能压合相应的行程开关行程开关SQ6损坏更换行程开关检修及调

21、整传动机构行程SQ6损坏将使工作台不能向左或向右进给，更换行程开关主轴停车后短时反转速度继电器调整不当适当调紧动触头弹簧，使触头适时分断工作台不能快速给进牵引电磁铁动铁心卡死离合器摩擦片间隙调整不当电磁铁线圈烧毁调整电磁铁吸力，不能过大重新调整电磁铁机构重绕线圈或更换5 心得体会为期一个星期的电气控制工艺实习很快就结束了，在这次工艺实习中我学习到了很多东西，动手能力也提高了很多，同时也增进了和老师同学间的沟通和交流。实习刚开始的时候，蒋老师向我们介绍了这次实习的主要内容，这次是连接X62W型卧式普通铣床的的主电路和控制电路。通过老师的讲解和将课本中的电气连接图进行了一些修改和绘制，我更加深刻地掌握了这种型号机床的工作原理和工作过程。花了半天的时间将铣床的原理电路图和接线图画了出来，接下来就是开始动手接线了。虽然条件有限，没有真正的铣床给我们实习，但还好工具齐全，能真正的锻炼我们的动手能力。接线之前感觉挺简单的，不用多久就能完成，但真正动手的时候才发现原来实际上没想象中那么容易。还好接线之前蒋老师耐心地给我们介绍了各种器件的结构和原