5项目二 任务1 钻床主轴控制电路安装及调试顺序控制电路安装及调试

机床电气控制与PLC项目二

钻床电气控制系统安装及调试1.钻床的结构主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等组成。内立柱固定在底座上,在它外面套着空心的外立柱,外立柱可绕着内立柱回转一周,摇臂一端的套筒部分与外立柱滑动配合,借助于丝杠,摇臂可沿着外立柱上下移动,但两者不能做相对移动,所以摇臂将与外立柱一起相对内立柱回转。主轴箱是一个复合的部件,它具有主轴及主轴旋转部件和主轴进给的全部变速和操纵机构。主轴箱可沿着摇臂上的水平导轨做径向移动。当进行加工时,可利用特殊的夹紧机构将外立柱紧固在内立柱上,摇臂紧固在外立柱上,主轴箱紧固在摇臂导轨上,然后进行钻削加工。

钻床具有广泛用途的通用性机床，可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。在摇臂钻床上配有工艺装备时，还可以进行镗孔；在台钻上配上万能工作台（MDT-180型），还可铣键槽。

项目情境图2-1钻床的结构机床电气控制与PLC项目二

钻床电气控制系统安装及调试3.钻床的运动形式主运动：主轴的旋转。进给运动：主轴的轴向进给。摇臂钻床除主运动与进给运动外，还有外立柱、摇臂和主轴箱的辅助运动，它们都有夹紧装置和固定位置。摇臂的升降及夹紧松开由一台异步电动机拖动，摇臂的回转和主轴箱的径向移动采用手动，立柱的夹紧松开由一台电动机拖动一台齿轮泵来供给夹紧装置所用的压力油来实现，同时通过电气联锁来实现主轴箱的夹紧与放松。

摇臂钻床的主轴旋转和摇臂升降不允许同时进行，以保证安全生产。2.钻床的型号意义机床电气控制与PLC项目二

钻床电气控制系统安装及调试4.电力拖动的特点及控制要求(1)由于摇臂钻床的运动部件较多，为简化传动装置，使用多电机拖动，主电动机承担主钻削及进给任务，摇臂升降及其夹紧放松、立柱夹紧放松和冷却泵各用一台电动机拖动。(2)为了适应多种加工方式的要求，主轴及进给应在较大范围内调速。但这些调速都是机械调速，用手柄操作变速箱调速，对电动机无任何调速要求。从结构上看，主轴变速机构与进给变速机构应该放在一个变速箱内，而且两种运动由一台电动机拖动是合理的。(3)加工螺纹时要求主轴能正反转。摇臂钻床的正反转一般用机械方法实现，电动机只需单方向旋转。机床电气控制与PLC项目二

钻床电气控制系统安装及调试任务一

钻床主轴控制电路安装及调试机床电气控制与PLC（1）培养学生安全操作，规范操作，文明生产的行为习惯的养成；（2）培养学生独立完成钻床中正、反转控制线路安装、调试。能力目标（1）进一步掌握多种低压电器的作用、结构、符号及选择；（2）正确分析控制线路中正、反转控制功能的应用。知识目标（1）培养提升团队合作能力；（2）培养提升组织实施能力；（3）培养“6S”规范操作能力；（4）培养学生的工匠精神。素养目标任务目标

电工车间主任接到生产车间小刘电话，要求完成安装编号为0201号Z3040型钻床主轴电气控制电路，电工车间主任将任务单派给了电工一组。机床电气控制与PLC工作任务安装0201号Z3040型钻床主轴电气控制电路派工日期年

月

日完成人员电工一组任务负责人小赵完工日期年

月

日验收人验收日期年

月

日任务内容1.与生产人员联系，进一步了解0201号Z3040型钻床主轴电气控制电路要求2.准备安装需要工具、仪表、器材和相关器材资料3.将相关技术材料交付车间档案室归档保存材料申请任务负责人填写：

负责人：任务验收此项填写验收时设备的主要验收技术参数，由任务完成负责人填写：

负责人：车间负责人评价负责人：

年

月

日任务描述机床电气控制与PLC

在实际生产中,许多生产机械往往要求运动部件能够沿正、反两个方向运动。例如,钻床主轴可以实现正转和反转;起重机吊钩的上升与下降等。正转控制电路只能使电动机朝一个方向旋转,带动生产机械的运动部件朝一个方向运动。要满足某些生产机械运动部件能够正、反两个方向运动,可通过电动机正转、反转实现。改变电动机的转向,是通过改变通入电动机定子绕组的三相电源相序,即把接入电动机三相电源进线中的任意两相对调,电动机就可以实现反转。实现正/反转的方法:可以通过倒顺开关实现;也可以通过交流接触器来实现。任务分析1.接触器联锁正反转控制线路机床电气控制与PLC

倒顺开关正/反转电路虽然结构简单,电器件较少,但它是一种手动控制电路,在频繁换向时,操作人员劳动强度大,操作安全性差,所以这种电路一般用于控制额定电流10A、功率在3kW及以下的小容量电动机。在实际生产中,更常用的是按钮、接触器来控制电动机的正/反转。图2-2接触器联锁正/反转控制电路1.接触器联锁正反转控制线路机床电气控制与PLC

图中采用了两个接触器,即正转用的接触器KM1和反转用接触器KM2,它们分别由正转按钮SB1和反转按钮SB2控制。从主电路中可以看出,这两个接触器接通电源的相序不同,KM1按U-V-W相序接通,KM2按W-U-V接通。相应的控制电路也有两条,分别控制KM1线圈和KM2线圈。图2-2接触器联锁正/反转控制电路2.完成元件明细表并进行质量检验机床电气控制与PLC元件名称元件代号元件型号数量备注三相异步电动机MY112M-41三相异步电动机组合开关QSHZ10-25/31组合开关熔断器FU1RL1-60/253熔断器FU2RL1-60/252交流接触器KMCJ10-202交流接触器热继电器FRJR16-20/31热继电器按钮SB1~SB3LA10-3H1按钮端子排XTJX2-10151端子排3.绘制元件布置图机床电气控制与PLCKM1XTSBFU1FU2QFKHKM24.绘制元件接线图，并标注线号机床电气控制与PLC

机床电气控制与PLC倒顺开关是组合开关的一种，是专为控制小容量三相异步电动机的正反转而设计生产的，如HZ3-132型组合开关，俗称倒顺开关或可逆转换开关，开关的手柄有“倒”、“停”、“顺”三个位置，手柄只能从“停”位置左转45º或右转45º。本电路由熔断器FU、倒顺开关及三相异步电动机M组成。当手柄处于“停”位置时,QS的动、静触点不接触,电路不通,电动机不转。知识超市1.倒顺开关图2-3倒顺开关电路举例机床电气控制与PLC

(1)正转控制当手柄扳至“顺”位置时,QS的正转控制动触点和左边的静触点相接触,电路按L1-U、L2-V、L3-W接通,输入电动机定子绕组的电源相序为L1-L2-L3,电动机正转。1.倒顺开关图2-4倒顺开关控制电动机正转电路机床电气控制与PLC(2)反转控制当手柄扳至“倒”位置时,QS的动触点和右边的静触点相接触,电路按L1—W、L2—V、L3—U接通,输入电动机定子绕组的电源相序变为L3—L2—L1,电动机反转。当电动机处于正转状态时，要使它反转，应先把手柄扳至“断开”的位置，使电动机先停转，然后再把手柄扳到“倒”的位置，使它反转。若直接把手柄由“顺”扳到“倒”的位置，电动机绕组会因电源突然反接而产生很大的反接电流，易使电动机定子绕组过热损坏。1.倒顺开关图2-5倒顺开关控制电动机反转电路机床电气控制与PLC（3）注意事项（1）当电动机处于正转（反转）状态时，要使它反转（正转），应先把手柄扳到“停”的位置，使电动机先停转，然后再把手柄扳到“倒”（“顺”）的位置，使它反转（正转）。（2）电动机及倒顺开关的金属外壳必须可靠接地，且必须将接地线接到倒顺开关指定的螺钉上，切忌接在开关的罩壳上。

（3）倒顺开关的进出线切忌接错。接线时应看清开关线端标记，保证标记为L1.L2.L3接电源、标记为U.V.W接电动机，否则.难免造成两相电源短路。（4）倒顺开关的操作顺序要正确。（5）作为临时性装置安装时，可移动的引线必须完整无损，不得有接头，引线的长度一般不超过2m。故障现象原因分析检查方法“倒”和“顺”电动机都不启动或电动机缺相可能导致电动机不启动或电动机缺相故障点有：1．熔断器熔体熔断；2．倒顺开关操作失控；3．倒顺开关动、静触头接触不良；4．电动机故障（绕组断路）；5．连接导线断路按下列顺序排除故障：→查看有没有装熔丝→查看熔丝的小红点有没有脱落→检查熔断器的连接导线是否有松脱、断裂→用测电笔检查熔断器FU的上下端头是否有电→若有电，断开电源，拆掉电动机，用万用表的电阻挡检查倒顺开关的好坏电动机正转正常反转不启动或缺相或反转正常正转不启动或缺相电动机有一个方向正常，说明电源、熔断器、电动机是好的，因此可能故障是：1．倒顺开关操作失控；2．倒顺开关动、静触头接触不良断开电源，拆下倒顺开关，检查其内部结构是否有较严重的机械损坏，能否修复，若损坏较严重则更换，否则，进行修复。1.倒顺开关倒顺开关正/反转控制电路常见故障分析及检查方法

接触器联锁正反转控制线路中，接触器KM1和KM2的主触头绝不允许同时闭合，否则将造成两相电源（L1相和L3相）短路事故。为了避免两个接触器KM1和KM2同时得电动作，就在正、反转控制电路中分别串接了对方接触器的一对常闭辅助触头，这样，当一个接触器得电动作时，通过其常闭辅助触头使另一个接触器不能得电动作，接触器间这种相互制约的作用叫接触器联锁（或互锁）。实现联锁作用的常闭辅助触头称为联锁触头（或互锁触头），联锁符号用“▽”表示。2.三相异步电动机正/反转控制电路图2-6按钮联锁正/反转控制电路机床电气控制与PLC2.三相异步电动机正/反转控制电路按钮联锁的正/反转控制电路,如图2-6所示，可以克服接触器联锁正/反转控制电路操作不便的缺点。工作原理如下:闭合QS。正转控制(图2-7):图2-7按钮联锁正转控制电路原理(1)按钮联锁的正/反转控制电路机床电气控制与PLC2.三相异步电动机正/反转控制电路工作原理如下:闭合QS。反转控制(图2-8):在电动机正转期间,可以直接按下SB3

实现反转。图2-8按钮联锁反转控制电路原理停止按下按钮SB1,无论电动机处在正转还是反转都停止工作。该电路操作方便,可实现正/反转电路的整体切换,但若某一接触器触点熔焊,容易产生电源两相短路故障。机床电气控制与PLC

（2）接触器、按钮双重联锁正/反转控制电路

接触器联锁控制电路的优点是工作安全可靠,缺点是操作不便。电动机从正转变为反转时,必须先按下停止按钮后才能按反转按钮,否则由于接触器联锁的作用,不能实现反转。反之,电动机由反转变为正转时,中间也需要按下停止按钮。为了克服此电路的不足,可采用接触器、按钮双重联锁正/反转控制电路，如图2-9所示。2.三相异步电动机正/反转控制电路图2-9接触器、按钮双重联锁正/反转控制电路2.三相异步电动机正/反转控制电路（2）接触器、按钮双重联锁正/反转控制电路工作原理如下:闭合QS。正转控制(图2-10):图2-10接触器、按钮双重联锁正转控制电路原理2.三相异步电动机正/反转控制电路（2）接触器、按钮双重联锁正/反转控制电路工作原理如下:闭合QS。反转控制(图2-11):图2-11接触器、按钮双重联锁反转控制电路原理若要停止,按下SB1,整个控制电路失电,主触点分断,M失电停转。该电路操作方便,工作安全可靠,但电路较复杂。机床电气控制与PLC

3.接触器联锁正/反转控制电路的故障检修

本任务需团队合作完成。老师可根据班级人数、工位及设备情况将班级学生按4-6人一组分组。分组时应充分考虑学生认知水平、学习能力及动手能力，均衡各团队水平。机床电气控制与PLC团队角色团队成员组成任务分工及说明电工车间主任教师派发任务单并指导各团队工作项目经理各团队组长（1名学生）根据团队成员特点分配具体工作任务，并填写任务单及任务自查表操作工3-5名学生按照分工进行资料搜集、绘图、元器件检查、安装及调试等安全员1名学生监督团队成员工作过程，提醒规范操作、注意用电安全。任务角色1.任务目标（1）能正确分析正反转控制线路的工作原理。（2）能正确安装正反转控制线路，培养学生熟练正确调试、维修的能力等。机床电气控制与PLC2.任务准备(1)工具:测电笔、螺钉旋具、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等电工常用工具。(2)仪器:5050型兆欧表,T301-A型钳形电流表、MF50型万用表。(3)器材:网孔板一块(500mm×400mm×20mm);导线若干,其颜色在初级阶段训练时,除接地线外,可不必强求,但应使主电路和控制电路有明显区别。任务实施机床电气控制与PLC3.任务步骤(1)识读控制电路,明确电路所用电气元件及作用,熟悉电路的工作原理。(2)配齐所用电气元件,并进行检验。①电气元件的技术数据(如型号、规格、额定电压、额定电流等)应完整并符合要求,外观无损伤,备件、附件齐全完好。

②检查电气元件的电磁机构动作是否灵活,有无衔铁卡阻等不正常现象,用万用表检查电磁线圈的通断情况及各触点的分合情况。③检查接触器线圈额定电压是否与电源电压保持一致。④对电动机的质量进行常规检查(每相绕组的通断、相间绝缘、相对地绝缘等)。序号自查内容是否存在的问题1是否能正确解读电气原理图

2是否能正确分析电气原理图中各部分功能

3是否正确绘制各种低压电器元件图形表示符号

4是否能合理进行元件布局

5是否规范绘制设计图与接线图

6是否规范标注线号

元件安装、端子接线是否符合要求

8布线是否符合规范

9对点动控制线路盘进行通电测试，是否能正常工作

①用万用表测量“0、1”号线电阻值，读数应为“∞”。

②按下按钮SB测量“0、1”号线电阻值，读数值为KM线圈的阻值。

③闭合QF，万用表分别测量L1、L2、L3号线间电阻值，读数均应为“∞”。

10是否已清理现场，做到物归原位

11是否已完成工作页

12是否进行成果汇报

（3）在控制板上按布线图安装电气元件,并贴上醒目的文字符号。（4）根据电气接线图检查控制板布线是否正确。（5）安装电动机。（6）连接电动机和按钮金属外壳的保护接地线(若按钮为塑料外壳,则按钮外壳不需接地线)。（7）连接电源、电动机等控制板外部的导线。（8）自检。（9）通电试车。①通电试车前，必须经项目经理同意，方可操作。②在通电试车时，为了保证人身安全，要认真执行安全操作规程的相关规定，一人监护，一人操作。③先闭合QF后，按下启动按钮SB，观察元器件动作是否正常，是否符合线路控制要求，元器件动作是否灵活，有无异常现象，电动机运行是否正常等。若发现异常现象，立即停车。④通电完毕后，停转，切断电源。先拆除总电源，再拆除电动机连接线。机床电气控制与PLC电动机及按钮的金属外壳必须可靠接地。接至电动机的导线必须穿在导线通道内加以保护，或采用坚韧的四芯橡皮线或塑料护套线进行临时通电校验。电源进线应接在螺旋式熔断器的下接线座上，出线应接在上接线座上。按钮内接线不可用力过猛，以防螺钉打滑。拆除元器件过程中，不允许硬撬元件，以免损坏元器件。训练应在规定的时间内完成。温馨提示机床电气控制与PLC

本任务对学生从任务资讯、元件的应用、电路分析、方案制定结果、操作实施正确性、项目总结报告及学习态度等多方面进行考核,采取教师评价和学生评价相结合的方式,将学生学习情况及任务完成情况评价验收。任务内容配分任务评价标准评价自我评价团队评价教师评价安装前的检验10分1）工具仪表少选或错选

每个扣2分2）元件选错型号或规格

每只扣5分3）元件漏检、错检

每只扣2分

安装元件10分1）元件不按照布置图安装

每只扣2分2）元件安装不牢固

每只扣5分3）元件安装不整齐、不合理

每只扣4分4）损坏元件

每只扣10分