13项目五 任务1 M7120型磨床控制电路安装、调试及维修

机床电气控制与PLC

磨床是用磨料磨具（砂轮、砂带、油石或研磨料等）作为工具对工件表面进行切削加工的机床。磨床可加工各种表面，如内外圆柱面和圆锥面、平面、齿轮齿廊面、螺旋面及各种成型面等，还可以刃磨刀具和进行切断等，工艺范围十分广泛。由于磨削加工容易得到高的加工精度和好的表面质量，所以磨床主要应用于零件精加工，尤其是淬硬钢件和高硬度特殊材料的精加工。项目五

磨床电气控制系统安装及调试项目情境机床电气控制与PLC任务一M7120型磨床控制电路安装

、调试及维修项目五

磨床电气控制系统安装及调试机床电气控制与PLC（1）学会安全操作，规范操作，文明生产的行为习惯的养成；（2）学会独立完成磨床控制线路安装、调试；（3）学会能独立完成磨床控制线路的故障分析、维修。能力目标（1）能够了解磨床的作用、结构及控制要求；（2）能正确分析磨床的电气控制线工作原理。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0501号M7120磨床电气控制电路，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0501号M7120磨床电气控制电路派工日期年

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日完成人员电工一组任务负责人小孔完工日期年

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日验收人验收日期年

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日任务内容1.与生产人员联系，进一步了解0501号M7120磨床电气控制电路控制要求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：

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日任务描述机床电气控制与PLC项目五

磨床电气控制系统安装及调试

M1720型磨床的结构主要由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮箱、滑座、立柱等部分组成。在箱形床身1中装有液压传动装置，以使矩形工作台在床身导轨上通过压力油推动活塞杆作往复运动，工作台往复运动的换向是通过换向撞块碰撞床身上的液压换向开关来实现的，工作台往复行程可通过调节撞块的位置来改变。电盘吸盘安装在工作台上，以用来吸持工件。在床身上有固定有立柱，沿立柱导轨上装有滑座，滑座可以在立柱导轨上作上下移动，并可通过垂直进刀操作轮操纵，砂轮箱可沿滑座水平导轨作横向移动。任务分析各种机械加工中,当零件表面粗糙度要求较高时,就需要用磨床加工。磨床是用砂轮的周边或端面对工件的表面进行机械加工的一种精密机床,如图5-1所示。磨床是怎么控制的呢？图5-2M1720型磨床的结构图5-1磨床机床电气控制与PLC电力拖动的特点及控制要求：

（1）砂轮电机、液压泵电动机和冷却泵电动机只要求单方向旋转，砂轮升降电动机要求能实现正反双向旋转，由于4台电机容量都不大，可直接采用直接起动。

（2）冷却泵要求在砂轮电机启动后才能启动。

（3）电磁吸盘要有充磁去磁控制电路，并能在电磁吸力不足时使机床停止工作。

（4）具有完善的保护环节。各电路的短路保护和电机的长期过载保护、零压、欠压保护。项目五

磨床电气控制系统安装及调试磨床的运动形式包括主运动和进给运动。主运动即砂轮的旋转运动。进给运动包括垂直进给运动、横向进给运动和纵向进给运动。其中,垂直运动指滑座在立柱上的上下移动;横向运动指砂轮箱在滑座上的水平移动;纵向运动指工作台沿床身导轨的往复运动。机床电气控制与PLC图5-3M1720型磨床控制电路电气原理图2.完成元件明细表并进行质量检验机床电气控制与PLC符号元件名称型号规格件数作用M1砂轮电动机JO2-31-23KW2860r/min1砂轮传动M2冷却泵电动机PB-25A0.12KW1供给冷却液M3液压泵电动机JO2-21-41.1KW1410r/min1液压泵传动KM1交流接触器CJ0-10A127V10A1控制M1、M2KM2交流接触器CJ0-10A127V10A1控制M3SB1按钮LA2型500V5A1砂轮启动SB2按钮LA2型500V5A1砂轮停止SB3按钮LA2型500V5A1液压泵启动SB4按钮LA2型500V5A1液压泵停止FR1热继电器JR10-106.71A1M1过载保护FR2热继电器JR10-102.71A1M3过载保护T变压器BK-200380/127、36、6.3V1降压整流YH电磁吸盘HDXP110V，1.45A1吸持工件VD硅整流器4×2CZ11C600V5μF1整流KA欠电流继电器GF型50W500Ω1欠电流保护C电容CY0-36型60/25A1放电保护R电阻CY0-36型15/2A1放电保护X1插头插座CY0-36型15/2A1连接M2X2插头插座RL115/2A1交流去磁X3插头插座RL136V40W1连接电磁吸盘FU1熔断器RL1

3总线路短路保护FU4熔断器RL1

1降压整流保护FU2熔断器HZ

2控制电路短路保护FU3熔断器

1照明电路短路保护R2电位器

1限制去磁电流R3电阻

1放电保护SA1转换开关

1控制充磁去磁SA2照明开关

1低压照明开关EL工作台照明

1加工时照明用3.绘制元件布置图、接线图机床电气控制与PLCXTSBYHFR1FR2ZKM5FR3KUDTCKM1FU1FU2QFKM2KM33KM4KM6FU3机床电气控制与PLC(1)主电路分析M1为液压泵电动机，由KM1控制，M2为砂轮电动机，由KM2控制，M3为冷却泵电动机，在砂轮起动后同时启动，M4为砂轮箱升降电动机，由KM3，KM4分别控制其正转和反转。(2)指示、照明分析将电源开关QS合上后，控制变压器输出电压，“电源”指示HL亮，“照明”灯由开关SA控制，将SA闭合，照明灯亮，将SA断开，照明灯灭。(3)液压泵电机和砂轮电机的控制合上开关QS后，控制变压器输出的交流电压经桥式整流变成直流电压，使继电器KUD吸合，其触点KUD（4-W12）闭合，为液压泵电动机和砂轮电机启动作好准备。按下按钮SB2，KM1吸合，液压泵电机运转，按下按钮SB1，KM1释放，液压泵电动机停止。按下按钮SB4，KM2吸合，砂轮电机启动，同时冷却泵电机也启动，按下按钮SB5，KM2释放，砂轮电机、冷却泵电机同时停止。当欠压、零压时，KUD不能吸合，其触头KUD（4-W12）断开，KM1，KM2断开，M1，M2停止工作。

(4)砂轮升降电动机的控制砂轮箱的升和降都是点动控制，分别由SB5，SB6来完成。按下SB5，KM3吸合，砂轮升降电动机正转，砂轮箱上升，松开SB5，砂轮升降电动机停止。按下SB6，KM4吸合，砂轮升降电动机反转，砂轮箱下降，松开SB6，砂轮升降电动机停止。(5)充磁控制按下SB8，KM5吸合并自锁，其主触头闭合，电磁吸盘YH线圈得电进行充磁并吸住工件，同时其辅助触头KM5（16-17）断开，使KM6不可能闭合。(6)退磁控制在磨削加工完成之后，按下SB7，切断电磁吸盘YH上的直流电源，由于吸盘和工件上均有剩磁，因此要对吸盘和工件进行去磁。按下点动按钮SB9，接触器KM6吸合，其主触点闭合，电磁吸盘通入反向直流电流，使吸盘和工件去磁，在去磁时，为防止因时间过长而使工作台反向磁化再次将工件吸位，因而去磁控制采用点动控制。1.M7120平面磨床的电气控制分析知识超市机床电气控制与PLC2.电磁吸盘（YH）控制电路分析电磁吸盘用于吸持工件磨削，为钢制箱体，中部凸起芯体绕有电磁线圈。通直流电使芯体磁化，磁力线经钢制部件闭合吸住工件。线圈不能用交流电，否则工件振动且铁心发热。钢制盖板有隔磁层，使磁力线经工件闭合。电磁吸盘的线圈不能用交流电，因为通过交流电会使工件产生振动并且使铁心发热。钢制盖板由非导磁材料构成的隔磁层分成许多条，其作用是使磁力线通过工件后再闭合，不直接通过钢制盖板闭合。电磁吸盘与机械夹紧装置相比，它的优点是不损伤工件，操作快速简便，磨削中工件发热可自由伸缩、不会变形。缺点是只能对导磁性材料的工件（如钢、铁）才能吸持，对非导磁性材料的工件（如铜、铝）没有吸力。图5-4电磁吸盘电磁吸盘控制电路由降压整流电路、转换开关和欠电流保护电路组成。降压整流电路由变压器T2和桥式全波整流装置VC组成。变压器T2将交流电压220V降为127V,经过桥式整流装置VC变为110V的直流电压,供给电磁吸盘的线圈。电阻R1和电容C是用来限制过电压的,防止交流电网的瞬时过电压和直流回路的通断在T2的二次侧产生过电压对桥式整流装置VC产生危害。电磁吸盘由转换开关SA1控制,SA1有“励磁”“断电”“退磁”三个位置。将SA1扳到“励磁”位置时,SA1(14-16)和SA1(15-17)闭合,电磁吸盘YH加上110V的直流电压,进行励磁,当通过YH线圈的电流足够大时,可将工件牢牢吸住,同时欠电流继电器KA吸合,其触点KA(3-4)闭合,这时可以操作控制电路的按钮SB1和SB3,启动电动机对工件进行磨削加工,停止加工时,按下SB2和SB4,电动机停转。在加工完毕后,为了从电磁吸盘上取下工件,将SA1扳到“退磁”位置,这时SA1(14-18)、SA1(15-16)、SA1(4-3)接通,电磁吸盘中通过反方向的电流,并用可变电阻R2限制反向去磁电流的大小,达到既能退磁又不致反向磁化目的。退磁结束后,将SA1扳至“断电”位置,SA1的所有触点都断开,电磁吸盘断电,取下工件。若工件的去磁要求较高,则应将取下的工件,再在磨床的附件交流退磁器上进一步去磁。使用时,将交流去磁器的插头插在床身的插座X2上,将工件放在去磁器上即可去磁。2.电磁吸盘（YH）控制电路分析机床电气控制与PLC当转换开关SA1扳到励磁位置时,SA1的触点SA1(3-4)断开,KA(3-4)接通,若电磁吸盘的线圈断电或电流太小吸不住工件,则欠电流继电器KA释放,其常开触点KA(3-4)断开,M1、M2、M3因控制回路断电而停止。这样就避免了工件因吸不牢而被高速旋转的砂轮碰击飞出的事故。如果不需要启动电磁吸盘,则应将X3上的插头拔掉,同时将转换开关SA1扳到退磁位置,这时SA1(3-4)接通,M1、M2、M3可以正常启动。与电磁吸盘并联的电阻R3为放电电阻,为电磁吸盘断电瞬间提供通路,吸收线圈断电瞬间释放的磁场能量。因为电磁吸盘是一个大电感,在电磁吸盘从工作位置转换到放松位置的瞬间,线圈产生很大的过电压,易将线圈的绝缘损坏,也将在转换开关SA1上产生电弧,使开关的触点损坏。2.电磁吸盘（YH）控制电路分析机床电气控制与PLC机床电气控制与PLC照明变压器T1将380V的交流电压降为36V的安全电压供给照明电路。EL为照明灯，一端接地，另一端由开关SA2控制，FU3为照明电路的短路保护。3.照明电路分析

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。任务角色机床电气控制与PLC1.安装步骤(l)根据原理图绘出M7120平面磨床控制电路的电器位置图和电气接线图。(2)按原理图所示配齐所有电器元件,并进行检验。(3)在控制板上按电器位置图安装电气元件。(4)按接线图的走线方法进行板前明线布线和套编码套管。(5)根据电气接线图检查控制板布线是否正确。(6)安装电动机。(7)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)。(8)连接电源、电动机等控制板外部的导线。(9)自检。自检表见附录。(10)通电试车。通电完毕先拆除电源线,后拆除负载线。任务实施机床电气控制与PLC（1）准备工作①查看各电气元件上的接线是否牢固,各熔断器是否安装良好。②独立安装好接地线,设备下方垫好绝缘垫并将所有开关置分断位置。③插上三相电源。（2）操作试运行参看电路原理图，按下列步骤进行操作运行：①将总电源开关合上。②合上断路器QS，“电源”指示灯亮，表示控制变压器已有输出。③照明控制将开关SA旋到“开”位置，“照明”指示灯亮，旋到“关”位置，“照明”指示灯灭。④液压泵电机的控制按下SB2，KM1吸合并自锁，液压泵电机转动，同时“液压泵启动”指示亮，按下SB1，KM1释放，液压泵电机停止，同时“液压泵启动”指示灭。2.调试步骤机床电气控制与PLC⑤砂轮电机和冷却泵电机的控制按下SB4，KM2吸合并自锁，砂轮电机和冷却泵电机同时转动，“砂轮启动”、“冷却泵启动”指示亮；按下SB3，KM2断开，砂轮电机、冷却泵电机均停止，“砂轮启动”、“冷却泵启动”指示灭。⑥砂轮升降电机控制按下SB5，KM3吸合，砂轮升降电动机正向转动，“砂轮上升”指示亮，松开SB5，KM3断开，砂轮升降电机停止，“砂轮上升”指示灭。按下SB6，KM4吸合，砂轮升降电机反向转动，“砂轮下降”指示亮，松开SB6，KM4断开，砂轮升降电机停止，“砂轮下降”指示灭。⑦充磁退磁控制电磁吸盘YH由白炽灯摸拟充磁：按下SB8，KM5吸合并自锁，电磁吸盘YH通电工作（用灯泡摸拟，电磁吸盘工作时灯泡亮），“充磁”指示亮。按下SB7，KM5断开，电磁吸盘断电（摸拟灯泡灭），“充磁”指示灭。按下SB9，KM6吸合，电磁吸盘通入反向直流电，“退磁”指示亮。松开SB9，KM6释放，“退磁”指示灯灭。2.调试步骤机床电气控制与PLC（1）操作内容①用通电试验方法发现故障现象，进行故障分析，并在电气原理图中用虚线标出最小故障范围。②根据原理图，排除M1720平面磨床主电路或控制电路中，人为设置的两个电气自然故障点。（2）操作步骤①先熟悉原理,再进行正确的通电试车操作。②熟悉电气元件的安装位置,明确各电气元件作用。③电工车间主任示范故障分析检修过程(故障可人为设置)。④电工车间主任指导团队如何从故障现象着手进行分析,逐步引导到采用正确的检查步骤和检修方法。⑤电工车间主任设置人为故障点,由团队进行检修。3.故障排除训练机床电气控制与PLC（3）操作要求①根据故障现象,先在原理图中正确标出最小故障范围的线段,然后采用正确的检查和排故方法并在定额时间内排除故障。②排除故障时，必须修复故障点,不得采用更换电气元件、借用触点及改动电路的方法,否则，按不能排除故障点扣分。③检修时,严禁扩大故障范围或产生新的故障,并不得损坏电气元件。障点故障现象备

注K1机床无法启动V12断开，控制回路无电源K2液压泵电动机无法启动SB1到1号线连线开路K3液压泵电动机无法启动KM1线圈到2号线连线开路K4液压泵电动机无法启动FR1到4号线连线开路K5液压泵电动机和砂轮电动机都有无法启动KUD触头KUD（4-W12）到4号线连线开路K6砂轮电动机无法启动SB3到5号线连线开路K7砂轮电动机无法启动SB4到6号线连线开路K8砂轮电动机控制无自锁

KM2自锁触头到6号线连线开路K9砂轮电动机无法启动KM2线圈到6号线连线开路K10砂轮电动机无法启动FR2、FR3之间连线8号线连线开路K11砂轮架无法上升SB5、KM4常闭触头之间连线9号线开路K12砂轮架无法上升KM3线圈到10号线连线开路K13砂轮架无法下降SB6、KM3常闭触头之间连线11号线开路K14砂轮架无法下降KM4线圈、KM3常闭触头之间连线12号线开路K15电磁吸盘不能工作SB7到13号线连线开路，KM5、KM6不能吸合K16电磁吸盘控制不能自锁KM5自锁触头到14号线连线开路K17电磁吸盘不能进行充磁KM6常闭触头到14号线连线开路，KM5不能吸合K18电磁吸盘不能进行充磁KM5线圈到15号线连线开路，KM5不能吸合K19电磁吸盘不能退磁SB9、KM5常闭触头之间连线开路，KM6不能吸合K20电磁吸盘不能退磁KM6线圈到17号线连线开路，KM6不能吸合K21电磁吸盘不工作整流电路到0号线连线开路K22电盘吸盘不工作整流电路到18号线连线开路K23液压泵、砂轮电动机不能工作KUD线圈到23号线连线开路K24电磁吸盘不能退磁KM6触头到21号线连线开路，电磁吸盘无电压K25电磁吸盘不能工作电磁吸盘到24号线连线开路，电磁吸盘无电压机床电气控制与PLC（4）注意事项①设备应在电工车间主任指导下操作，安全第一。设备通电后，严禁在电器侧随意扳动电器件。进行排故训练，尽量采用不带电检修。若带电检修，则必须有专人在现场监护。②必须安装好各电动机、支架接地线、设备下方垫好绝缘橡胶垫，厚度不小于8mm，操作前要仔细查看各接线端，有无松动或脱落，以免通电后发生意外或损坏电器。③在操作中若发出不正常声响，应立即断电，查明故障原因待修。故障噪声主要来自电动机缺相运行，接触器、继电器吸合不正常等。④发现熔芯熔断，应找出故障后，方可更换同规格熔芯。⑤在维修设置故障中不要随便互换线端处号码管。⑥操作时用力不要过大，速度不宜过快;操作频率不宜过于频繁。⑦实训结束后，应拔出电源插头，将各开关置分断位。⑧做好实习记录机床电气控制与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。任务评价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