机床电气控制与PLC课件 项目五 磨床电气控制系统安装及调试

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

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

布线30分1）不按电路原理图接线

每处扣20分2）布线不规范、不符合要求

每处扣3分3）接点松动、漏铜过长、反圈等

每处扣1分4）损伤导线绝缘层、线芯

每处扣5分5）漏装、错装编码套管

每个扣1分6）地线漏接

扣10分

通电试车20分1）热继电器整定电流未调整、调整错误

扣10分2）熔断器规格选用不当

扣10分3）通电试车第一次不成功

扣10分4）通电试车第二次不成功

扣15分5）通电试车第三次不成功

扣20分

线路检修20分1）检修思路不清晰，故障点范围标注不正确

扣10分2）仪表使用不正确、不规范

扣5分3）排除方法不得当、未排除故障点

扣10分

职业素养（6S）10分1）任务实施过程穿工作服、绝缘鞋等防护设备2）遵守安全操作规程，杜绝安全事故3）爱惜实训设备、器材、仪表、工具等，摆放整齐，使用规范，符合职业岗位要求，材料使用不浪费4）任务完成后，工具、仪表、材料、废料分类处置，工位干净整洁5）违反上述要求酌情扣5~10分，情节严重者，本次操作任务0分，甚至取消本次任务操作资格。

技术材料归档

技术资料不完整或不归档

扣10分

定额时间

每超5min（不足5min以5min计）扣5分

备注

除定额时间外，各项目的最高扣分不应超过配分值

合计

谢谢聆听！机床电气控制与PLC机床电气控制与PLC任务二M1432A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）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M1432A磨床控制线路安装、调试；（3）培养学生能独立完成M1432A磨床控制线路的故障分析、维修。能力目标（1）进一步掌握各种低压电器的作用、结构及符号；（2）正确分析M1432A磨床的电气控制线路。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0502号M1432A磨床电气控制电路，电工车间主任将任务单派给了电工二组。机床电气控制与PLC工作任务安装0501号M1432A磨床电气控制电路派工日期年

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日完成人员电工二组任务负责人小赵完工日期年

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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M1432A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

M1432A型万能外圆磨床是目前比较典型的一种普通精度级外圆磨床，成品的尺寸精度可达1～2级，表面光洁度可达T8～T10。可以用来加工外圆柱面及外圆锥面，利用磨床上配备的内圆磨具还可以磨削阶梯轴的轴肩和端平面。这种磨床的万能性程度较高，但自动化程度较低，故不适用于大批量生产，常用于单件、小批量生产或工具、修理车间。

M1432A型万能外圆磨床主要由床身、工作台、砂轮架（或内圆磨具）、头架、砂轮主轴箱、液压操纵箱、尾架等组成。任务分析1．主要结构和运动形式图5-6M1432A型磨床的结构机床电气控制与PLC（1）砂轮电动机只需单方向转动。（2）内圆磨削和外圆磨削用两台电动机分别拖动，它们之间应有连锁。（3）工作台轴向需平稳并能实现无级调速，故采用液压传动。砂轮架快速移动也采用液压传动。（4）当内圆磨头插入工件内腔时，砂轮架不许快速移动，以免造成事故。2．主要运动形式主要运动有砂轮架（或内圆磨具）主轴带动砂轮高速旋转，头架主轴带动工件旋转运动，工作台作纵向（轴向）往复运动，砂轮架作横向（径向）进给运动，这些运动用以完成各种工件的磨削加工。机床的辅助运动是砂轮架的快速进退，可以缩短辅助工时。3．电力拖动控制要求

4.完成元件明细表并进行质量检验机床电气控制与PLC5.根据电气原理图绘制元件布置图，接线图，并且标注线号。机床电气控制与PLC机床电气控制与PLCM1432A平面磨床的电气控制分析知识超市图5-7外圆磨床的电气控制电路1.主电路分析主电路共有5台电动机，其中M1是油泵电动机，给液压传动系统供给压力油；M2是双速电动机，是带动工件旋转的头架电动机；M3是内圆砂轮电动机；M4是外圆砂轮电动机；M5是给砂轮和工件供应冷却液的冷却泵电动机。电路总的短路保护用熔断器FUI，M1和M2公用熔断器FU2作短路保护，M3和M5公用熔断器FU3作短路保护。五台电动机均用热继电器作过载保护。2.控制路分析合上电源开关QS1，指示灯HL灯亮；合上QS2，照明灯EL亮。（1）油泵电动机M1的控制（2）头架电动机M2的控制低速：SA1是头架电动机的转速选择开关，分“低”、“停”、“高”三档位置，如将SA1扳到“低”档位置，按下油泵电动机M1的启动按钮SB2，M1启动，通过液压传动使砂轮架快速前进，当接近工件时，便压合位置开关SQ1

高速：将转速开关SA1扳到“高”挡位置，砂轮架快速前进当接近工件压合位置开关SQ1。SB3是点动控制按钮，以便对工件进行校正和调试。磨削完毕，砂轮架退回原位，位置开关SQ1复位断开，电动机M2自动停转。机床电气控制与PLC（3）外圆砂轮电动机M3和M4控制内、外圆砂轮电动机不能同时启动，由位置开关SQ2对它们实际联锁。停止:当内圆磨削时：将内圆磨具翻下，原被内圆磨具压下的位置开关SQ2复位，SQ2常开恢复分断。（4）冷却泵电动机M5的控制：当KM2或KM3线圈得电吸合时，利用KM2或KM3辅助常开触头闭合，使KM6线圈得电吸合冷却泵电动机M5自动启动。

修整砂轮时，不需要启动头架电动机M2，但要启动冷却泵电动机M5。为此，备有转换开关SA2，在修整砂轮时用来控制冷却泵电动机。（5）停止：（6）照明及指示灯线路由变压器TC降压为36V电压供照明，6.3伏供指示灯（7）切断电源开关QS1，断开QS2，照明灯EL灭

，指示灯HL灯灭机床电气控制与PLC3.电气线路常见故障分析（1）五台电动机都不能启动

首先检查总熔断器FU1的熔丝是否熔断；此外，应分别检查五台电动机的所属热继电器是否因过载动作脱扣，因为只要有一台电动机过载，它的热继电器脱扣就会使整个控制电路的电源被切断。遇到这种情况，只需等热继电器复位便可修复，但要查明这台电动机过载的原因并予以排除；其次，应检查接触器KM1的线圈是否脱落或断路，启动按钮SB2和停止按钮SB1的接线是否脱落，接触是否良好等，这些故障都会造成接触器KM1不能吸合及油泵电动机M1不能启动，其余四台电动机也因此不能启动。机床电气控制与PLC主要原因是转换开关SA1有故障，可能是接触不良或开关已失效，需修复或更换新开关。再就是KM2、KM3中的某个接触器的触头接触不良，导致电动机M2有一档不能启动。（3）电动机M2的一档能启动，另一档不能启动故障的主要原因是熔断器FU2或FU3的熔丝熔断。如果熔断器FU2熔断，电动机Ml、M2不能启动；如果熔断器FU3熔断，电动机M3、M5不能启动；同时还应检查各个接触器的主触头是否良好。（2）其中两台电动机M1、M2成M3、M5不能启动外圆磨床的电气控制线路机床电气控制与PLC谢谢聆听！机床电气控制与PLC机床电气控制与PLC任务三

机床控制电路故障检查与维修项目五

磨床电气控制系统安装及调试机床电气控制与PLC（1）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）培养学生能独立完成机床控制线路的故障分析、维修。能力目标（1）掌握机床控制电路故障检查与维修方法；（2）正确分析机床电气控制线路。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

机床电气控制设备在运行过程中，经常出现各种各样的故障，无法正常工作，一旦在工作出现问题，就有可能引发重大事故，因此企业要求电气工作人员要做到及时发现问题，精准解决问题，对问题及时排除，以保证正常机械生产，同时保证操作人员的人身安全是非常重要的。

尽管对电气设备采用日常维护保养工作可以降低电气故障的发生率,但绝不可能杜绝电气故障的发生。因此,维修电工不但要掌握电气设备的目常保养方法,同时还要学会正确的检修方法。机床电气控制与PLC任务描述机床电气控制与PLC1.机床电气故障分类与成因多发生于系统调试阶段，包括：电路参数不匹配；元器件接线顺序错误（如三相电路三角形/星形连接错序）；控制电路元器件误接；直流电源正负极或交流同名端接反导致的极性故障。此类故障虽非运行中高频问题，但同样严重干扰电路正常功能。其他调试相关故障电路与大地意外接触所引发的故障，包括单相、两相及三相接地。单相接地最常见，主因是长期使用后绝缘性能下降，导致金属导体接触接地物；两相接地则可能造成电压过低，使设备无法正常运行。接地故障电路中因导线断裂或连接脱落导致电流无法流通，使系统断电、用电设备停机。主要原因有：未及时检修保养；导线因环境潮湿、老化腐蚀而断裂；机床振动致连接点导线脱落。断路故障电路中不同电位的两点被导体短接，导致电路无法正常工作。常见原因包括操作不当、缺乏保养、设备自身质量缺陷；其中排屑不畅引发短路最为普遍，尤其在加工较厚工件时更为突出。短路故障02040103知识超市机床电气控制与PLC询问操作者了解运行状况检修前应向操作者询问、了解故障发生前电路和设备的运行状况及故障发生后的症状，包括故障是经常发生还是偶尔发生。核查不当操作历史确认故障发生前是否存在不当操作情况，如施加过大负载、频繁起动、停止或制动等违反正常操作规程的行为。观察异常物理征兆检查是否有异常响声、冒烟、火花、异常振动等直观征兆，这些是电气故障的重要外部表现。追溯电路改动记录排查有无在以往检修或技术革新中对原电路进行过改动，此类变更可能引入隐性隐患或接线错误。检验保护电器与连接部件检查保护电器是否脱扣动作，以及是否存在接线脱落、触头烧蚀或熔焊、线圈过热等典型电气劣化现象。检查信号与指示装置查看故障发生前是否有明显的外观征兆，重点观察各种信号指示灯状态及带指示装置的熔断器是否动作。2.检修前的故障调查

为了使检修工作更具针对性,一般要通过试车观察故障现象,划定故障范围。试车前提是不扩大故障范围,不损伤电气设备和机械设备。试车时需要注意观察以下内容:(1)电动机是否运转,转动时声音是否正常。(2)控制电动机的接触器、继电器等电器是否按工作原理正常工作,电磁线圈吸合声音是否正常。(3)与故障范围相美的电气线路、控制环节都要试车,如多台电动机的顺序控制,单台电动机的多种工作方式及相关程序控制等。(4)以上试车用到看和听,试车停止切断电源后,还可通过触摸检查电动机、变压器、电磁线圈等电器,检查是否超过允许温升,还可通过闻,检查是否有异常气味产生。(5)试车前,为避免机床运动部分发生误动作或碰撞等意外情况,可将生产机械与电动机分离;或将电动机与电气线路分离,然后再试车,这也是判断是电气故障还是机械故障的有效方法之一。机床电气控制与PLC3.试车观察故障现象机床电气控制与PLC4.用逻辑分析确定故障范围,用排除法缩小故障范围

逻辑分析法是根据电气控制线路的工作原理,电气元件之间的动作顺序以及各控制环节之间的控制关系,结合试车确认的故障现象作具体的分析,同时运用排除法迅速缩小故障范围。检修简单的电气控制线路时,对每个电气元件,每根导线逐一进行检查,一般会很快找到故障点。但对复杂的线路而言,往往有上百个元件,成千条导线,若采取逐一检查的方法,不仅需消耗大量的时间,而且也容易漏查。在这种情况下,就要根据电路图,采用逻辑分析法,对故障现象作具体分析,划出可疑范围,提高维修的针对性,就可以收到准而快的效果。分析电路时,通常先从主电路人手,了解工业机械设备运动部件和机构采用了几台电动机拖动,与每台电动机相关的电气元件有哪些,采用了何种控制,找到相应的控制电路。在此基础上,综合故障现象和线路工作原理,进行认真分析排查,即可迅速判定故障发生的可能范围。当故障的可疑范围较大时,不必按部就班地逐级进行检查,这时可在故障范围内的中间环节进行检查,来判断故障究竟发生在哪一部分,从而缩小故障范围,提高检修速度。机床电气控制与PLC

在用测量法检查故障时,要严格遵守停电作业、带电作业的安全操作规程,保证人身安全、设备安全,保证各种测量工具和仪表完好,使用方法正确,还要注意防止感应电路、回路电路及其他并联支路的影响,以免产生误判。

利用试车法、逻辑分析法确定故障范围以后会发现,不同机床、不同故障的故障范围有大有小,对故障范围较大的故障,要采用测量法进一步缩小故障范围,最终确定故障点加以排除。测量法常用的测试工具和仪表有测电笔、万用表、钳形电流表、兆欧表等,通过对电路进行带电或断电的有关参数如电压、电阻、电流等的测量来判断电气元件、设备以及线路的好坏及通断情况。5.用测量法确定故障点机床电气控制与PLC（1）电压测量法①电压分阶测量法如图所示,若按下按钮SB2时,接触器KM线圈不得电,则说明故障在控制电路。将万用转换开关置于交流电压500v的档位上,然后按图所示方法进行测量。故障现象测试状态0-10-20-30-40-50-6故障点按下SB2接触器KM线圈不得电电源电压正常，按下按钮SB2000000FU熔断器或接触不良

380V00000FR接触不良或动作

380V380V0000SB1接触不良

380V380V380V000SB2接触不良

380V380V380V380V00KA接触不良

380V380V380V380V380V0SQ接触不良

380V380V380V380V380V380VKM线圈断路

测量时,首先测量Ll、

L2电源电压,确认电源电压正常。然后一人帮助按下按钮SB2不放，一人把黑表棒接到0点上,红表棒依次接1、

2、

3、

4、

5、

6备点上，分别测量0-1、0-2、

0-3、

0-4、

0-5、

0-6各点电压，根据测量结果即可找出故障点,见下表。5.测量法电压测量法属带电操作,操作中要严格遵守带电作业安全规定,确保人身安全,测量检查前首先将万用表的转换开关置于相应的电压种类(直流、交流),合适的量程(依据电路的电压等级)。图5-8电压分阶测量法机床电气控制与PLC这种测量方法像下(或上)台阶一样依次测量电压,所以叫电压分阶测量法。电压分阶测量法还可灵活运用,接如图所示方法测量,可更快速缩小故障范围,适合较长线路测量,依据测量结果即可快速缩小范围。故障现象测试状态0-10-4故障范围按下SB2接触器KM线圈不得电电源电压正常，按下按钮SB200FU熔断器或接触不良

380V01-2-3-4

380V380V4-5-6-0这种电压分阶测量法叫做电压长分阶测量法,测量时,分阶点的位置,可根据线路情况灵活选择,一般选择线路中段,可将故障范围快速缩小50％左右。①电压分阶测量法图5-9电压长分阶测量法机床电气控制与PLC②电压分段测量法测量时，首先确认电源电压正常,然后一人若按下接纽SB2,这时另一人用万用表的红、黑两根表棒逐段测量相邻两点1-2,2-3,3-4,4-5,5-6,6-0之闸的电压,根据测量纬果即可找出故障点。见表5-8,该方法是利用等电位原理测量故障点。故障现象测试状态1-22-33-44-55-66-0故障点按下SB2，接触器KM线圈不吸合电源电压正常，按下按钮SB2380V00000FU熔断器或接触不良

0380V0000SB1接触不良

00380V000SB2接触不良

000380V00KA接触不良

0000380V0SQ接触不良

00000380VKM线圈断路如图所示,若接下接钮SB2,接触器KM线圈不得电,则说明该控制电路有故障。将万用表的转换开关置于交流电压500v的档位上,然后接如下方法测量。图5-10电压分段测量法机床电气控制与PLC②电压分段测量法故障现象测试状态1-44-0故障范围按下SB2，接触器KM线圈不得电电源电压

正常,按住按钮SB2380V01-2-3-40380V4-5-6-0这种测量方法将被测电路分段,逐段进行测量,所以称为电压分段测量法。该方法还可灵活运用,即加长分段,如图5-11所示,电路分成1-4、4-0段进行测量,可将故障范围快速缩小50%,这种方法也称为电压长分段法,见表5-8。图5-11电压长分段测量法机床电气控制与PLC电阻法属停电操作,要严格遵守停电、验电、防突然送电等操作规程。测量检查时,首先切断电源，然后将万用表转换开关置于适当倍率电阻档(以能清楚显示线圈电阻值为宜)。①电阻分阶测量法

若接下按钮SB2时,接触器KM线圈不得电,则说明控制电路有故障。测量时，首先切断电源,然后一人按住接钮SB2，另一人用万用表依次测量0-1、

0-2、

0-3、

0-4、

0-5、

0-6备两点之闸电阻值,根据测量结果可找出故障点（R为线圈电阻），见下表。故障现象测试状态0-10-20-30-40-50-6故障点按下SB2，接触器KM线圈不得电

切断电源，按下按钮SB2不放∞RRRRRFR接触不良或动作∞∞RRRRSB1接触不良∞∞∞RRRSB2接触不良∞∞∞∞RRKA接触不良∞∞∞∞∞RSQ接触不良∞∞∞∞∞∞KM线圈断路（2）电阻测量法图5-12电阻分阶测量法机床电气控制与PLC①电阻分阶测量法

故障现象测试状态0-10-4故障范围按下SB2,接

触器KM线圈不得电

电源电压正常,按住按钮SB2∞∞0-6-5-4∞R1-2-3-4图5-13电阻长分阶测量法电阻分阶测量法的命名与电压分阶测量法的命名相同,为了能快速查到故障点,电阻分阶测量法也可演变为电阻长分阶测量法,方法同电压长分阶测量法一样。测量方法如图5-13所示,根据测量结果按确定故障范围,见表5-10。机床电气控制与PLC②电阻分段测量法

若接下按钮SB2时,接触器KM线圈不得电，则说明控制电路有故障。检查时,首先切断电源,然后一人按住按钮SB2,另一人用万用表依次测量1-2,2-3,3-4,4-5,5-6,6-0两点之间电阻;如果两点闸电阻值很大,即说明该两点问接触不良或导线断路。故障现象测试状态测试点正常值测量阻值故障点按下SB2，接触器KM线圈不得电切断电源，按下按钮SB2不放1-20∞FR接触不良或动作2-30∞SB1接触不良3-40∞SB2接触不良4-50∞KA接触不良5-60∞SQ接触不良6-0R∞KM线圈断路图5-14电阻分段测量法机床电气控制与PLC②电阻分段测量法

电阻分段测量法也可演变为电阻长分段测量法,有利于提离测量逮度。故障现象测试状态测试点正常值测量阻值故障范围按下SB2，接触器KM线圈不得电切断电源，按下按钮SB2不放1-40∞1-2-3-44-0R∞4-5-6-0电阻测量法较电压测量法安全,适合初学者应用,但也有缺点,易造成判断错误,为此测量时要注意以下几点：①.所测电路若与其他电路并联,必须将该电路与其他电路分开,否则会造成判断失误。②用万用表测量熔断器、接触器触头、继电器触头、连接导线的电阻值为零,测量电动机、电磁线圈、变压器绕组指示其直流电阻值。③测量高电阻元件时,要将万用表的电阻档转换到适当档位。图5-15电阻长分段测量法机床电气控制与PLC机床电气设备的常见故障为断路故障,如导线断路、虚连、虚焊、触头接触不良、熔断器熔断等。对于这类故障,除用电压法、电阻法检查外,还有一种更为简单可靠的方法,就是短接法。检查时用一根绝缘良好的导线将所怀疑的断路部位短接,若短接到某处时电路接通,则说明该处断路。①局部短接法

如图所示,若接下接钮SB2时,接触器KM线圈不得电,则说明控制电路有故障。检查前,先确定电源电压正常,一人按下按钮sB2不放,另一人用一根绝缘导线,分别短接1-2,2-3,3-4,4-5,5-6相邻两个点,当短接到某两点时,接触器KM得电,说明故障在该两点之间,见表。

(注意6-0点为非等电位点,不能短接,否则造成短路,若短接1-6点后,KM仍不吸合,判断KM线圈断路)。故障现象测试状态测试点KM动作故障点按下SB2，接触器KM线圈不得电切断电源，按下按钮SB2不放1-2吸合FR接触不良或动作2-3吸合SB1接触不良3-4吸合SB2接触不良4-5吸合KA接触不良5-6吸合SQ接触不良（3）短接法图5-16局部短接测量法机床电气控制与PLC②长短接法

长短接法是指一次短接两个或多个触头来检查故障的方法,测量方法如图所示,故障范围的确定见下表。长短接法与局部短接法结合使用,能快速找出故障点。故障现象测试状态测试点KM动作故障范围按下SB2，接触器KM线圈不得电接通电源1-4吸合1-2-3-44-6吸合4-5-6用短接法检查故障时,必须注意以下几点:①短接法属带电操作,注意安全,避免触电事故。初学者可先接好短接点,再接通电源，按起动接钮。②短接法短接的各点,在电气原理上属等电位点或电压降极小的导线和电流不大的触点(5A以下),不能短接非等电位点,否则会造成短路事故。熔断器断路时,原因大多是短路故障所造成,故熔断器不能用短接法检测。以免造成二次严重短路,伤及维修者。③短接法使用时,机床电气设备或生产机械随接触器吸合而起动,故必须在保证电气设备和生产机械不会出现事故的情况下,才能使用短接法。图5-17长部短接测量法机床电气控制与PLC（4）低压试电笔法试电笔是一种携带、使用较方便的电工工具,也可用来检测故障,方法如图5-17所示,若按下接钮SB2时,接触器KM线圈不得电,则说明控制电路有故障。当用试电笔测试时,首先确认电源电压正常,然后用试电笔检测1、2、3点电压,4、5、6、0点电压,根据检测结果可我出故障点,见表。若3、4点电压正常,则故障在3、4点之间SB2上。故障现象测试状态123故障点按下SB2接触器KM线圈不得电接通电源

无电压无电压无电压FU熔断器或接触不良380V无电压无电压FR接触不良或动作380V380V无电压SB1接触不良故障现象测试状态0654故障点按下SB2接触器KM线圈不得电接通电源无电压无电压无电压无电压FU熔断器或接触不良380V无电压无电压无电压KM线圈断路380V380V380V无电压SQ接触不良380V380V无电压无电压KA接触不良图5-18低压试电笔法低压试电笔法确定故障点(1)低压试电笔法确定故障点(2)机床电气控制与PLC（4）低压试电笔法试电笔法虽然快捷，但易造成判断错误，为此应注意以下几点:①低压试电笔法属电压测量法的一种，操作时应注意安全。②低压试电笔法只能测试对地电压，不接地系统不能采用此方法。③氖管式试电笔不能用来测试安全电压以下的电路。④与两相电源相连，且中间无断开点电路(如控制电路变压器原边电路),需将电路某点断开，再采用低压试电笔法测量，否则会造成判断错误。（5）短路故障的检查方法短路故障发生后,短路处往往有明显烧伤、发黑痕迹,仔细观察就可发现。有些情况则是由于电气元件绝缘老化导致,可用摇表检测其绝缘电阻。如不能发现可采用逐步接入法查找。逐步接入法的基本做法是换上新熔断器后,逐步将拆开的各支路一条一条地接人电路,当接入某条电路时,熔断器又熔断,故障就在这条支路及其包含的电气元件上。注意,更换的熔断器规格要尽量小,满足查找要求即可。机床电气控制与PLC6.区分电气故障还是机械故障每台机床都是一个电力拖动系统,当机床操作工发现机床不工作,或不正常工作时,都会找维修电工进行维修,所以在检修电气故障的同时,应能够区分故障属电气部分还是机械或液压部分,或与机械维修工配合完成。以上所述检查分析电气设备故障的一般顺序和各种方法,检修时应根据故障的性质,电路的具体情况灵活运用,电压法是最直观准确的方法,但对初学者而言,电阻法是最安全的方法,短接法适合软故障(时有时无)。熟练的维修工可以交替使用各种方法,以迅速有效地找出故障点。注意:(1)找出故障点后，一定要针对不同故障情况和部位采取正确的修复方法，不要轻易采用更换电元件和补线等方法，更不允许轻易改动电路或更换不同规格的电气元件，以防产生人为故障。(2)在修复故障点后，还要进一步分析查明产生故障的根本原因，使修复的故障不再发生。(3)在故障点修理工作中，一般要求尽量复原。但是，有时为了尽快恢复生产，根据实际情况采取一些适当的应急措施，但绝不可草率行事，事后要复原。(4)较复杂的电气故障修复后，需通电试车时，应和操作者配合，避免产生新的故障。(5)每次检修后，应及时总结，做好记录，对常出现故障的电路、元器件等要认真分析，总结原因,提出改进意见,进行技术革新,降低故障发生率,提高生产效率。

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（1）制作15×400×600毫米和15×300×400毫米的木制模拟板。（2）按照编号原则在电气线路图上给主电路、控制电路、照明和指示电路及电磁吸盘电路编号。（3）按电气元件明细表配齐元件，并对元件进行检测。（4）给各电气元件和元件的接线端上做好与电气线路图上相应的文字和号码标示。（5）将接触器、熔断器、整流降压变压器T1、T2，硅整流器、欠电流继电器KA、热继电器、插头插座X2、X3，电容、电阻和接线板安装在大模拟板上。将按钮、工作台照明灯和开关、指示灯、X1和接线板安装在小模拟板上。大小模拟板相距0.5米，连接线用软管保护。大模拟板至各电动机和电磁吸盘（可用110V100W的白炽灯代替）的连接线用软管保护。（6）选配合适的导线，并在线头两端做好与电路图中的编号相同的号码，然后接线。在模拟板内部采用BVR塑铜线，电源开关至大模拟板的接线及接到电动机的接线用四芯橡皮套绝缘的电缆线，接到电磁吸盘及小模拟板的联接线采用BVR塑铜线并应穿在导线通道内加以保护。（7）在大模拟板附近安装电动机并接线。（8）布线时，在大模拟板内采用走线槽的敷线方法，接到电动机或小模拟板的导线必须经过接线端子板。在按原理图接线的同时，应在导线的线头上套有与原理图一致的线号的编码套管。（9）安装结束后清理场地。按照