机床电气控制技术.
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机床电气控制技术
1、(单选、2.5分)机床数控系统中的PLC经常被用作________控制。
A、逻辑顺序B、智能C、进给伺服参考答案：C2、(单选、2.5分)目前数控机床高速主轴电机使用最多的是________。
A、步进电机B、直流伺服电机C、交流伺服电机D、直线电机参考答案：C3、(单选、2.5分)数控机床在加工零件时，刀具相对于工件运动的________称为对刀点。
A、起点B、基点C、原点参考答案：A4、(单选、2.5分)数控程序的模态指令是指该指令仅只在当前行有效。
A、正确B、错误参考答案：B5、(单选、2.5分)直线控制系统和点位控制系统相同，都是保证点到点之间的路径是直线。
A、正确B、错误参考答案：B6、(单选、2.5分)闭环控制系统的定位误差主要取决于机械传动副的间隙及制造误差。
A、正确B、错误参考答案：B7、(单选、2.5分)G92通过刀具的当前位置设定时，机床移动部件不产生运动。
A、正确B、错误参考答案：A8、(单选、2.5分)使用恒线速度切削工件可以提高尺寸精度。
A、正确B、错误参考答案：B9、(单选、2.5分)在闭环系统中，光栅传感器可用于检测运动件的直线位移量。
A、正确B、错误参考答案：A9、(单选、2.5分)在闭环系统中，光栅传感器可用于检测运动件的直线位移量。
A、正确B、错误参考答案：A10、(单选、2.5分)测量反馈装置的作用是为了提高机床的安全性。
A、正确B、错误参考答案：B11、(单选、2.5分)光栅中，标尺光栅与指示光栅的栅线应相互平行。
A、正确B、错误参考答案：B12、(单选、2.5分)数控机床的坐标系采用右手法则判定X、Y、Z的方向。
A、正确B、错误参考答案：A13、(单选、2.5分)开环控制系统中必须设置位置检测环节。
A、正确B、错误参考答案：B14、(单选、2.5分)移动类指令，如G00、G01、G02、G03等，不可以相互注销。
A、正确B、错误参考答案：B15、(单选、2.5分)G41 D01 其中的D01是指刀具的补偿（偏移）量。
机床电气控制技术
机床电气控制技术引言机床电气控制技术是现代制造业中的关键领域之一。
随着科技的不断进步和工业自动化的发展，机床电气控制技术在提高生产效率、降低成本和提升产品质量方面起着至关重要的作用。
本文将介绍机床电气控制技术的基本概念、主要应用和未来发展趋势。
机床电气控制技术概述机床电气控制技术是指将电气控制系统应用于机床设备中，实现对机床运动、加工过程和工件位置等的控制。
它通过电气信号的传输、处理和控制，完成机床的运行、变速、定位和加工等功能。
机床电气控制技术的核心是控制器，它接收来自传感器和操作面板的输入信号，根据预设的程序和算法进行处理，最后输出控制信号，驱动机床设备完成加工任务。
机床电气控制技术的主要应用数控机床数控机床是机床电气控制技术的重要应用方向之一。
通过将数控系统与机床结合，可以实现对机床运动轴的精确控制和工件加工过程的自动化。
数控机床的优点是能够实现高精度、高效率和重复加工能力，大大提高了生产效率和产品质量。
伺服控制技术伺服控制技术是机床电气控制技术的另一个重要应用领域。
通过采用伺服电机和伺服驱动器，可以实现对机床轴的高精度位置和速度控制。
伺服控制技术能够提供更精确的加工结果，并且具有快速响应、稳定性好的特点。
PLC控制技术PLC（可编程逻辑控制器）是机床电气控制技术中常用的控制设备。
通过编程，PLC可以实现对机床运动、开关和传感器的控制。
PLC控制技术具有编程灵活、易于维护和可靠性高的优点，被广泛应用于机床行业。
机床电气控制技术的发展趋势随着工业4.0的到来和人工智能技术的发展，机床电气控制技术正在朝着智能化、自动化和数字化的方向发展。
智能化智能化是机床电气控制技术的主要发展趋势之一。
通过引入人工智能算法和大数据分析，机床电气控制系统可以自动调整和优化加工参数，提高机床运行效率和产品质量。
自动化自动化是机床电气控制技术的重要目标之一。
随着机器人技术和自动化设备的发展，机床电气控制系统将更加智能地与其他设备进行联动，实现自动化生产线的建设。
机床电气控制技术第一章-(2)
动合： 延时断开的动合触点
动分： 延时断开的动分触点
记忆方法：
f
f
假想：作用力从弧顶指向弧心，其最终效果是使触头闭合还是 使触头断开，再在其前面加上“延时”二字。而动分还是动合， 由触头的画法（张开还是闭合）决定。
小结
▲电气传动自动化；▲仪表自动化 速度调节（调速）
1.电气传动（拖动） ★的基本要求
1、 掌握电气自动控制的基本原理； 2、 能读懂一般机床电气控制电路图； 3、 掌握晶闸管直流电气传动的基本原理； 4、 懂得PLC的工作原理，具有一定的实际使用能力。
常用低压电器
一．开关电器和熔断器
1． 三级开关（三级断路器）：通-断两态
＊三级（高压）隔离开关 ＊三级（高压）负荷开关
▲继电器、接触器控制：有触点控制。 ▲顺序控制器：继电器和半导体元件综合应用的控制装置 ▲可编程序控制器（PLC:Programmable Logic Controller:可编程序
逻辑控制器）： ▲ 数控机床：高效率、高精度、高柔性。是当前机床自动化
的理想形式 ▲ CAD,CAM CAQ（计算机辅助质量检测）CIMS （计算机集成
动作： 线圈通电，吸合： （常开）触头闭合（动合），断开的电路被接通； （常闭）触头断开（动断），接通的电路被分断。 线圈电压：50Hz, 220V; 50Hz, 380V.
三．按钮、行程开关
主令电器：发出指令去控制接触器或其它电器电磁机构的线圈 使电路通、断
1．按钮 特点：自动复位
动合 动分 先断后合
优点： 缺点： ★ 交流传动（调速）
优点： 缺点： 主要技术：交流变频调速技术（变频器）； 矢量控制技术。
SCR 晶闸管（可控硅）； GTR 功率晶体管； SPWM正弦脉冲宽度调制； DSP 数字信号处理器 IGBT 绝缘门极晶体管（绝缘栅双极性晶体管） IPM 智能化功率模块
动分： 延时断开的动分触点
记忆方法：
f
f
假想：作用力从弧顶指向弧心，其最终效果是使触头闭合还是 使触头断开，再在其前面加上“延时”二字。而动分还是动合， 由触头的画法（张开还是闭合）决定。
小结
▲电气传动自动化；▲仪表自动化 速度调节（调速）
1.电气传动（拖动） ★的基本要求
1、 掌握电气自动控制的基本原理； 2、 能读懂一般机床电气控制电路图； 3、 掌握晶闸管直流电气传动的基本原理； 4、 懂得PLC的工作原理，具有一定的实际使用能力。
常用低压电器
一．开关电器和熔断器
1． 三级开关（三级断路器）：通-断两态
＊三级（高压）隔离开关 ＊三级（高压）负荷开关
▲继电器、接触器控制：有触点控制。 ▲顺序控制器：继电器和半导体元件综合应用的控制装置 ▲可编程序控制器（PLC:Programmable Logic Controller:可编程序
逻辑控制器）： ▲ 数控机床：高效率、高精度、高柔性。是当前机床自动化
的理想形式 ▲ CAD,CAM CAQ（计算机辅助质量检测）CIMS （计算机集成
动作： 线圈通电，吸合： （常开）触头闭合（动合），断开的电路被接通； （常闭）触头断开（动断），接通的电路被分断。 线圈电压：50Hz, 220V; 50Hz, 380V.
三．按钮、行程开关
主令电器：发出指令去控制接触器或其它电器电磁机构的线圈 使电路通、断
1．按钮 特点：自动复位
动合 动分 先断后合
优点： 缺点： ★ 交流传动（调速）
优点： 缺点： 主要技术：交流变频调速技术（变频器）； 矢量控制技术。
SCR 晶闸管（可控硅）； GTR 功率晶体管； SPWM正弦脉冲宽度调制； DSP 数字信号处理器 IGBT 绝缘门极晶体管（绝缘栅双极性晶体管） IPM 智能化功率模块
机床电气控制
机床电气控制机床电气控制，是指通过电气信号对机床的各个部件进行控制和调节的过程。
它是现代机床制造的重要组成部分，是机床自动化和智能化的实现必要手段。
机床电气控制的主要内容包括：电气传动系统、数控系统、机床保护系统等。
一、电气传动系统机床电气控制的重要组成部分是电气传动系统。
电气传动系统是指通过电气信号，对机床的电动机等执行元件进行调节，控制机床的动力输出，实现有效的加工作业。
电气传动系统分为两个部分：主轴驱动系统和进给系统。
主轴驱动系统是指控制主轴电动机的运转状态，以便实现高速、稳定的主轴转动。
当主轴电机正常工作时，它承担了机床的高精度加工和高负荷加工的任务，切削热能利用率较高，能够实现高水平的产品质量。
进给系统是指控制进给电机的转速、转矩、切削速度等参数，以实现对工件加工的控制。
进给控制系统的设计需要考虑到极限速度、车削速度、加工功率等多个参数，设置合理的控制范围和响应机制，确保加工的稳定性和安全性。
二、数控系统随着工业化和信息技术的不断发展，数控技术已经成为现代机床中不可或缺的一部分。
数控是指通过数字信号，对机床的运动、位置、加工参数进行精密控制，实现加工工艺的可编程、可执行和可监测。
数控系统主要包括CPU、执行器、编程器和显示器等。
CPU是数控系统的核心部分，是用于控制加工数据流、计算加工轨迹、调节加工参数的计算机芯片。
执行器是指数控系统中的动作控制器，用于控制机床的运动和加工过程。
编程器是用于将加工程序转换为数控程序的设备，包括数控语言、宏指令和参数化编程等。
显示器用于显示加工过程和加工结果的数控界面，包括图形界面和文字界面等。
三、机床保护系统机床保护系统是机床电气控制的重要组成部分，主要用于检测机床的运行情况和设备的状态，及时发现故障，保护设备的安全可靠运行。
机床保护系统主要包括以下几个方面：1、过流保护系统：用于检测主轴电机和进给电机的电流是否过大，超负荷时自动切断电源，保护电机和随之工件的损伤。
机床电气控制技术
机床电气控制技术机床电气控制技术是机械制造业和工业制造业中不可或缺的一项重要技术领域。
它涉及到多个方面，包括机床的构造、电气控制系统、自动化控制、网络通讯控制、传感器、执行器和控制算法等等。
机床电气控制技术的主要目的是通过电气控制系统来控制机床的运动，使其能够按照工件图样进行精确加工。
机床电气控制技术的发展历程可以追溯到20世纪60年代，当时出现了数字控制系统，它是机床电气控制技术历史上的重要里程碑。
数字控制系统采用了计算机技术，使得机床能够实现高精度、高速度的加工。
从此，机床加工的精度、效率和稳定性都得到了大幅度提高。
在数字控制系统之后，机床电气控制技术又出现了许多新的技术和方法，如伺服电机技术、编码器技术、电容传感器和光电传感器技术、PLC控制技术、通讯总线技术等等。
伺服电机技术是机床电气控制技术的重要组成部分。
伺服电机是一种能够自动调节角度、速度和位置的电动机。
它可以根据要求精确地控制机床的转动速度和位置，使机床的精度和效率得到大幅度的提高。
编码器技术是指采用脉冲编码器来检测伺服电机转子位置的一种技术。
脉冲编码器可以把转子的转动位置转换成电信号，让伺服电机的控制器根据这些信号来准确控制机床的转动。
电容传感器和光电传感器技术是机床电气控制技术中的一个重要组成部分。
它们可以用来检测工件和工具的位置、形状和尺寸，从而实现机床的自适应控制和智能化控制。
PLC控制技术是指工业控制领域中普遍采用的一种自动化控制技术。
PLC控制器是一种可编程的电子设备，能够自动控制机器或生产线的运作。
它可以根据不同的程序，控制机床的转动、进给、冷却等动作，并能够实时监测和反馈机床的工作情况。
通讯总线技术是机床电气控制技术的新兴领域，它是指通过现代通讯技术将多个设备和系统互相连接起来，形成一个高效、稳定和智能化的生产流程。
通讯总线技术可以提高机床的生产效率、降低能源消耗和减少机械故障的发生。
总之，机床电气控制技术是机械制造业和工业制造业中不可或缺的一项重要技术领域。
课程标准
《机床电气控制技术——项目教程》课程标准（104学时）一、概述（一）课程性质《机床电气控制技术——项目教程》是中等职业学校机电类专业的一门实践性和专业性较强的课程，其目的是提高学生选择、使用和维护机床及电气控制设备的基本技能，锻炼学生解决实际工程问题的能力。
该课程还是学生考取初、中级维修电工资格证书、毕业就业的坚实基础；并为提高学生的全面素质、增强适应职业变化的能力和继续学习的能力打下良好的基础。
（二）课程设计理念本课程的设计理念：坚持以就业为导向，以能力为本位，理论与实践相结合，与生产实际相结合的原则，围绕对机床维修高技能人才的职业要求，充分体现职业教育的特点，打破传统的学科体系的框架，注重实用、够用的原则，突出电路图的识读、维修技术、控制电路的安装、调试，注重技能训练，着重培养学生应用维修技能解决实际问题的能力，从理论到实践，提高学生的动手能力和综合素质。
在各项目的学习和实施过程中培养学生的职业意识和职业习惯，提高学生的综合职业能力。
（二）课程设计思路本课程要求的总体设计思路：以中等职业学校机电类学生所必备的电工技能为主线，在编写思路上强调“目标明确、图文并茂、深入浅出、知识够用、突出技能”，“以职业活动为导向，以职业技能为本位”，突出中职技能教学特色，突出能力本位的职业教育思想；内容上紧扣技能鉴定标准，体现学以致用，应用性强。
本课程的具体要求介绍与机床及电气维修有关的基础知识、操作技能为主，从实际情况出发，注重培养动手能力，将技能训练作为重要的学习任务。
全书分为十一个项目，包括机床电气设备的配线、电动机与机械传动部分的连接调整、电动机的使用与维护、识别并检测机床常用低压电器、安装与调试机床基本电气控制电路、识读并检修普通车床电气控制线路、识读并检修平面磨床电气控制线路、识读并检修摇臂钻床电气控制线路、识读并检修万能铣床电气控制线路、识读并检修卧式镗床电气控制线路、识读并检修数控车床电气系统。
机械《机床电气控制》教案
机械《机床电气控制》教案一、教学目标1. 了解机床电气控制的基本概念、原理和组成。
2. 掌握常用低压电器的工作原理和应用。
3. 熟悉机床电气控制线路的识图和分析方法。
4. 能够设计和调试简单的机床电气控制线路。
二、教学内容1. 机床电气控制的基本概念机床电气控制系统的组成及作用机床电气控制技术的发展趋势2. 常用低压电器开关、按钮及其控制电路接触器、继电器及其控制电路熔断器、热继电器、速度继电器等电器元件3. 机床电气控制线路识图与分析电气控制系统图的类型及特点电气控制线路的识图方法典型机床电气控制线路分析4. 机床电气控制线路设计设计原则和步骤电气控制线路的设计方法电气控制线路的调试与验收5. 机床电气控制技术的应用与发展数控机床电气控制技术自动化生产线电气控制技术新型电气控制技术及应用案例分析三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和知识点。
2. 案例分析法：分析典型机床电气控制线路，提高学生实际应用能力。
3. 实践教学法：动手设计、调试电气控制线路，培养学生的实际操作能力。
4. 讨论法：引导学生探讨电气控制技术的发展趋势，提高学生的创新意识。
四、教学资源1. 教材：《机床电气控制技术》2. 课件：机床电气控制原理、典型机床电气控制线路等3. 实验设备：机床电气控制实验台、低压电器等4. 网络资源：相关学术论文、技术资料、案例分析等五、教学评价1. 平时成绩：课堂表现、作业完成情况、讨论参与度等。
2. 考试成绩：理论知识考核、实践操作考核、课程设计等。
3. 综合评价：评价学生在电气控制技术方面的掌握程度以及实际应用能力。
六、教学安排1. 课时：共计32课时，包括理论教学和实践教学。
2. 教学计划：第1-8课时：讲解机床电气控制的基本概念和原理。
第9-16课时：介绍常用低压电器的结构和应用。
第17-24课时：学习机床电气控制线路的识图和分析方法。
第25-32课时：实践机床电气控制线路的设计和调试。
常用机床的电气控制
常用机床的电气控制1. 引言机床是制造业中常见的设备，它被用于加工、成形和加工材料等工艺过程。
电气控制是机床工作的重要组成部分之一，通过电气控制，机床可以实现自动化和精确的加工操作。
本文将介绍常用机床的电气控制系统，包括主要的控制器、传感器和执行器等。
2. 机床电气控制系统机床电气控制系统主要由以下几部分组成：•控制器：控制器是机床电气控制系统的核心部分，它接收操作指令，并将其转化为控制信号。
常见的控制器有数控系统和可编程逻辑控制器（PLC）等。
•传感器：传感器用于感知机床工作状态和环境条件。
常见的传感器有接近传感器、压力传感器、温度传感器等。
传感器将感知到的信息转化为电信号，并传输给控制器。
•执行器：执行器根据控制信号，驱动机床进行相应的运动。
常见的执行器有电机、液压缸和气动缸等。
执行器将控制信号转化为机械能，从而使机床进行加工工作。
3. 数控系统数控系统是一种通过数字方式控制机床加工的系统。
它由数控设备、控制器、传感器和执行器等组成。
数控系统可以实现高精度、高效率的加工，广泛应用于各种机床中。
数控系统的控制器通常包括以下几个部分：•数控设备：数控设备是数控系统的用户界面，它通过输入加工程序和操作指令，向控制器发送控制信号。
数控设备可以是电脑、数控终端或专用的人机界面。
•控制器：数控系统的控制器接收数控设备发送的控制信号，并处理这些信号，生成控制指令。
控制器通常由计算机、数控信号处理器和接口电路等组成。
•传感器：传感器用于感知机床的工作状态和环境条件，如工件位置、速度和力等。
传感器将感知到的信息转化为电信号，并传输给控制器。
•执行器：执行器是根据控制信号驱动机床进行相应的运动。
常见的执行器有伺服电机、步进电机和液压系统等。
4. PLC控制系统可编程逻辑控制器（PLC）是一种通过编程方式控制机床的系统。
它由中央处理器、输入模块、输出模块和编程软件等组成。
PLC控制系统具有灵活、可靠和易扩展的特点，被广泛应用于自动化机床中。
《机床电气控制技术》课程教学大纲
《机床电气控制技术》课程教学大纲课程类别：专业基础课适用专业：机电一体化技术适用层次：高起专适用教育形式：网络教育/成人教育考核形式：考试所属学院：制造科学与工程学院先修课程：电工电子学一、课程简介机床电气控制技术是机电一体化技术专业的一门主干专业课。
本课程主要学习、研究、解决机床电气控制的有关问题。
它以机床电气控制为主导，通过机床电气控制线路的典型环节及典型机床控制线路分析，阐述机床电气控制原理、实际机床控制线路及其设计方法，常用电气元件的选择，交、直流调速系统，可编程序控制器等，学习和掌握机床电力拖动系统所需的电气控制技术知识。
二、课程学习目标1、掌握机床电气控制的基本原理、机床电气控制系统典型基本环节的使用方法和相关知识，学会解决问题的基本原则和方法。
2、学会分析、设计基本的机床电气控制系统，能正确选用电气元件及电气参数，提高动手能力。
3、掌握PLC的基础知识，编程的基本指令及其应用，熟悉机床电气调速系统的基本内容和调速方法。
三、与其他课程的关系先修课程为：电工电子学后续课程为：数控技术基础四、课程主要内容和基本要求本课程以机床电气为主线展开，学习和掌握机床电力拖动系统所需的电气控制技术知识。
主要内容分为三篇六章，包括机床电气、调速系统与PLC编程。
主要内容分为以下几个模块：模块一：机床电气具体包括机床常用低压电器、机床电气控制线路基本环节与典型机床控制电路分析与设计等内容，主要介绍低压电器的分类、结构与原理，基本控制环节和典型机床控制线路。
要求掌握在掌握机床电气控制线路基本环节的机床上，能分析、设计典型的机床电气控制线路。
模块二：调速系统包括第四章和第五章，具体包括直流调速系统和交流调速系统等内容。
本部分是针对电动机调速进行，主要介绍调速系统的组成、基本原理以及适用场合。
模块三：PLC编程主要介绍逻辑可编程控制器在机床电气控制系统方面的应用。
主要介绍了PLC的基础知识、编程代码、梯形图等内容，熟悉PLC开发应用的方法及应用场所。
《机床电气控制》教案
《机床电气控制》教案一、教学目标1. 了解机床电气控制的基本概念、原理和组成。
2. 掌握机床电气控制线路的阅读和分析方法。
3. 熟悉常见机床电气控制系统的故障排除和维护方法。
4. 能够运用所学知识对机床电气控制系统进行设计和改进。
二、教学内容1. 机床电气控制的基本概念和原理机床电气控制系统的组成机床电气控制的基本原理2. 机床电气控制线路的阅读和分析方法电气符号和图形线路图的阅读和分析方法3. 常见机床电气控制系统的故障排除和维护故障排除方法维护和保养方法4. 机床电气控制系统的应用案例案例一：C650车床电气控制系统案例二：M7130平面磨床电气控制系统5. 机床电气控制系统的改造和设计改造和设计的原则和方法改造和设计实例三、教学方法1. 讲授法：讲解机床电气控制的基本概念、原理和组成。
2. 案例分析法：分析常见机床电气控制系统的故障排除和维护方法。
3. 实践操作法：通过实际操作，掌握机床电气控制线路的阅读和分析方法。
4. 小组讨论法：分组讨论机床电气控制系统的应用案例和改造设计。
四、教学资源1. 教材：机床电气控制教材2. 课件：机床电气控制PPT3. 视频资源：机床电气控制系统的工作原理和故障排除方法4. 实践设备：机床电气控制系统实验装置五、教学评价1. 课堂参与度：评估学生在课堂上的发言和提问情况。
2. 作业完成情况：评估学生完成作业的质量和速度。
3. 实践操作能力：评估学生在实践操作中的技能和解决问题的能力。
4. 小组讨论报告：评估学生在小组讨论中的表现和报告质量。
六、教学安排1. 课时：共计40课时，每课时45分钟。
2. 授课计划：课时1-4：机床电气控制的基本概念和原理课时5-8：机床电气控制线路的阅读和分析方法课时9-12：常见机床电气控制系统的故障排除和维护课时13-16：机床电气控制系统的应用案例课时17-20：机床电气控制系统的改造和设计七、教学重点与难点1. 教学重点：机床电气控制的基本概念和原理机床电气控制线路的阅读和分析方法常见机床电气控制系统的故障排除和维护机床电气控制系统的应用案例和改造设计2. 教学难点：机床电气控制线路的阅读和分析方法故障排除和维护方法的运用机床电气控制系统的改造和设计八、教学过程1. 导入：通过引入实际案例，引发学生对机床电气控制的兴趣。
机床电气控制技术第2版(教材)
可靠吸合 （煤矿用产 品下限留用 10%的裕量）
﹤70%额定 电压可靠释 放（煤矿用
产品为 65%），又 不低于10%
的裕量
120 600 120
30 300 30 30 120 30
3TB40~58系列交流接触器主要技术数据见表1-4。
表1-4 3TB40~58系列交流接触器主要技术数据
吸引
型 号
普通中等专业教育机电类规划教材 机械工业出版社精品教材
机床电气控制技术
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 实验
常用低压电器 继电器-接触器基本控制电路 机床电气控制 可编程序控制器（PLC）原理与应用 电气控制电路设计
退出 EXIT
第一章 常用低压电器
电器就是接通、断开电路或调节、控制 和保护电路与设备的电工器具和装置 1.按工作电压等级分类 2.按动作原理分类 3.按用途分类 4.按工作原理分类
/V
660
额定 工作 电流
/A
220 380 660
220 380 660
220 380 660
220 380 660
额定 发热 电流
/A 55
80
125
220
断续周期 工作制下 的额定工 作电流/A
55 40 25
63 63 40
100 100 63
160 160 100
AC3类 工作制下 的控制功
率/kW
80 132 190
115 200 200
175 300 350
85 400
在额定负载下额定 操作频率/（次/h）
AC2 AC3 AC4
（续） 吸引线圈动作性
吸合电压
释放电压
300 600 300
﹤70%额定 电压可靠释 放（煤矿用
产品为 65%），又 不低于10%
的裕量
120 600 120
30 300 30 30 120 30
3TB40~58系列交流接触器主要技术数据见表1-4。
表1-4 3TB40~58系列交流接触器主要技术数据
吸引
型 号
普通中等专业教育机电类规划教材 机械工业出版社精品教材
机床电气控制技术
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 实验
常用低压电器 继电器-接触器基本控制电路 机床电气控制 可编程序控制器（PLC）原理与应用 电气控制电路设计
退出 EXIT
第一章 常用低压电器
电器就是接通、断开电路或调节、控制 和保护电路与设备的电工器具和装置 1.按工作电压等级分类 2.按动作原理分类 3.按用途分类 4.按工作原理分类
/V
660
额定 工作 电流
/A
220 380 660
220 380 660
220 380 660
220 380 660
额定 发热 电流
/A 55
80
125
220
断续周期 工作制下 的额定工 作电流/A
55 40 25
63 63 40
100 100 63
160 160 100
AC3类 工作制下 的控制功
率/kW
80 132 190
115 200 200
175 300 350
85 400
在额定负载下额定 操作频率/（次/h）
AC2 AC3 AC4
（续） 吸引线圈动作性
吸合电压
释放电压
300 600 300
机床电气控制与PLC
机床电气控制与PLC1. 介绍机床电气控制是机床制造中的核心技术之一。
它涉及到机床运动控制、工艺控制、安全控制等方面的内容。
而在现代机床中，PLC（可编程逻辑控制器）作为一种常用的控制设备，被广泛应用于机床的电气控制系统中。
本文将介绍机床电气控制系统的基本原理、PLC的工作原理以及机床电气控制与PLC的应用。
2. 机床电气控制系统的基本原理机床电气控制系统是由电机、传感器、执行器、控制器等组成的系统。
其基本原理是通过控制器对电机、传感器、执行器等进行控制，从而实现机床的工艺控制、运动控制以及安全控制。
在机床电气控制系统中，电机作为输出装置，负责驱动工作台、主轴等进行运动。
传感器用于检测机床的运动状态、位置以及工件的尺寸等信息，并将其转化为电信号。
执行器则根据控制信号驱动相关的机构运动，如气缸、伺服电机等。
控制器则根据输入的信号进行逻辑运算和控制操作，实现对机床的精确控制。
3. PLC的工作原理PLC是一种专门用于工业自动化控制的硬件设备。
它的工作原理主要包括输入模块、中央处理器、输出模块等组成。
输入模块负责接收外部信号，如传感器的信号等，并将其转化为与PLC内部相兼容的信号。
中央处理器是PLC的核心部分，它对输入信号进行处理、判断，并根据预设的程序逻辑生成相应的输出信号。
输出模块则将处理后的信号输出到执行器，驱动相关的机构进行运动。
PLC的一个重要特点是可编程性，用户可以通过编程控制器内部的逻辑和功能，实现对机床电气控制系统的灵活调整和优化。
4. 机床电气控制与PLC的应用机床电气控制与PLC的应用广泛存在于各种机床中，如数控机床、自动化生产线等。
在数控机床中，PLC可以完成对机床的运动控制、工艺控制以及安全控制。
通过编写PLC的程序，可以实现对机床运动轨迹的精确控制，使其按照预定的路径进行运动。
同时，PLC还可以对机床的主轴转速、进给速度等进行调节，以满足对工件加工的要求。
此外，PLC还能监视机床的安全状态，当出现异常情况时，如过载、碰撞等，能够及时采取相应的措施保护机床和工作人员的安全。
机床电气控制技术
机床动作循环图
（4）液压系统工作原理图及元件动作表
液压系统工作原理图
三面铣液压系统各元件的动作表见表5-2。
表5-2 元件动作表
元 工 步 － ＋ （＋） （＋） （＋） （＋） － （＋） － － － － － ＋ － － ＋ ＋ ＋ － － － － － － － ＋ － － － － ＋ ＋ － － － － － － －/＋ － － － ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － 件 YV1 原位 夹紧 快进 工进 死挡铁停留 快退 松开 YV2 YV3 YV4 YV5 KP1 KP2
3.调速性能与负载特性
4.机械设备传动系统的起动、反向、制动的控制 方案
5.控制方案的选择
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二、电动机选择
1.电动机的容量的选择
（1）分析计算法 1）长期运行方式电动机容量的选择
生产机械所需功率 p 效率
2）短期运行方式电动机容量的选择
3）重复短时运动方式电动机容量的选择 （2）调查统计类比法 1）统计分析法 2）类比法
I M 7 I MN max I M Ni
3）采用减压方法起动的电动机 （2）熔断器的规格选择 （3）熔断器类型的选择
3.接触器选择 （1）种类、类别选择 （2）额定电压与额定电流 额定电压： ≥ 额定电流： ≥
U KMN
U CN
（3）吸引线圈的电流种类及额定电压
3 P 10 MN I I KMN （5）根据使用环境选择有关系列接触器 N KU MN
量
3）设计电气控制系统原理图 4）设计、绘制非标准电器元件和安装零件 5）绘制电器位置图，电气系统互连图 6）设计和选择电气设备元器件。
7）编写电气控制系统工作原理和使用说明
书
第二节
机床电气控制技术
电弧与灭弧
• 电弧产生：在触点由闭合状态过渡到断开 状态的过程中产生的电弧。气体自持放电 形式之一，是一种带电质点的急流。 • 电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高 的温度和密度很大的电流。
电弧与灭弧
• 电弧产生：在触点由闭合状态过渡到断开 状态的过程中产生的电弧。气体自持放电 形式之一，是一种带电质点的急流。 • 电弧特点：外部有白炽弧光，内部有很高 的温度和密度很大的电流。
电磁机构是各种自动化电磁式电器的主要 组成部分之一，它将电磁能转换成机械能， 带动触点使之闭合或断开。
• • • • • • •
1)按衔铁的运动方式分类（见图1.1） ①衔铁绕棱角转动 ②衔铁绕轴转动 ③衔铁直线运动 2)按磁系统形状分类 3)按线圈的连接方式分类 4)按吸引线圈电流的种类分类 电磁机构的特性用吸力特性与反力特性表征。 吸力F 可近似地按下式求得
第一讲 常用低压电器的作用、分类 接触器的工作原理与用途
本次课主要讨论低压电器的作用与分
类、低压电器的电磁机构及执行机构、接
触器的基本工作原理与用途。
第1章 常用低压电器
• 电器定义：一种能控制电路的设备。 • 低压电器（Low-voltage Apparatus）通常用于交流1200V、 直流1500V级以下的电路中起通断、保护、控制或调节作 用的电器产品。 • 高压电器：交流1200V以上、直流1500V以上。
图1.3 交流电磁机构 的吸力特性
综上所述，对于一般U形交流电磁机构，在线圈通
电而衔铁尚未吸合瞬间，电流将达到吸合后额定电流 若衔铁卡住不能吸合或者频繁动作，就可能烧毁线圈。 这就是对于可靠性要求高或者频繁动作的控制系统采
的5～6倍，E 形机构将达到吸合后额定电流的10～15倍。
(完整word)机床电气控制技术教案(机电0901班)
教案
课程名称:机床电气控制技术
系部:自动化
教研室：自动化
教师姓名:夏继红
选用教材：机床电气控制技术（机械工业出版社) 2010～2011学年第二学期
目录
第一章常用低压电器 1第一节接触器1第二节继电器3第三节熔断器} 6第四节开关与主令电器 (11)
第五节电磁铁和电磁离合器 (14)
第二章继电器-接触器基本控制电路 17第一节电气控制系统图、文字符号，第二节三相电动机单向控制 17 实验一,三相异步电动机点动、长动控制 20
第三节三相异步电动机可逆旋转控制电路 23 第四节组合机床控制电路的基本环节 26
第五节三相异步电动机减压起动控制电路 29 第六节三相异步电动机变速控制电路 32 实验二三相异步电动机正反转控制电路 35
第八节三相异步电动机制动控制电路 38实验三三相异步电动机Y—∆起动控制电路 41
第三章机床电气控制 44 第一节卧式车床电气控制 44 第二节铣床电气控制 47第三节组合机床电气控制 50第四节磨床电气控制 53第五节摇臂钻床电气控制 56第六节起重机电气控制 59 第七节机床电气控制电路的故障及处理 62 三速异步电动机控制电路 65顺序控制电路的设计 67 期末复习一 69期末复习二 71
期末复习三 73
第一章常用低压电器。
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图7—7特殊功能模块的编号
FX2N-4AD使用+5VDC电源(内部电源)30mA电 流，+24VDC电源(外部电源)55mA电流。通常转换速 度为15ms／通道，高速转换速度为6ms／通道。 2、FX2N-4AD4模拟量输入模块缓冲存储器 (BFM)的分配,FX2N-4AD4AD模块利用缓冲存储器(简 称“BFM”)的设置完成编程工作。模拟量输入模块共 有32个缓冲存储器，目前使用了以下21个BFM：
(1)BFM#0。用于通道选择。4个通道的模拟输入信 号范围用4位16进制数表示。 (2)BFM#1～#4。1～4通道的采样次数(设定范围为 l～4096)，默认值为8。 (3)BFM#5～#8。l～4通道的采样平均值。 (4)BFM#9～#12。1～4通道的采样当前值。 (5)BFM#15。选择A／D转换的速度。若设为0，则 为正常转换速度，即15ms／通道(默认值)；若设为1， 则选择高速转换，即6ms／通道。
图7—3电压型变频器和电流型变频器主电路基本结构 (a)电压型变频器主电路 (b)电流型变频器主电路
2变频器的分类及工作原理 通用变频器按工作方式分类： (1)u／f控制。即电压与频率成比例变化控制。U/f 控制忽略了电动机漏阻抗的作用，在低频段工作特性 不理想。因而实际变频器中常采用E／f控制。采用 u/f控制方式的变频器常被称为普通功能变频器。 (2)转差频率控制。转差频率控制是在E／f控制基 础上增加转差控制。以电动机的实际运行速度加上该 速度下电动机的转差频率确定变频器输出频率的控制 方式。在E／f=常数条件下，通过对转差频率的控制， 实现对电动机转矩的控制。采用转差频率控制的变频 器属多功能型变频器。
(3)外输入端子模拟量频率选择操作方式。为方便与 输出量为模拟电流或电压的调节器、控制器的连接，变 频器还设有模拟量输入端，如图9—5中的C1端为电流输 入端，11、12、13端为电压输入端，当接在这些端口上 的电流或电压量在一定范围内平滑变化时．变频器的输 出频率在一定范围内平滑变化。 (4)通信数字量操作方式。变频器设有网络接口，可 通过通信方式接收频率控制指令，生产厂家为自己的 变频器与PLC通信设计了专用的协议，如西门子公司的 uss协议即是西门子MM400系列变频器的专用通信协议。
图7—2 交-直-交变频器的基本结构
1.变频器的基本结构 变频器分为交～交和交～直～交两种形式。交～ 交变频器可将工频交流电直接变换成频率、电压均可 控制的交流电，称为直接式变频器。而交～直～交变 频器则是先把工频交流电通过整流变成直流电，然后 再把直流电变换成频率、电压均可控制的交流电，又 称间接式变频器。市售通用变频器多是交～直～交变 频器，其基本结构图如图7-2所示，由主回路，包括整 流器、中间直流环节、逆变器和控制回路组成，现将 各部分的功能分述如下： (1)整流器。电网侧的变流器是整流器，它的作用 是把三相(也可以是单相)交流整流成直流。
变频器的输出频率控制有以下几种方式： (1)操作面板控制方式。通过操作面板上的按钮手 动设置输出频率。操作有两种方法:一按面板上频率上 升或频率下降的按钮调节输出频率;二通过直接设定频 率数值调节输出频率。 (2)外输入端子数字量频率选择操作方式。变频器 常设有多段频率选择功能。各段频率值通过功能码设 定。频率段的选择通过外部端子选择。变频器通常在 控制端子中设置一些控制端，如图8-5中的端子x1、x2、 x3，它们的7种组合可选定7种工作频率值。这些端子 的接通组合可通过机外设备，如PLC控制实现。
2、接收传感器送来的管网水压的实测值
管网实测水压回送到泵站控制装置称为反馈，调 节器是反馈的接收点。
3、根据给定值与实测值的综合，依一定的调节规律发 出系统调节信号 调节器接收水压的实测反馈信号后，将它与给定 值比较，得到给定值与实测值之差。如给定值大于实 测值，说明系统水压低于理想水压，要加大水泵电动 机的转速;如水压高于理想水压，要降低水泵电动机的 转速。这些都由调节器的输出信号控制。传统调节器 的调节规律多是PID调节器。调节器的调节参数可由使 用者设定，PID调节过程视调节器内部构成有数字式
(6)BFM#20。若将BFM#20设为1，则模块的所有设置 都复位成默认值。用它可以快速消除不希望的增益和 偏置值。BFM#20的默认值为0。 (7)BFM#2l。若BFM#2l的b1、b0分别置为(1，0)，则 禁止调整增益和偏置；若BFM#21的b1、b0分别置为 (0，1)(此为默认值)，则可改变增益和偏置。增益和 偏置的意义可由图8—8说明，图中偏置为横轴上的截 距，表示数字量输出为0时的模拟量输入值。增益为 输出曲线的斜率，为数字输出为+1000时的模拟量输 入值。
(3)矢量控制。将交流电动机的定子电流矢量分解， 算出定子电流的磁场分量及转矩分量，并分别控制， 提高了变频器对电动机转速及力矩控制的精度及性能。 采用矢量控制的变频器称高功能变频器。 普通功能型变频器适用于泵类负载及要求不高的 反抗性负载，高功能变颇器适用于位能性负载。 3变频器的操作方式及使用 变频器接入电路工作前，要据实际应用修定变 频器的功能码。修订是为了变频器性能与实际工作任 务更加匹配。变频器与外界交换信息的接口很多，有 主电路的输入与输出接线端、控制电路还设有许多输 入输出端子、通信接口及一个操作面板，功能码修订 一般通过操作面板完成。图8-4为操作面板图，图8-5 为变频器的接线端子图。
图7—1变频恒压供水系统的基本构成
图中压力传感器用于检测管网中的水压，装设在 泵站的出水口。用水量大时，水压降低;用水量小时， 水压升高。水压传感器将水压的变化转变为电流或电 压的变化送给调节器。调节器是一种电子装置，在系 统中完成以下功能：
1、设定水管压力的给定值。 恒压供水水压的高低依需要设定。供水距离越远， 用水地点越高，系统所需供水压力越大。给定值即是 系统正常工作时的恒压值。
任务描述
1、了解人机界面、触摸屏和组态软件等概 念 2、认识触摸屏TPC7062K 3、了解MCGS嵌入版组态软件系统 的主要 功能和组成 4、 嵌入版系统的体系结构 5、 TPC7062K与三菱PLC的接线 6、MCGS嵌入版组态软件安装与工程下载 7、MCGS嵌入版与三菱FX系列PLC连接的 组态过程
知识链接
7.1 恒压供水系统构成
7.1.1恒压供水系统的构成及各部分的作用
恒压供水泵站一般需设多台水泵及电动机，这比设 单台水泵及电动机节能可靠，恒压供水的主要目标是保 持管网水压恒定，水泵电动机的转速要跟随用水量而变 化，这就要用变频器为水泵电动机供电。方案是数台电 动机配一台变频器，变频器与电动机间可以切换，供水 运行时，一台水泵变频运行，其余水泵工频运行，以满 足不同用水量的需求。
(2)直流中间电路。其作用是对整流电路的输出进行 平滑处理，以保证逆变电路及控制电源得到质量较高 直流电源。 (3)逆变器。负载侧的变流器为逆变器。其作用是在 控制电路的控制下将输出电路的直流电源转换电为频 率压可调交流电源。逆变电路输出就是变频器输出。
（4）控制电路 . 包括主控制电路、信号检测电路、、了解恒压供水系统总体的结构框 架。 2、设计供水系统系统。
任务描述
• （1）掌握PLC与变频器的连接及使用方法 • （2）掌握利用PLC和变频器恒压供水的设 计使用。
• 分发任务书 • 布置工作任务： • 1、小组成员共同查阅资料，学习讨论恒压 供水的概念、系统组成、工作原理 • 2、小组制定软硬件系统总体的结构框架 • 3、每名成员安装调试恒压供水系统 • 4、根据每人完成的情况小组互评 • 5、任务评估填写项目考核记录单
3、变频器的驱动控制。恒压供水泵站中变频器常常 采用模拟量控制方式，这需采用具有模拟量输入输 出的PLC或采用PLC的模拟量扩展模块，水压传感器 送来的模拟信号输人到PLC或模拟量模块的模拟量 输入端，而输出端送出经给定值与反馈值比较并经 PID处理后得出的模拟量控制信号。并依此信号的变 化改变变频器的输出频率。 4、泵站的其他逻辑控制。除了泵组的运行管理工作 外，泵站还有许多逻辑控制工作．如手动、自动操 作转换，泵站的工作状态指示，泵站工作异常的报 警，系统的自检等，这些都可以在PLC的控制程序 中安排。
极驱动电路、外部接口电路及保护电路，完成对逆变 器的开关控制，对整流器的电压控制及完成各种保护 功能。三相变频器的整流电路由三相全波整流桥组成， 直流中间电路的储能元件在整流电路是电压源时为大 容量的电解电容，电流源时是大容量电感。为了电动 机制动的需要，中间电路中有时还包括制动电阻及辅 助电路。逆变电路最常见的结构形式是利用6个半导 体主开关器件组成的三桥式逆变电路。有规律的控制 逆变器中主开关的通与断．可得到任意频率的三相交 流输出。图7—3为电压型变频器和电流型变频器主电 路结构示意图。
图7-8 FX2N-4AD的偏置和增益
(8)BFM#22。BFM#22为增益与偏置调整的指定单元。 BFM#22的b0～b7由低到高两两为一组，分别用于通 道1～4的调整指定，当置1时调整，置0时不调整。两 位中低位指定偏置，高位指定增益。通道的偏置及增 益可分别调整。 (9)BFM#23、BFM#24。BFM#23、BFM#24为偏置 值与增益值存储单元，单位为mV或A。BFM#23(偏置) 的默认值为0，BFM#24(增益)的默认值为5000。当 BFM#22指定单元中的某些位置1时，偏置值及增益值 会送入相应通道的增益和偏置寄存器中。 (10)BFM#29中各位的状态是FX4AD错误状态信息。 其中，b0为ON，表示有错误；当b1为ON时，表示存 在偏置及增益错误；b2为ON时表示存在电源故障； b3为ON时．表示存在硬件错误等。
图7-4 通用变频器的操作面板
图7-5通用变频器的接线图
7.3
PLC在恒压供水泵站中的主要任务
7.3.1 PLC在恒压供水泵站中的主要任务 1、代替调节器实现水压给定值与反馈值的综合与 调节工作，实现数字式PID调节。一只传统调节器往 往只能实现一路PID设置，用PLC作调节器可同时实 现多路PID设置，在多功能供水泵站各类工况中PID参 数可能不一样，使用PLC作数字式调节器十分方便。 2、控制水泵的运行与切换。在多泵组恒压供水泵 站中，为了使设备均匀地磨损，水泵及电动机是轮换 工作的。在设单一变颇器的多泵组泵站中，如称和变 频器相连接的泵为变频泵，变频泵也是轮流担任的。 变频泵在运行且选到最高频率时，增加一台工频泵投 入运行。PLC则是泵组管理的执行设备。