第3章 机床电气控制系统

习题答案第一章机床控制线路的基本环节1.答：低压电器是机床控制线路的基本组成元件。

它可以分为以下几大类；开关电器，主令电器，熔断器，接触器，继电器，控制变压器，直流稳压电源。

常用的低压电器有：刀开关，组合开关，低压断路器，按制按钮，行程开关，万能转换开关，脚踏开关，熔断器，接触器，电磁式继电器，时间继电器，热继电器，速度继电器，控制变压器，直流稳压电源。

2．答：低压断路器俗称为自动空气开关，是将控制和保护的功能合为一体的电器。

它常作为不频繁接通和断开电路的总电源开关或部分电路的电源开关，当发生过载、短路或欠电压故障时能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备，并且在分断故障电流后一般不需要更换零部件。

因此，低压断路器在数控机床上使用越来越广泛。

3．答：虽然继电器与接触器都是用来自动接通或断开电路，但是它们仍有很多不同之处。

继电器可以对各种电量或非电量的变化作出反应，而接触器只有在一定的电压信号下动作；继电器用于切换小电流的控制电路，而接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载的主电路（如电动机）的自动控制电器。

因此继电器触点容量较小（不大于5A）。

在控制功率较小时（不大于5A）可用中间继电器来代替接触器起动电动机。

4．答：热继电器由于其热惯性，当电路短路时不能立即动作切断电路，不能用作短路保护，熔断器不具备热惯性所以只能作电动机的短路保护而不能作长期过载保护；另外，热继电器与熔断器的额定电流选择不同，因此，热继电器只能作为过载保护，熔断器只能作为短路保护。

5．答：短路保护：瞬时大电流保护，最常用的是利用熔断器进行短路保护。

过电流保护：当电流超过其整定值时才动作，整定范围通常为1.1--4倍额定电流。

最常用的是利用过电流继电器进行过电流保护。

长期过载保护：电动机在实际运行中，短时过载是允许的，但如果长期过载或断相运行都可能使电动机的电流超过其额定值，引起电动机发热。

绕组温升超过额定温升，将损坏绕组的绝缘，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会烧毁电动机绕组，因此必须采取过载保护措施。

机械《机床电气控制》教案第一章：绪论1.1 课程介绍解释机床电气控制课程的目标和重要性。

概述机床电气控制的基本概念和历史。

1.2 机床电气控制系统的组成介绍机床电气控制系统的常见组成部分，例如电源、控制器、执行器等。

解释各部分的功能和相互作用。

1.3 机床电气控制技术的发展趋势探讨机床电气控制技术的发展历程。

介绍当前机床电气控制技术的发展趋势和未来展望。

第二章：电气元件2.1 电源介绍机床电气控制系统中电源的作用和类型。

解释不同电源的特点和应用场景。

2.2 控制器讲解控制器的功能和工作原理。

介绍常见的控制器类型，如继电器控制器、PLC控制器等。

2.3 执行器解释执行器的作用和分类。

探讨不同执行器的工作原理和应用领域。

第三章：电气控制原理3.1 控制逻辑介绍电气控制逻辑的基本概念和常用符号。

解释逻辑运算和逻辑门电路的工作原理。

3.2 控制电路设计讲解控制电路设计的基本原则和方法。

探讨如何根据机床需求设计合适的控制电路。

3.3 控制电路实例分析分析具体的机床控制电路实例。

解释电路的工作原理和功能。

第四章：PLC控制系统4.1 PLC基本原理介绍可编程逻辑控制器（PLC）的定义和工作原理。

解释PLC的主要组成部分和功能。

4.2 PLC编程讲解PLC编程的基本语言和指令系统。

探讨如何使用PLC编程实现机床控制功能。

4.3 PLC控制系统设计讲解PLC控制系统设计的基本步骤和方法。

探讨如何根据机床需求设计合适的PLC控制系统。

第五章：机床电气控制系统的维护与故障诊断5.1 机床电气控制系统的维护讲解机床电气控制系统的日常维护和保养方法。

解释如何检查和解决问题以保持系统正常运行。

5.2 故障诊断与维修介绍故障诊断的基本方法和技巧。

探讨如何诊断和修复机床电气控制系统中常见的故障。

第六章：典型机床电气控制系统的分析6.1 数控机床电气控制系统介绍数控机床电气控制系统的组成及特点。

分析数控机床的主轴驱动、进给驱动和辅助装置的控制原理。

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。

第三章机床电器控制系统3.1 M7120平面磨床中为什么采用电磁吸盘来夹持工件？电磁吸盘线圈为何要用直流供电而不能用交流供电？答：电磁吸盘与机械夹紧装置相比，具有夹紧迅速、不损伤工件、工作效率高、能同时吸持多个小工件，在加工过程中工件发热可以自由伸延、加工精度高等优点。

交流电流不能保证电磁的连续性，通常用交流应用于去磁装置。

3.2 M7120型平面磨床电气控制原理图中电磁吸盘为何要设欠电压继电器KV？它在电路中怎样起保护作用？与电磁吸盘并联的RC电路起什么作用？答：为避免当电源电压不足或整流变压器发生故障，吸盘的吸力不足，在加工过程中会使工件高速飞离而造成的事故。

我们在电路中设置了欠电压继电器KV，其线圈并联在电磁吸盘电路中，，常开触点串联在KM1、KM2线圈回路中，当电源电压不足或为零时，KV常开触点断开，使KM1、KM2断电，液压泵电动机M1和砂轮电动机M2停转，确保生产安全。

电磁吸盘并联的RC电路为电磁吸盘线圈的过电压保护电磁吸盘匝数多，电感大，通电工作时储有大量磁场能量。

当线圈断电时，两端将产生高压，若无放电回路，将使线圈绝缘及其它电器设备损坏。

为此在线圈两端接有RC放电回路以吸收断开电源后放出的磁场能量。

3.3 在Z3040摇臂钻床电路中，时间继电器KT与电磁阀YV在什么时候动作，YV动作时间比KT长还是短？YV什么时候不动作？答：当上升按扭闭合，时间继电器KT线圈通电，其瞬时常开触点闭合。

同时，KT断电延时断开，其触点闭合，接通电磁阀YV线圈。

由此看出KT比YV动作时间长。

当主柱箱和立柱夹紧时YV不动作3.4 Z3040摇臂钻床在摇臂升降过程中，液压泵电动机和摇臂升降电动机应如何配合工作？以摇臂上升为例叙述电路工作情况。

答：按上升按钮SB3，时间继电器KT线圈通电，其瞬动常开触点闭合，接触器KM4线圈通电，使M3正转，液压泵供出正向压力油。

同时，KT断电延时断开常开触点闭合，接通电磁阀YV线圈，使压力油进入摇臂松开油腔，推动松开机构，使摇臂松开并压下行程开关SQ2，其常闭触点断开，使接触器KM4线圈断电，M3停止转动。

第3章机床电气控制习题答案1.填空题1）车床的主运动是（工件的旋转）运动，它是由主轴通过卡盘或顶尖带动（工件旋转）。

主轴一般只要（单方向）的旋转运动，只有在车螺纹时才需要用反转来退刀。

CA6140用操纵手柄通过（摩擦离合器）来改变主轴的旋转方向。

（进给运动）是溜板带动刀具作纵向或横向的直线移动，也就是使切削能连续进行下去的运动2）车床CA6140控制电路的供电电压是（127）V，照明电路采用（36）V安全交流电压，信号回路采用（6.3）V的交流电压，均由（控制变压器二次侧）提供。

3）卧轴矩台平面磨床的主运动是（砂轮的旋转运动），进给运动有垂直进给，即（滑座在立柱上的上下运动）；横向进给，即（砂轮箱在滑座上的水平运动）；纵向进给，即（工作台沿床身的往复运动）。

工作台每完成一次往复运动时，砂轮箱便作一次间断性的（横向进给）；当加工完整个平面后，砂轮箱作一次间断性（垂直进给）。

4）电磁吸盘文字符号是（YH）。

5）插头插座的文字符号是（X）。

6）电磁吸盘由转换开关SA1控制，SA1有（“励磁”、“断电”和“退磁”）三个位置。

7）Z3040摇臂钻床在钻削加工时，（主轴带动钻头的旋转运动）为主运动；进给运动是（主轴的纵向进给）；（辅助）运动有摇臂沿外立柱的升降运动，主轴箱沿摇臂的水平移动，摇臂连同外立柱一起绕内立柱的回转运动。

8）电磁阀文字符号是（YV）。

9）X62W卧式万能铣床为了减少负载波动对铣刀转速的影响，使铣削平稳一些，铣床的主轴上装有（飞轮），使得主轴传动系统的惯性较大，为了缩短停车时间，主轴采用（电气制动）停车。

10）X62W卧式万能铣床为保证变速时，齿轮顺利地啮合好，要求变速时主轴电动机进行（冲动控制），即变速时电动机通过点动控制稍微转动一下。

11）X62W卧式万能铣床固定在工作台上的工件可作（上下、左右、前后）六个方向的移动，各个运动部件在六个方向上的运动由（同一台进给电动机通过正反转进行）拖动，在同一时间内，只允许（一个）方向上的运动。

维修电工与实训-常用机床电气控制操作教案第一章：绪论1.1 课程介绍使学生了解本课程的目的、内容、意义，熟悉课程的安排和学习方法。

1.2 机床电气控制概述介绍机床电气控制系统的组成、作用和分类，使学生了解电气控制技术在机床上的应用。

第二章：常用低压电器2.1 低压配电柜及开关介绍低压配电柜的组成、功能及常见开关的使用方法，使学生掌握低压电器的安装与维护。

2.2 接触器讲解接触器的结构、原理、选用和安装，使学生了解接触器在电气控制中的应用。

2.3 继电器介绍继电器的类型、原理、选用和安装，使学生掌握继电器在电气控制中的应用。

第三章：机床电气控制电路分析3.1 电气控制原理讲解电气控制电路的基本原理和分析方法，使学生掌握电气控制电路的解读能力。

3.2 典型机床电气控制电路分析分析常用机床（如车床、铣床、钻床等）的电气控制电路，使学生能够实际分析机床电气控制电路。

第四章：常用机床电气控制设备的安装与调试4.1 电气设备安装工艺要求讲解电气设备安装的基本工艺要求，使学生掌握电气设备安装的技巧。

4.2 机床电气控制设备的调试与维护介绍机床电气控制设备的调试方法和维护注意事项，使学生能够对机床电气控制设备进行调试和维护。

第五章：机床电气控制设备的故障诊断与维修5.1 故障诊断与维修方法讲解机床电气控制设备故障诊断与维修的基本方法，使学生掌握故障诊断与维修的技巧。

5.2 典型机床电气控制设备故障分析与维修分析常用机床电气控制设备的故障原因，讲解故障排除方法，使学生能够独立解决机床电气控制设备的故障问题。

第六章：CNC机床电气控制与维修6.1 CNC机床电气控制基础介绍CNC机床的组成、工作原理和电气控制系统，使学生了解CNC机床电气控制的基本知识。

6.2 CNC机床电气控制系统的故障诊断与维修讲解CNC机床电气控制系统的故障诊断与维修方法，使学生掌握CNC机床电气控制系统的故障排除技巧。

第七章：PLC在机床电气控制中的应用7.1 PLC基础介绍可编程逻辑控制器（PLC）的组成、工作原理和编程软件，使学生了解PLC 的基本知识。

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。

第三章　常用机床的电气控制线路金属切削机床是机械加工的主要设备。

本章主要介绍几种常用机床电气控制线路的工作原理。

本章要求：（１）会分析常用机床（如CA６１４０普通车床、M７１３０平面磨床、M７４７５B平面磨床、Z３５摇臂钻床、Z３０４０摇臂钻床、X６２W万能铣床与T６８卧式镗床）的电气控制原理。

（２）了解常用机床控制线路的常见故障及排除方法。

第一节　普通车床的电气控制线路车床是机械加工中使用最广泛的一种机床，约占机床总数的２５％～５０％左右。

在各种车床中，应用最多的是普通车床。

普通车床可以用来车削工件的外圆、内圆、端面和螺纹等，并可以装上钻头或铰刀等进行钻孔和铰孔等加工。

型号的含义为：C A6140车床结构上与C6140不同最大车削直径为400mm 卧式车床系卧式车床组下面以CA６１４０普通车床为例来进行分析。

一、主要结构和运动情况CA６１４０普通车床的主要结构如图３－１所示。

切削时，主运动是工件作旋转运动，也就是产生车削的运动；进给运动是刀具作直线移动，也就是使切削能连续进行下去的运动。

电动机的动力，由三角带通过主轴箱传给主轴。

变换主轴箱外的手柄位置，可以改变主轴的转速。

主轴通过卡盘带动工件作旋转运动。

主轴一般只要求单方向旋转，只有在车螺纹时才需要用反转来退刀。

CA６１４０用操纵手柄通过摩擦离合器来改变主轴旋转方向，别的车床也有用改变电动机的正反转向来改变主轴转向的。

CA６１４０车床的进给运动消耗的功率很小，且车螺纹时要求主轴的旋转角度与进给的移动距离之间保持一定的比例，所以也由主轴电动机拖动，不再另加单独的电动机拖动。

主轴电动机传来的动力，经过主轴箱、挂轮架传到进给箱，再由光杠或丝杠传到溜板箱，使溜板箱带动刀架沿图３－１　CA６１４０普通车床结构示意图床身导轨作纵向走刀运动；或者传到横溜板，使刀架作横向走刀运动。

所谓纵向运动，是指相对于操作者作向左或向右的运动。

所谓横向运动，就是指相对于操作者往前或往后的运动。

维修电工与实训-常用机床电气控制操作教案第一章：概述1.1 课程背景随着我国经济的快速发展，制造业在国民经济中的地位越来越重要。

机床作为制造装备的基础，其性能和质量直接影响到产品的质量和效率。

机床的电气控制是保证机床正常运行的关键环节，本章节将介绍常用机床的电气控制原理及操作方法。

1.2 学习目标（1）了解常用机床的电气控制系统的组成及工作原理；（2）掌握常用机床电气控制设备的操作方法；（3）培养学员对机床电气控制系统的维修能力。

第二章：机床电气控制基础2.1 机床电气控制系统的组成（1）电源部分：为机床提供稳定的电源；（2）控制部分：实现对机床运行过程的自动控制；（3）执行部分：根据控制信号进行相应的动作；（4）辅助部分：为机床提供必要的辅助功能。

2.2 机床电气控制原理以常用的继电器-接触器控制电路为例，介绍机床电气控制原理。

第三章：常用机床电气控制设备3.1 机床电动机（1）交流异步电动机：结构、原理、特性；（2）变频调速电动机：原理、应用。

3.2 控制电器（1）继电器：结构、原理、应用；（2）接触器：结构、原理、应用；（3）开关：结构、原理、应用。

3.3 保护电器（1）熔断器：原理、选用、安装；（2）热继电器：原理、选用、安装；（3）电子保护器：原理、选用、安装。

第四章：机床电气控制线路分析与故障诊断4.1 机床电气控制线路分析方法（1）电气原理图分析；（2）接线图分析；（3）实际运行状态分析。

4.2 机床电气控制线路故障诊断与维修（1）故障诊断方法：直观诊断、仪表诊断、替换诊断；（2）故障维修步骤：查找故障、确定故障原因、排除故障。

第五章：常用机床电气控制操作实训5.1 实训设备及工具（1）机床：车床、铣床、磨床等；（2）电气设备：电源、控制柜、保护电器等；（3）工具：螺丝刀、扳手、万用表等。

5.2 实训内容（1）认识并熟悉实训设备的电气控制系统；（2）学习并掌握实训设备电气控制线路的操作方法；（3）进行电气控制线路的故障诊断与维修实训。