机床电气自动控制7-9

第1章常用低压电器1-1 什么是低压电器? 常用的低压电器有哪些？答：低压电器是指使用在交流额定电压1200V、直流额定电压1500V及以下的的电路中，根据外界施加的信号和要求，通过手动或自动方式，断续或连续地改变电路参数，以实现对电路或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电器。

常用的低压电器有刀开关、低压断路器、转换开关、熔断器、接触器、继电器、按钮、行程开关等。

1-2 电磁式低压电器有哪几部分组成?说明各部分的作用。

答：电磁式低压电器一般由电磁机构和触头系统组成。

电磁机构是电磁式低压电器的检测部分，接受外界输入的信号，通过转换、放大与判断做出一定的反应；触头系统是执行机构，受电磁机构控制，用于输出相应的指令，实现控制的目的。

1-3 灭弧的基本原理是什么？低压电器常用的灭弧方法有哪几种？答：灭弧时可通过增大电弧长度、冷却弧柱、把电弧分成若干短弧等使电弧熄灭，灭弧装置就是根据这些原理设计的。

常用的灭弧方法有电动力吹弧、磁吹灭弧、栅片灭弧等。

1-4 熔断器有哪些用途？一般应如何选用？在电路中应如何连接？答：熔断器是一种广泛应用的简单有效的保护电器，在电路中主要用于短路保护，特殊情况下用于过载保护。

熔断器的主体是低熔点金属丝或金属薄片制成的熔体，串联在被保护的电路中。

熔断器的类型很多，按结构形式可分为瓷插式熔断器、螺旋式熔断器、封闭管式熔断器、快速熔断器和自复式熔断器等。

在选用熔断器时，应根据被保护电路的需要，首先确定熔断器的型式，然后选择熔体的规格，再根据熔体确定熔断器的规格。

1-5 交流接触器主要由哪些部分组成？在运行中有时产生很大的噪音，试分析产生该故障的原因。

答：交流接触器主要由电磁机构、主触点和熄弧系统、辅助触点、反力装置、支架和底座等部分组成。

交流接触器在运行中噪音突然急剧增大时，往往是由于交流电磁机构中铁芯端面镶嵌的短路环断路或脱落所致。

交流电磁铁由于通入的是交流电，其电磁吸力在0（最小值）～F m（最大值）之间变化。

机床电气控制习题库工程一一、填空题1、电力拖动是指用电动机拖动生产机械的工作机构使之运转的一种方法。

2、电动机是生产机械原动机，其作用是将电能转换成机械能。

电动机按使用电源分，可分为直流电动机与交流电动机。

3、用电动机拖开工作机械来实现生产工艺过程中的各种控制要求的系统称为电气传动系统。

4、传动机构是在电动机及生产机械的工作机构之间传递动力的装置。

5、控制设备是用来控制供应电动机电能的形式及时间，使其适应生产机械需要。

6、常用的低压电器有接触器、继电器熔断器低压断路器刀开关等。

7、按照低压电器在控制电路中的作用，可以将低压电器分为控制电器与配电电器。

8、电磁机构是电磁式继电器与接触器等的主要组成组成之一，其工作原理是将电磁能转换成机械能。

9、电器的触头系统是电器的主要执行局部局部，起接通与分断的作用。

10、隔离器、刀开关的主要功能是隔离电源。

，11、控制按钮用及手动发出控制信号控制接触器、继电器、电磁起动器等。

12、目前常用的转换开关类型主要有万能组合开关与转换开关。

13、熔断器是低压配电网络与电气传动系统中用作短路保护的电器，使用时应将熔断器串联在被保护电路中。

14、熔断器主要主要有瓷插式、螺旋式、管式等类型。

15、时间继电器按其动作原理及构造不同可分为空气阻尼式、电磁式、电子式等。

按其延时方式可分为通电延时型与断电延时型两种。

16、热继电器是利用电流热效应原理工作的电器，主要及接触器配合使用，用于对三相异步电动机的过电流与断相保护。

17、热继电器自动复位的时间一般要求不大于5MIN ，手动复位时间不大于2MIN18、定子绕组为星型联结的三相异步电动机采用一般的热继电器就可以得到保护，但定子绕组为三角形联结的三相异步电动机需要采用带断相的热继电器才能获得可靠保护。

19、低压断路器又称自动空气开关，具有漏电、过电流、过载、短路、断相等多种保护功能。

20、低压断路器中，过电流脱扣器用作过电流保护，欠电压脱扣器用作欠电压保护，热脱扣器用作过载保护。

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。

一、实验目的1. 了解机床电气控制的基本原理和基本方法。

2. 掌握机床电气控制系统的工作原理和调试方法。

3. 学会使用常用电气元件，并能根据实际需求进行电路设计。

4. 培养实际操作能力，提高对电气故障的判断和排除能力。

二、实验设备1. 机床电气控制系统实验台2. 常用电气元件：接触器、继电器、按钮、开关、熔断器等3. 仪器设备：万用表、示波器、电源等三、实验原理机床电气控制系统是机床的重要组成部分，其主要作用是实现机床的自动控制。

本实验主要研究机床电气控制系统的基本原理和调试方法。

1. 机床电气控制系统的工作原理：机床电气控制系统主要由电源、控制电路、执行电路和信号反馈电路组成。

电源为控制系统提供能量，控制电路实现对执行电路的控制，执行电路驱动机床运动，信号反馈电路将机床的运动状态反馈给控制电路。

2. 机床电气控制系统的调试方法：调试是确保机床电气控制系统正常运行的重要环节。

调试主要包括以下步骤：（1）检查电气元件是否完好，接线是否正确；（2）检查控制电路是否正确，确保控制信号能够正确传输；（3）检查执行电路是否正常，确保执行元件能够按照控制信号的要求工作；（4）检查信号反馈电路是否正常，确保反馈信号能够正确传输；（5）进行系统联调，检查整个控制系统是否正常运行。

四、实验内容1. 机床电气控制系统基本原理分析（1）分析机床电气控制系统的组成及各部分的作用；（2）了解常用电气元件的工作原理及特点；（3）掌握机床电气控制系统的工作原理。

2. 机床电气控制系统调试（1）根据实验台提供的电气元件和接线图，搭建机床电气控制系统；（2）检查电气元件是否完好，接线是否正确；（3）检查控制电路是否正确，确保控制信号能够正确传输；（4）检查执行电路是否正常，确保执行元件能够按照控制信号的要求工作；（5）检查信号反馈电路是否正常，确保反馈信号能够正确传输；（6）进行系统联调，检查整个控制系统是否正常运行。

3. 机床电气控制系统故障排除（1）分析机床电气控制系统常见故障及原因；（2）学会使用万用表、示波器等仪器设备检测电气元件和电路；（3）掌握故障排除方法，提高对电气故障的判断和排除能力。

《机床电气控制》学习领域课程标准2009-10-14 18:06 | 编稿:4《机床电气控制》学习领域课程标准一、学习领域定位：《机床电气控制》是电气自动化专业的一门核心职业技术技能课程。

课程主要介绍生产设备的电气控制原理、线路以及设计方法，通过各种控制线路板的制作，采用“教、学、做”一体化的教学模式，使学生应达到以下基本要求：1、熟悉常用控制电气设备的结构、工作原理、用途、型号、并能正确选用。

2、熟悉电气控制线路的基本环节，对一般电气控制线路具有独立分析能力。

3、初步具有对电气控制系统进行改造和设计的能力。

4、初步具有对一般继电器-接触器控制线路的故障分析与检查能力。

5、电气控制线板安装的工艺要求。

由于《机床电气控制》课程具有较强的实际应用型，因此本课程在学生职业能力培养和职业素质养成两个方面起支撑和促进作用。

先修课：《电子电气制图》、《电工知识技能》、《电机拖动与控制实践》、《电子电气仪器仪表》。

后续课：《PLC原理及应用》、《工矿电气产品及实践》、《毕业设计》。

二、学习目标：1.专业人才培养定位随着行业结构的调整和优化组合，企业进入了一个新的快速发展阶段。

新工艺、新设备、新技术大量应用，特别是自动化控制系统的引进与广泛应用，电气控制系统的运行维护岗位增加，根据对行业企业的调查，这些技术所对应的岗位群主要分布在各类机床控制系统的安装、调试、运行、维护岗位以及电气元器件及电气设备的销售与技术服务岗位。

因此电气自动化专业培养生产、建设、管理、服务一线需要的德、智、体、美等全面发展的，具有一定专业理论知识，能够从事各类自动化电气设备及系统应用、运行、维护、安装与调试等工作的高等技术应用性专门人才。

2．课程目标《机床电气控制》课程作为机电系的重点建设课程，根据高职教育特点，立足于工学结合，基于工作过程设计课程内容，采取工学交替教学方式，重点突出技能培养，实行“教、学、做”一体化项目教学，具有“工学结合”教学模式的示范作用。

常用机床的电气控制1. 介绍机床是用来加工各种金属和非金属材料的设备。

在机床的工作过程中，电气控制起着至关重要的作用。

电气控制系统通常由多个电气元件和电路组成，用于控制机床的各个功能和动作。

本文将介绍常用机床的电气控制的基本原理和常见的电气控制元件。

2. 电气控制原理机床的电气控制原理是通过操纵电气信号来控制机床的各个功能和动作。

常用的电气控制原理包括开关控制原理、传感器控制原理和数控控制原理。

2.1 开关控制原理开关控制原理是通过机械开关或电磁开关来控制机床的各个功能和动作。

开关控制原理简单直接，适用于一些简单的机床。

例如，通过一个按钮开关来控制机床的启动和停止。

2.2 传感器控制原理传感器控制原理是通过感知机床的工作状态和环境变量来控制机床的各个功能和动作。

常用的传感器包括光电传感器、接近开关、温度传感器等。

例如，通过接近开关来感知工件位置，实现机床的自动送料功能。

2.3 数控控制原理数控控制原理是通过计算机数值控制来控制机床的各个功能和动作。

数控控制系统通常由计算机和运动控制卡等硬件组成，通过高速运算实现对机床的精确控制。

数控控制原理适用于复杂的机床，如铣床、钻床和刨床等。

3. 常见电气控制元件常见的电气控制元件包括开关、继电器、接触器、断路器、变压器和控制电缆等。

3.1 开关开关是最常见的电气控制元件之一，用于控制电路的通断。

常见的开关有按钮开关、转换开关和限位开关等。

按钮开关通常用于手动控制机床的启动和停止，转换开关用于切换机床的功能模式，而限位开关用于感知机床的位置和行程。

3.2 继电器继电器是一种电气控制元件，用于在电路中控制较大电流或电压。

继电器通常由电磁铁和触点组成，当电磁铁通电时，触点闭合或断开，从而控制电路的通断。

继电器可以用于控制机床的电机、灯光和报警等。

3.3 接触器接触器与继电器类似，也是一种用于控制较大电流或电压的电气控制元件。

接触器通常由电磁铁和触点组成，但与继电器不同的是，接触器的触点通常是常闭触点和常开触点的组合。

机床电气控制（第三版）习题册答案第一章三相异步电动机基本控制线路§1—1电气控制系统图识读一、填空题1．电源电动机控制系统传动机构2．电源电路主电路辅助电路3．水平上下相线正极负极水平4．熔断器接触器的主触点热继电器的热元件电动机工作电流左垂直于5．控制电路指示电路照明电路较小56．两垂直右下上7．小黑圆点不画小黑圆点二、判断题1．× 2．× 3．× 4．√5．√6．√三、选择题1．B2．C3．C4． A5． A四、简答题1．答：电气原理图是根据生产机械运动形式对电气控制系统的要求，采用国家规定的电气图形符号和文字符号，按照电气设备和电器的工作顺序，详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成和连接关系，而不考虑其实际位置的一种简图。

它能充分表达电气设备和电器的用途、作用和工作原理，是电气线路安装、调试和维修的理论依据。

2．答：接线图是根据电气设备和电器元件的实际位置和安装情况绘制的，只用来表示电气设备和电器元件的位置、配线方式和连接方式，而不明显表示电气动作原理。

3．答：1§1—2电动机单向运行控制一、填空题1.交流 1200V 及以下直流 1500V 及2．闸刀开关转换开关低压断路器QS QS QF3.手控电器自控电器；控制电器保护电器4．短路过载失压5．电磁式电磁力反向弹簧力电磁系统触点系统灭弧装置6．线圈铁心衔铁电磁线圈衔铁动触点7.短路保护串接8.短时接通或分断小电流电路5A9.热保护反时限保护主电路控制电路10.欠压失压11．先后顺序主电路控制电路12．主触点13．串接并联常开辅助触点14．两地多地并联串联15.外界输入信号16.保护接零二、判断题1．× 2．√ 3．× 4．√ 5．× 6．√ 7．√ 8．√ 9．×10．× 11．√ 12．√ 13．×14．√ 15．× 16．√ 17．× 18．√ 19．√三、选择题1．B 2．B 3．C 4．B 5．A 6．A 7．A 8．B 9. A 10．C 11．B12．A2四、简答题1．答案略。

第2章电动机控制电路习题答案1.什么叫“自锁”？自锁线路怎样构成？答：依靠接触器自身辅助触点保持线圈通电的电路，称为自锁电路，而这对常开辅助触点称为自锁触点。

将接触器自身常开辅助触点和起动按钮并联。

2.什么叫“互锁”？互锁线路怎样构成？答：互锁就是两只接触器任何时候不能同时得电动作。

KM1、KM2将常闭触点串在对方线圈电路中，形成电气互锁。

3.点动控制是否要安装过载保护？答：由于点动控制，电动机运行时间短，有操作人员在近处监视，所以一般不设过载保护环节。

4.画出电动机连续运转的主电路和控制电路图。

答：如图2-1所示。

图2-1 全压启动连续运转控制线路5.电动机连续运转的控制线路有哪些保护环节，通过哪些设备实现？答：1）短路保护。

由熔断器FUl、FU2分别实现主电路与控制电路的短路保护。

2）过载保护。

由热继电器FR实现电动机的长期过载保护。

3）欠压和失压保护。

由具有自锁电路的接触器控制电路实现。

6.画出电气联锁正反转控制的主电路和控制电路，并分析电路的工作原理。

答：如图2-2所示。

线路控制动作如下：合上刀开关QS。

○1正向启动：按下SB2→KM1线圈得电：常闭辅助触点KM1（7-8）断开，实现互锁；KM1主触点闭合，电动机M正向启动运行；常开辅助触点KM1（3-4）闭合，实现自锁。

○2反向启动：先按停止按钮SB1→KM1线圈失电：常开辅助触点KM1（3-4）断开，切除自锁；KM1主触点断开，电动机断电；KM1（7-8）常闭辅助触点闭合。

○3再按下反转启动按钮SB3→KM2线圈得电：KM2（4-5）常闭辅助触点分断，实现互锁；KM2主触点闭合，电动机M反向启动；KM2（3-7）常开辅助触点闭合，实现自锁。

图2-2电气互锁的正反转控制电路7.画出自动往返的控制线路，并分析电路的工作原理。

若行程开关本身完好，挡块操作可以使触点切换，而自动往返控制线路通车时，两个行程开关不起限位作用，故障的原因是什么？答：如图2-3所示。

第2章电动机控制电路习题答案1.什么叫“自锁”？自锁线路怎样构成？答：依靠接触器自身辅助触点保持线圈通电的电路，称为自锁电路，而这对常开辅助触点称为自锁触点。

将接触器自身常开辅助触点和起动按钮并联。

2.什么叫“互锁”？互锁线路怎样构成？答：互锁就是两只接触器任何时候不能同时得电动作。

KM1、KM2将常闭触点串在对方线圈电路中，形成电气互锁。

3.点动控制是否要安装过载保护？答：由于点动控制，电动机运行时间短，有操作人员在近处监视，所以一般不设过载保护环节。

4.画出电动机连续运转的主电路和控制电路图。

答：如图2-1所示。

图2-1 全压启动连续运转控制线路5.电动机连续运转的控制线路有哪些保护环节，通过哪些设备实现？答：1）短路保护。

由熔断器FUl、FU2分别实现主电路与控制电路的短路保护。

2）过载保护。

由热继电器FR实现电动机的长期过载保护。

3）欠压和失压保护。

由具有自锁电路的接触器控制电路实现。

6.画出电气联锁正反转控制的主电路和控制电路，并分析电路的工作原理。

答：如图2-2所示。

线路控制动作如下：合上刀开关QS。

○1正向启动：按下SB2→KM1线圈得电：常闭辅助触点KM1（7-8）断开，实现互锁；KM1主触点闭合，电动机M正向启动运行；常开辅助触点KM1（3-4）闭合，实现自锁。

○2反向启动：先按停止按钮SB1→KM1线圈失电：常开辅助触点KM1（3-4）断开，切除自锁；KM1主触点断开，电动机断电；KM1（7-8）常闭辅助触点闭合。

○3再按下反转启动按钮SB3→KM2线圈得电：KM2（4-5）常闭辅助触点分断，实现互锁；KM2主触点闭合，电动机M反向启动；KM2（3-7）常开辅助触点闭合，实现自锁。

图2-2电气互锁的正反转控制电路7.画出自动往返的控制线路，并分析电路的工作原理。

若行程开关本身完好，挡块操作可以使触点切换，而自动往返控制线路通车时，两个行程开关不起限位作用，故障的原因是什么？答：如图2-3所示。

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。