第3章生产机械的电气控制

第三章生产机械的电气控制第四章典型生产机械的电气控制•第一节普通车床的电气控制•第二节普通铣床的电气控制第三章生产机械的电气控制1.设备说明书设备说明书由机械（包括液压）与电气两部分组成。(1)设备的构造，主要技术指标，机械、液压气动部分的工作原理及主要性能指标、规格和运动要求等。(2)电气传动方式，电机、执行电器等数目、规格型号、安装位置、用途及控制要求。(3)设备的使用方法，各操作手柄、开关、旋钮、指示装置的布置以及在控制电路中的作用。(4)弄清楚与机械、液压部分直接关联的电器（行程开关、电磁阀、电磁离合器、传感器等）的位置、工作状态及与机械、液压部分的关系，在控制中的作用等。概述一、电气控制电路分析的内容第三章生产机械的电气控制2.电气控制原理图这是电路分析的主要内容。电气控制系统的原理图有主电路、控制电路、指示照明电路、保护及联锁环节以及特殊控制电路等部分组成。注意：我们在分析具体电路图时，必须与阅读其它技术资料结合起来。例如，各种电动机及执行元件的控制方式、位置及作用，各种与机械有关的位置开关、主令电器的状态等，只有通过阅读说明书才能了解。第三章生产机械的电气控制1.分析主电路电动机起动、转向控制、调速、制动等基本控制环节。2.分析控制电路将控制电路“化整为零”，按功能不同划分成若干个局部控制电路来进行分析。3.分析指示照明等辅助电路4.分析联锁与保护环节5.分析特殊控制环节6.总体检查二、电路图阅读分析的方法与步骤分析控制电路的最基本的方法是“查线读图”法。第三章生产机械的电气控制§4-1卧式车床的电气控制返回本章•一、卧式车床的主要工作情况•二、C650型普通车床的电气控制第三章生产机械的电气控制一、卧式车床的主要工作情况卧式车床是应用极为广泛的金属切削机床。主要用于车削外圆、内圆、端面、螺纹和成型表面，也可用钻头、绞刀、螳刀等进行加工。按用途和结构的不同，可分为卧式车床、六角车床、立式车床、单轴自动车床、多轴自动和半自动车床、专门化车床等。车床的切削加工包括主运动、进给运动和辅助运动。主运动为工件的旋转运动。进给运动为刀具的直线运动。辅助运动为刀架的快速移动及工件的夹紧、放松等。第三章生产机械的电气控制第三章生产机械的电气控制卧式车床外形第三章生产机械的电气控制C650车床的电力拖动形式及控制要求1．主轴的旋转运动C650型车床的主运动是工件的旋转运动，由主电机拖动，其功率为30kW。主电机由接触器控制实现正反转，为提高工作效率，主电机采用反接制动。2．刀架的进给运动溜板带着刀架的直线运动，称为进给运动。刀架的进给运动由主轴电动机带动，并使用走刀箱调节加工时的纵向和横向走刀量。3．刀架的快速移动为了提高工作效率，车床刀架的快速移动由一台单独的快速移动电动机拖动，其功率为2.2kW，并采用点动控制。4．冷却系统车床内装有一台不调速、单向旋转的三相异步电动机拖动冷却泵，供给刀具切削时使用的冷却液。第三章生产机械的电气控制二、C650型普通车床的电气控制图3—2为C650普通车床的电气控制原理图。车床共有三台电动机：M1为主轴电动机，拖动主轴旋转，并通过进给机构实现进给运动。M2为冷却泵电动机，提供切削液。M3为快速移动电动机，拖动刀架的快速移动。(一)M1的点动控制(二)M1的正、反转控制(三)Ml的反接制动控制(四)刀架快速移动控制(五)冷却泵电动机控制返回本节第三章生产机械的电气控制第三章生产机械的电气控制•1.主电路主电动机M1：KM1、KM2实现正反转，FR1作过载保护，R为限流电阻，电流表PA用来监视主电动机的绕组电流，由于主电动机功率很大，故PA接入电流互感器TA回路。当主电动机起动时，电流表PA被短接，只有当正常工作时，电流表PA才指示绕组电流。KM3用于短接电阻R。冷却泵电机M2：KM4控制冷却泵电动机的起停，FR2为M2的过载保护用热继电器。快速电机M3：KM5接触器控制快速移动电动机M3的起停，由于M3点动短时运转，故不设置热继电器。第三章生产机械的电气控制M1为主轴电动机，M2为冷却泵电动机，M3为快速移动电动机。(一)M1的点动控制工作过程如下：合上刀开关QK-→按起动按钮SB2-→接触器KM1通电-→M1串接限流电阻R低速转动，实现点动。松开SB2-→接触器KM1断电-→M1停转。◎车床主电动机点动控制电路第三章生产机械的电气控制(二)M1的正、反转控制正转：合上刀开关QK→按起动按钮SB3→KM3通电→中间继电器KA通电→时间继电器KT通电→KM1通电→电动机M1短接电阻R直接正向起动。主回路电流表A被KT常闭触头短接→延时t(s)后→KT延时打开常闭触头断开→电流表A串接于主电路监视负载情况。主电路中通过电流互感器TA接入电流表A，为防止起动时起动电流对电流表的冲击，起动时利用时间继电器KT常闭触头把电流表A短接，起动结束，KT常闭触头断开，电流表A投入使用。反转：合QK→按SB4→KM通电→KA通电→KM2通电→电动机M1反接电源相序，短接电阻R→时间继电器KT通电反向起动。电流表A与正转时作用相同。停车：按停止按钮SBl→控制线路电源全部切断→电动机M1停转×第三章生产机械的电气控制(三)M1的反接制动控制C650车床采用速度继电器实现电气反接制动。速度继电器KSF与电动机Ml同轴连接，当电动机正转时，速度继电器正向触头KSF动作，当电动机反转时，速度继电器反向触头KSR动作。M1反接制动工作过程如下：M1的正向反接制动电机正转时，速度继电器正向常开触头KSF闭合。制动时，按下停止按钮SBl→接触器KM、时间继电器KT、中间继电器KA、接触器KM1均断电，主回路串入电阻R(限制反接制动电流)→松开SBl→接触器KM2通电(由于M1的转动惯性，速度继电器正向常开触头KS-1仍闭合)→M1电源反接，实现反接制动，当速度≈0时，速度继电器正向常开触头断开→KM2断电→M1停转、制动结束。M1的反向反接制动工作过程和正向相同，只是电动机M1反转时，速度继电器的反向常开触头KSR动作，反向制动时，KMl通电，实现反接制动。第三章生产机械的电气控制(四)刀架快速移动控制转动刀架手柄压下限位开关SQ→接触器KM4通电→电动机M3转动，实现刀架快速移动。返回本点(五)冷却泵电动机控制按起动按钮SB6→接触器KM3通电→电动机M2转动，提供切削液。按下停止按钮SB5→KM3断电→M2停止转动。第三章生产机械的电气控制C650车床电气控制线路的特点1.主轴的正反转是通过电气方式，而不是通过机械方式实现的。2.主电动机的制动采用了电气反接制动形式，并用速度继电器进行控制。3.控制回路由于电器元件很多，故通过控制变压器TC与三相电网进行电隔离，提高了操作和维修时的安全性。4.采用时间继电器KT对电流表PA进行保护。5.中间继电器KA起着扩展接触器KM3触点的作用。第三章生产机械的电气控制FX2N系列PLC机床电气控制案例•一、C650普通车床PLC控制L1L2L3FUQSFU1KM1KM3FR13~M1KM2TARKTAU1V1W1FU4KM4FR23~M2FU5KM53~M3KS380V电源主电动机冷却泵电动机快移电动机12345•1.C650车床电气控制主电路第三章生产机械的电气控制FX2N系列PLC机床电气控制案例•2.C650车床PLC控制I/O接线图•3.主电动机正反转控制•4.主电动机点动控制•5.点动停止和反接制动•6.主电动机正转停止•7.正转停止反接制动•8.主电路工作电流监视•9.冷却及快速电机控制SBSB1X0X1COMKM1Y0COM~SB2X2SB3X3SB4X4SB5X5SQX6FR1X7FR2X10KS1X11KS2X12KM2KM3KM4KM5KAnnY1Y2Y3Y4Y5第三章生产机械的电气控制•一、C650普通车床PLC控制•10.C650车床PLC控制梯形图•第1~7梯级M110M100T4X3[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18]X1X0M103X1M101M102M103M1停(SB)M1点动(SB1)自锁M1停机辅助继电器X0MCN0M110X7M1停(SB)过载(FR1)M1点动(SB1)Y1Y2M100M1反转联锁M1制动联锁X2M1正转(SB2)X3M102M101M1正转点动辅助继电器正转起动辅助继电器M101自锁Y1M101T1M1反转按钮联锁(SB3)正转起动延时控制T1正转延时起动反转联锁K5Y0正转延时起动时间继电器M1正转接触器(KM1)反转反接制动时间控制X2M101M102M102M1正向起动按钮(SB2)M102反向起动(SB3)自锁T2T2Y0Y1正转联锁反向延时起动T3正转反接制动时间控制M101Y2M102M101T5M102T5Y5M103X11Y0T3控制延时接入电流表M101KS1M103M102X12T4KS2MCRM110X5X4停止(SB4)X10Y3Y3起动(SB5)过载保护(FR2)自锁X6限位(SQ)Y4END[19][20][21][22][23][24][25][26][27][28]反转起动辅助继电器反转延时起动时间继电器M1反转接触器(KM2)串电阻短接接触器(KM3)延时接入电流表时间继电器延时接入电流表正转反接制动时间继电器提供切削液接触器(KM4)快速移动接触器(KM5)反转反接制动时间继电器K5第三章生产机械的电气控制•一、C650普通车床PLC控制•10.C650车床PLC控制梯形图•第5~11梯级M110M100T4X3[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18]X1X0M103X1M101M102M103M1停(SB)M1点动(SB1)自锁M1停机辅助继电器X0MCN0M110X7M1停(SB)过载(FR1)M1点动(SB1)Y1Y2M100M1反转联锁M1制动联锁X2M1正转(SB2)X3M102M101M1正转点动辅助继电器正转起动辅助继电器M101自锁Y1M101T1M1反转按钮联锁(SB3)正转起动延时控制T1正转延时起动反转联锁K5Y0正转延时起动时间继电器M1正转接触器(KM1)反转反接制动时间控制X2M101M102M102M1正向起动按钮(SB2)M102反向起动(SB3)自锁T2T2Y0Y1正转联锁反向延时起动T3正转反接制动时间控制M101Y2M102M101T5M102T5Y5M103X11Y0T3控制延时接入电流表M101KS1M103M102X12T4KS2MCRM110X5X4停止(SB4)X10Y3Y3起动(SB5)过载保护(FR2)自锁X6限位(SQ)Y4END[19][20][21][22][23][24][25][26][27][28]反转起动辅助继电器反转延时起动时间继电器M1反转接触器(KM2)串电阻短接接触器(KM3)延时接入电流表时间继电器延时接入电流表正转反接制动时间继电器提供切削液接触器(KM4)快速移动接触器(KM5)反转反接制动时间继电器K5第三章生产机械的电气控制•一、C650普通车床PLC控制•10.C650车床PLC控制梯形图•第12~18梯级M110M100T4X3[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18]X1X0M103X1M101M102M103M1停(SB)M1点动(SB1)自锁M1停机辅助继电器X0MCN0M110X7M1停(SB)过载(FR1)M1点动(SB1)Y1Y2M100M1反转联锁M1制动联锁X2M1正转(SB2)X3M102M101M1正转点动辅助继电器正转起动辅助继电器M101自锁Y1M101T1M1反转按钮联锁(SB3)正转起动延时控制T1正转延时起动反转联锁K5Y0正转延时起动时间继电器M1正转接触器(KM1)反转反接制动时间控制X2M101M