机床电气及PLC控制（第三版） 课件 课题3 CY6140型普通车床的电气控制

【项目分析】

认识普通机床的主要结构，读懂普通机床电气控制电路，掌握普通机床电气控制电路的调试方法，并能够排除机床电路常见的电气故障。项目2

机床电气控制机床电气及PLC控制高等教育出版社【学习目标】应知1.了解普通机床的基本结构、运动形式、电力拖动的形式与控制要求。2.掌握普通机床电气控制电路的组成、工作过程及工作原理。应会1.掌握普通机床电气控制电路的调试方法。2.学会排除普通机床电气控制电路常见的电气故障。项目2

机床电气控制机床电气及PLC控制高等教育出版社任务2.1CY6140型普通车床的电气控制项目2

机床电气控制机床电气及PLC控制高等教育出版社【新课导入】

1.简略复习教材“项目1”的内容。2.简略介绍教材“项目2”的主要教学内容与14～16学时的教学安排。3.简略介绍本次课（任务2.1）的主要教学内容与3～4学时的教学安排。

一、金属切削机床简介

金属切削机床是机械制造业的主要加工设备，它用切削的方法将金属毛坯加工成具有一定形状、尺寸和表面质量的机械零件。机床的品种和规格繁多，我国将机床按其产品的工作原理、结构性能特点及使用范围分为12大类；

在每一类机床中又按其结构性能和使用范围分为10

个组；每个组中又按其运动特点、基本结构及

布局形式分为10个系列。

【基础知识】普通车床机床电气及PLC控制高等教育出版社

一、金属切削机床简介

我国生产的通用机床型号的表示方法如下：

【基础知识】普通车床机床电气及PLC控制高等教育出版社

一、金属切削机床简介

例如，CY6140型车床型号的含义为：

P41【基础知识】普通车床机床电气及PLC控制高等教育出版社

一、金属切削机床简介CY系列的机床具有高性能、高精度、低噪音的特点。CY系列卧式车床能对黑色金属、有色金属、非金属工件的内外圆柱、圆锥以及其它形式的回转表面进行粗、精加工；能车削各种常用公制、英制、模数、径节螺纹及多头螺纹；能进行钻孔、铰孔和油槽的拉削等加工工作。

金属切削机床的机械运动可分为三类：对金属工件进行切削的运动称为主运动（一般为机床主轴的旋转运动）；持续地把金属工件的被切削层投入切削的运动称为进给运动（即加工工具与加工工件之间的相对运动）；而其他的运动（如机床部件的位置调整运动）统称为辅助运动。【基础知识】普通车床机床电气及PLC控制高等教育出版社二、普通车床的主要结构和运动形式

车床是使用最广泛的一种金属切削机床，主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面、端面、圆锥面、成型回转面等），还可用于车削螺纹和进行孔加工。在车削加工时，工件被夹在卡盘上由主轴带动旋转；加工工具－车刀被装在刀架上，由溜板和溜板箱带动作横向和纵向运动，以改变车削加工的位置和深度。因此，车床的主运动是主轴的旋转运动，进给运动就是溜板箱带动刀架的直线运动（如图1-1所示），辅助运动包括刀架的快速移动和工件的夹紧和放松。(P41)图2-1车床的主运动和进给运动示意图机床电气及PLC控制高等教育出版社二、普通车床的主要结构和运动形式

普通车床的外形及基本结构可见图2-2，主要由床身、主轴变速箱、主轴（主轴上带有用于夹持工件的卡盘）、挂轮箱、进给箱、溜板箱、溜板与刀架、尾架、丝杆与光杆等组成。(P41)图2-2普通车床结构示意图机床电气及PLC控制高等教育出版社三、车床的电力拖动形式和控制要求

车床的主轴一般只需要单向旋转，只有在加工螺纹要退刀时，才需要主轴反转。根据加工工艺要求，要求主轴能够在相当宽的范围进行调速。一般中小型普通车床的主轴运动都用笼型异步电动机来拖动，电动机通过皮带轮将动力传递到主轴变速箱带动主轴旋转，由机械变速箱调节主轴的转速。主轴的反转可以用机械方法实现，也可以由电动机的反转来实现。CY6140型车床的主轴正、反转速度在9~1600r/min的范围内分为24挡。

车床运行时，绝大部分的功率都消耗在主运动上，刀架的进给运动所消耗的功率很小。而且由于在车削螺纹时，要求主轴的旋转速度与刀具的进给速度保持严格的比例，因此一般中小型车床的进给运动也由主轴电动机来拖动。主轴电动机的动力由主轴箱、挂轮箱传到进给箱，再由光杆或丝杆传到溜板箱，由溜板箱带动溜板和刀架作纵、横两个方向的进给运动。机床电气及PLC控制高等教育出版社三、车床的电力拖动形式和控制要求

因此，车床对电力拖动及其控制有以下基本要求：⒈车床的主轴运动和进给运动采用笼型异步电动机拖动。车床采用机械方法调速，对电动机没有调速的要求；一般采用机械方法反转，但也有的车床要求主轴电动机能够反转；主轴电动机直接起动。⒉在车削加工时，为防止刀具和工件温度过高，需要由一台冷却泵电动机来提供冷却液。一般要求冷却泵电动机在主轴电动机起动后才能起动，主轴电动机停机，冷却泵电动机也同时停机。⒊有的车床还配有一台刀架快速移动电动机。⒋具有必要的电气保护环节，如各电路的短路保护和电动机的过载保护。⒌具有安全的局部照明装置。机床电气及PLC控制高等教育出版社【基础知识】普通车床四、CY6140型普通车床电气控制电路分析CY6140型普通车床电气控制原理图如图2-3所示。

㈠主电路分析

主电路共有三台电动机。M1为主轴电动机，带动主轴旋转和刀架进给；M2为冷却泵电动机；M3为刀架快速移动电动机。三相交流电源通过转换开关QS引入，主轴电动机M1由接触器KM1控制起动，热继电器KR1为主轴电动机M1的过载保护。

冷却泵电动机M2由接触器KM2控制起动，热继电器KR2为冷却泵电动机M2的过载保护。

刀架快速移动电动机M3由接触器KM3控制起动，因快速移动电动机M3是短时工作制，故可不设过载保护。

㈡控制电路分析

控制变压器TC二次侧输出110V电压作为控制回路的电源。机床电气及PLC控制高等教育出版社四、CY6140型普通车床电气控制电路分析

CY6140型普通车床电气控制原理图如图2-3所示。

㈡控制电路分析1.主轴电动机M1的控制

按下起动按钮SB2，接触器KM1的线圈得电，KM1主触点吸合，主轴电动机M1起动，按下停止按钮SB4，主轴电动机M1停转。2.冷却泵电动机M2的控制

只有在接触器KM1主触点吸合，主轴电动机M1起动后，才能使接触器KM2线圈得电，按下冷却泵起动按钮SB5，冷却泵电动机M2起动，按下停止按钮SB6，冷却泵电动机M2停转。机床电气及PLC控制高等教育出版社【基础知识】普通车床四、CY6140型普通车床电气控制电路分析CY6140型普通车床电气控制原理图如图2-3所示。

㈡控制电路分析3.刀架快速移动电动机的控制

刀架快速移动电动机M3的起动由安装在进给操纵手柄顶端的按钮SB7来控制，它与接触器KM3组成点动控制环节。将操纵手柄扳到手柄所需的方向，按下按钮SB7，接触器KM3线圈得电，KM3主触点吸合，快速移动电动机M3得电起动，刀架就向指定方向快速移动。

㈢照明、信号灯电路分析

控制变压器TC的二次侧分别输出24V和6.3V电压，作为机床照明灯和信号灯的电源。EL1为机床的低压照明灯，由开关SA控制；EL2为刻度照明灯（6.3V）；HL1、HL2、HL3分别为M1和M2的信号灯。机床电气及PLC控制高等教育出版社P43图2-3CY6140型车床电气原理图机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤步骤一：器材准备

按表2-1准备完成本任务所需的器材和设备。（P44）表2-1完成任务2.1所需设备、工具、器材明细表机床电气及PLC控制高等教育出版社序号名称型

号规

格单位数量1三相交流电源

3×380/220V16A

2单相交流电源

220V、36V、6V

3CY6140型车床(或实训装置)

台14万用表MF-47

个15兆欧表ZC11-8500V0～100MΩ个16钳形电流表MG-270-10-50-250A0-300-600V0～300Ω个17电工和PLC实训通用工具

试电笔、榔头、螺丝刀、电工刀、电工钳、尖嘴钳、剥线钳、活络扳手等（详见表1-1）套1

工作步骤

步骤二：熟悉车床的运动形式和电气控制电路

对照图2-3的电路图，结合对CY6140车床的现场学习，领会普通车床电气控制的要求和电路的原理，主要领会：

⑴拖动电动机的用途、运行方式（起动、停止）和控制要求；

⑵对电动机和电路的保护电器和保护作用。

填写记录表2-2，并将各电气元器件的型号记录到表2-3中。

P46机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

P45表2-2车床学习记录表机床电气及PLC控制高等教育出版社机床名称(型号)

机床主要功能

电力拖动系统的组成电动机名称安装位置起动方式是否需要反转电气调速方式电气制动方式

观察该机床的运行方式和操作过程的记录

其他记录(如电器的名称、安装位置、操纵方法等)

工作步骤

P45表2-3CY6140型车床元器件设备明细表机床电气及PLC控制高等教育出版社序号名

称符号型号/规格数量用途1三相四线电源

2控制变压器

3主轴电动机

4冷却泵电动机

5快速移动电动机

6组合开关

7交流接触器

8交流接触器

9交流接触器

10热继电器

11热继电器

12熔断器

13熔断器

14熔断器

15熔断器

16急停按钮

17位置开关

18

工作步骤步骤三：车床常见电气故障的诊断与排除

可预先设置故障进行检修，将情况记录于表2-4中。P46表2-4车床常见电气故障诊断与排除记录表机床电气及PLC控制高等教育出版社故

障

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况排

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【学习记录与分析】