《電氣控制與PLC技術(shù)（西門子S7-200）/普通高等教育機電大類應(yīng)用型系列規(guī)劃教材》：
　　項目一 T68鏜床電氣控制線路的安裝與故障檢修
　　【項目介紹】
　　鏜床是一種常用的普通機床，主要用于加工精度較高的孔和各孔間相互位置要求較精確的零件。T68鏜床是應(yīng)用較廣的一種鏜床，其用途非常廣泛，主要用于鏜孔、鉆孔、擴孔、鉸孔和銑削平面等，裝上車螺紋附件后還可車削螺紋，裝上平旋盤刀架還可加工大的孔徑、端面和外圓等。
　　如圖1-0-1所示，T68臥式鏜床的主要組成部件有床身、前立柱、鏜頭架、后立柱、尾座、工作臺等部分組成。
　　圖1-0-1 T68臥式鏜床結(jié)構(gòu)原理圖
　　1—鏜頭架；2—前立柱；3—平旋盤；4—鏜軸；5—工作臺 ；6—后立柱；
　　7—尾座；8—刀具溜板；9—上溜板；10—下溜板；11—床身
　　在床身的一端固定有前立柱，在前立柱的垂直導(dǎo)軌上裝有鏜頭架，鏜頭架可沿導(dǎo)軌垂直移動。鏜頭架上裝有主軸、主軸變速箱、進(jìn)給箱與操縱機構(gòu)等部件。切削刀具固定在鏜軸前端的錐形孔里，或裝在平旋盤的刀具溜板上。在鏜削加工時，鏜軸一面旋轉(zhuǎn)，一面沿軸向做進(jìn)給運動。平旋盤只能旋轉(zhuǎn)，裝在其上的刀具溜板做徑向進(jìn)給運動。鏜軸和平旋盤軸由各自的傳動鏈傳動，因此可以獨自旋轉(zhuǎn)，也可以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
　　在床身另一端的后立柱可沿床身導(dǎo)軌在鏜軸軸線方向調(diào)整位置，后立柱導(dǎo)軌上的尾座用來支撐鏜軸的末端，尾座與鏜頭架同時升降，保證兩者的軸心在同一水平線上。工作臺上的下溜板可沿床身導(dǎo)軌縱向運動，上溜板可沿下溜板的導(dǎo)軌做橫向運動，工作臺相對于上溜板可做回轉(zhuǎn)運動。
　　T68鏜床的電氣控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)其主軸的正反轉(zhuǎn)與點動控制、主軸電動機高低速轉(zhuǎn)換控制、制動控制、工作臺快速移動控制等。在工作過程中，其電氣控制系統(tǒng)可能會出現(xiàn)一些故障，如主軸電動機只有高速擋而無低速擋，或只有低速擋而無高速擋；主軸實際轉(zhuǎn)速比變速盤指示轉(zhuǎn)速多一倍或少一倍等。一旦出現(xiàn)這些問題，就需要通過分析電路的工作原理，查找故障點，然后進(jìn)行故障排除。
　　此項目通過對T68鏜床電氣線路中基本控制環(huán)節(jié)的分析、電路的安裝與電氣故障排除，學(xué)會分析整臺機床電氣線路的工作原理，并能按電路圖安裝接線，對電路中常見的故障進(jìn)行分析排除。
　　知識目標(biāo)：
　�。�1）理解電氣原理圖、安裝布置圖和電氣接線圖的基本概念；
　�。�2）了解各種開關(guān)電器、按鈕、行程開關(guān)、熔斷器、接觸器、繼電器的結(jié)構(gòu)組成及其工作原理，掌握其圖形和文字符號；
　�。�3）掌握三相異步電動機的點動控制、長動控制、正反轉(zhuǎn)控制、高低速控制、反接制動控制、順序控制、Y-△降壓啟動的工作原理；
　�。�4）掌握CA6140車床、X62銑床、T68鏜床、Z3040鉆床的主電路以及控制電路的工作原理及其常見故障分析；
　�。�5）了解機床控制線路檢修的一般步驟及方法。
　　技能目標(biāo)：
　�。�1）能正確識別和使用常用低壓電器元件；
　�。�2）能識讀電氣原理圖，按圖完成電路的安裝接線；
　�。�3）掌握電氣控制線路的分析方法，具有分析一般電路的能力；
　　（4）能根據(jù)故障現(xiàn)象，分析排除簡單線路的故障。
　　情感目標(biāo)：
　�。�1）通過規(guī)范操作，建立勞動保護與安全文明生產(chǎn)意識；
　�。�2）通過互動學(xué)習(xí)、理論實踐一體化教學(xué)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性。
　　任務(wù)一 初步認(rèn)識電氣控制系統(tǒng)
　　任務(wù)描述
　　不同的生產(chǎn)機械，因其運動形式不同，對電動機的控制要求不同，其電氣控制系統(tǒng)也各不相同。普通機床的電氣控制一般是通過繼電接觸器控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的，這種控制系統(tǒng)由按鈕、開關(guān)、繼電器、接觸器等電器元件組成控制線路，能實現(xiàn)對電動機的啟動、停止、正反轉(zhuǎn)、制動等運行方式的控制，并實現(xiàn)必要的保護。
　　試操作CA6140車床電氣控制系統(tǒng)，觀察控制柜面板上指示燈及控制柜內(nèi)器件的運行情況，認(rèn)識電器元件和電氣原理圖，從而對電氣控制有個初步的認(rèn)識。
　　任務(wù)目標(biāo)
　　? 了解機床電氣控制系統(tǒng)的構(gòu)成及其與機床的運動的關(guān)系；
　　? 了解接觸器-繼電器控制的特點及應(yīng)用；
　　? 掌握常用低壓電器元件的結(jié)構(gòu)、工作原理、用途、型號規(guī)格及使用方法；
　　? 正確識別常用低壓電器，寫出各電器元件的文字和圖形符號，并能正確選擇和使用；
　　? 掌握電氣原理圖、元件布置圖和安裝接線圖的基本概念；
　　? 通過規(guī)范操作，建立安全文明生產(chǎn)意識；
　　? 通過理論實踐一體化教學(xué)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性；
　　? 通過分組訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)協(xié)作和良好的溝通能力。
　　知識準(zhǔn)備
　　1．繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的組成與特點
　　電氣控制技術(shù)是以各類電動機為動力的傳動裝置與系統(tǒng)為對象，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的控制技術(shù)。不同的控制對象，對電動機的控制要求不同，因此需要的電氣控制系統(tǒng)也各不相同。根據(jù)其控制方式的不同，電氣控制系統(tǒng)可分為繼電器-接觸器控制系統(tǒng)、可編程邏輯控制器（PLC）控制系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)。其中，繼電器-接觸器控制系統(tǒng)是許多機械設(shè)備廣泛采用的最基本的電氣控制方法，也是學(xué)習(xí)其他控制方法的基礎(chǔ)。
　　下面通過對CA6140機床模擬電氣柜的操作了解繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的組成與特點。
　　1）CA6140車床模擬電氣控制柜的操作與演示
　　CA6140普通車床的模擬電氣柜的操作面板和柜內(nèi)電氣線路板如圖1-1-1所示。
　　圖1-1-1 CA6140普通車床模擬電氣柜
　　操作電氣柜操作面板上的開關(guān)與按鈕，觀察電氣柜內(nèi)電器元件的動作和各電動機的動作、指示燈情況，如表1-1-1所示。
　　表1-1-1 電器元件的動作情況
　　操作步驟 操 作 現(xiàn) 象
　　1 閉合開關(guān)QF 電源指示燈HL亮
　　2 接通開關(guān)SA1 照明燈EL亮
　　3 按下啟動按鈕SB2 電器元件KM1動作，電動機M1轉(zhuǎn)動
　　4 按下停止按鈕SB1 電器元件KM1復(fù)位，電動機M1停止
　　5 不按下按鈕SB2，僅接通開關(guān)SA2 KM2不動作，電動機M2不轉(zhuǎn)動
　　6 按下啟動按鈕SB2后，接通開關(guān)SA2 KM2動作，電動機M2轉(zhuǎn)動
　　7 按下SB1 電動機M1停止，電動機M2也停止
　　8 按下按鈕SB3，然后松開 按下SB3時電器元件KM3動作，電動機M3轉(zhuǎn)動；松開SB3時，KM3復(fù)位，電動機M3停止
　　由操作過程及現(xiàn)象可以看出：
　　按下啟動按鈕SB2，主軸電動機M1開始轉(zhuǎn)動；松開按鈕SB2，電動機M1繼續(xù)運行，要使其停止，必須按停止按鈕SB1。電動機的這種控制方式叫做長動控制。
　　按下按鈕SB3，刀架快速移動電動機M3轉(zhuǎn)動；松開SB3，電動機M3停止而不能連續(xù)轉(zhuǎn)動。電動機M3的這種控制方式叫做點動控制。
　　主軸電動機M1啟動后，接通SA1，冷卻泵電動機M2才能啟動。如果不啟動M1，單獨接通SA1，電動機M2不轉(zhuǎn)動。電動機M1、M2的這種控制方式叫做順序控制。
　　2）繼電器-接觸器控制的組成與特點
　　由CA6140車床電氣柜的操作與控制可以看出，其電氣控制系統(tǒng)有三個基本組成部分，即輸入、輸出和邏輯控制部分。按鈕和開關(guān)是輸入部分，它們把人和外部設(shè)備的各種控制信號或命令傳遞給控制系統(tǒng)；輸出部分是各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈等，它們直接執(zhí)行命令或把控制系統(tǒng)的輸出信號傳遞給執(zhí)行電動機；邏輯控制部分是按照電氣控制的要求設(shè)計的，由各繼電器、接觸器構(gòu)成的各種長動、點動、順序控制電路，實現(xiàn)一定的控制功能。
　　繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的優(yōu)點是，對于簡單的控制系統(tǒng)，其線路簡單、維修方便、價格低廉、便于掌握等，因此，繼電器控制系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。由于其電路由固定的接線組成，繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的缺點是，控制功能不能隨意更改、功能少、通用性和靈活性差，對于控制要求比較多電路，設(shè)備體積大、接線復(fù)雜、觸點多、可靠性不高等。
　　由于科學(xué)技術(shù)不斷地發(fā)展，低壓電器正向小型化、耐用方面發(fā)展，使繼電接觸器控制系統(tǒng)性能不斷提高，因此，繼電器-接觸器控制系統(tǒng)在今后的電氣控制技術(shù)中仍然占有比較重要的地位。
　　2．常用低壓電器
　　低壓電器是指工作在交流1200V或直流1500V及以下電路中，能自動或手動地接通或斷開電路、改變電路參數(shù)，以實現(xiàn)通斷、保護、控制、調(diào)節(jié)或轉(zhuǎn)換作用的電器。也就是說它是一種能根據(jù)外界的信號和要求，手動或自動地接通、斷開電路，以實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測、變換和調(diào)節(jié)的元件或設(shè)備。
　　低壓電器種類繁多，功能各樣，構(gòu)造各異，用途廣泛，工作原理各不相同，常用低壓電器的分類方法也很多。其中表1-1-2列出了常用低壓電器的分類和用途。
　　表1-1-2 常用低壓電器的分類和用途
　　分類方法 名 稱 常用的電器元件 用 途
　　按其用途和控制對象不同分類 低壓配電電器 刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器、空氣斷路器等 主要用于低壓配電系統(tǒng)中，實現(xiàn)電能的輸送、分配及用電設(shè)備保護等。對配電電器的技術(shù)要求是，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時能夠準(zhǔn)確動作、可靠工作，斷流能力強，限流效果好，在規(guī)定條件下具有足夠的動穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性，使電器不會被損壞
　　低壓控制電器 接觸器、繼電器、主令電器等 主要用于電氣控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)發(fā)布命令、控制系統(tǒng)狀態(tài)及執(zhí)行動作等。對控制電器的技術(shù)要求是，壽命長、體積小、重量輕且動作迅速、準(zhǔn)確、可靠，有相應(yīng)的轉(zhuǎn)換能力
　　按其操作方式
　　不同分類 自動電器 接觸器、繼電器等 用于依靠電器本身參數(shù)的變化而自動完成接通、分?jǐn)�、啟動、反向、停止等動作或狀態(tài)變化的場合
　　手動電器 按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、刀開關(guān)等 用于依靠人工直接操作完成接通、分?jǐn)唷�啟動、反向、停止等動作切換的場合
　　續(xù)表
　　分類方法 名 稱 常用的電器元件 用 途
　　按觸點類型分類 有觸點電器 接觸器、刀開關(guān)、按鈕等 利用觸點的接通和分?jǐn)鄟砬袚Q電路
　　無觸點電器 接近開關(guān)、霍爾開關(guān)、電子式時間繼電器、固態(tài)繼電器等 無可分離的觸點，主要利用電子元件的開關(guān)效應(yīng)，即導(dǎo)通和截止來實現(xiàn)電路的通、斷控制
　　按工作原理分類 電磁式電器 接觸器、各種電磁式繼電器等 根據(jù)電磁感應(yīng)原理來工作
　　非電量控制電器 轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)、速度繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器等 依靠外力或非電物理量信號（如速度、壓力、溫度等）的變化而動作
　　按低壓電器型號
　　分類 刀開關(guān) 負(fù)荷開關(guān)、熔斷器式刀開關(guān)、雙投式刀開關(guān)、組合開關(guān)等 主要用于電路的隔離，有時也能分?jǐn)嘭?fù)荷
　　斷路器 塑料外殼式斷路器、框架式斷路器、限流式斷路器等 主要用于電路的過負(fù)荷保護、短路、欠電壓、漏電壓保護，也可用于不頻繁接通和斷開的電路
　　熔斷器 有填料熔斷器、無填料熔斷器、快速熔斷器、自復(fù)熔斷器等 主要用于電路短路保護，也可用于電路的過載保護
　　接觸器 交流接觸器、直流接觸器 主要用于遠(yuǎn)距離頻繁控制負(fù)荷，切斷帶負(fù)荷電路
　　繼電器 電流繼電器、電壓繼電器、時間繼電器、熱繼電器、中間繼電器等 主要用于控制電路中，將被控量轉(zhuǎn)換成控制電路所需電量或開關(guān)信號
　　控制器 凸輪控制器、平面控制器等 主要用于控制回路的切換
　　主令電器 按鈕、行程開關(guān)、微動開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)等 主要用于發(fā)布命令或程序控制
　　啟動器 磁力啟動器、自耦變壓啟動器、星三角啟動器等 主要用于電動機的啟動
　　電磁鐵 制動電磁鐵、起重電磁鐵、牽引電磁鐵等 主要用于起重、牽引、制動等處
　　在選用低壓電器時常根據(jù)型號來進(jìn)行選用，以下根據(jù)CA6140車床電氣柜中主要的低壓電器，按型號分類進(jìn)行講述。
　　1）開關(guān)電器
　　（1）刀開關(guān)
　　刀開關(guān)是一種手動電器，常用的刀開關(guān)有HD型單投刀開關(guān)、HS型雙投刀開關(guān)、HR型熔斷器式刀開關(guān)、HK型閘刀開關(guān)等。
　　HD型單投刀開關(guān)、HS型雙投刀開關(guān)、HR型熔斷器式刀開關(guān)主要用于在成套配電裝置中作為隔離開關(guān)，裝有滅弧裝置的刀開關(guān)也可以控制一定范圍內(nèi)的負(fù)荷線路。作為隔離開關(guān)的刀開關(guān)的容量比較大，其額定電流在100～1500A之間，主要用于供配電線路的電源隔離作用。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，不能操作帶負(fù)荷的線路，只能操作空載線路或電流很小的線路，如小型空載變壓器、電壓互感器等。
　　操作時應(yīng)注意，停電時應(yīng)將線路的負(fù)荷電流用斷路器、負(fù)荷開關(guān)等開關(guān)電器切斷后再將隔離開關(guān)斷開，送電時操作順序相反。隔離開關(guān)斷開時有明顯的斷開點，有利于檢修人員的停電檢修工作。隔離刀開關(guān)由于控制負(fù)荷能力很小，也沒有保護線路的功能，所以通常不能單獨使用，一般要和能切斷負(fù)荷電流和故障電流的電器（如熔斷器、斷路器和負(fù)荷開關(guān)等電器）一起使用。
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