机床电气控制.doc

本科教材

机床电气控制

课程设计指导书

上海第二工业大学

机电工程学院

一．课程设计的目的

本课程设计是机电控制工程专业与《机床电气控制》专业课程配套的一门专业实践课程，是在学习了本专业《机床电气控制》中一些典型机床控制线路及实验的基础上，通过课程设计的实践，系统地掌握在工业自动化控制系统中，机床电气控制线路设计和应用的知识。为今后从事专业技术工作打下基础。

二．课程设计要求

1 每个学生必须独立完成课程设计各项要求。

2 学生可从下述题目中选择一题进行课程设计(原则上9人/组, 由教师平衡)

3 必须编写课程设计说明书，具体内容如下：

(1)分析题目要求, 拟定控制方案，

(2)分析各机床的主要结构、运动形式及控制要求

(3)选择电动机及相关元器件

(3) 手工绘制主电路、控制电路图（3#图纸1张），列出电气元件明细表

(4) CAD绘制主电路、控制电路图（3#图纸1张），列出电气元件明细表

(5) 分析、编写机床的实际工作原理及使用说明书

(6) 完成思考题

（7）编写课程设计小结

（8）参考资料目录

4 课程设计利用2周时间进行。

5．课程设计结束后学生必须参加答辩，方能取得成绩。

三．课程设计内容：

以下共有16个课程设计题目，学生可以分组进行。

Z35型摇臂钻床主要由4台电动机组成，它们分别是：冷却泵电动机M1、主轴电动机M2、摇臂升降电动机M3、液压泵电动机M4。其设计任务如下：

1．设计要求：

（1）冷却泵电动机M1直接由K开关QS1控制，即由开关QS1接通和断开；（2）主轴电动机M2具有正反转、点动/长动控制功能，并可以实施反接制动；（3）摇臂升降电动机M3具有正反转控制功能；

（4）液压泵电动机M4具有正反转控制功能；

（5）主轴电动机M2具有短路保护、过载保护功能，整个线路具有短路保护功能；（6）正反转时要具备“互锁”功能；

（7）主电路与控制电路之间具有控制变压器TC；

（8）机床具有照明灯，照明电路电压为24V；

（9）机床具有操作指示灯，指示灯电路电压为6V；

（10）主轴电动机M2启动后，可以动态实际测量主电路的电流大小。

2．思考题：

（1）如果主轴电动机M2为双速电动机，其主电路应该如何设计？试绘制主电路图。

（2）如果主轴电动机M2的反接制动触点KV1与KV2位置对调，其后果如何？

CM6132型车床主要由3台电动机组成，它们分别是：主轴电动机M1、冷却泵电动机M2、液压启动电动机M3。其设计任务如下：

1．设计要求：

（1）M1~M3均采用直接启动；

（2）主轴电动机M1具有正、反向运行功能，并可以实施反接制动；

（3）转换开关SA1为M1启动、停止控制和正、反转控制的开关；

（4）冷却泵电动机M2由转换开关SA2进行控制

（5）只有M1启动后，M2才能启动；

（5）液压启动电动机M3由中间继电器KA进行控制；

（7）电动机M2、M3具有短路保护功能，整个线路具有短路保护、过载保护功能；（8）正反转时要具备“互锁”功能；

（9）信号灯HL1为电源显示，电压为220V；

（10）HL2为主轴变速显示，变速完成SQ1、SQ2压合，灯HL2亮，电压为220V；（11）通过SA3控制照明灯HL3，电压为220V；

2．思考题：

（1）列出转换开关SA1的动作表？

（2）CM6132型车床共有几个动作？

C5225型双柱立式车床主要由7台电动机组成，它们分别是：工作台主拖动电动机M1、油泵电动机M2、横梁升降电动机M3、右立刀架快速电动机M4，右立刀架进给电动机M5，左立刀架快速电动机M6，左立刀架进给电动机M7。其设计任务如下：

1．设计要求：

（1）M1实现Y/△启动，只可正转运行，但具有正/反点动控制功能，并可以实现能耗制动；

（2）M2必须先启动，M1才能工作；

（3）横梁可以实现升、降功能；

（4）左、右立刀架均点动运行，可实现左、右、上、下快速运动，

（5）左、右立刀架通过行程开关控制左、右行程；

（6）刀架进给可实现点动/长动控制；

（7）刀架快速移动和进给不可同时进行；

（8）M3、M4、M6具有短路、过载保护功能，整个线路具有短路保护功能；

（9）控制电路电压为110V；

2．思考题：

（1）如果停止时要求M1先停，M2后停，线路应如何设计？

（2）如果按下停止按钮，M1不能停转，分析故障原因。

CW6136A型卧式车床主要由2台电动机组成，即：主轴电动机M1和冷却泵电动机M2。其设计任务如下：

1．设计要求：

（1）整个机床电路具有短路保护，M1具有过载保护，M2具有短路保护；

（2）M1具有正、反转控制功能；

（3）M1为双速电机，可实现反接制动；

（4）M2为单向运转，通过Y/△启动；

（5）主电路与控制电路之间具有控制变压器TC；

（6）机床具有照明灯，照明电路电压为24V；

（7）机床具有操作指示灯，指示灯电路电压为6V；

（8）M1的温度不得超过95oC；

2．思考题：

（1）控制M1的接触器分别出现问题，会造成什么发生故障？

（2）M1不能运转，分析故障原因。

M7120型平面磨床主要由4台电动机组成，它们分别是：液压泵电动机M1，砂轮电动机M2、冷却泵电动机M3、砂轮升降电动机M4。其设计任务如下：

1．设计要求：

（1）液压泵电动机M1单向旋转，可实现反接制动、多点控制；

（2）M2 、M3均单向旋转，M3只有在M2启动后才能运转；

（3）M4可实现双向旋转，且M4只能通过点动控制；

（4）M1、M2、M3均有过载保护功能；整个电路具有短路保护功能；

（5）机床具有照明灯，电压为24V，由变压器TC供电；

（6）机床具有指示灯，电压均为6V，也由变压器TC供电。其中HL1为控制指示灯，HL2为M1运转指示灯，HL3为M2及M3运转指示灯，HL4为M4运转指示灯；

2．思考题：

（1）若机床有时不需要冷却，控制电路应作何改进？

（2）M4只能单向旋转，分析故障原因。

M7130型平面磨床主要由3台电动机组成，它们分别是：砂轮电动机M1、冷却泵电动机M2、液压泵电动机M3。其设计任务如下：

1．设计要求：

（1）三台电机均单向旋转

（2）砂轮电动机M1可实现点动/长动切换；

（3）M1可实现反接制动；

（4）冷却泵电动机M2用插座实现通/断控制；

（5）M2可实现能耗制动；

（6）M2只有在M1启动后才能运转；

（7）机床具有照明灯，照明电路电压为24V，通过控制变压器TC变换；

（8）三台电机共用熔断器FU1作短路保护，M1和M2由热继电器FR1作过载保护，M3由热继电器FR2作过载保护；

2．思考题：

（1）当一台电动机过载停机时，另二台电动机也应停止，控制电路应如何设计？（2）M1 、M2均不能启动，分析故障原因。

第7题M1432A型万能外圆磨床电气控制线路设计

M1432A型万能外圆磨床主要由5台电动机组成，它们分别是：油泵电动机M1、头架电动机M2、内圆砂轮电动机M3、外圆砂轮电动机M4、冷却泵电动机M5。其设计任务如下：

1．设计要求：

（1）M1实现Y/△启动控制；

（2）只有M1启动后，其余电动机才能启动；

（3）M2为双速电动机，可实现高、低速控制；

（4）砂轮架接近工件时，压合行程开关SQ1，M2才运行；

（5）M2具有点动/长动控制功能；

（6）M3、M4不能同时启动；

（7）M5既可与M2同时运行，也可单独运行，通过转换开关SA1转换；

（8）每台电动机均具有过载保护，且任一台电动机过载停止，其余电动机均停止；

2．思考题：

（1）M2的启动方式有几种？设计其控制电路。

（2）若所有电机均不能启动，分析故障原因。

第8题M7475B型平面磨床电气控制线路设计

M7475B型平面磨床主要由6台电动机组成，它们分别是：砂轮电动机M1、工作台转动电动机M2、工作台移动电动机M3、砂轮升降电动机M4，冷却泵电动机M5。其设计任务如下：

1．设计要求：

（1）M1采用Y/△启动，能耗制动；

（2）M2为双速电动机；

（3）M3具有正反转控制；

（4）M4具有正反转控制；

（5）M5采用点动控制；

（6）机床具有照明灯，照明电路电压为24V，通过控制变压器TC变换；

（7）五台电动机均具有过载保护功能；

（8）M1启动后，可以动态实际测量主电路的电流大小。

2．思考题：

（1）如果机床具有欠电压保护，电路应如何设计？

（2）M1 、M5不能启动，分析故障原因

第9题XA613型立式升降台铣床电气控制线路设计

XA613型立式升降台铣床主要由3台电动机组成，它们分别是：主轴电动机M1、进给电动机M2、冷却泵电动机M3。其设计任务如下：

1．设计要求：

（1）三台电动机均直接启动；

（2）M1可实现正/反转，点动/长动控制；

（3）M1可实现能耗制动；

（4）M1可实现变速冲动；

（5）M2可实现正/反转，点动/长动控制；

（6）M3在M1后启动；

（7）M3可实现Y/△启动控制；

（8）三台电动机均有过载保护；

（9）机床具有照明灯，照明电路电压为24V，由控制变压器TC提供；

2．思考题：

（1）工作台有垂直的上—下，纵向的左—右，横向的前—后6个方向的运动，同时只可一个方向运动，进给电动机M2的控制电路如何设计？

（2）按下停车按钮后M1不停，分析故障原因

第10题T6113型卧式镗床电气控制线路设计

T6113型卧式镗床主要由5台电动机组成，它们分别是：主轴电动机M1、快速移动电动机M2、立柱快速移动电动机M3，工作台上、下滑座液压油泵电动机M4，主轴箱液压油泵电动机M5。其设计任务如下：

1．设计要求：

（1）M1可实现正/反转、点动/长动控制；

（2）M1可实现Y/△启动，实现能耗制动；

（3）M2可实现定子串电阻降压启动；

（4）M3可实现正/反转控制；

（5）M4实现点动控制；

（6）M5实现点动控制；

（7）M1、M2、M3具有短路保护；

（8）M4具有短路保护、过载保护功能；

（9）M5具有短路保护、过载保护功能；

（10）机床具有照明灯，照明电路电压为24V，由控制变压器TC提供；

2．思考题：

（1）若主轴转动时需要变速，则M1的控制电路应如何设计？

（2）若M1只能单向启动，分析故障原因

Y3150型齿轮机床主要由2台电动机组成，它们分别是：主轴电动机M1、冷却泵电动机M2。其设计任务如下：

1．设计要求：

（1）M1具有正/反转、点动/长动控制功能；

（2）M1可实现反接制动；

（3）只有M1启动后，M2才能启动；

（4）M2 可实现Y/△启动；

（5）M2能耗制动；

（6）M1、M2均具有短路保护功能、过载保护功能；

（7）一台电动机过载停止，另一台电动机也必须停止；

（8）机床具有照明灯，照明电路电压为24V，由控制变压器TC提供；

2．思考题：

（1）机床工作台均有行程界限，应如何设计主轴电动机M1的控制电路？

（2）按下停车按钮后M1不停，分析故障原因

Y3180型滚齿机床主要由5台电动机组成，它们分别是：液压泵电动机M1、、主轴电动机M2、冷却泵电动机M3、刀架快速移动电动机M4、工作台快速进给电动机M5。其设计任务如下：

1．设计要求：

（1）M1直接启动；

（2）M2可实现正/反转控制，能耗制动；

（3）M3直接启动，在M2运行后才启动；

（4）M4可实现正/反转、点动控制；

（5）M5可实现正/反转、点动控制；

（6）M4 和M5不可同时运转；

（7）所有电动机均具有短路保护；

（8）M1、M2、M3具有过载保护；

（9）机床具有照明灯，照明电路电压为24V，由控制变压器TC提供；

（10）机床具有信号灯，信号电路电压为6V，由控制变压器TC提供；

2．思考题：

（1）M4 和M5为和不设过载保护？

（2）M5只能前进，不能后退，分析故障原因

Y4632A型衍齿机床主要由4台电动机组成，它们分别是：液压泵电动机M1、衍轮电动机M2、冷却泵电动机M3。其设计任务如下：

1．设计要求：

（1）M1启动后，其余电机才启动；

（2）M1可实现Y/△启动；

（3）M2实现定子串电阻降压启动；

（3）M2可实现正/反转控制；

（4）M3实现能耗控制；

（5）三台电动机均具有短路保护、过载保护；

（6）机床具有照明灯，照明电路电压为24V，由控制变压器TC提供；

（7）机床具有信号灯，信号电路电压为6V，由控制变压器TC提供；

2．思考题：

（1）为达到同样效果，M2除串电阻减压启动外，还有什么启动方式？设计其电路？

（2）M3无法停止，分析故障原因

快速拆装式塔式起重机主要由4台电动机组成，它们分别是：起重电动机M1、行走电动机M2、回转电动机M3、边幅电动机M4。其设计任务如下：

1．设计要求：

（1）M1可实现正/反转控制，通过限位开关控制行程；

（2）M1可实现高、低速控制；

（3）M2可实现正/反向控制，通过限位开关控制行程；

（4）M3可实现正/反向控制；

（5）M4可实现正/反向控制；

（6）M4为点动控制，能耗制动；

（7）机床具有信号灯，信号电路电压为6V，由控制变压器TC提供

（8）机床具有照明灯，照明电路电压为24V，由控制变压器TC提供；

2．思考题：

（1）控制M1的停止有几种方式？设计其电路。

（2）M1无法运转，分析故障原因

TQ60/80型塔式起重机主要由5台电动机组成，它们分别是：提升电动机M1、行走电动机M2、回转电动机M3、回转电动机M4、边幅电动机M5。其设计任务如下：

1．设计要求：

（1）M1为定子串电阻降压启动；

（2）M1可实现正/反转，能耗制动，通过限位开关控制行程；

（3）M2、M3控制行车的正反向，通过复合按钮和接触器双重连锁；

（4）M4可实现正/反转，能耗制动；

（5）M5串电阻降压启动；

（6）M5为双速电机，可实现正/反转；

（7）机床具有信号灯，信号电路电压为6V，由控制变压器TC提供

（8）机床具有照明灯，照明电路电压为24V，由控制变压器TC提供；

2．思考题：

（1）为确保安全，当出现事故时，要使所有的电机急停，电路如何设计？

（2）M2只能前进，不能后退，分析故障原因

第16题电动葫芦电气控制线路设计

电动葫芦主要由2台电动机组成，它们分别是：吊钩升降电动机M1、移动机构电动机M2。其设计任务如下：

1．设计要求：

（1）M1可实现正/反转控制，为Y/△启动；

（2）M1只可点动控制；

（3）M1为能耗制动，通过限位开关控制行程；

（4）M2可实现正/反转控制，反接制动；

（5）M2通过复合按钮和接触器双重连锁；

（6）M2通过限位开关控制行程；

（7）机床具有信号灯，信号电路电压为6V，由控制变压器TC提供

（8）机床具有照明灯，照明电路电压为24V，由控制变压器TC提供；

2．思考题：

（1）M2的连锁方式有几种？画出控制电路。

（2）M1为何只可点动控制？

四．课程设计注意事项：

1．分别用手工、CAD各绘制一份线路图；

2．设计中允许参照教材中的设计方案。

3．严禁徒手画图。

4．图中所有符号、文字全部按照国家标准书写。