机床电气控制第4讲-第二章(3)
机械《机床电气控制》教案
机械《机床电气控制》教案第一章：绪论1.1 课程介绍解释机床电气控制课程的目标和重要性。
概述机床电气控制的基本概念和历史。
1.2 机床电气控制系统的组成介绍机床电气控制系统的常见组成部分，例如电源、控制器、执行器等。
解释各部分的功能和相互作用。
1.3 机床电气控制技术的发展趋势探讨机床电气控制技术的发展历程。
介绍当前机床电气控制技术的发展趋势和未来展望。
第二章：电气元件2.1 电源介绍机床电气控制系统中电源的作用和类型。
解释不同电源的特点和应用场景。
2.2 控制器讲解控制器的功能和工作原理。
介绍常见的控制器类型，如继电器控制器、PLC控制器等。
2.3 执行器解释执行器的作用和分类。
探讨不同执行器的工作原理和应用领域。
第三章：电气控制原理3.1 控制逻辑介绍电气控制逻辑的基本概念和常用符号。
解释逻辑运算和逻辑门电路的工作原理。
3.2 控制电路设计讲解控制电路设计的基本原则和方法。
探讨如何根据机床需求设计合适的控制电路。
3.3 控制电路实例分析分析具体的机床控制电路实例。
解释电路的工作原理和功能。
第四章：PLC控制系统4.1 PLC基本原理介绍可编程逻辑控制器（PLC）的定义和工作原理。
解释PLC的主要组成部分和功能。
4.2 PLC编程讲解PLC编程的基本语言和指令系统。
探讨如何使用PLC编程实现机床控制功能。
4.3 PLC控制系统设计讲解PLC控制系统设计的基本步骤和方法。
探讨如何根据机床需求设计合适的PLC控制系统。
第五章：机床电气控制系统的维护与故障诊断5.1 机床电气控制系统的维护讲解机床电气控制系统的日常维护和保养方法。
解释如何检查和解决问题以保持系统正常运行。
5.2 故障诊断与维修介绍故障诊断的基本方法和技巧。
探讨如何诊断和修复机床电气控制系统中常见的故障。
第六章：典型机床电气控制系统的分析6.1 数控机床电气控制系统介绍数控机床电气控制系统的组成及特点。
分析数控机床的主轴驱动、进给驱动和辅助装置的控制原理。
《机床电气控制》课件
1
2
3
某数控车床在运行过程中突然停机，检查发现电源故障导致系统断电。经维修后恢复正常。
实例一
某加工中心在加工过程中出现定位不准的现象，检查发现伺服电机存在故障。更换伺服电机后恢复正常。
实例二
某铣床在运行过程中出现异常声响，检查发现传动装置存在机械故障。修复传动装置后恢复正常。
实例三
感谢观看
主要用于控制机床电机的停止，使电机在切断电源后能够迅速地停止运转。
制动控制电路的作用
制动控制电路的组成
制动控制电路的工作原理
制动控制电路的注意事项
主要由电源开关、制动器、减速器等组成，通过这些元件的协同作用，实现对电机制动的控制。
当按下停止按钮时，制动器动作，电机迅速停止运转。
在制动控制电路中，应定期检查制动器的性能和可靠性，确保在需要制动时能够迅速有效地发挥作用。
主要用于调节和控制电机的转速，以满足机床加工过程中对不同转速的需求。
调速控制电路的作用
在调速控制电路中，应确保调速器的参数设置正确，同时应定期对调速器进行检查和维护，确保其性能稳定可靠。
调速控制电路的注意事项
主要由调速器、测速发电机等组成，通过这些元件的配合使用，实现对电机转速的控制。
调速控制电路的组成
实现方法、技巧
总结词
机床电气控制系统的实现可以采用不同的方法，如继电器控制、PLC控制、运动控制卡等。在实现过程中，需要注意抗干扰、稳定运行、安全保护等问题，并掌握一些实用的技巧，如优化电路设计、合理配置资源等。
详细描述
总结词：实例分析
详细描述：通过对实际案例的分析，深入了解机床电气控制系统的设计过程和实现方法。例如，某型数控机床的电气控制系统设计，包括主轴电机控制、进给电机控制、传感器检测等部分，采用PLC编程实现，具有高精度、高效率的特点。通过对该案例的深入分析，可以更好地掌握机床电气控制系统的设计与实现。
《数控机床电气控制》教学大纲
《机床数控原理与系统》教学大纲一、课程基本信息二、课程目标与任务本课程是数控技术应用与数控设备维修专业的主干必修课程。
本课程任务是使学生熟悉数控机床控制系统的组成、各组成部分的功能及数控机床工作原理。
通过对数控原理和典型数控系统的分析和介绍，使学生掌握数控装置、伺服系统、检测装置、可编程控制器在数控机床上的功能和应用，并掌握这些部件与机床本体配接的知识。
学完本课程，学生应具有初步分析现场生产问题、进行数控机床简单设计、进行数控机床调试和维修的能力。
三、课程教学内容与要求备注：以下涉及的章节与特定教材无关，仅表示知识顺序。
第一章数控机床控制技术概述（General description ）第二章计算机数控装置(CNC controls)第三章位置检测装置(Position detectors)第四章驱动电机与驱动装置(Motors and drives)第五章数控机床伺服系统(Servo systems)第六章数控系统的组成及典型数控系统介绍(Typical CNC controls)第七章辅助功能与PLC(PLCs in the CNC machine)第九章数控机床控制技术应用实例(Examples of CNC application)四、课内实践教学要求课内实践教学项目及学时分配五、教学时数分配“机床数控原理与系统”课程学时分配表六、本课程与其它课程的联系“机床数控原理与系统”课程内容体系结构由两门先修课程“数控机床操作与编程” 、“ 机床电气控制与PLC” 、一门主干课程“机床数控原理与系统”、一门辅助课程“数控技术专业英语”和一门后续课程“数控机床故障诊断与维护”组成，按数控技术应用和数控设备维修两个专业方向在不同学期开设。
七、教学法建议•建议改过去“教师填鸭式”的教学为“教师指导式”的教学。
可采用学生自学老师提问、学生上讲台或黑板讲解或答题等方式，鼓励学生各抒己见，时刻注意学生的反应，避免满堂灌，增加师生互动。
数控机床电气控制精品课件
焰岁爆氦绚欣补儿痴丁嚎胀团祁凹樊紧蜡袁憨肛映殿三拾馁欺盅械边剖霸数控机床电气控制数控机床电气控制
(2) 小型断路器
(1)低压电器的结构、工作原理。 (2)控制线路的基本环节的工作原理、分析方法。
本章重点：
翰尉爆秀坤足尖虚录邹既镭极卧厨稼眠滴两坞企渗傅倘虎失丁振习傍焦晌数控机床电气控制数控机床电气控制
通过本章的学习，要求读者具有正确选用机床常用电器的能力、分析机床控制电路基本环节的能力和看懂电气控制原理图的能力。
三、熔断器
当电路发生短路或严重过载时，熔断器的熔体自身发热而熔断，从而分断电路的电器。熔断器主要用于短路保护。 熔断器一般由熔体和底座等组成。 熔断器的类型分为瓷插（插入）式、螺旋式和封闭管式三种。
兜城哮贷摧削党夏迈市氯留羊葫悉高舀戊岗酱烛焰嘘锄合篇厢犁铣器拾定数控机床电气控制数控机床电气控制
接触器的额定电流（指主触点的额定电流）应大于或等于被控回路的额定电流。
源评蓬枚佛芦亮郴肋柔扎卒色窒繁晕鲜蔗荤狈拣朗缠茨俺基裕宣轨松瑶雹数控机床电气控制数控机床电气控制
稻帽呼肩抡予柄蚕坯超瓢饥组通闺观友陇鸿鸵猖溉梭氛噶协莽尹巴匪捣倪数控机床电气控制数控机床电气控制
脚踏开关是一种特定形式的微动开关，它是将脚踏板和微动开关组合在一起的控制电器。脚踏开关电气图形及文字符号如图所示。
4. 脚踏开关
己乙蘑归对敝拄将刹阴知淀饰半羌款迷城斑泊触柱盎艾掸邀抠说郸尧兹敷数控机床电气控制数控机床电气控制
低压断路器电气图形及文字符号如图所示。
CA6140车床电气控制(4)教程
反接制动控制线路
32
例1： 如果图10-17的控制电路接成如图所示的 那样， 会有什么后果？
SB1 SB1 KM KM SB1
SB1
SB2 KM
SB2 KM
SB2 KM KM
SB2 KM
KM
(a)
(b)
(c)
(d)
33
解：图（a）电路中， KM的辅助常开触头不仅锁住了SB2， 而 且也锁住了SB1。 因此， 在按下SB2使接触器KM线圈通电， 其常开触头KM实现自锁作用后， 再按下SB1时， 线圈KM不会 断电， 即起动电动机后就无法用按钮SB1使它停转， 停止按钮 SB1失去了作用。 图（c）电路中， 接触器KM的常开触头与线圈并联， 按下SB2 时接触器线圈通电， 其常开触头闭合， 造成短路， 会烧断熔 断器中的熔体。 图（d）电路中， 用一个按钮 SB1的常开和常闭两个触头替代 原电路中的起动和停止两个按钮。 当按下按钮SB1时， 由于按 钮的结构特点通常是常闭触头先断开， 常开触头后闭合， 因 此无法使接触器线圈通电， 电动机也就无法起动。
2.逻辑设计法
利用逻辑代数，从生产工艺出发，考虑控制电路中逻辑 变量关系，在状态波形图的基础上，按照一定的设计方法 和步骤，设计出符合要求的控制电路。 该方法设计出的电路较为合理、精练可靠，特别在复杂 电路设计时，可以显示出逻辑设计法的设计优点。
9
二、电气控制线路的绘制与分析
注意：理论部分同学们自学，实际绘制与分析，边设计
原因：三相异步电动机从切除电源到完全停止运转。由
于惯性的关系，总要经过一段时间，这往往不能适应某些 生产机械工艺的要求。如万能铣床、卧式镗床、电梯等， 为提高生产效率及准确停位，要求电动机能迅速停车，对 电动机进行制动控制。
《机床电气控制与PLC》教学大纲
《机床电气控制与PLC》教学大纲课程名称：《机床电气控制与PLC》课程编码：适用专业：机电一体化、数控技术、电气技术学时：80或64学分：5或4编写者：刘祖其一、课程性质与任务课程性质：《机床电气控制与PLC》课程综合了《电气控制与PLC》、《数控机床电气控制》两门课程的知识。
主要研究低压控制电器、机床强电控制电路、可编程控制器及编程、数控系统、伺服系统。
是机电一体化、数控技术、电气技术、电子技术等专业的职业技术课。
通过本课程的学习，应使学生初步掌握机床电气控制系统的结构组成及工作原理，可编程控制器的结构及工作原理、指令系统及编程方法，数控系统结构与接口，伺服驱动技术、光栅与编码器等方面的知识。
培养学生初步具有认知、测试及设置机床电气控制系统中控制元件、部件的能力，最终能够掌握普通机床、数控机床电气控制系统的整体结构和工作原理，为今后在工作中操作、调试、维修机床打下较坚实基础。
二、教学目的与基本要求了解数控装置的软件、硬件组成；了解可编程控制器的的结构和工作原理；了解接口信号相互作用，典型数控装置特性、功能，选用方法、系统连接、调试方法。
了解电磁兼容概念，运用电磁兼容采取抗干扰措施。
掌握《机床电气控制与PLC》的基本理论，常用电器的结构、工作原理及用途；掌握普通机床、数控机床电气控制电路的基本分析方法；掌握进给及主轴驱动系统，常用位置检测装置的结构、原理及其应用知识，掌握数控系统I/O接口、信号功能，电气系统的基本测试技术。
重点掌握机床电路的安装调试及检修，可编程控制器的编程方法。
为今后学生能测试、改造、检修机床电气控制系统打下较好的基础。
三、教学主要内容、要点和课时安排目录绪论[学习目标与要求]了解数控机床的产生及发展，了解FMC、FMS、CIMS、适应控制系统的概念，了解数控机床的组成及特点、数控机床伺服驱动系统的基本要求、伺服系统对伺服电机的要求、伺服系统的组成、伺服系统的分类。
第1章常用低压控制电器1.1 概述1.2接触器1.3 继电器1.4熔断器1.5低压开关和低压断路器1.6主令电器1.7低压电器的产品型号[学习目标与要求]掌握接触器、热继电器等常用低压电器的工作原理与选用；了解电弧的形成与灭弧机理；了解低压电器的基本作用与功能和继电特性与返回系数。
机床电气控制基本知识及技能课件
磨床电气控制系统的维护与保养
详细描述
为了保持磨床电气控制系统的稳定性和精度，需要进行定 期的维护和保养，包括清洁、润滑、检查和调整等，确保 系统的正常运行。
05
机床电气控制技术发展 趋势与展望
数控技术与机床电气控制的融合
数控技术是现代制造业的核心技术之一，与机床电气控制技术的融合将进一步提高 机床的加工精度、效率和质量。
柔性化技术将进一步提高机床的加工范围和适应能力，满足多样化加工需求。同时，高效化和绿色化将 成为未来机床电气控制技术的重要发展方向，以实现可持续发展和降低能耗。
感谢您的观看
THANKS
02
机床电气控制基础知识
电路的基本概念
总结词
了解电路的基本组成和功能，掌握电流 、电压、电阻等基本电气参数及其单位 。
VS
详细描述
电路是由电源、负载和中间环节组成的闭 合回路，电流通过电路时，会发生能量转 换和信息传递。电流、电压、电阻是电路 的基本参数，它们之间存在一定的关系， 即欧姆定律。
常用低压电器元件
详细描述
电路图是机床电气控制系统的设计、安装和维护的重要依据。在识读电路图时 ，应了解电路图的组成和符号含义，掌握电路图的布局和标注方法，能够根据 电路图分析电路的工作原理和相互关系。
03
机床电气控制基本技能
机床电气控制线路的安装与调试
安装前准备
熟悉机床电气原理图，准备所需电气元件和工具 ，确保安全措施到位。
预防措施
针对常见故障，制定预防措施，减少故障发生。
机床电气控制系统的维护与保养
日常维护
定期检查电气元件、线路连接情况，保持电气柜内部清洁、干燥 。
定期保养
按照机床制造商推荐的保养周期，对电气控制系统进行全面检查和 保养，如更换滤网、润滑轴承等。
《机床电气控制》PPT课件_OK
整流器
PWM逆变器
M
图6-6 脉宽调制型变频系统
具体调制方法很多，最常用的是正弦波PWM。
2021/8/29
9
图6-7 正弦波脉冲调制
PWM拖系统具有有较高的功率因数和效率，且调节部 位较少；在非常低的频率下，能使转矩运行特性平滑，不会 在反转时卡死在零转速；在总的运行特性方面PWM系统可 与直流拖动相抗衡；可实现多台异步电动机同步运转，使设 备更为紧凑。
(2) 因可控整流输入端的功率因数随输出电压而变化， 若输出电压低时功率因数也低。
(3) 由于滤波环节的惯性作用，便调压动态过程缓慢， 影响系统的快速性。
(4) 在六段输出波形中存在很大的5、7次谐波，引起谐波 发热和负转矩分量，限制了转速的下限。
2021/8/29
8
2．脉冲宽度调制(PWM)型变频器
调
调
节
整
器
器
整流
M 逆变 M
U/F变换器
脉冲分配器
2021/8/29
图6-5 电压型变频系统方框图
7
这个系统能带动多台电机转动。由于直流输出电压稳 定，因此异步电动机的转速精度仅决定于U/F变换器的精度 及电机本身的转差率。
上述调速装置的缺点有：
(1) 需两套可控的功率级装置及其控制电路，装置庞大。
2021/8/29
10
在下列情况下应考虑采用交流调速系统：
（1）要求用低额定转速电动机时； （2）环境要求电动机防爆或完全封闭时； （3）使用多台电动机且不需要分别调速时； （4）频繁反转或降速控制，要求增加再生用的直流功率 元件时等。
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KM KM
点动控制线路
M 3~
8
(二)点动正转控制线路
QF L1 L2 L3 FU1 FU2
停止： 松开SB， KM线圈失电 KM主触头断开，电 动机停转
点动控制线路
SB KM KM
M 3~
9
(二)点动正转控制线路
点动控制电路模拟配电盘
断路器
熔断器 电动机 接触器
按钮 接线端子
10
(三)接触器自锁正转控制线路
TC
KM1
合上电源开关QS 按下SB1 KM1线圈得电
FR
V
R
U
M 3～
W
KM1 KM2 KT 47
有变压器桥式整流能耗制动控制线路
QS FU1 FU2
L1 L2 L3
FR FU3 KM2 SB2 KM2 VC SB1 KM1 KM2 KM2 KM1 KT 3 KT
TC
KM1
KM1自锁触头闭合 KM1主触头闭合 KM1联锁触头分断 松开SB1
V M 3～
R
W
KM1 KM2 KT 51
（三）电容制动
当电动机切断交流电源后，立即在电
动机定子绕组的出线端接入电容器来迫使
电动机迅速停转的方法叫电容制动。
52
电容制动原理
当旋转着的电动机断开交流电源时，转子内仍 有剩磁。随着转子的惯性转动，形成一个随转子转
KM M 3~
14
(三)接触器自锁正转控制线路
QF
L1 L2 L3 FU1 FU2
SB2
松开SB1， 电动机继续运行
SB1 KM KM
KM M 3~
15
接触器自锁正转控制线路
(三)接触器自锁正转控制线路
QF
L1 L2 L3 FU2 SB2 FU1 SB1 KM KM
停止： 按下SB2， KM线圈失电， 动合辅助触头断开， 解除自锁， 动合主触头断开， 电动机断电停转
SB2
起动： 按下SB1 有电流通过KM线圈
M 3~
SB1 KM KM
KM
接触器自锁正转控制线路
13
三、接触器自锁正转控制线路
QF
L1 L2 L3 FU2
SB2 FU1 SB1 KM KM
交流接触器动合主触头吸 合，电动机正转起动，交 流接触器动合辅助触头吸 合 通过自身辅助触头给线圈 供电，称为自锁 接触器自锁正转控制线路
QS L1 L2 L3 SB2 V KM2 KM1 KM2 KM2 FU1 FU2 FR
KT
SB1 KM2 FR U V W M 3～
KM1 KM1
KT
KT延时断开触头 延时分断 KM2线圈失电 KT线圈失电 各触头复位
KM1
KM2
KT
45
有变压器桥式整流能耗制动控制线路
QS FU1 FU2
L1 L2 L3
22
(四)单向启动反接制动控制
QS L1 L2 L3 FU1 FU2 FR
KM2
停： 松开SB2 继续反接制动
KM1 Ｒ
KM2 SB2 n SB1 KM1
BV
FR
KM2
KM1
BV M 3～
KM1 KM2
23
(四)单向启动反接制动控制
QS L1 L2 L3 FU1 FU2 FR
KM2 KM1 KM2 SB2 Ｒ SB1 KM1 n
电气自动控制原理 第四讲（*）
陈光胜
教师邮箱:Cgs-168@、 学生邮箱:Dqkz2012@ PASS:shlgjxxy
1
一、三相异步电动机基本控制线路(复习)
(一)组合开关正转 控制
电路组成分析
L1 L2 L3
QS
FU
M 3~
2
(一)组合开关正转控制
L1 L2 L3
U
FR
V M 3～
R
W
KM1 KM2 KT 50
有变压器桥式整流能耗制动控制线路
QS FU1 FU2
L1 L2 L3
FR FU3 KM2 SB2 KM2 VC SB1 KM1 KM2 KM2 KM1 KT 3 KT
TC
KM1
KT延时断开触头延 时分断 KM2线圈失电 KT线圈失电 各触头复位
U
FR
缺点?
37
（二）常见能耗制动
电动机切断交流电源后，立即在定子线组的任 意两相中通入直流电，利用转子感应电流受静止磁场 的作用以达到制动目的。
38
单向启动能耗制动自动控制线路
QS L1 L2 L3 SB2 V KM2 KM1 KM2 KM2 FU1 FU2 FR
KT
SB1 KM2 FR U V W
QF L1 L2 L3 FU1 SB FU2
合上开关QF
KM KM
点动控制线路
M 3~
6
(二)点动正转控制线路
QF L1 L2 L3 FU1 SB FU2
起动： 按下SB KM线圈得电
点动控制线路
M 3~
KM KM
7
(二)点动正转控制线路
QF L1 L2 L3 FU1 SB FU2
KM主触头闭合 电动机起动
接触器自锁正转控制线路
KM M 3~
16
接触器自锁控制线路板
17
(四)单向启动反接制动控制
QS L1 L2 L3 FU1 FU2 FR
KM2 KM1 Ｒ SB1 KM1 KM2 SB2 n
BV
FR
KM2
KM1
BV M 3～
KM1 KM2
18
(四)单向启动反接制动控制
QS L1 L2 L3 FU1 FU2 FR
KM2
KT
41
单向启动能耗制动自动控制线路
QS L1 L2 L3 SB2 V KM2 KM1 KM2 KM2 FU1 FU2 FR
KT
SB1 KM2 FR U V W M 3～
KM1 KM1
KT
KM1自锁触头闭合 KM1主触头闭合 KM1联锁触头分断
KM1
KM2
KT
42
单向启动能耗制动自动控制线路
21
(四)单向启动反接制动控制
QS L1 L2 L3 FU1 FU2 FR
停： 按下SB2 KM1 KM1失电释放 KM2线圈得电， KM2主触头闭 合，电动机串 联电阻反接， 反接制动 KM2自锁触头 闭合
KM2 KM2 SB2 Ｒ SB1 KM1 n
BV
FR
KM2
KM1
BV M 3～
KM1 KM2
起动： 转动手柄，合上开关QF电 动机运转
QS
FU
M 3~
3
(一)组合开关正转 控制
L1 L2 L3
停止： 转动手柄，断开开关QF电 动机停转
QS
FU
M 3~
4
(二)点动正转控制线路
自动开关 QF L1 L2 L3 FU1 SB FU2
电路组成分析
KM KM
点动控制线路
M 3~
5
(二)点动正转控制线路
FU1
FU2
FR
SB2
KM1 FR
KM2
KM1 SB1
按下SB1
KM1线圈得电
M 3～ YB
KM2 KM1
KM1 KM2
34
电磁抱闸通电制动控制线路
QS
L1 L2 L3
FU1
FU2
FR
SB2
KM1自锁触头闭合, KM1 自锁，松开SB1 FR KM1联锁触头断开， KM1主触头闭合 电动机起动运行
当转速降低 到一定值时， KS断开 KM2线圈失电， 各触头复位
M 3～
BV
FR
KM2
KM1
BV
KM1 KM2
24
二、三相异步电动机的制动控制线路（续） （一）电磁抱闸断电制动控制线路 （二）能耗制动自动控制线路 （三）电容制动与再生发电制动
25
（一）电磁抱闸断电制动控制线路
电磁抱闸制动器工作原理示意图
QS L1 L2 L3 SB2 V KM2 KM1 KM2 KM2 FU1 FU2 FR
KT
SB1 按下SB2 KM1线圈失电 KM1自锁触头分断 KM1主触头分断 KM1联锁触头闭合 KM2线圈得电 KT线圈得电 KM2 FR U V W M 3～
KM1 KM1
KT
KM1
KM2
KT
43
单向启动能耗制动自动控制线路
QF
L1 L2 L3 FU1 FU2
SB2
电路组成分析
KM
SB1 KM
KM M 3~
11
接触器自锁正转控制线路
(三)接触器自锁正转控制线路
QF
L1 L2 L3 FU1 FU2
SB2
合上电源开关QF
KM
SB1 KM
KM M 3~
12
接触器自锁正转控制线路
(三)接触器自锁正转控制线路
QF
L1 L2 L3 FU1 FU2
QS L1 L2 L3 SB2 V KM2 KM1 KM2 KM2 FU1 FU2 FR
KT
SB1 KM2自锁触头闭合 KM2主触头分断闭合 电动机半波能耗制动 KM2联锁触头分断 KT瞬时闭合触头闭合 松开SB2 KM2 FR U V W M 3～
KM1 KM1
KT
KM1
KM2
KT
44
单向启动能耗制动自动控制线路
28
电磁抱闸断电制动控制线路
QS FU1 FU2
FR
L1 L2 L3
SB1
按下SB2
KM
KM
FR
SB2
KM线圈得电