机床电气控制5.1 CA6140型卧式车床电气控制
CA6140型车床电气控制电路分析.
CA6140型车床电气控制电路分析一、普通车床的主要结构和运动形式车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面、端面、成型回转面等），还可用于车削螺纹，并可用钻头。
铰刀等进行加工。
车床主要是由床身、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、丝杠和尾架等部分组成。
图1所示为CA6140型普通车床的结构示意图。
1-主轴箱；2-刀架；3-尾座；4-床身；5、9-床腿；6-光杠；7-丝杠；8-溜板箱；10-进给箱；11-挂轮图1 CA6140型车床结构示意图CA6140普通车床型号的含义为：普通车床主要是由三个运动部分组成，一是卡盘带着工件的旋转运动，也就是车床主轴的运动。
车床根据工件的材料性质、车刀材料及几何形式、工件直径、加工方式及冷却的条件不同，要求主轴由不同的切削速度。
主轴运动是由主轴电动机经传输带传递到主轴变速箱来带动主轴旋转，而主轴变速箱则用于调节主轴的转速。
二是溜板箱带着刀架的直线运动，称为进给运动。
溜板箱把丝杠或光杆的运动传递给刀架部分，变换溜板箱外置的手柄位置，经刀架部分使车刀做纵向或横向进给。
三是刀架的快速移动和工件的夹紧和放松，称为车床的辅助运动。
尾座的移动和工件的装卸都是由人力操作，车床工作时大部分功率消耗在主轴运动上。
二、车床的电力拖动形式及控制要求车床的主轴一般只需要单向运转，只有在加工螺纹时要退刀，需要主轴反转。
根据加工工艺的要求，主轴应能够在相当宽的范围内进行调速，CA6140型车床的主轴正转速度有24种（10~1 400r/min），反转速度有12种（14~1 580r/min）。
CA6140型普通车床对电力拖动及其控制有以下要求：1主轴电动机从经济性、可靠性考虑，一般选用三相笼型异步电动机，不进行电气调速。
2主轴电动机的起动、停止采用按钮操作，一般普通车床上的三相异步电动机均采用直接起动。
停止采用机械制动。
3刀架移动和主轴转动有固定的比例关系，以满足对螺纹的加工需要。
CA6140型卧式车床的主轴M1的电气控制
XXXXX XXXXX
一、机床电源引入
正常工作状态下SB和SQ2处于断开状态，QF 线圈不通电。SQ2装于配电箱壁龛门后，打开配 电箱壁龛门时，SQ2恢复闭合，QF线圈得电，断 路器QF自动断开，切断电源进行安全保护。控 制回路的电源由控制变压器TC二次侧输出110 V 电压提供，FU2为控制回路提供短路保护。合上QF后电路ຫໍສະໝຸດ 态二、主轴电动机M1的控制
为保证人身安全，车床正常运行时必须将皮
带罩合上，位置开关SQl装于主轴皮带罩后，起 断电保护作用。
M1启动：
按下SB2后电路状态
M1停止：
FRl作为主轴电动机的过载保护装置
CA6140车床电气控制线路
⑷、故障现象四：
谢谢！
9、机床控制电路的常开故障检修方法有：
①、直观法：通过人眼直接观察故障现象而 排除故障的方法。 ②、电压法：用万能表的电压档检测排除故 障的方法（两表笔与被测试点并联）。 ③、电阻法：用万能表的电阻档检测排除故 障的方法（两表与笔与被测试点串联）。
10、常见故障及检修
⑴、故障现象一：M1不启动
KM1接触器损坏
L1
L2
L3
FU1
QF
KM1
KM2
KA
FU2
KH1
KH2
KM3
SB1 SB3
KM1 SB4
KH1 KH2
M1 3~ 7、5KW
M2 3~
90W
M3 3~
250W
SB2
KM1
KA HL EL
KA KM1 KM2 KM3
6、车床控制电路电流供电回路
①、主电路
L1→FU1①→QF1①
KM1① KM2①
KM3①
CA6140车床电气控制线路
主轴箱
卡盘
方刀架
小滑板
挂轮架
进给箱 床身
左床座
纵溜板
溜板箱 横溜板
尾架 丝杠 光杠
右床座
4、CA6140卧式车床型号： C A61
类代号 （车床类）
40
主要参数折算 值
结构特性代号
系代号（卧式车床系） 组代号（落地及式车床组）
5、CA6140车床电气控制线路原理图：
M1为主轴电机：带动主轴运转和刀架作进给运动
KM2为接触器常开主触头：通断冷却泵电机主电路
KH2为热断电器热元件：冷却泵电机过载保护
M2为冷却泵电机：供应冷却液
CA6140型卧式车床地电气控制电路
加油站CA6140型卧式车床的电气控制电路一、CA6140型卧式车床的电气控制1、CA6140型卧式车床的电气控制电路（如图1-1）图1-1二、中小型车床对电气控制的要求1、主拖动电动机一般选用三相笼型异步电动机，为满足调速设计要求，采用机械变速。
主轴要求正、反转，对于小型车床主轴的正反转由拖动电动机正反转来实现；档拖动电动机容量较大时，可由摩擦离合器来实现主轴正反转，电动机只作单向旋转。
一般中小型车床的主轴电动机均采用直接起动。
当电动机容量较大时，常采用Y-△降压起动。
停车时为实现快速停车，一般采用机械或电气制动。
2、切削加工时，刀具与工件温度较高时需要切削液进行冷却。
为此。
设有一台冷却泵电动机，且与主轴电动机有着联锁关系，即冷却泵电动机应在主轴电动机启动后方可选择启动与否；当主轴电动机停止时，冷却泵电动机便立即停止。
3、速移动电动机采用点动控制，单方向旋转，靠机械结构实现不同方向的快速移动。
4、路应具有必要的保护环节、安全可靠的照明电路及信号指示。
三、CA6140电气控制电路分析1、主电路分析主电路中共有三台电动机，图中M1为主轴电动机，用以实现主轴旋转和进给运动；M2为冷却泵电动机；M3为溜板快速移动电动机。
M1、M2、M3均为三相异步电动机，容量均小于10kW，全部采用全压直接起动皆有交流接触器控制单向旋转。
M1电动机由起动按钮SB1，停止按钮SB2和接触器KM1构成电动机单向连续运转控制电路。
主轴的正反转由摩擦离合器改变传动来实现。
M2电动机是在主轴电动机起动之后，扳动冷却泵控制开关SA1来控制接触器KM2的通断，实现冷却泵电动机的起动与停止。
由于SA1开关具有定位功能，故不需自锁。
M3电动机由装在溜板箱上的快慢速进给手柄内的快速移动按钮SB3来控制KM3接触器，从而实现M3的点动。
操作时，先将快速进给手柄扳到所需移动方向，再按下SB3按钮，即实现该方向的快速移动。
三相相电源通过转换开关QS1引入，FU1和FU2作短路保护。
2024-项目1CA6140型普通车床电气控制电路
〔三〕HH系列封闭式负荷开关〔铁壳开关〕 作用：手动通断电路及短路保护。
特点：铸铁或铸钢制成的全封闭外壳，防护能力较好。 速动弹簧能快速熄灭电弧。
二、接触器
接触器是一种在电磁力的作用下，能够 自动地接通或断开带有负载的主电路 〔如电动机〕的自动控制电器。
1、工作原理：当按钮揿下时，线圈通电， 静铁心被磁化并把动铁心〔衔铁〕吸上， 带动转轴使触头闭合，从而接通电路。 当放开按钮时，过程与上述相反，使电 路断开。
作，并具有储能〔弹簧〕复位的一种控制开关。 按钮的触点允许通过的电流较小，一般不超过5A， 因此一般情况下不直接控制主电路，而是在控制 电路中发出指令或信号去控制接触器、继电器等 电器，再由它们去控制主电路的通断、功能转换 或电气联锁等。
2、按钮符号及结构
按钮结构示意图 1-按钮帽 2-复位弹簧 3-常闭静触头 4-动
〔一〕主要结构及运动特点
普通车床主要由床身、主轴变速箱、进给 箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杠和光杠等 部件组成。以下图中是CA6140型普通车床 外观结构图1-1所示
〔二〕电气控制要求
1．主拖动电动机一般选用三相鼠笼式异步电动机，并采用机械变速。 2．为车削螺纹，主轴要求正、反转，小型车床由电动机正、反转来实现，CA6140型车床那么靠摩
常用的刀开关
〔一〕 HD〔单投〕 、HS〔双投〕刀开关
HD〔单投〕 、HS〔双投〕刀开关结构示意图
HD、HS系列刀 开关，主要用于交流 380V、50Hz电力网中 作电源隔离或电流转 换之用，常用于各种 低压配电柜、配电箱 、照明箱中。
作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。 结构图和符号 ：
与否；而当主轴电动机停止时，冷却泵电动机立即停止。 6．为实现溜板箱的快速移动，由单独的快速移动电动机拖动，且采用点动控制。 7．电路应有必要的保护环节、安稳可靠的照明电路和信号电路
CA6140车床电气控制线路
CA6140车床型号意义
主轴箱
卡盘
方刀架
挂轮架
进给箱
小滑板
尾架
丝杠 光杠
床身 左床座
右床座
纵溜板
溜板箱
横溜板
CA6140车床的主要结构
二、CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求
CA6140型卧式车床 控制电路
主轴箱
卡盘
方刀架
挂轮架
进给箱
小滑板
尾架
丝杠 光杠
床身 左床座
右床座
纵溜板
溜板箱
横溜板
CA6140车床的主要结构
CA6140型卧式车床的工作原理
CA6140普通车床的运动形式：
切削运动
包括工件旋转的主运动和刀具的 直线进给运动。
进给运动
刀架带动刀具的直线运动
辅助运动
控制电路工作原理分析
CA 61
照 明
40
信
车
控制变压器TC的二次侧
号
床
分别输出24V和6V电压，
灯
控
作为机床照明灯和信号
制 电
灯的电源。 EL为机床的低压照明灯， 由开关QS2控制；
电 路 分 析
路
HL为电源的信号灯
图
CA6140型卧式车床 电气控制电路（2）
朱英辉
CA6140车床电气控制线路
一、CA6140车床的主要结构及型号意义
CA6140车床其他常见电气故障的检修
故障现象
故障原因
处理方法
主轴电动机M1启
动后不能自锁，即 按下SB2，M1启动 运转，松开SB2， M1随之停止
三、CA6140车床电气控制线路分析
CA6140车床电气控制线路分析
CA6140卧式车床电路图
接触器触头在电路图中位置的标记
栏目左栏中栏右栏
触头类型
主触头所处的
图区号辅助常开触头所处的
图区号
辅助常闭触头所处
的图区号
举例
KM 2 8 表示3对主触头
均在图区2
表示一对辅助常开触
头在图区8，另一对
常开触头在图区10
表示2对辅助常闭触
头未用
X
2 10
X
2
继电器触头在电路图中位置的标记
栏目左栏右栏
触头类型常开触头所处的图区号常闭触头所处的图区号举例
KA2
4 4 4
表示3对常开触头均在图
区4
表示常闭触头未用CA6140型卧式车床电气原理图
CA6140型卧式车床电气原理图
打开SB
CA6140型卧式车床电气原理图
合上电源开关QF
CA6140型卧式车床电气原理图
按下SB2
CA6140型卧式车床电气原理图
按下SB1,停
CA6140型卧式车床电气原理图在M1运行时，按下SB4
CA6140型卧式车床电气原理图
在M1、M2不停转的情况下，按下SB3
CA6140型卧式车床电气原理图
按下SA
CA6140型卧式车床电气原理图M1,M2不工作，快速移动刀架。
项目一CA6140型普通车床电气控制电路
常用的有HK1和HK2系列。
由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。
（三）HH系列封闭式负荷开关（铁壳开关） 作用：手动通断电路及短路保护。 特点：铸铁或铸钢制成的全封闭外壳，防护能力较好。速动弹簧能快速熄灭电弧。
快速熔断器RS
自恢复熔断器
熔断器是一种当电流超过规定值一定时间后,以它本身产生的热量使熔体熔化而分断电路的电器.广泛应用于低压配电系统及用电设备中作短路和过电流保护.
按结构分有：半封闭瓷插式、螺旋式、无填料封闭管式和有填料封闭管式熔断器。 瓷插式熔断器 螺旋式熔断器 有填料封闭管式熔断器 熔断器典型产品
触头系统
电磁系统
灭弧系统
交流接触器的结构
交流接触器结构图
主触头
常闭辅助触头
常开辅助触头
静铁心
动铁心
吸引线圈
灭弧装置
工作原理
线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。为防止铁心振动，需加短路 环。
接触器的主要技术参数
接触器的主要技术参数有极数和电流种类，额定工作电压、额定工作电流（或额定控制功率），额定通断能力，线圈额定电压，允许操作频率，机械寿命和电寿命，接触器线圈的起动功率和吸持功率，使用类别等。
用途：
用作同时控制多条线路。
（三）中间继电器
2、中间继电器型号及结构
K
热继电器 热继电器是电流通过发热元件加热使双金属片弯曲，推动执行机构动作的电器。主要用来保护电动机或其它负载免于过载以及作为三相电动机的断相保护
一、电气控制对热继电器性能的要求
双金属片热继电器的结构及工作原理
CA6140车床控制电路
触点控制 ，FR1作过载保护
冷却电动机M2，由接触器KM2
主触点控制，FR2作过载保护
快速电动机M3，由KM3的主触
点控制，为单向、短期点动工 作方式
控制回路分析
主电动机 按下SB2 KM1主触点闭合 M1起动 KM1辅助触点闭合 自锁 M1长动 为M2启动做准备
的电源→KM主触点断开→Ｍ失电断开 （M3为短期点动工作，故未设置过载保护装置）
M1与M2具有欠电压与零电压保护
电动机M过载或短路故障→FR切断接触器KM线圈回路
接触器采用复位按钮与接触器的自锁控制方式，因此使
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顺序控制线路
点动控制线路
与主轴电动机之间是顺序启动、同时停止。
刀架快移电动机 —— 短时单向旋转。带动纵溜板直线运动
刀架移动与主轴转动的固有比例关系由机械传动保证。
必须有过载、短路、欠压、失压保护。
具有信号、照明电路。
CA6140型卧式车床电气控制线路
主回路分析
主电动机M1，由接触器KM1主
按下SB1 KM1失电 M1停车
控制回路分析
冷却泵电动机
SA1开
且KM1动合辅助触点闭合
KM2主触点闭合 M2起动运行
或SA1关 或KM1失电
KM2失电释放 M2停车
控制回路分析
快速移动电动机
按下SB3 KM3线圈吸和 KM3动合触点闭合 M3起动运行 松开SB3 KM3线圈失电 KM3动合触点断开 M3停转
CA6140型卧式车床控制电路
CA6140型卧式车床电力拖动特点及控制要求
主轴电动机：带动三爪卡盘旋转
5.1 CA6140车床电气控制电路
功率。进给运动是溜板带动刀架的纵向或横向直线
运动。车床的辅助运动包括刀架的快速进给与快速
退回，尾座的移动与工件的夹紧与松开等。
车削加工时，应根据工件材料、刀具种类、工 件尺寸、工艺要求等来选择不同的切削速度，这就 要求主轴能在相当大的范围内调速。目前大多数中
小型车床采用三相笼型感应电动机拖动，主轴的变
现象1:按启动 按钮SB2后，接 触器KM1没吸合， 主轴电动机M1 不能启动
第一节 CA6140车床电气控制线路
主轴电动机M1不能启动
现象2:按启动按 钮SB2后，接触 器KM1吸合，但 主轴电动机M1不 能启动
故障的原因应在主电路 中，可依次检查接触器 KM1的主触头，热继电器 FR1的热元件接线端及三 相电动机的接线端
主电路作原分析节第一节ca6140车床电气控制线路主电路工作原理分析控制电路工作原理分析主电路工作原理分析ca6140车m1为主轴电动节第一节ca6140车床电气控制线路车床主电路图m1为主轴电动机带动主轴旋转和刀架作进给运动m2为冷却泵电动机m3为刀架快速移动电动机ca6140车主电路工作原理分析km1控制m1fr1为km2控制m2fr2为km2控制m2节第一节ca6140车床电气控制线路车床主电路图为m1过载保护为mca6140车节第一节ca6140车床电气控制线路车床控制电路图控制电路工作原理分析ca6140车主轴电动机m1的按下启动按钮sb2接触器km1的线圈得电吸合利用到了前节第一节ca6140车床电气控制线路车床控制电路图的控制的线圈得电吸合km1主触头闭合主轴电动机m1启动
机床的电气控制，不仅要求能够实现起动、 制动、反向和调速等基本要求，更要满足生产 工艺的各项要求，还要保证机床各运动的准确
和相互协调，具有各种保护装置，工作可靠，
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任务一 CA6140型卧式车床电气控制
2. CA6140型卧式车床的运动形式 （1）主运动 车床的主运动是工件的旋转运动。 （2）进给运动 车床的进给运动是刀具的直线运动。 （3）辅助运动 车床的辅助运动是刀具快速直线移动。
照明灯开关
控制、照明、指示
任务一 CA6140型卧式车床电气控制
CA6140型普通车床常见故障分析（见表5-1-1所示）
故障现象
可能的原因
检查和排除方法
按下启动按钮SB2后，接触 器KM1没吸合，主轴 电动机M1不能启动
故障在控制电路中
依次检查熔断器FU2、热继电器KH1的常闭触头、停 车按钮SB1、启动按钮SB2和接触器KM1的线圈 是否短路。
依次检查接触器KM1的铁芯、主触头，停止按钮SB1 的常闭触头
刀架快速移动电动机M3不 能启动
故障在控制线路中
可用万用表依次检查热继电器KH1的常闭触点、点动 按钮SB3及接触器KM3的线圈是否短路。
任务实施
一、任务实施器材
1、钢丝钳、尖嘴钳、剥线钳、电工刀 一套/组
2、接线板、万用表
一套/组
3、任务所需电气元件及设备清单见表5-1-2。
数量 2 3 1 1 8 3 1 1 2 1 1
பைடு நூலகம்
HL
信号灯
ZSD-0 6V
1
EL
照明灯
JC2 24V 40W
1
任务实施
二、任务实施步骤 1、听一听 注意事项 （1）熟悉CA6140车床电气控制线路的基本环节及控制要求，操作前认真观摩教师的 示范检修。 （2）检修所用工具及仪表应符合使用要求。 （3）排除故障时，必须修复故障点，但不得采用元件代换法。 （4）检修时，严禁扩大故障范围或产生新的故障。 （5）带电检修时，必须有指导教师监护，以确保安全。 2、做一做 车床检修 （1）在教师的指导下对车床进行操作，了解车床的各种工作状态及操作方法。 （2）在教师的指导下，参照电气位置图和机床接线图，熟悉车床电气元件的分别位置 和走线情况。 （3）在CA6140车床上人为设施故障点。
BK-150 380V/110V/124V/6.3V
数量 1 1 1 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1
1
1
用途 主轴拖动 带动冷却泵 带动工作台快速移动 M1过载保护 M2过载保护 控制M1 控制M2 控制M2 M2、M3短路保护 控制电路短路保护 照明灯短路保护 M1停止 M1起动 M3起动 机床电源总开关 控制M2
任务一 CA6140型卧式车床电气控制
车床是机械加工中应用最广泛的一种机床，它可用来车削工件的内圆、外圆、 端面、螺纹等。除使用车刀以外，还可使用钻头、绞刀和镗刀等刀具对工件进行 加工。
车床的种类很多，按结构形式的不同可分为卧式车床、立式车床等，其中 CA6140型卧式车床是实际应用最多的车床之一。
任务一 CA6140型卧式车床电气控制
1. 主轴电动机，拖动车床的主运动和进给运动， CA6140型卧式车床主轴的正、反转是通过双向片式摩 擦离合器来实现的，因此，一般只要求主轴电动机单向 旋转。 2. 液泵电动机，不断地向工件和刀具输送切削液，进行 冷却，只需正向起动。 3. 刀架快速移动电动机，拖动车床的辅助运动。 4. 电路中应设置过载保护、短路保护、欠压及失压保护。
代号 QS1、2 KM1、2、3 FR1 FR2 FU1、2、4、6 FU3、5 TC SB1 SB2、3 QS2 SA
名称 组合开关 交流接触器 热继电器 热继电器 熔断器 熔断器 控制变压器 停止按钮 启动按钮 冷却泵电源开关 灯开关
型号和规格 HZ10-25/3 CJ10-20 JR16-20/3，整定电流16.5A JR16-20/3，整定电流0.32A RL1-15/2 RL1-15/1 KB-100 380V/110 24、6V LA19-11J LA19-11 HZ10-10/3
按下启动按钮SB2后，接触 器KM1吸合，但主轴 电动机M1不能启动
故障在主电路中
依次检查接触器KM1的主触头，热继电器KH1的热 元件接线端及三相电动机的接线端。
主轴电动机M1不能停车
接触器KM1的铁芯接触面上的油污 使上下铁芯不能释放，或 KM1的主触头发生熔焊，或 停止按钮SB1的常闭触头短路
任务一 CA6140型卧式车床电气控制
1. 主电路 （1）电源由转换开关QS1引入。 （2）主电路有三台电动机： （3）热继电器FR1和FR2分别对主轴电动 机M1和切削液泵电动机M2进行过载保护。
任务一 CA6140型卧式车床电气控制
1. 主电路
任务一 CA6140型卧式车床电气控制
代号 M1 M2 M3 FR1 FR2 KM1 KA1 KA2 FU1 FU2 FU3 SB1 SB2 SB3 QS1 QS2
机床电气控制技术与技能
项目五 典型机床电气控制
任务一 CA6140型卧式车床电气控制 任务二 M7130型平面磨床电气控制 任务三 X62W型卧式万能铣床电气控制
任务四 常用机床控制电路的维护和电气故障诊断
项目分析
➢初步掌握机床电路控制的一般分析方法；初步理解CA6140型卧式车床 主要结构和运动形式、拖动特点及要求。掌握CA6140型卧式车床电气 控制电路分析及常见电气故障。 ➢初步理解M7130型平面磨床主要结构和运动形式、拖动特点及要求。 掌握M7130型平面磨床电气控制电路分析及常见电气故障。 ➢初步理解X62W型卧式万能铣床主要结构和运动形式、拖动特点及要求。 掌握X62W型卧式万能铣床电气控制电路分析及常见电气故障。
SA
TC
名称 三相异步电机 冷却泵电机 三相异步电机 热继电器 热继电器 交流接触器 中间断电器 中间断电器 螺旋式熔断器 螺旋式熔断器 螺旋式熔断器 按钮 按钮 按钮 组合开关 组合开关
扭子开关
控制变压器
规格或型号 Y2-15-4 7.5kW AOB-25 90W AOS5634 250W JR16-20/3D 15.1A JR16-20/3D 0.32A CJ10-20B 线圈电压110V JZ7-44 线圈电压110V JZ7-44 线圈电压110V RL1-15 熔芯6A RL1-15 熔芯2A RL1-15 熔芯4A LA19-11 红色 LA19-11 绿色 LA9 绿色或黑色 HZ2-25/3 25A HZ2-10/1 10A