第1章 常用机床控制电器
机床电气设计入门知识汇总
机床电⽓设计⼊门知识汇总机床电⽓设计⼊门知识汇总Newly compiled on November 23, 2020机床设计的⼊门知识本章介绍机床电⽓系统设计的⼀般规则性知识。
第⼀节：常⽤机床电路逻辑⼀、驱动线圈与触点的关系（⼀）线圈与触点接触器、继电器等在机床控制电路中是最典型的参与控制的器件，它们都有⾃⾝的线圈和触点。
图器件触点⼜分常开（动合）触点和常闭（动断）触点，常开触点在线圈被送电激励的瞬间闭合（接通），常闭触点在线圈被送电激励的瞬间打开（分断）。
我们可以利⽤对线圈的通/断电来控制常开、常闭触点动作来实现局部电路的通断，并通过适当的触点互连关系来组成控制逻辑。
（⼆）触点在电路图中的画法触点在电路图中，有两种画法，⼀是竖着画，⼀是横着画。
竖画时，遵⾏左开、右闭的原则，即常开点在左，常闭点在右。
如图3-1。
横画时，遵⾏上开、下闭的原则，即常开点在上，常闭点在下。
如图3-2。
图3-2：常开、常闭触点横画实际项⽬使⽤中，国标符号的基本结构得到⽐较好的采⽤，但画法的⽅向性并不规范，更多的是受个⼈的制图习惯影响。
⼆、触点的串联、并联、混联串联：两个触点的⾸尾相连的连接⽅式。
图3-3：触点的串联串联的触点必须两个同时接通时，电路才形成通路。
并联：两个触点的⾸端相连、尾端相连的连接⽅式。
图3-4：触点的并联并联的触点只要有其中⼀个接通时，电路就形成通路。
混联：串联、并联相混⽤的⽅式。
1、2看做⼀个触点，它⼜和3并2串联。
线圈常开/常闭触三、⾃锁、互锁、连锁（⼀）⾃锁在线圈的控制电路中，使⽤该线圈本⾝的触点，保持线圈接通后不再掉电的连接⽅法叫做⾃锁。
如图3-6：线圈KM通过按钮SB1送电，接触器KM的辅助触点闭合，使电源被持续送到线圈，这时即使启动按钮SB1松开，线圈KM也持续供电。
KM通过其辅助触点实现了⾃我锁定，即⾃锁。
你的控制形式，以杜绝两个事件同时发⽣。
这类事件如⼯作台的前进/后退、升降机的上升/下降、电动机的正转/反转等等，都是不允许同时发⽣的事件。
数控机床常用控制电器及选择
DZ15系列规格及参数
型号
DZ1540/1901
DZ1540/2901
DZ1540/3901
DZ1540/3902
DZ1540/4901
DZ1563/1901
DZ1563/2901
DZ1563/3901
DZ1563/3902
DZ1563/4901
额定电流（A）
额定电压 （V）
极 数
220
1
380
2
交流接触器利用主触点来开闭电路，用辅助触点来执 行控制指令。
主触点一般只有常开接点，而辅助触点常有两对具有 常开和常闭功能的接点。
线圈
主触点
辅助触点
华中数控
图2-5 交流接触器图外形图 图2-6接触器图形及文字符号
华中数控
1、接触器的主要技术参数
（1）额定电压:
接触器铭牌上标注的额定电压是指主触点的额定电 压。常用的额定电压等级如表2-5所示。
保护种类(见表2.1) 液压式电磁脱扣器 极数(1:单极;2:二极;3:三极) 壳架等级额定电流 设计代号 塑料外壳式断路器
表 2-1 保护种类含义及其对应的代号
保护种类 配电保护用过电流脱扣器 电动机保护用过电流脱扣器
代号 1 2
图2-1 塑料外壳式断路器外形图
图 2-2 断路器图形及文字符号
华中数控
数控机床常用控制电器及选择
数控机床常用的控制电器（数控维修实验台）
1、断路器 2、接触器 3、继电器 4、灭弧器 5、电源电器 6、熔断器 7、开关电器 8、控制按钮 9、指示灯
华中数控
1、断路器（低压断路器）
说明：
低压断路器过去叫做自动空气开关，现采用 IEC标准称为低压断路器。
第一章机床电气部分讲义
封闭式负荷开关的外形、内 部结构、电路符号和型号规 格
任务1.1 直接启动控制电路
2．选用方法 （1）封闭式负荷开关一般多用于电动机控制，其额定电 流应大于或等于电动机额定电流的3倍，额定电压用大于 或等于电路的工作电压。 （2）由于封闭式负荷开关有灭弧装置，其分断电流可以 小于或等于电动机的额定电流。 3．安装与使用 （1）使用铁壳开关应注意外壳要可靠接地，以防止意外 漏电造成触电事故。 （2）其他安装事项与开启式刀开关相同。
负荷较大时，为防止出现闸刀本 体相间短路，可与熔断器配合使 用，装在刀闸负荷侧，原熔丝接 点间接与导线截面相同的铜线
图1-1 开启式刀开关的结构、 电路符号和型号规格
任务1.1 直接启动控制电路
2．选用方法 （1）用于照明和电热负载时，选用额定电压为220V或 250V，额定电流稍大于电路所有负载的额定电流之和的 两极刀开关。 （2）用于电动机直接启动控制时，选用额定电压380V或 500V，考虑到电机较大的起动电流，刀闸的额定电流值 应如下选择：（3~5)*异步电机额定电流的三极刀开关。 （3）由于开启式刀开关没有灭弧装置，其分断电流只能 达到额定电流的1/3，所以只能接通或断开小于分断电流 的负荷。
3．操作注意事项 （1）连接电气设备时，用力要适当，防止损坏电气设备。 （2）导线应尽量避免交叉，长短适宜。 （3）不得擅自接通电源。电路安装完应检查无误后，在教师的指 导下通电。 4．操作步骤 （1）仔细观察负荷开关和熔断器，熟悉其外形、结构、型号及主 要技术指标的含义。 （2）检查负荷开关和熔断器的好坏。 （3）在电路板上按照电气原理图安装器件，并进行相应的配线。 （4）经指导教师检查合格后进行通电操作。
任务1.1 直接启动控制电路
【任务实施】 1.1.6 负荷开关直接启动控制电路安装与调试 1．实训要求 （1）能正确识别、选用负荷开关和熔断器。 （2）能正确安装和操作负荷开关直接启动控制电路。
第1章机床电气控制基础
1．按钮
控制按钮是一种结构简单、使用广泛的手动主 令电器，它可以与接触器或继电器配合，对电 动机实现远距离的自动控制。是一种短时间接 通或断开小电流电路的手动控制指令电器。 按钮的触点形式: 动合按钮(常开触点 ) 动断按钮 (常闭触点 ) 复合按钮
按钮的结构
按钮实物图
按钮结构图 1-按钮帽 2-复位弹簧 3-常闭触点 4-常开触点
（1）HD型单投刀开关和HS型双投刀开关
（2）HK型开启式负荷开关
HK系列胶盖瓷底刀开关结构图 胶盖瓷底刀开关实物图 1-熔丝接头 2-瓷底 3-静触点 4-瓷柄 5-动触点 6-胶盖
（3）HH系列封闭式负荷开关
HH系列封闭式负荷开关实物图
HH系列封闭式 负荷开关结构图 1-手柄2-速断弹簧3-熔断器4-灭弧罩5
直流电磁机构的吸力 与气隙的平方成反比
② 交流电磁机构的吸力特性
U E 4.44 f N
U 4.44 f N
当频率f、匝数N和电压U均 为常数时， 为常数，F亦为 常数，说明F与δ 大小无关。 (实际上由于漏磁通的存在， F随着δ 的减小略有增加)
1-动触点 2-熔体 3-瓷插件4-静触点 5-瓷座
熔断器的型号意义
熔断器的图形符号和文字符号
1.2.3 主令电器
控制系统中，主令电器是一种发布电气控制指 令的电器。它直接或通过电磁式电器间接作用 于控制电路。常用来控制电力拖动系统中电动 机的起动、停车、调速及制动等。 常用的主令电器有：控制按钮、行程开关、接 近开关、万能转换开关、主令控制器等。
1）吸力特性
107 2 F B S B S 2 0 8 1
2
0 4 107 H / m ,
B 为气隙磁通密度，
机床常用电器及机床控制线路
第一章机床常用电器及机床控制线路的基本环节普通机床一般都是由电动机来拖动的，而电动机尤其是三相异步电动机的控制是由各种有触点的接触器、继电器、按钮、行程开关等电器组成的电气控制线路来进行的。
虽然机床的电气控制线路各不相同，但都是由一些比较简单的基本环节按需要组合而成的。
本章介绍常用低压电器及电气控制线路的基本环节。
电器对电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护的作用，在电力输配电系统和电力拖动自动控制系统中应用极为广泛。
随着电子技术、自控技术和计算机应用技术的迅猛发展，一些电器元件可能被电子线路所取代。
但是由于电器元件本身也朝着新的领域扩展（表现在提高元件的性能，生产新型的元件，实现机、电、仪一体化，扩展元件的应用范围等方面），且有些电器元件有其特殊性，所以是不可能完全被取代的。
在今后的电气控制技术中继电接触器控制技术仍占有相当重要的地位。
另一方面可编程序控制器（PLC）是计算机技术与继电接触器控制技术相结合的产物，而且PLC的输入、输出仍然与低压电器密切相关，因此掌握继电接触器控制技术也是学习和掌握PLC应用技术所必需的基本知识。
电器的功能多、用途广、品种规格繁多，为了系统地掌握，必须加以分类：1、按工作电压等级分①高压电器用于交流电压1200V、直流电压1500V及以上电路中的电器，例如高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器等。
②低压电器用于交流50Hz（或60Hz）、额定电压1200V以下及直流额定电压1500V以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器（简称电器），例如接触器、继电器等。
2、按动作原理分①手动电器人操作发出动作指令的电器，例如刀开关、按钮等。
②自动电器产生电磁吸力而自动完成动作指令的电器，例如接触器、继电器、电磁阀等。
3、按用途分①控制电器用于各种控制电路和控制系统的电器，例如接触器、继电器、电动机起动器等。
②配电电器用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路器。
第1章 机床电器控制常用低压电器模板
检测和调节。
分类：低压电器可分为手动低压电器和自动低压电器。 发展方向：小体积、高可靠性、使用方便、功能可组合
性方向发展。
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二、电器的分类
电器：是接通和断开电路或调节、控制和保护电路及电气设备
用的电工器具。
电器控制系统：完成由控制电器组成的自动控制系统，称为继
30
五）时间继电器（续）
31
五）时间继电器（续）
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六）速度继电器
作用：根据速度的大小通断电路 结构：定子、转子和触头 原理：与异步电动机类似
参数：动作转速：>120rpm
复位转速：<100rpm
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六）速度继电器（续）
转子---圆柱形永久磁 符号 铁，与电动机同轴连 接。 定子 ---由硅钢片迭成 笼型空心圆环套在转子 上，装有鼠笼型短路绕 组。
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1.1 电器的基本知识
一、低压电器定义
定义：交流1200V以下、直流1500V以下为低压。所谓低
压电器指工作在交流1200V、直流1500V额定电压以下的 电路中，能根据外界信号(机械力、电动力或其他物理 量)，自动或手动接通和断开电路的电器，在此电压范 围内使用的电器元件，统称低压电器。
5
6 7
1．主触头 2．自由脱扣器 3．过电流脱扣器 4．分励脱扣器 1-主触头 2-自由脱扣器 3-过电流脱扣器 5．热脱扣器 46．失压脱扣器 7．按钮 分励脱扣器 5-热脱扣器 6-失压脱扣器 7-按钮
塑壳式低压断路器原理图
42
低压断路器工作原理图
43
六、熔断器
作用：短路和严重过载保护 应用：串接于被保护电路的首端 分类： 瓷插式RC
常用机床电气控制
常用机床电气控制机床电气控制是指对机床进行电气控制的过程。
在机床加工过程中，电气控制起着至关重要的作用。
通过合理的电气控制，可以实现机床各个部件之间的协调运动，提高机床的加工精度和生产效率。
本文将介绍常用的机床电气控制方法和技术。
1. 开关控制电路开关控制电路是机床电气控制中最根本的一种方式。
通过合理布置开关和连接导线，可以实现机床的启动、停止、正转、反转等根本动作。
开关控制电路通常由电源、开关、继电器等组成。
在机床电气控制中，常用的开关包括按钮开关、限位开关、接近开关等。
2. PLC控制PLC〔可编程逻辑控制器〕是一种常用的机床电气控制设备。
PLC具有编程灵巧、可靠性高、扩展性强等特点，在机床控制领域得到广泛应用。
PLC控制系统通常包括输入模块、输出模块、CPU模块和编程设备等组成。
通过编程，可以实现机床的自动控制、动作顺序控制、程控调速等功能。
3. 变频调速控制变频调速控制是机床电气控制中常用的一种方法。
通过变频器调节电机的频率和电压，可以改变电机的转速，实现机床的调速功能。
变频调速控制具有调速范围广、调速精度高、动态响应快等优点。
在机床加工过程中，常用的变频器有V/F 控制器和矢量控制器。
4. 伺服控制伺服控制是机床电气控制中应用广泛的一种技术。
伺服控制利用伺服电机和编码器等设备，通过反响信号实现对机床位置、速度和力矩等参数的控制。
伺服控制具有响应速度快、定位精度高、稳定性好等特点，在精密加工领域得到广泛应用。
5. 数控控制数控控制是机床电气控制的一种高级形式。
数控控制通过计算机控制系统实现对机床的自动控制。
数控控制具有编程灵巧、加工精度高、生产效率高等优点。
在数控系统中，通常包括数控装置、伺服系统、操作面板和编程设备等。
6. 总线控制总线控制是机床电气控制中越来越重要的一种方式。
通过总线技术，可以将各个电气设备连接在一起，实现数据传输和设备控制。
常用的总线控制技术包括CAN总线、以太网、Profibus等。
常用机床电气控制
第三节 Z3040型摇臂钻床的电气控制
二、控制要求
❖运动部件较多，采用多电动机拖动。 ❖要求主轴及进给有较大的调速范围。 ❖主运动与进给运动由一台电动机拖动，经主轴与进给
传动机构实现主轴旋转和进给。 ❖主轴要求正反转。由机械方法获得，主轴电动机只需
单方向旋转。 ❖对立柱、主轴箱及摇臂的夹紧放松采用液压技术。 ❖具有必要的联锁与保护。
第四节 X25K型铣床电气控制 一、结构与运动形式
第四节 X25K型铣床电气控制
二、电气控制原理 ❖主轴电动机的控制过程 ❖工作台横向进给及升降控制过程 ❖工作台纵向进给控制过程 ❖工作台快速移动控制过程
第四节 X25K型铣床电气控制
三、连锁与保护
❖进给运动与主运动的顺序连锁 ❖工作台各方向的连锁 ❖长工作台与圆工作台的连锁 ❖保护环节
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任务二 CA6136型车床电气控制电路 车床的辅助运动为车床上除切削运动以外的其他一切必需的运动，如尾架的纵向移动、工件的 夹紧与放松等。 知识链接2 电力拖动特点及控制要求 (1)主拖动电动机一般选用三相笼型异步电动机，不进行电气调速。 (2)采用齿轮箱进行机械有级调速。为减小振动，主拖动电动机通过几条V带将动力传递到主轴 箱。 (3)在车削螺纹时，要求主轴有正、反转，由主拖动电动机正反转或采用机械方法来实现。 (4)主拖动电动机的起动、停止采用按钮操作。
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图4-2 CA6136型卧式车床电路图
电源 保护
电源 主轴 开关 电动机
短路 冷却泵 刀架快速 控 制 电 源 保护 电动机 移动电动机 电 压 及 保 护
断电 主轴电动 刀架快 冷却泵 保护 机控制 速移动 控制
信号灯
照明灯
数控机床常用控制电器及选择
华中数控
数控机床常用控制电器及选择
数控机床常用的控制电器（数控维修实验台）
1、断路器 2、接触器 3、继电器 4、灭弧器 5、电源电器 6ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ熔断器 7、开关电器 8、控制按钮 9、指示灯
华中数控
1、断路器（低压断路器）
说明：
低压断路器过去叫做自动空气开关，现采用 IEC标准称为低压断路器。
华中数控
DZ15系列型号意义为：
DZ 15-□/□ 90 □
保护种类(见表2.1) 液压式电磁脱扣器 极数(1:单极;2:二极;3:三极) 壳架等级额定电流 设计代号 塑料外壳式断路器
表 2-1 保护种类含义及其对应的代号
保护种类 配电保护用过电流脱扣器 电动机保护用过电流脱扣器
代号 1 2
图2-1 塑料外壳式断路器外形图
单极、二极、三极、四极； 按断路器瞬时脱扣器的型式分有:
C型（5In~10In）、D型（10In~14In）。
DZ47-60系列技术参数如表2-3~2-4所示：
华中数控
表2-3 过电流保护特性
序 号
脱扣器额定 电流In (A)
起始状态
试验 电流
规定 时间
A
1~60
冷态
1.13In t≥1h
紧接着A项
600
127，220，380，500， 660
5，10，20，40，60， 100，150，250，400，
600
华中数控
（3）线圈的额定电压:
直流线圈
交流线圈
24，48，100，220，440
36，110，127，220，380
表2-6 接触器线圈的额定电压等级表
第1章 机床常用低压电器
第1章 机床常用电器
1.1 电器的基本知识 电器定义：
能根据操作信号或外界信号（机械力、电 动力和其它物理量），自动或手动接通和断开 电路，从而连续或断续地改变电路参数或状态 ，实现对电路或用电设备的切换、控制、保护 、检测、变换和调节用的电气元件或设备。
第1章 机床常用电器
电器的分类
（1）按电压高低分类 高压电器：工作电压高于交流电压1200V或直流电压1500V
第1章 机床常用电器
灭弧系统
灭弧方法：采用将电弧拉长、使弧柱冷却、把电弧分成若 干短弧等方法。灭弧装置就是基于这些原理来设计的。 常见的灭弧方法有电动力灭弧、磁吹灭弧、金属栅片灭弧、
灭弧罩等几种。
第1章 机床常用电器
1.2 主令电器 主令电器是在自动控制系统中发出指令或
信号的电器，主要用来控制接触器、继电器或 其他电器线圈，使电路接通或分断，从而达到 控制生产机械的目的。
缓冲装置
第1章 机床常用电器
电磁机构
（a）衔铁沿棱角转动的拍合式铁芯
（c）衔铁直线运动的双E形直动式铁芯
（b）衔铁沿轴转动的拍合式铁芯
❖工作原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气隙形成回路， 产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。
第1章 机床常用电器
电磁吸力数学描述
电磁吸力： （a）线圈通以直流电的电磁机构
机床电气控制
机床电气控制技术
机床电气控制技术
机床电气控制技术
主要内容 1、常用低压电器。 2、基本电气控制电路。 3、机床电气控制电路分析与设计。 4、S7-200 PLC的硬件系统配置与STEP7软件编程。 5、机床控制系统的PLC设计。
机床电气控制技术
主要要求 1、熟悉常用的低压电器结构、原理、型号规格并能 正确选用； 2、掌握继电器-接触器控制电路基本环节； 3、掌握常用机床电气控制电路的工作原理与分析方 法； 4、掌握可编程序控制器（PLC）的设计方法； 5、运用PLC进行自动控制系统开发； 6、运用PLC技术改造常用机床电气控制电路。
数控机床常用低压电器概述
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1.3 继电器
〔1〕原那么上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流 选择。
〔2〕在不频繁启动场合，要保证热继电器在电动机的启动 过程中不产生误动作。
〔3〕当电动机为重复短时工作时，首先注意确定热继电器 的允许操作频率。
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1.1 概述
低压控制电器常用的具体灭弧方法有： 1．机械灭弧 机械灭弧是通过机械装置将电弧迅速拉长。这种方法多用于
开关电器中。 2．磁吹灭弧 如图1-3所示是磁吹灭弧装置示意图。 3．窄缝〔纵缝〕灭弧法 如图1-4所示是利用灭弧罩上的窄缝实现灭弧的装置。
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1.1 概述
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1.3 继电器
3．时间继电器的选用原那么 每一种时间继电器都有其各自的特点，应根据电路工作性能
要求进行合理选用，以充分发挥它们的优点。因此，在选用 时应从以下几个方面进行考虑： 〔1〕确定延时方式，使更方便于组成控制电路。 〔2〕根据延时精度要求选用适当的时间继电器。 〔3〕考虑电源参数变化及工作环境温度变化对延时精度的 影响。 〔4〕操作频率高是否影响其延时动作的失调。
四．速度继电器 速度继电器根据电磁感应原理制成，用来在三相交流异步电
动机反接制动转速过零时，自动切除反相序电源，起到对电 动机的反接制动控制，也称为反接制动继电器。如图1-19 所示为速度继电器的结构原理图。
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1.3 继电器
五．固态继电器
固态继电器〔Solid State Relay〕简 称SSR，是上世纪70年代中后期开展起 来的一种新型无触点继电器。
继电器的种类很多，按输入信号的性质分为电压继电器、电 流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器、中间继 电器、压力继电器等。
常用机床电气控制1ppt课件
Date: 2018/11/15
Page: 14
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CH3 常用机床电气控制
• 刀杆支架用来支撑铣刀心轴的一端，心轴的另一端则固定在
主轴上，由主轴带动铣刀铣削。刀杆支架在悬梁上以及悬梁在床 身顶部的水平导轨上都可以作水平移动，以便安装不同的心轴。 在床身的前面有垂直导轨，升降台可沿着它上下移动。在升降台
Date: 2018/11/15
Page: 13
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CH3 常用机床电气控制
• • • 2.掌握X62W万能铣床的电气控制电路常见故障的检修。 二、任务所需设备、工具、材料 三、教学课时与教学方式
•
•
第二部分
知识链接1
教学内容
X62W万能铣床的主要结构及运动形式
• X62W型万能铣床的外形结构如图1所示。它主要由床身、主轴、 刀杆、悬梁、工作台、回转盘、横溜板、升降台、底座等几部分 组成。箱形的床身固定在底座上，床身内装有主轴的传动机构和 变速操纵机构。在床身的顶部有水平导轨，上面装着带有一个或 两个刀杆支架的悬梁。
Date: 2018/11/15
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CH3 常用机床电气控制
第二节 Z3040型摇臂钻床的电气控制
二、控制要求
运动部件较多，采用多电动机拖动。 要求主轴及进给有较大的调速范围。 主运动与进给运动由一台电动机拖动，经主轴与进给 传动机构实现主轴旋转和进给。
主轴要求正反转。由机械方法获得，主轴电动机只需 单方向旋转。
分类：立式钻床、台式钻床、多轴钻床、摇臂钻床及
专用钻床等。
Date: 2018/11/15
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CH3 常用机床电气控制
第二节 Z3040型摇臂钻床的电气控制
维修电工与实训-常用机床电气控制操作教案
维修电工与实训-常用机床电气控制操作教案第一章：绪论1.1 课程介绍了解本课程的目的和内容，熟悉课程的结构和要求。
理解机床电气控制的基本概念和重要性。
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，如电源、控制电器、执行电器等。
解释各组成部分的作用和在机床电气控制中的应用。
第二章：常用控制电路图识读2.1 控制电路图的基本要素学习控制电路图中常用的符号和表示方法。
掌握电路图的阅读方法和步骤。
2.2 常用控制电路图实例分析分析常见的机床控制电路图，如简单的启停电路、正反转电路等。
通过实例讲解控制电路的工作原理和操作方法。
第三章：常用低压电器及功能3.1 低压电器的分类和特点介绍常用低压电器的类型和特点，如开关、接触器、继电器等。
理解低压电器在电气控制系统中的作用。
3.2 常用低压电器的功能及应用详细讲解常用低压电器的功能和工作原理。
分析低压电器在机床电气控制中的应用实例。
第四章：机床电气控制系统的故障排除4.1 故障排除的基本方法和步骤学习故障排除的基本方法和步骤，如观察法、测试法等。
掌握故障排除的技巧和注意事项。
4.2 机床电气控制系统中常见故障的排除实例分析机床电气控制系统中常见的故障原因和排除方法。
通过实例讲解故障排除的思路和操作技巧。
第五章：实训操作5.1 实训设备及工具的使用熟悉实训设备及工具的名称和功能，了解使用方法和注意事项。
学习安全操作规范，确保实训过程的安全。
5.2 实训操作实例根据实际机床电气控制系统，进行接线和调试操作。
掌握实训操作的步骤和技巧，如接线图的识读、电器的安装与调试等。
第六章：常用机床电气控制电路分析6.1 机床电气控制电路的基本原理深入讲解机床电气控制电路的工作原理和逻辑。
理解控制电路中各组件之间的相互关系。
6.2 典型机床电气控制电路分析分析典型机床（如车床、铣床、磨床等）的电气控制电路。
着重讲解电路的功能、操作步骤和故障处理。
第七章：机床电气控制系统的维护与检修7.1 机床电气控制系统的日常维护介绍机床电气控制系统的日常维护内容和注意事项。
常用机床的电气控制
常用机床的电气控制1. 引言机床是制造业中常见的设备，它被用于加工、成形和加工材料等工艺过程。
电气控制是机床工作的重要组成部分之一，通过电气控制，机床可以实现自动化和精确的加工操作。
本文将介绍常用机床的电气控制系统，包括主要的控制器、传感器和执行器等。
2. 机床电气控制系统机床电气控制系统主要由以下几部分组成：•控制器：控制器是机床电气控制系统的核心部分，它接收操作指令，并将其转化为控制信号。
常见的控制器有数控系统和可编程逻辑控制器（PLC）等。
•传感器：传感器用于感知机床工作状态和环境条件。
常见的传感器有接近传感器、压力传感器、温度传感器等。
传感器将感知到的信息转化为电信号，并传输给控制器。
•执行器：执行器根据控制信号，驱动机床进行相应的运动。
常见的执行器有电机、液压缸和气动缸等。
执行器将控制信号转化为机械能，从而使机床进行加工工作。
3. 数控系统数控系统是一种通过数字方式控制机床加工的系统。
它由数控设备、控制器、传感器和执行器等组成。
数控系统可以实现高精度、高效率的加工，广泛应用于各种机床中。
数控系统的控制器通常包括以下几个部分：•数控设备：数控设备是数控系统的用户界面，它通过输入加工程序和操作指令，向控制器发送控制信号。
数控设备可以是电脑、数控终端或专用的人机界面。
•控制器：数控系统的控制器接收数控设备发送的控制信号，并处理这些信号，生成控制指令。
控制器通常由计算机、数控信号处理器和接口电路等组成。
•传感器：传感器用于感知机床的工作状态和环境条件，如工件位置、速度和力等。
传感器将感知到的信息转化为电信号，并传输给控制器。
•执行器：执行器是根据控制信号驱动机床进行相应的运动。
常见的执行器有伺服电机、步进电机和液压系统等。
4. PLC控制系统可编程逻辑控制器（PLC）是一种通过编程方式控制机床的系统。
它由中央处理器、输入模块、输出模块和编程软件等组成。
PLC控制系统具有灵活、可靠和易扩展的特点，被广泛应用于自动化机床中。
常用机床的电气控制培训教材(1)
常用机床的电气控制培训教材(1)常用机床的电气控制培训教材
第一部分：机床的电气控制基础知识
1. 电气控制的定义和分类
2. 电气元器件的基本原理及特点
3. 基本电路分析及信号处理
4. 电气控制系统的组成及特点
第二部分：机床电气控制的主要内容
1. 伺服控制系统的原理及应用
2. PLC控制系统的原理及应用
3. 数控系统的原理及应用
4. 机床电控系统集成技术
第三部分：机床电气控制系统的应用案例
1. 机床主轴驱动控制系统
2. 液压系统的电气控制
3. 门式加工中心电气控制系统
4. 五轴加工中心的电气控制系统
第四部分：机床电气控制系统的维护和故障排除
1. 电气元器件的维护及更换
2. 电气控制系统的故障排除方法
3. 机床电控系统日常维护要点
4. 常见故障案例分析及解决方法
第五部分：机床电气控制系统的发展趋势
1. 智能控制技术的应用
2. 云制造与机器人技术的发展
3. 新材料、新工艺、新技术在机床电气控制中的应用
4. 未来机床电气控制系统的发展方向
本教材结合实际应用，立足于机床电气控制的基础知识，重点讲授机床电气控制系统的主要内容和应用案例，以及维护和故障排除方法等方面的知识，适合广大机床工程师参考学习。
同时，对机床电气控制系统发展趋势进行了简要介绍，帮助学员们对未来机床电气控制系统的发展方向有一个初步了解。
20第一节 机床常用电器及选择(1)(开关电器、主令电器)
浙江信息工程学校教案纸（1）
施教日期2015 年11 月 4 日星期三第11 周
第1-2 教时
新课讲授
新课讲授10分
钟
25分
钟
1.倒顺开
关符号
QS
L1 L2 L3
U V W
2.HZ10系列组合开关主要技术数据及选用，见表
1-13。
3.组合开关的安装与使用
（三）低压断路器
1.功能
低压断路器又叫自动空气开关或自动空气断路器，
简称断路器。
2.优点
3.结构及工作原理
（1）结构：触头系统、灭弧装置、操作机构、热
脱扣器、电磁脱扣器及绝缘外壳等。
1）触头系统和灭弧系统；
2）脱扣器：电磁脱扣器、失（欠）电压脱扣器、
热脱扣器和分励脱扣器；
3）操作机构和自由脱扣机
构。
（2）工作原理
4. 符号
5.低压断路器的选用
6.低压断路器的安装与使用
二、主令电器
主令电器用于接通和分断控制线路，以发出指令或
用于程序控制的开关电器。
常用的主令电器：按钮、行
手柄位置
倒(左) 停顺(右)
L1——Ｕ
L2——V
L3——W
L1
L2
L3
L1——W
L2——V
L3——U
学生听课
要求做好
课堂笔记。
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1.2 低压隔离电器
1.2.1 刀开关
刀开关俗称闸刀开关，是一种结构简单、应用最广泛的一 种手动电器。主要用于接通和切断长期工作设备的电源及 不经常启动及制动、容量小于7.5kW的异步电动机。
QS
或
QS
QS
单极
双极
三极
图1-1 刀开关图形、文字符号
4-速断弹簧；
5-转轴；
6-操作手柄；
4
78-开关盖锁紧螺栓；
9-进线孔；
10-
3
5
2
1
6
7
8
(a) 胶盖刀开关
(b) 铁壳刀开关
图1-3 刀开关的结构示意图
1.2.2 组合开关
组合开关又称转换开关，常用于交流380V以下、直流 220V以下的电气线路中，供手动不频繁地接通或分断电路， 可控制小容量交、直流电动机。一般控制的异步电动机容 量小于5kW，每小时接通次数不超过15-20次。
动作演示
LA
主令电器
结构形式代号
按钮
常闭触点数目
设计序号
常开触点数目
图1-12 按钮型号含义
当按下按钮时，先断开常闭触头，再接通常开触头。按 钮放开后，在复位弹簧的作用下触头复位。
颜色 红色
黄色 绿色 蓝色
黑色、灰色、白 色
表1-1 按钮颜色及其含义
含义
典型应用
危险情况下的操作 停止或分断
应急或干预 启动或接通
铁壳刀开关（熔断器式刀开关）应用于配电线路。 作电源开关、隔离开关及电路保护作用，一般不用于直 接通断电动机，常用型号有HR5、HH10、HH11等系列。
1-瓷质手柄；
2-进线座；
1
3-静夹座； 4-出线座；
5-上胶盖 ；
6-下胶盖；
6
7-胶盖固定螺母； 8-熔丝；
9-
4
5
8
9
7
23
9 10
1-U形动触刀； 2-静夹座； 3-瓷插式熔断器；
控制电器
按用途 按电器在电 器控制系统 中的作用
按动作性质
按执行机能
低压配电电器 低压控制电器 执行元件 信号元件
自动切换电器
非自动切换电器
有触点电器 无触点电器
使用环境
一般用途低压电器（也称基本系列） 防爆电器 船用电器 化工电器 牵引电器等
1.1.2配电电器
低压配电电器主要用于配电电路，对电路及设备进行 保护以及通断控制、转换电源和负载。主要包括刀开关、 转换开关、熔断器和自动开关。
H
负载开关
开启式K 封闭式H
极数 额定电流 设计序号
图1-2 刀开关的型号含义
常见的刀开关一般有胶盖刀开关和铁壳刀开关两 种类型 。
胶盖刀开关主要用于工频380V、60A以下的电力线 路中，作为一般照明、电热等电路的控制开关，也可作 为分支线路的配电开关。适用于接通或断开有电压而无 负载电流的电路，适当降低容量时刀可用于不频繁启动 的小型电动机，常用型号有HK1、HK2等系列。
令的电器。主令电器用于控制电路，不能直接分合主电 路。
1.3.1 按钮
按钮在控制电路中用于手动发出控制信号以控制接 触器、继电器等。
按钮帽 复位弹簧
支柱连杆
SB
常闭静触头
SB
SB
常闭按钮
常开按钮
复合按钮
图1-10 按钮结构示意图复式触头
图1-11 按钮图形符号
图1-7 低压断路器结构原理图
QF
图1-8 低压断路器图形、文字符号
D
万能式W 塑壳式Z
断路器 结构形式 设计序号 额定电流
0-无
辅助触点代号 2-有
脱扣器代号 极数
0-无脱扣器 1-热脱扣器 2-电磁脱扣器 3-复式脱扣器
图1-9 低压断路器型号含义
1.3 主令电器
主令电器是自动控制系统中用于发送和转换控制命
1.1.3控制电器
低压控制电器主要用于控制受电设备，使其达到预期 的工作状态。
主要包括控制继电器、接触器、起动器、控制器、主 令电器、电阻器。
1.1.4执行元件
执行元件是用来带动生产机械运行和保持机械装置在 固定位置上的一种执行电器。 主要包括电磁阀、电磁离合器和电磁制动器。
1.1.5信号元件
信号元件又称信号控制开关，是将模拟量转换为开关 量的控制电器。
8 9
图1-4
1
1-手柄；
2
3
2-转轴；
4
3-弹簧；
5 6
4-凸轮；
7 5-绝缘垫板；
6-动触点；
78-绝缘方轴；
9HZ-10/3型组合开关
组合开关分为单极、两极和三极三种。常用型号有 HZ5、HZ10、HZ15等系列。
SA或QS
(a) 组合开关作隔离开关
LLL 123
Ⅰ Ⅱ
UVW
(b) 组合开关作转换开关
1.1控制电器概述
控制电器是机床电气控制系统的重要组成元件。它是通过 接通和断开电路中的电流，来实现对电路或非电对象切换、 控制、保护、检测、变换以及调节的电气设备 ，其最基本 和最典型的功能就是“开”和“关”。
1.1.1控制电器的概念与分类
机床控制电器指的是用于机床电气自动控制系统领域 的低压电器，通常指工作在交流电压小于1200V，直流电 压小于1500V 的电路中起通断、保护、控制或调节作用的 电器设备。
机床电气控制与PLC
主编：曲尔光 主讲：曲尔光 2010年10月
第1章 常用机床控制电器
内容提要：
控制电器概述、低压隔离电器、主令电器、 熔断器、接触器、继电器。
基本要求：
1、了解常用低压电器分类及主要组件。 2、理解和掌握常用低压隔离电器、主令电器、熔断
器、接触器、继电器结构、工作原理及符号画法。
开关位置 触点
L1－U L2－V L3－W
Ⅰ
Ⅱ
＋
－
＋
－
＋－
(c) 触点导通状态表
图1-5 组合开关图形、文字符号
HZ
组合开关 设计序号
极数 额定电流
图1-6 组合开关型号含义
1.2.3 低压断路器
低压断路器也称自动空气开关，用于分配电能、不频繁地 启动异步电动机以及对电源线路及电动机等的保护。当发 生严重过载、短路或欠电压等故障时能自动切断电路。
上述几种颜色未包括的任一种 功能 无专门指定功能
紧急停止 停止一台或多台电动机，停止一台机器的一部分，使电器元 件失电 抑制不正常情况或中断不理想的工作周期 启动一台或多台电动机，启动一台机器的一部分，使电器元 件得电 －
低压断路器主要由三个基本部分组成：触头、灭弧系 统和各种脱扣器。脱扣器包括过电流脱扣器、失压（欠电 压）脱扣器、热脱扣器、分励脱扣器和自由脱扣器。
1-弹簧; 2-三相触点; 3-锁键; 4-搭钩; 5-转轴; 6-过电流脱扣器; 7-杠杆; 8-衔铁; 9-弹簧; 10-衔铁; 11-欠电压脱扣器; 12-双金属片; 13-电阻丝