机床电气控制技术讲解
电气控制技术概述
2.2.1.3 低压电器的基本结构
交流电磁铁吸力变化情况如下图所示：
2.2.1.3 低压电器的基本结构
2. 直流电磁铁和交流电磁铁 为了消除交流电磁铁产生的振动和噪 声 ，在铁心的端面开一小槽，在槽内嵌入铜制短路环，如下图所示。
2.2.1.3 低压电器的基本结构
3 ．触头系统 触头是电器的执行部分，起接通和分断电路的作用。 触头主要有两种结构形式：桥式触头和指形触头，具体如下图所示。
2.2.1.3 低压电器的基本结构
电磁式低压电器大都有两个主要组成部分，即：感测部分──电磁机构和执行部分──触头系统。
1 ．电磁机构 电磁机构的主要作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作，从而完成接通或分断电路的功能。 电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁 3 个基本部分组成。 常用的电磁机构如图所示，可分为 3 种形式。
控制按钮由按钮帽 1 、复位弹簧 2 、桥式触头 3 、4 、5 和外壳等组成，通常做成复合式，即具有动合触点和动断触点，其结构示意图见下图所示。
2.2.2.1 控制按钮
控制铵钮的种类很多，指示 灯式按钮内可装入信号灯显示信号；紧急式按钮装有蘑菇形钮帽，以便于紧急操作；旋钮式按钮用于扭动旋钮来进行操作。 常见按钮的外形如下图所示：
2.2.1.3 低压电器的基本结构
2. 直流电磁铁和交流电磁铁 按吸引线圈所通电流性质的不同，电磁铁可分为直流电磁铁和交流电磁铁。 直流电磁铁由于通入的是直流电，其铁心不发热，只有线圈发热，因此线圈与铁心接触以利散热，线圈做成无骨架、高而薄的瘦高型，以改善线圈自身散热。铁心和衔铁由软钢和工程纯铁制成。 交流电磁铁由于通入的是交流电，铁心中存在磁滞损耗和涡流损耗，线圈和铁心都发热，所以交流电磁铁的吸引线圈有骨架，使铁心与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖形，以利于铁心和线圈的散热。铁心用硅钢片叠加而成，以减小涡流。 当线圈中通以直流电时，气隙磁感应强度不变， 直流电磁铁的电磁吸力 为恒值。当线圈中通以交流电时，磁感应强度为交变量，交流电磁铁的电磁吸力 F 在 0 （最小值）～ F m （最大值）之间变化，其吸力曲线如下图所示。在一个周期内，当电磁吸力的瞬时值大于反力时，衔铁吸合；当电磁吸力的瞬时值小于反力时，衔铁释放。所以电源电压每变化一个周期，电磁铁吸合两次、释放两次，使电磁机构产生剧烈的振动和噪声，因而不能正常工作。
机床电气控制技术
机床电气控制技术引言机床电气控制技术是现代制造业中的关键领域之一。
随着科技的不断进步和工业自动化的发展，机床电气控制技术在提高生产效率、降低成本和提升产品质量方面起着至关重要的作用。
本文将介绍机床电气控制技术的基本概念、主要应用和未来发展趋势。
机床电气控制技术概述机床电气控制技术是指将电气控制系统应用于机床设备中，实现对机床运动、加工过程和工件位置等的控制。
它通过电气信号的传输、处理和控制，完成机床的运行、变速、定位和加工等功能。
机床电气控制技术的核心是控制器，它接收来自传感器和操作面板的输入信号，根据预设的程序和算法进行处理，最后输出控制信号，驱动机床设备完成加工任务。
机床电气控制技术的主要应用数控机床数控机床是机床电气控制技术的重要应用方向之一。
通过将数控系统与机床结合，可以实现对机床运动轴的精确控制和工件加工过程的自动化。
数控机床的优点是能够实现高精度、高效率和重复加工能力，大大提高了生产效率和产品质量。
伺服控制技术伺服控制技术是机床电气控制技术的另一个重要应用领域。
通过采用伺服电机和伺服驱动器，可以实现对机床轴的高精度位置和速度控制。
伺服控制技术能够提供更精确的加工结果，并且具有快速响应、稳定性好的特点。
PLC控制技术PLC（可编程逻辑控制器）是机床电气控制技术中常用的控制设备。
通过编程，PLC可以实现对机床运动、开关和传感器的控制。
PLC控制技术具有编程灵活、易于维护和可靠性高的优点，被广泛应用于机床行业。
机床电气控制技术的发展趋势随着工业4.0的到来和人工智能技术的发展，机床电气控制技术正在朝着智能化、自动化和数字化的方向发展。
智能化智能化是机床电气控制技术的主要发展趋势之一。
通过引入人工智能算法和大数据分析，机床电气控制系统可以自动调整和优化加工参数，提高机床运行效率和产品质量。
自动化自动化是机床电气控制技术的重要目标之一。
随着机器人技术和自动化设备的发展，机床电气控制系统将更加智能地与其他设备进行联动，实现自动化生产线的建设。
机床电气控制技术第一章-(2)
动分： 延时断开的动分触点
记忆方法：
f
f
假想：作用力从弧顶指向弧心，其最终效果是使触头闭合还是 使触头断开，再在其前面加上“延时”二字。而动分还是动合， 由触头的画法（张开还是闭合）决定。
小结
▲电气传动自动化；▲仪表自动化 速度调节（调速）
1.电气传动（拖动） ★的基本要求
1、 掌握电气自动控制的基本原理； 2、 能读懂一般机床电气控制电路图； 3、 掌握晶闸管直流电气传动的基本原理； 4、 懂得PLC的工作原理，具有一定的实际使用能力。
常用低压电器
一．开关电器和熔断器
1． 三级开关（三级断路器）：通-断两态
＊三级（高压）隔离开关 ＊三级（高压）负荷开关
▲继电器、接触器控制：有触点控制。 ▲顺序控制器：继电器和半导体元件综合应用的控制装置 ▲可编程序控制器（PLC:Programmable Logic Controller:可编程序
逻辑控制器）： ▲ 数控机床：高效率、高精度、高柔性。是当前机床自动化
的理想形式 ▲ CAD,CAM CAQ（计算机辅助质量检测）CIMS （计算机集成
动作： 线圈通电，吸合： （常开）触头闭合（动合），断开的电路被接通； （常闭）触头断开（动断），接通的电路被分断。 线圈电压：50Hz, 220V; 50Hz, 380V.
三．按钮、行程开关
主令电器：发出指令去控制接触器或其它电器电磁机构的线圈 使电路通、断
1．按钮 特点：自动复位
动合 动分 先断后合
优点： 缺点： ★ 交流传动（调速）
优点： 缺点： 主要技术：交流变频调速技术（变频器）； 矢量控制技术。
SCR 晶闸管（可控硅）； GTR 功率晶体管； SPWM正弦脉冲宽度调制； DSP 数字信号处理器 IGBT 绝缘门极晶体管（绝缘栅双极性晶体管） IPM 智能化功率模块
机床电气控制
机床电气控制机床电气控制，是指通过电气信号对机床的各个部件进行控制和调节的过程。
它是现代机床制造的重要组成部分，是机床自动化和智能化的实现必要手段。
机床电气控制的主要内容包括：电气传动系统、数控系统、机床保护系统等。
一、电气传动系统机床电气控制的重要组成部分是电气传动系统。
电气传动系统是指通过电气信号，对机床的电动机等执行元件进行调节，控制机床的动力输出，实现有效的加工作业。
电气传动系统分为两个部分：主轴驱动系统和进给系统。
主轴驱动系统是指控制主轴电动机的运转状态，以便实现高速、稳定的主轴转动。
当主轴电机正常工作时，它承担了机床的高精度加工和高负荷加工的任务，切削热能利用率较高，能够实现高水平的产品质量。
进给系统是指控制进给电机的转速、转矩、切削速度等参数，以实现对工件加工的控制。
进给控制系统的设计需要考虑到极限速度、车削速度、加工功率等多个参数，设置合理的控制范围和响应机制，确保加工的稳定性和安全性。
二、数控系统随着工业化和信息技术的不断发展，数控技术已经成为现代机床中不可或缺的一部分。
数控是指通过数字信号，对机床的运动、位置、加工参数进行精密控制，实现加工工艺的可编程、可执行和可监测。
数控系统主要包括CPU、执行器、编程器和显示器等。
CPU是数控系统的核心部分，是用于控制加工数据流、计算加工轨迹、调节加工参数的计算机芯片。
执行器是指数控系统中的动作控制器，用于控制机床的运动和加工过程。
编程器是用于将加工程序转换为数控程序的设备，包括数控语言、宏指令和参数化编程等。
显示器用于显示加工过程和加工结果的数控界面，包括图形界面和文字界面等。
三、机床保护系统机床保护系统是机床电气控制的重要组成部分，主要用于检测机床的运行情况和设备的状态，及时发现故障，保护设备的安全可靠运行。
机床保护系统主要包括以下几个方面：1、过流保护系统：用于检测主轴电机和进给电机的电流是否过大，超负荷时自动切断电源，保护电机和随之工件的损伤。
3-电控基础-数控机床电气控制解析
第3章
5）分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。 6）长延时电流整定值等于电动机额定电流。 7）瞬时整定电流：对保护笼型感应电动机的断路 器，瞬时整定电流为8~15倍电动机额定电流；对于保 护绕线型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为3~6 倍电动机额定电流。 8）6倍长延时电流整定值的可返回时间等于或大 于电动机实际起动时间。
第3章
7/14/2024 1:07 AM
图3-6 直流接触器的结构示意图 1—铁心;2—线圈;3—衔铁; 4—静触点;5—动触点; 6—辅助触点;7，8—接线柱; 9—反作用弹簧;10—底板
第3章
2、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。
分类：空气式、电动式、晶体管式及直流电磁式等几大类。 延时方式：通电延时和断电延时两种。
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第3章
（1）直流电磁式时间继电器
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直流电磁式时间继电器
第3章
（2）空气阻尼式时间继电器
空气式时间继电器是利用空气阻尼的原理制成的 分：通电延时、断电延时 组成：电磁系统、延时机构、工作触点
第3章
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电压继电器电气符号
（2）电磁式电流继电器
第3章
A．过电流继电器 通常，交流 过电流继电器的吸合电流I0= （1.1～3.5）IN，直流过电流继 电器的吸合电流I0=（0.75～3） IN。由于过电流继电器在出现过 电流时衔铁吸合动作，其触头来 切断电路，故过电流继电器无释 放电流值。
机床电气控制技术
机床电气控制技术机床电气控制技术是机械制造业和工业制造业中不可或缺的一项重要技术领域。
它涉及到多个方面，包括机床的构造、电气控制系统、自动化控制、网络通讯控制、传感器、执行器和控制算法等等。
机床电气控制技术的主要目的是通过电气控制系统来控制机床的运动，使其能够按照工件图样进行精确加工。
机床电气控制技术的发展历程可以追溯到20世纪60年代，当时出现了数字控制系统，它是机床电气控制技术历史上的重要里程碑。
数字控制系统采用了计算机技术，使得机床能够实现高精度、高速度的加工。
从此，机床加工的精度、效率和稳定性都得到了大幅度提高。
在数字控制系统之后，机床电气控制技术又出现了许多新的技术和方法，如伺服电机技术、编码器技术、电容传感器和光电传感器技术、PLC控制技术、通讯总线技术等等。
伺服电机技术是机床电气控制技术的重要组成部分。
伺服电机是一种能够自动调节角度、速度和位置的电动机。
它可以根据要求精确地控制机床的转动速度和位置，使机床的精度和效率得到大幅度的提高。
编码器技术是指采用脉冲编码器来检测伺服电机转子位置的一种技术。
脉冲编码器可以把转子的转动位置转换成电信号，让伺服电机的控制器根据这些信号来准确控制机床的转动。
电容传感器和光电传感器技术是机床电气控制技术中的一个重要组成部分。
它们可以用来检测工件和工具的位置、形状和尺寸，从而实现机床的自适应控制和智能化控制。
PLC控制技术是指工业控制领域中普遍采用的一种自动化控制技术。
PLC控制器是一种可编程的电子设备，能够自动控制机器或生产线的运作。
它可以根据不同的程序，控制机床的转动、进给、冷却等动作，并能够实时监测和反馈机床的工作情况。
通讯总线技术是机床电气控制技术的新兴领域，它是指通过现代通讯技术将多个设备和系统互相连接起来，形成一个高效、稳定和智能化的生产流程。
通讯总线技术可以提高机床的生产效率、降低能源消耗和减少机械故障的发生。
总之，机床电气控制技术是机械制造业和工业制造业中不可或缺的一项重要技术领域。
机床电气控制与PLC技术项目教程(S7-1200)项目2 典型普通机床电气控制线路分析
四、知识准备
知识点1 ：电气原理图的画法
1.0 常用电气图形符号和文字符号标准
电气控制系统是由许多电器元件按照一定的要求和方法 连接而成。为了便于电气控制系统的设计、安装、调试、使 用和维护，将电气控制系统中各电器元件及连接电路用一定 的图形表达出来，这就是电气控制系统图。
电气控制系统图主要包括：电气原理图、电气设备总 装图接线图、电器元件布置图与接线图。
普通车床的电气控制系统是机床的重要 组成部分，和机械液压气动等机构分工协作 共同保障机床工作。制造车间的工程技术人 员需要具备车床控制线路分析的专业能力， 以便完成电气控制系统安装与调试、故障分 析与排除等工作。
二、任务描述
现有C650型卧式车床1台。车削加工时工件进行旋转运动，由主电动机拖动；溜板箱上 带着刀架沿着导轨的直线运动为刀架的进给运动，由主轴电动机带动；车床刀架的快速移动由 一台单独的电动机拖动，采用点动控制；车削加工螺纹、切断工件等操作时要求主轴正反转运 动来实现进刀、退刀控制；按下停止按钮后，主轴停止转动。。
任务1、C650型卧式车床的主要结构和控制要求认知
任务2、 C650型卧式车床的主电路和控制电路分析
三、问题思考
1. C650型卧式车床的加工范围和控制要求有哪些？ 2. C650型卧式车床的主电路和控制电路有何区别，电力拖动方案有 哪些控制要求？ 3. 如何根据C650型卧式车床的控制要求分析其电气原理图？
C650型卧式车床的认知 C650型卧式车床的主电路、控制电路分析 辅助电路的分析
【知识目标】
1.了解电气原理图阅读和分析的步骤。 2.掌握C650型卧式车床的主要结构和运动分析。 3.熟知C650型卧式车床的电力拖动方案和控制要求。 4.完成C650型卧式车床电气控制线路分析。
数控机床主轴电气控制
目录
• 数控机床主轴电气控制概述 • 主轴电机及驱动技术 • 主轴电气控制系统的设计 • 主轴电气控制系统的调试与维护 • 数控机床主轴电气控制的未来发展
01
数控机床主轴电气控制 概述
主轴电气控制系统的组成
主轴驱动器
用于接收数控系统的指令，驱动 主轴电机旋转，实现主轴的启停、 正反转和调速等功能。
伺服电机
伺服电机具有快速响应、高精度、 高动态性能等优点，常用于高速、 高精度的数控机床主轴。
电机驱动技术
变频器驱动
变频器驱动技术可以实现电机速度的精确控制，具有 调速范围宽、精度高、节能等优点。
伺服驱动器驱动
伺服驱动器驱动技术可以实现电机的快速响应和高精 度控制，适用于高速、高精度的数控机床主轴。
ABCD
精度原则
主轴电气控制系统应具有高精度控制能力，以满 足加工零件的精度要求。
易用性原则
主轴电气控制系统应具有友好的人机界面，方便 操作和维护。
主轴电气控制系统的设计流程
系统设计
根据需求分析结果，设计主轴 电气控制系统的整体结构和功 能模块。
软件设计
根据系统设计要求，编写控制 程序，实现主轴电气控制系统 的各项功能。
正反转控制
根据加工需求，控制主轴电机的正反转，实 现主轴的顺时针和逆时针旋转。
自动换挡控制
根据加工需求，自动切换主轴电机的挡位， 实现主轴的多挡控制。
主轴电气控制技术的发展历程
模拟控制阶段
早期的主轴电气控制系统采用模拟电路实现控制，精度和稳定性较 低。
数字控制阶段
随着微处理器技术的发展，主轴电气控制系统逐渐采用数字电路实 现控制，提高了精度和稳定性。
智能控制阶段
常用机床的电气控制课件
根据故障部位，修复或更换损 坏的部件，恢复机床的正常运
行。
机床电气故障案例分析
案例一
一台数控车床在加工过程中突然停机 ，电源指示灯亮，但机床无法启动。 经检查，发现接触器线圈烧坏，更换 线圈后机床恢复正常。
案例二
一台铣床在运行过程中，发现工作台 移动缓慢，经检查发现传动丝杠磨损 严重，更换丝杠后工作台移动恢复正 常。
数控机床电气控制系统的发展趋势
随着数控技术的不断发展，数控机床电气控制系统正朝着高精度、高速度、高效率、智能 化方向发展。
数控机床常用电器元件
01
02
03
04
断路器
用于控制电路的通断，可防止 过载和短路，常用的有微型断
路器和塑壳断路器。
接触器
用于控制电动机的启动、停止 和反转，常用的有交流接触器
和直流接触器。
通过在电路中注入信号，观察机床的反应 ，从而判断故障部位。
机床电气故障排除步骤
切断电源
在安全的前提下，切断电源， 防止故障扩大。
观察现象
仔细观察机床的电气部件，特 别是电源、线路、开关、接触 器等部件，记录异常现象。
诊断原因
根据异常现象，分析可能的原 因，使用仪表测量法、信号注 入法、程序控制法等方法，确 定故障部位。
磨床的电气控制要求能够实现工作台的移动、主轴的旋转、液 压系统的启动等动作，并能够实现加工过程的自动化。
04
数控机床电气控制
数控机床电气控制系统概述
数控机床电气控制系统的组成
数控机床电气控制系统主要由电源、数控装置、伺服驱动器、伺服电机、传感器等组成。
数控机床电气控制系统的功能
数控机床电气控制系统主要实现加工过程的数字控制，包括对机床运动部件的位移、速度 、加速度等参数进行精确控制。
常用机床的电气控制
常用机床的电气控制1. 介绍机床是用来加工各种金属和非金属材料的设备。
在机床的工作过程中，电气控制起着至关重要的作用。
电气控制系统通常由多个电气元件和电路组成，用于控制机床的各个功能和动作。
本文将介绍常用机床的电气控制的基本原理和常见的电气控制元件。
2. 电气控制原理机床的电气控制原理是通过操纵电气信号来控制机床的各个功能和动作。
常用的电气控制原理包括开关控制原理、传感器控制原理和数控控制原理。
2.1 开关控制原理开关控制原理是通过机械开关或电磁开关来控制机床的各个功能和动作。
开关控制原理简单直接，适用于一些简单的机床。
例如，通过一个按钮开关来控制机床的启动和停止。
2.2 传感器控制原理传感器控制原理是通过感知机床的工作状态和环境变量来控制机床的各个功能和动作。
常用的传感器包括光电传感器、接近开关、温度传感器等。
例如，通过接近开关来感知工件位置，实现机床的自动送料功能。
2.3 数控控制原理数控控制原理是通过计算机数值控制来控制机床的各个功能和动作。
数控控制系统通常由计算机和运动控制卡等硬件组成，通过高速运算实现对机床的精确控制。
数控控制原理适用于复杂的机床，如铣床、钻床和刨床等。
3. 常见电气控制元件常见的电气控制元件包括开关、继电器、接触器、断路器、变压器和控制电缆等。
3.1 开关开关是最常见的电气控制元件之一，用于控制电路的通断。
常见的开关有按钮开关、转换开关和限位开关等。
按钮开关通常用于手动控制机床的启动和停止，转换开关用于切换机床的功能模式，而限位开关用于感知机床的位置和行程。
3.2 继电器继电器是一种电气控制元件，用于在电路中控制较大电流或电压。
继电器通常由电磁铁和触点组成，当电磁铁通电时，触点闭合或断开，从而控制电路的通断。
继电器可以用于控制机床的电机、灯光和报警等。
3.3 接触器接触器与继电器类似，也是一种用于控制较大电流或电压的电气控制元件。
接触器通常由电磁铁和触点组成，但与继电器不同的是，接触器的触点通常是常闭触点和常开触点的组合。
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。
机床电气控制技术第2版(教材)
﹤70%额定 电压可靠释 放（煤矿用
产品为 65%），又 不低于10%
的裕量
120 600 120
30 300 30 30 120 30
3TB40~58系列交流接触器主要技术数据见表1-4。
表1-4 3TB40~58系列交流接触器主要技术数据
吸引
型 号
普通中等专业教育机电类规划教材 机械工业出版社精品教材
机床电气控制技术
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 实验
常用低压电器 继电器-接触器基本控制电路 机床电气控制 可编程序控制器（PLC）原理与应用 电气控制电路设计
退出 EXIT
第一章 常用低压电器
电器就是接通、断开电路或调节、控制 和保护电路与设备的电工器具和装置 1.按工作电压等级分类 2.按动作原理分类 3.按用途分类 4.按工作原理分类
/V
660
额定 工作 电流
/A
220 380 660
220 380 660
220 380 660
220 380 660
额定 发热 电流
/A 55
80
125
220
断续周期 工作制下 的额定工 作电流/A
55 40 25
63 63 40
100 100 63
160 160 100
AC3类 工作制下 的控制功
率/kW
80 132 190
115 200 200
175 300 350
85 400
在额定负载下额定 操作频率/（次/h）
AC2 AC3 AC4
（续） 吸引线圈动作性
吸合电压
释放电压
300 600 300
机床电气控制与PLC
机床电气控制与PLC1. 介绍机床电气控制是机床制造中的核心技术之一。
它涉及到机床运动控制、工艺控制、安全控制等方面的内容。
而在现代机床中，PLC（可编程逻辑控制器）作为一种常用的控制设备，被广泛应用于机床的电气控制系统中。
本文将介绍机床电气控制系统的基本原理、PLC的工作原理以及机床电气控制与PLC的应用。
2. 机床电气控制系统的基本原理机床电气控制系统是由电机、传感器、执行器、控制器等组成的系统。
其基本原理是通过控制器对电机、传感器、执行器等进行控制，从而实现机床的工艺控制、运动控制以及安全控制。
在机床电气控制系统中，电机作为输出装置，负责驱动工作台、主轴等进行运动。
传感器用于检测机床的运动状态、位置以及工件的尺寸等信息，并将其转化为电信号。
执行器则根据控制信号驱动相关的机构运动，如气缸、伺服电机等。
控制器则根据输入的信号进行逻辑运算和控制操作，实现对机床的精确控制。
3. PLC的工作原理PLC是一种专门用于工业自动化控制的硬件设备。
它的工作原理主要包括输入模块、中央处理器、输出模块等组成。
输入模块负责接收外部信号，如传感器的信号等，并将其转化为与PLC内部相兼容的信号。
中央处理器是PLC的核心部分，它对输入信号进行处理、判断，并根据预设的程序逻辑生成相应的输出信号。
输出模块则将处理后的信号输出到执行器，驱动相关的机构进行运动。
PLC的一个重要特点是可编程性，用户可以通过编程控制器内部的逻辑和功能，实现对机床电气控制系统的灵活调整和优化。
4. 机床电气控制与PLC的应用机床电气控制与PLC的应用广泛存在于各种机床中，如数控机床、自动化生产线等。
在数控机床中，PLC可以完成对机床的运动控制、工艺控制以及安全控制。
通过编写PLC的程序，可以实现对机床运动轨迹的精确控制，使其按照预定的路径进行运动。
同时，PLC还可以对机床的主轴转速、进给速度等进行调节，以满足对工件加工的要求。
此外，PLC还能监视机床的安全状态，当出现异常情况时，如过载、碰撞等，能够及时采取相应的措施保护机床和工作人员的安全。
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• 定义：用来自动地接通或断开大电流电路 的电器。
• 分：交流接触器、直流接触器。
• 控制电路：由接触器线圈、继电器等电器元 件组成。（电流小）
• 任务：根据给定的指令，依照自动控制系统 的规律和具体的工艺要求对主电路进行控制。
Hale Waihona Puke 1.3 接触器接触器（Contactor）是用来频繁接通和切断电动 机或其他负载主电路的一种自动切换电器。
左图是接触器结构简图。 图中，1—主触头，2—辅 助常闭触头；3—辅助常 开触头；4—衔铁（动铁 心）；5—线圈；6—静铁 心；7—灭弧罩；8—弹簧
直流1500V级以下的电路中起通断、保护、控制或调节作 用的电器产品。 • 高压电器：交流1200V以上、直流1500V以上。
1.1 电器的作用与分类
• 电器就是广义的电气设备。在工业意义上，电器是指能 根据特定的信号和要求，自动或手动地接通或断开电路， 断续或连续地改变电路参数，实现对电路或非电对象的切 换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气设备。
(2) 吸力特性与反力特性
电磁机构的特性用吸力特性与反力特性表征。
吸力F 可近似地按下式求得
S为衔铁端面面积。B 为气隙磁感应强度。
图1.1 常用电磁机构的形式 1—铁心；2—线圈；3—衔铁
对于具有电压线圈的直流电磁机构，因外加电压与 线圈电阻不变，流过线圈的电流为常数，与磁路的气 隙大小无关。根据磁路定律（磁通＝磁势/磁阻）有
0.2 机床电力拖动自动控制的基本概念
1 2
控制
机械
装置
变速装置
5
3
电动机
6 4
图0- 1 卧式车床加工示意图
1 —主轴 2 —工件 3 —刀架 4 —床鞍 5 —车刀 6 —丝杠
机床组成的三个基本部分 工作机构 传动机构 原动机
电力拖动系统
工作台
伺服 电动机
数
控
伺服
装
放大器
置
齿轮副
反馈脉冲
位移 检测装置
在没有开始学习之前，同学 们对机床电气控制有多少了解？
机床电气控制的发展概况
1.机床电力拖动系统的发展 成组拖动 多电动机拖动 交流电动机拖动 直流电动机拖动
机床电气控制的发展概况
2.机床电气控制系统的发展 在控制方法上：手动操纵发展到自动控制 在控制功能上：从单一功能发展到多功能 在操作上：从紧张、繁重发展到轻巧自如
1.2 低压电器的电磁机构及执行机构
1.2.1 电磁机构 (1) 电磁机构的分类
电磁机构是各种自动化电磁式电器的主要 组成部分之一，它将电磁能转换成机械能， 带动触点使之闭合或断开。
• 1)按衔铁的运动方式分类（见图1.1） • ①衔铁绕棱角转动 • ②衔铁绕轴转动 • ③衔铁直线运动 • 2)按磁系统形状分类 • 3)按线圈的连接方式分类 • 4)按吸引线圈电流的种类分类
图1.5 加短路环后的磁通和电磁吸力图
• 1.2.2 执行机构 • (1)触点
• 触点用来接通或断开被控制的电路。
图1.6 触点的3种接触形式
图1.7 指形触点的接触过程 图1.8 触点的位置示意图
• 图1-1
分类
电力拖动系统组成
• 主电路：由电动机、（接通、断开、控制电 动机的）接触器主触点等电器元件组成。 （电流大）
图1.2 直流电磁机构的吸力特性
对于具有电压线圈的交流电磁机构，其吸力特性与直流 电磁机构不同，设外加电压不变，忽略线圈电阻，有
图1.3 交流电磁机构 的吸力特性
综上所述，对于一般U形交流电磁机构，在线圈通 电而衔铁尚未吸合瞬间，电流将达到吸合后额定电流 的5～6倍，E 形机构将达到吸合后额定电流的10～15倍。 若衔铁卡住不能吸合或者频繁动作，就可能烧毁线圈。 这就是对于可靠性要求高或者频繁动作的控制系统采 用直流电磁机构，而不采用交流电磁机构的原因。
• ①按电压等级分：高压电器（High-voltage Apparatus）、低压电器(Low-voltage Apparatus)；
• ②按所控制的对象分：低压配电电器(Distributing Apparatus)、低压控制电器(Control Apparatus)。
• ③按使用系统分：电力系统用电器、电力拖动及自 动控制系统用电器、自动化通信系统用电器；
反力特性与吸力特性的配合关系见图1.4。欲使衔 铁吸合，在整个吸合过程中，吸力必须大于反力。为 了保证机构具有足够的寿命，吸力又不能太大。在使 用中常通过调整弹簧或触点的初压力来获得良好配合 特性。
图1.4 吸力特性和反力特性 1—直流接触器吸力特性；2—交流
接触器吸力特性；3—反力特性
对于单相交流电磁机构，为保证衔铁可靠吸合， 避免振动与噪声，常在交流接触器铁心端面上安装一 个铜制的分磁环（短路环），当交变磁通通过该环包 围的面积时，在环中产生涡流，从而产生一个滞后的 附加磁通，使衔铁的吸力始终大于反力。原理见图1.5。
课程名称
普通机床电气控制线路 安装与调试
选用教材
机床电气控制技术
主讲：高锦南
本教材共分6部分内容。主要介绍机 床控制线路的基本环节、机床电气制线 路的分析、机床电气制线路的设计及电 气元件的选择、直流电动调速系统、交 流自动调速系统、可编程控制器的其他 功能与应用等电器控制方面的基础知识。
总学时为68学时。
图0-2 数控机床工作示意图
直流拖动系统 交流拖动系统 电力拖动部分 电气控制部分
机床常用电器与控制线路的基本环节
第一讲 常用低压电器的作用、分类
接触器的工作原理与用途
本次课主要讨论低压电器的作用与分 类、低压电器的电磁机构及执行机构、接 触器的基本工作原理与用途。
1-1 常用低压电器
• 电器定义：一种能控制电路的设备。 • 低压电器（Low-voltage Apparatus）通常用于交流1200V、
• ④按工作职能分：手动操作电器、自动控制电器 （自动切换电器、自动控制电器、自动保护电器）、 其他电器（稳压与调压电器、起动与调速电器、检 测与变换电器、牵引与传动电器）；
• ⑤按电器组合分：单个电器、成套电器与自 动化装置；
• ⑥按有无触点分：有触点电器、无触点电器、 混合式电器；
• ⑦按使用场合分：一般工业用电器、特殊工 矿用电器、农用电器、家用电器、其他场合 （如航空、船舶、热带、高原）用电器。