CA6140卧式车床的电气控制电路设计

摘要电气拖动的控制方式亦经历了一个从低级到高级的发展过程。

最初采用手动控制。

最早的自动控制是20世纪20、30年代出现的继电接触器控制，它可以实现对控制对象的起动、停车、凋速、自动循环以及保护等控制。

它所使用的控制器件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作町靠、易维护，因此在机床控制卜得到长期、广泛的应用。

机床电气控制电路设计是高职机械专业学生学完大学的课程后进行的，学生已经掌握了机械制造、机械加工的一些基本技能，从事机床电气控制线路的设计是对以前所学电气知识的综合回顾和复习，以后对各种机床控制电路都可触类旁通，能自己动手设计和改进相应电路，也能排除相关电气故障。

关键词：CA6140机床、控制电路、机械制造AbstractMachine electrical control circuit design is high vocational machinery professional students learn finished University of courses Hou for of, students has master has machinery manufacturing, and machinery processing of some basic skills, engaged in machine electrical control line of design is on yiqian by learn electrical knowledge of integrated recalled and review, yihou on various machine control circuit are can analogy, can themselves hands-on design and improved corresponding circuit, also can excluded related electrical faultKey words：CA6140 machine tool, control circuit目录第一章绪言 (1)第二章CA6140型卧式车床的简介 (2)第一节CA6140车床的主要功能、结构及型号意义 (2)第二节CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求 (3)第三章CA6140型卧式车床的电气控制电路设计 (4)第一节CA6140卧式车床回路设计 (4)第二节CA6140卧式车床电路控制设计 (5)第三节信号指示与照明电路 (6)第四章CA6140型卧式车床的电路保护环节 (7)第五章电气控制电路中各元件的选择与明细表 (8)第一节电气元件选择 (8)第二节电气元件明细表 (8)第六章绘制CA6140卧式车床综合电气控制原理图 (10)第七章控制电路故障分析及特点 (12)结束语 (13)谢辞 (14)参考文献 (15)第一章绪言电气控制与电气拖动有着密切的关系。

20世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，用电动机代替蒸汽机，机床的电气拖动随电动机的发展而发展。

电气拖动的控制方式亦经历了一个从低级到高级的发展过程。

最初采用手动控制。

最早的自动控制是20世纪20、30年代出现的继电接触器控制，它可以实现对控制对象的起动、停车、凋速、自动循环以及保护等控制。

它所使用的控制器件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作町靠、易维护，因此在机床控制卜得到长期、广泛的应用。

它的缺点是体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是有触点控制，在控制复杂时可靠性降低。

为了解决复杂和程序可变控制对象的需要，在20世纪60年代出现了顺序控制器。

它是继电器和半导体元件综合应用的控制装置，具有程序改变容易、通用性较强等优点，广泛用于组合机床、自动线上。

随着计算技术的发展，又出现了以微型计算机为基础的具有编程、存储、逻辑控制及数字运算功能的可编程控制器PLC。

PLC的设计以上业控制为目标，因而具有功率级输出、接线简单、通用性强、编程容易、抗干扰能力强、工作可靠等一系列优点。

它一问世即以强大的生命力，大面积地占领了传统的控制领域。

PLC的一个发展方向是微型、简易、价廉，以图取代传统的继电器控制；而它的另一个发展方向是大容量、高速、高性能、对大规模复杂控制系统能进行综合控制。

第二章 CA6140型卧式车床的简介第一节 CA6140车床的主要功能、结构及型号意义一、主要功能：CA6140车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、切断及割槽等，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等。

二、CA6140车床型号意义：如图2-1图2-1 CA6140车床型号意义三、CA6140型卧式车床主要结构CA6140型车床为我国自行设计制造的普通车床，与C620-1型车床比较，具有性能优越，结构先进，操作方便和外形美观等优点。

CA6140型普通车床的外形图如图2-2所示。

图2-2 CA6140型普通车床外形图CA6140型车床主要由床身,主轴箱，进给箱，溜板箱，刀架，丝杆，光杆，尾架等部分组成。

第二节 CA6140卧式车床的主要运动形式及控制要求一、主运动运动形式：主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动：控制要求：（1）主轴电动机选用三相笼型异步电动机，不进行调速，主轴采用齿轮箱进行机械有级调速（2）车削螺纹时要求主轴有正反转，一般由机械方法实现，主轴电动机只作单向旋转（3）主轴电动机的容量不大，可采用直接启动二、进给运动运动形式：刀架带动刀具的直线运动控制要求：进给运动也由主轴电动机拖动，主轴电动机的动力通过挂轮箱传递给进给箱来实现刀具的纵向和横向进给。

加工螺纹时，要求刀具移动和主轴转动有固定的比例关系三、辅助运动（1）运动形式：刀架的快速移动控制要求：由刀架快速移动电动机拖动，该电动机可直接启动，也不需要正反转和调速（2）运动形式：尾架的纵向移动控制要求：由手动操作控制（3）运动形式：工件的夹紧与放松控制要求：由手动操作控制（4）运动形式：加工过程的冷却控制要求：冷却泵电动机和主轴电动机要实现顺序控制，冷却泵电动机也不需要正反转和调速。

四、电动机型号：主轴电动机M1 Y132M-4-B3 380V 15.4A 7.5KW 1450r/min 冷却泵电动M2 AOB-25 380V 0.32A 90W 3000 r/min 快速移动电动机M3 AOS5634 380V 0.25KW 1360r/min第三章 CA6140型卧式车床的电气控制电路设计第一节 CA6140卧式车床回路设计一、主回路设计根据电气传动的要求，由接触器KM1、KM2、KM3分别控制电动机M1、M2、M3，具体电路图如图3-1所示。

图3-1主控制电路设计在主电路中，M1为主轴电动机，拖动主轴的旋转并通过传动机构实现车刀的进给。

主轴电动机M1的运转和停止由接触器KM1的三个常开主触点的接通和断开来控制，电动机M1只需作正转，而主轴的正反转是由摩擦离合器改变传动链来实现的。

电动机M1的容量小于10KW，所以采用直接启动。

M2为冷却泵电动机，进行车削加工时，刀具的温度高，需用冷却液来进行冷却。

为此，车床备有一台冷却泵电动机拖动冷却泵，喷出冷却液，实现刀具的冷却。

冷却泵电动机M2由接触器KM2的主触点控制。

M3为快速移动电动机，由接触器KM3的主触点控制。

M2、M3的容量都很小，加装熔断器FU1作短路保护。

热继电器FR1和FR2分别作M1和M2的过载保护，快速移动电动机M3是短时工作的，所以不需要过载保护。

带钥匙的低压短路器QF是电源总开关。

二、控制回路设计控制电路的供电电压是127V，通过控制变压器TC将380V的电压降为127V 得到。

控制变压器的一次侧由FU1作短路保护，二次侧由FU2、FU3、FU4分别作短路保护。

如图3-2所示。

第二节 CA6140卧式车床电路控制设计一、电源开关的控制电源开关是带有开关锁SA2的低压断路器QF，当要合上电源开关时，首先用开关钥匙将开关锁SB右旋，再扳动断路器QF将其合上。

若用开关钥匙将开关锁SB左旋，其触点闭合，QF线圈通电，断路器QF将自动跳开。

若出现误操作，又将QF合上，QF将在0.1s内再次自动跳闸。

由于机床的电源开关采用了钥匙开关，接通电源时要先用钥匙打开开关锁，再合断路器，增加了安全性，同时在机床控制配电盘的壁龛门上装有安全行程开关SQ2，当打开配电盘壁龛门时，行程开关的触点SQ2闭合，QF的线圈通电，QF 自动跳闸，切除机床的电源，以确保人身安全。

二、主轴电动机M1的控制SB1是红色蘑菇型的停止按钮，SB2是绿色的启动按钮。

按一下启动按钮SB2，KM1线圈通电吸合并自锁，KM1的主触点闭合，主轴电动机M1启动运转。

按一下SB1，接触器KM1断电释放，其主触点和自锁触点都断开，电动机M1断电停止运行。

三、冷却泵电动机的控制当主轴电动机启动后，KM1的常开触点闭合，这时若旋转转换开关SB4使其闭合，则KA1线圈通电，其主触点闭合，冷却泵电动机M2启动，提供冷却液。

当主轴电动机M1停车时，KM常开触头断开，冷却泵电动机M2随即停止。

M1和M2之间存在联锁关系。

四、快速移动电动机M3是由接触器KA2进行的点动控制按下按钮SB3，接触器KA2线圈通电，其主触点闭合，电动机M3启动，拖动刀架快速移动；松开SB3，M3停止。

快速移动的方向通过装在溜板箱上的十字手柄扳到所需要的方向来控制。

五、SQ1是机床床头的挂轮架皮带罩处的安全开关当装好皮带罩时，SQ1（1-2）闭合，控制电路才有电，电动机M1、M2、M3才能启动。

当打开机床床头的皮带罩时，SQ1（1-2）断开，使接触器KM1，KM2、KM3断电释放，电动机全部停止转动，以确保人身安全。

第三节信号指示与照明电路照明电路采用36V安全交流电压，信号回路采用6V的交流电压，均由控制变压器二次侧提供。

FU4是照明电路的短路保护，照明灯EL的一端必须保护接地。

FU3为指示灯的短路保护，合上电源开关QF，指示灯HL亮，表明控制电路有电。

如图3-2所示。

图3-2 控制电路设计第四章 CA6140型卧式车床的电路保护环节如果对CA6140型卧式车床电路保护环节有以下几方面：(1)电路电源开关是带有开关锁SA2的断路器QS。

机床接通电源时需用钥匙开关操作，再合上QS，增加了安全性。

需要送电时，先用开关钥匙插入SA2开关锁中并右旋，使QS线圈断电，再扳动断路器QS将其合上，此时，机床电源送入主电路380V交流电压，并经控制变压器输出110V控制电路、24V安全照明电路、6V信号灯电压。

断电时，若将开关锁SA2左旋，则触头SA2(03—13)闭合，QS线圈通电，断路器QS断开，机床断电。