机床电气控制电路设计
控制机床电气的线路设计
浅谈控制机床电气的线路设计摘要：本文基于机床电气的线路设计进行了研究和分析，重点就机床电气的控制线路做了细致的描述和分解，通过对电气控制线路的设计原则的探讨，针对电气控制路线的设计方法提出了自己的方案和建议。
关键词：机床电气；控制线路；线路设计中图分类号：tg502 文献标识码：a 文章编号：1674-7712 （2013）02-0161-01当机床电气设备出现的故障后，由于电路和机床种类的不同各有不同的特点，如何应用所掌握的专业基本操作技能和专业基础知识来进行分析与检修，是维修电工专业中实训教学的难点和重点。
由于控制线路在实际设计中还经常配有信号、检测等内容。
因此，可将控制线路、信号线路、检测线路统称为辅助线路。
显然，准确地说应为辅助线路的设计。
线路设计是此项工程为满足要求的重要组织过程，是设计中工程量最大、最为复杂的一个环节，即使出现微小失误，设计都将无法尽善尽美地达到工艺要求，因此，要求设计者必须认真对待。
经验设计法的运用是根据设计熟练程度的不同，其灵活度也不同，设计的效果也不尽一致。
一、控制方案的确定原则电气设备的控制方案是多种多样的，因此，设计人员在设计时，应该本着简便、可靠、经济、实用的要求进行控制方案的制定。
具体来说，设计人员应该遵循以下原则：经济效益是控制方式科学与否的重要标准。
如果控制逻辑较为简单，其加工程序也较为稳定的生产设备，则适用于继电-接触控制方式，这是较为合理的；反之，如果是加工程序多变，则应该考虑采用编程序控制器；通用化指的是生产机械加工不同对象的通用化程度。
如果加工一种或者几种零件的专用机床，其通用化程度低，那也是合理的，因为其可以保持较高的自动化程度，因此，这样的机床一般适用于固定的控制电路；而如果是单件、小批量的零件加工的通用机床，则应该采用数字程序或者编程控制器控制，因为其可以根据加工对象的不同设定不同加工程序，具有相当的灵活性和通用性；如果控制电路比较简单，则可以采用电网电源，如果元件多且电路复杂，则对电网电压隔离降压，减少故障的可能性。
机床电气控制线路的分析和设计
（2）正轉：手柄下壓到位 K→SA1-2 →KM3→KM1 （3）反轉：手柄上提到位 K →SA1-3→KM3→KM2
103 FU3 101 EL S A2 102 104
TC E HL
停車：手柄回到中間位置
SA1-1閉合，SA1-2、SA1-3斷開，KM1、 KM2斷電，K、KM3得電。 互鎖：KM1與KM2常閉；SA1-2與SA1-3雙重互鎖。
零電壓保護：中間繼電器K
HL為電源指示燈； EL為機床照明燈，由開關SA2控制。 實際的C6132改進很大，主要是加裝了電磁制動。
三．C650臥式車床的電氣控制線路 1．主電路 特點：串電阻反接制動及點動調整。
~ 380V u11 v12 w13 E Q u21 v22 w23 FU2 w63 v62 u61
TC
w43
(1)電動機及控制接觸器 M1- KM1：主運動和進給運動; M2- KM2：冷卻泵; M3- KM3：快速運動。
KM1 u31 v32 w33 KM2 u 51 v52 w53 M21 M22
M1 3~ 主电动机 JO 2-52-4 10k W
M1主電動機 KM3、KM4；R；KM；KR1； FU1；A;KT; 注意：電流互感器副邊必須短接 M2：冷卻泵電動機 KM1; KR2; FU2;
M1- KM1、KM2；FU1；KR1 M2- KM3；KR2 ；FU2 ： M2起動後, M1才能起動；
FU1 u31 v32 w 33
M3- Q2；KR3；FU2。
KM2 KR2 u61 v62 KM3 w63 u71 v72 Q2 w73 KR3
M22 M23
M31 M32 M33
KM1 u41 v42 w43
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
数控机床电气控制电路设计实例
电压继电器的输入量是电路电压的大小，它根据输入电压的大 小而动作。与电流继电器类似，电压继电器也分为欠电压继电器和 过电压继电器两种。
四、时间继电器 时间继电器在控制电路中用于时间的控制。
按其动作原理可分为电磁式、空气阻尼式、电动式和电子式等； 按延时方式可分为通电延时型和断电延时型。
而且要求刀具由一点到另一点之间的运动轨迹为一条直线，并能控 制位移的速度。 （3）轮廓控制系统
也称连续控制系统。其特点是能够同时对两个或两个以上的坐 标轴进行连续控制。
2. 按伺服系统控制方式分类 （1）开环伺服系统
数控装置根据信息载体上的指令信号，经控制运算发出指令脉
冲，使伺服驱动元件转过一定的角度，并通过传动齿轮、滚珠丝杠 螺母副，使执行机构(如工作台)移动或转动。 （2）闭环伺服系统
4. 按功能水平分类 （1）经济型数控系统(又称简易数控系统) 这一类型的数控系统一般为开环控制，采用的CPU为单板机或单片 机，用数码管显示或单色小液晶显示或CRT字符显示。 （2）普及型数控系统(又称全功能数控系统) 这类系统一般为半闭环控制，采用16位或32位CPU，9 in(228 6mm)单色显示器（1 in=25 4mm）。 （3）高性能数控系统 这类系统一般为全闭环控制，采用的微型计算机为32位以上的CPU， 显示器为彩色CRT或TFT液晶显示器．内存大于150 KB。
从第一台数控机床问世到现在的50多年中，数控技术的发展非 常迅速，集计算机技术、现代控制技术、微电子技术、传感检测技 术、信息处理技术、网络通信技术、液压气动技术、光电子技术以 及传统的机械制造技术为一体，得到了广泛的应用，在数控机床是 关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业， 其水平高低和拥有量多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志， 在国防建设上亦具有重要的战略意义。
CA车床电气控制线路教案
CA车床电气控制线路教案CA车床是一种常见的数控机床，其电气控制线路是整个机床的核心部分。
掌握CA车床电气控制线路是操作和维护机床的基础，下面我们将介绍一份电气控制线路的教案。
一、电气控制线路的基本原理1.电气控制线路是CA车床的核心部分，负责控制机床的运行和功能。
2.电气控制线路主要包括电源线路、控制线路、接地线路等。
3.电气控制线路的设计需要考虑机床的实际工作需求和安全性。
二、电气控制线路的组成1.主电源线路：包括主电源开关、主控电源输入端子、主控电源接地端子等。
2.控制线路：包括运动控制线路、信号控制线路、驱动控制线路等。
3.机床接地线路：用于保护机床和操作人员的安全。
4.外部控制线路：用于外部设备和机床的连接。
三、电气控制线路的基本操作1.启动电源：打开主电源开关，检查主控电源输入端子和接地端子是否连接正常。
2.运动控制：通过控制面板或外部设备，控制机床的转速、进给速度等参数。
3.故障排查：当机床出现故障时，需要检查电气控制线路是否正常。
四、电气控制线路的维护和保养1.定期清洁：定期清洁电气控制线路，防止灰尘和杂物堵塞线路。
2.定期检查：定期检查电气控制线路，确保连接端子牢固，无松动。
3.定期更换：定期更换老化和损坏的电气元件，保证机床的正常运行。
五、电气控制线路的安全操作1.操作人员必须经过培训，掌握机床的操作规程和安全注意事项。
2.操作时要佩戴防护手套、护目镜等个人防护用品，确保安全操作。
3.禁止在机床运行时触碰电路元件，避免触电危险。
六、电气控制线路的故障处理1.机床无法启动：检查主电源线路、控制线路是否正常连接，排除线路故障。
2.机床运行异常：检查电气元件是否老化或损坏，及时更换。
3.其他故障：根据实际情况进行故障排查，确保机床运行正常。
数控机床电气控制电路设计实例
24V 4.5A
S-100-24
4,5
6,7
220B
3 250V 6A 4
润滑电机
主轴风扇
VC1 2
1
24V 6.5A
S-145-24
4,5 6,7
241V
241V1
1
1
QF9 6A
QF8
6A
110A 110B
220A1 220B1
2
2
返回
图6-11 XK714A电源回路
110A
伺服强电
主轴强电
KM5
KM4
336
21 22
334
21 22
RC7 1 KM4
A1
2
A2
RC8 1 KM5
A1
2
A2
RC9 1 KM6
A1
2
A2
110B
图8-5 TK40A交流控制回路
返回
图6-6 TK40A 直流控制图
伺服强电允许 外部运行允许
伺服OK
主轴电机 正转
主轴电机 反转
刀架电机 刀架电机
正转
反转
冷却电机 开/停
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6.3 XK714A数控铣床电气控制电路
2．电源电路分析 图6-10为电源回路，图中TC2为控制变压器，原方为
AC380V，副方为AC110V、AC220V、AC24V，其中 AC110V给交流接触器线圈、电柜热交换器风扇电机； 3．控制电路分析 （1）主轴电机的控制 如图6-11、图6-12分别为交流控制回路图和直流控制回路 图。 （2）冷却电机控制 （3）换刀控制
44 0 Y0 6
Y0 0 10 0
11 7
机床电气控制电路设计
机床电气控制电路设计引言在机床的制造过程中，电路设计起着至关重要的作用。
机床电气控制电路设计涉及到各种传感器、执行器、开关和控制器的选择和配置。
本文将介绍机床电气控制电路设计的基本原则和常用组件，并提供一些实际案例来帮助读者更好地理解。
基本原则机床电气控制电路设计的基本原则是确保系统的可靠性、稳定性和安全性。
以下是一些常见的设计原则：1.分离电源：将电源分为主电源和控制电源，以确保不会因为控制电路故障而影响整个系统的运作。
2.使用合适的传感器：选择适合机床应用的传感器，例如位置传感器、压力传感器和温度传感器等。
3.合理配置执行器：根据机床的具体要求，选择合适的执行器，例如伺服电机、步进电机和液压执行器等。
4.使用适当的开关：选择合适的开关设备，例如按钮开关、刀闸开关和继电器等，确保系统的正常操作。
常用组件PLC（可编程逻辑控制器）PLC是一种专门用于工业控制的计算机设备，能够根据预定程序来控制机床的操作。
PLC通常由中央处理单元（CPU）、输入/输出模块（I/O 模块）和通信模块组成。
PLC的设计要考虑到机床的需求，合理选择适当的输入和输出模块。
通过编程，可以实现对机床的自动化控制。
PLC编程语言常用的PLC编程语言有梯形图（Ladder Diagram）、指令列表（Instruction List）、功能块图（Function Block Diagram）和结构化文本（Structured Text）等。
选择合适的编程语言，可以提高编程效率和可读性。
变频器变频器是控制电动机转速的装置。
它通过改变电源的频率和电压来调整电动机的转速。
变频器能够提供精确的转速控制和启动/停止控制，适用于需要频繁改变转速的机床应用。
电气元件机床电气控制电路设计中常用的电气元件有继电器、断路器、按钮开关和接触器等。
这些元件用于控制电路的开关和保护。
实际案例数控铣床控制电路设计在数控铣床的控制电路设计中，需要考虑到以下几个方面：1.位置控制：选择合适的位置传感器，如光电开关或编码器，以获取工件和刀具的准确位置信息。
机床启动电路的控制分析
感谢观看
机床启动电路的 床上电控制，包含强电部分和弱电部分，启动 时按照先上强电，再开弱电，关闭时先关弱电，再下 强电的逻辑进行操作。
二、介绍数控机床主电路图
1. 主电路图 三相交流电
380V，通过电 源总开关，分 别给伺服驱动、 主轴驱动、刀 架电源和控制 电源提供电源。
三、介绍数控机床主控制路图
1. 控制电路电气原理图
三、介绍数控机床主控制路图
2. 控制原理图
机床按下启动按钮SB1,给系统提供24V直流电源，同时继电器KA1的线 圈得电，常开触点闭合，给系统电源接口CPI、1/0模块电源接口CP1、 SVPM的CXA2C接口、刀架线路板工作电源接口提供DC24V电源。
二、介绍数控机床主电路图
2. 控制原理
为一体化伺服放大器SVPM供电，380V三相交流电经过低压断路器QF1、 AC 380V/AC 220V伺服变压器降压后，成为220V交流电，经过交流接 触器KM1的主触点、电抗器后连接，只有在交流接触器KM1的线圈接 通的时候，常开触点才闭合，伺服驱动器才能供电。
试论数控机床电气控制电路设计与应用
数控机床的电气控制系统设计
数控机床的电气控制系统设计在设计数控机床电气控制系统时，首先要明确设计目标。
通常情况下，设计目标包括以下几个方面：高精度：提高数控机床的加工精度是首要任务。
电气控制系统作为机床的核心部分，对于提高机床精度起着至关重要的作用。
高效率：通过优化电气控制系统，提高机床的加工效率，从而缩短加工周期，提高产能。
易维护：考虑到后期维护和保养的问题，设计方案应使得电气控制系统易于更换和维修。
数控机床电气控制系统的组成部分主要包括以下几部分：主电路：包括电源、电动机、导轨等硬件设施，为整个系统提供动力。
控制电路：包括各种传感器、控制器、执行器等，用于监测和控制主电路的工作状态。
传感器：用于实时监测机床的工作状态，将信号反馈给控制电路。
操作显示屏：用于显示机床的工作状态和加工信息，同时也支持人工输入操作。
数控机床电气控制系统的设计步骤和方法如下：根据设计目标确定系统的基本架构，包括主电路和控制电路的布局。
根据设计要求选择合适的传感器和执行器，并布置在系统中。
依据系统的工作原理和性能要求，设计控制算法和程序，实现高精度和高效率的加工。
考虑到安全性，进行线路的优化和安全防护措施的设计。
数控机床电气控制系统的优化措施可以从以下几个方面进行：采用先进的控制算法：采用现代控制理论和方法，如模糊控制、神经网络控制等，以提高系统的动态性能和稳态精度。
提升智能化程度：通过引入人工智能和机器学习等技术，实现系统的自主决策和优化调整，提高生产效率。
增强抗干扰能力：针对恶劣工作环境和电磁干扰等问题，采取有效的电磁兼容设计和滤波抗干扰措施，以保证系统的稳定运行。
模块化和标准化设计：实现模块化设计和标准化元器件，便于系统的维护和升级，降低成本。
某汽车制造企业采用数控机床进行零部件的加工。
为了提高生产效率和降低成本，该企业决定对数控机床电气控制系统进行升级改造。
经过调研和分析，设计师团队采用了先进的模块化设计方案，使得系统更易于维护和扩展。
数控机床的电气控制系统设计
数控机床的电气控制系统设计一、本文概述《数控机床的电气控制系统设计》这篇文章主要探讨了数控机床电气控制系统的基本设计原理、实现方法及其在实际应用中的优化策略。
数控机床作为现代制造业的核心设备，其电气控制系统的设计直接关系到机床的性能、稳定性和加工精度。
因此，对数控机床电气控制系统的深入研究与设计优化，对于提升机床的整体性能、提高生产效率以及降低运行成本具有重要意义。
本文将首先介绍数控机床电气控制系统的基本组成和工作原理，包括数控系统、伺服驱动系统、传感器与检测装置等关键组成部分的功能与特点。
随后，文章将重点分析电气控制系统的设计要点，包括硬件设计、软件设计、控制算法选择等方面，以及如何根据机床的具体需求和加工要求来进行合理的系统设计。
本文还将探讨电气控制系统设计中的关键技术问题，如抗干扰设计、故障诊断与处理、系统可靠性保障等，并介绍相应的解决方案和策略。
文章将总结数控机床电气控制系统设计的发展趋势和未来挑战，为相关领域的研究与实践提供参考和借鉴。
通过本文的阅读，读者可以全面了解数控机床电气控制系统的设计原理与实践方法，掌握关键技术的实现与应用，为数控机床的设计、制造和维护提供有力支持。
二、数控机床电气控制系统概述数控机床的电气控制系统是数控机床的重要组成部分，负责实现机床的运动控制、加工过程监控、故障诊断与保护等功能。
电气控制系统的设计直接关系到数控机床的性能、稳定性和加工精度。
随着科技的发展，数控机床电气控制系统也在不断进化，从早期的简单电路控制，发展到现在的基于微处理器、PLC（可编程逻辑控制器）以及CNC（计算机数控）系统的复杂控制。
数控机床电气控制系统主要由电源电路、输入/输出电路、控制核心、驱动电路、传感器电路以及安全保护电路等部分组成。
其中，控制核心通常使用CNC装置，它能够解析编程好的加工指令，转化为对机床运动的精确控制信号。
驱动电路则负责将控制信号放大，以驱动电动机等执行机构实现所需的运动。
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，
机床电气控制系统设计
03
机床电气控制系统的设计原则
保证产品质量和产量
精度控制
机床电气控制系统应具备 高精度的控制能力，以保 证加工零件的尺寸精度和 形状精度。
恒定切削力
符合环保要求
低噪声设计
采用低噪声电机和减速机等元件 ，降低机床运行时的噪声。
节能设计
优化电气控制系统设计，降低机 床的能耗，达到节能减排的目的
。
减少废弃物排放
合理设计机床的冷却系统，减少 冷却液的使用量，降低环境污染 。同时，应合理利用废弃物，如 废切削液等，减少对环境的污染
。
04
机床电气控制系统的设计步骤
降低劳动强度
通过机床电气控制系统， 可以实现自动化和智能化 控制，从而降低工人的劳 动强度，提高生产效益。
保障生产安全
机床电气控制系统具有较 高的安全性和稳定性，能 够有效地避免事故的发生 ，保障生产安全。
机床电气控制系统的历史与发展
历史
机床电气控制系统的发展可以追溯到20世纪初，当时人们开 始使用继电器来实现对机床的控制，随着技术的发展，逐渐 演变为使用PLC、单片机等现代控制器。
在设计控制部分时，需要考虑控制元件的选择、组合和优化，以及控制程序的编写和调试。此外，还 需要考虑控制部分的防干扰措施，以避免因电磁干扰而引起的电气故障。
保护部分
保护部分是机床电气控制系统的重要组成部分，它由各种 保护装置（如热继电器、熔断器等）组成。保护部分的主 要功能是保护电机和整个控制系统免受电气故障的影响。
对编写的程序进行调试和测试，确保控制功能正常实现。
机床电气控制课程设计
机床电气控制课程设计设计目的本课程设计旨在通过对机床电气控制系统的设计，使学生深入了解机床电气控制的基本原理和设计方法，掌握机床电气控制系统的构成和调试方法，提高学生的机电一体化及跨学科应用能力。
背景介绍机床电气控制系统是机床加工过程中的重要组成部分，其主要功能是实现对加工过程中各种运动、动力、气压、冷却、润滑等工艺参数的控制。
因此，电气控制系统的设计质量直接影响机床加工质量和生产效率的提高。
设计内容本课程设计主要包括以下内容：1. 机床电气控制系统构成和基本原理介绍机床电气控制系统的基本构成，包括传感器、执行机构、控制器、电源等元件的连接方式和基本原理，并通过实例详细介绍机床电气控制系统的各个组成部分的功能和作用。
2. 机床电气控制系统的设计方案讲解机床电气控制系统的设计方案，包括电气线路设计、控制逻辑设计、程序设计、信号处理等方面，并介绍相应的软件工具和设计流程。
3. 机床电气控制系统调试方法介绍机床电气控制系统调试方法，包括硬件调试和软件调试，以帮助学生理解控制系统调试过程中可能出现的问题及其解决方法。
4. 机床电气控制系统实现通过实际的机床电气控制系统实现项目，帮助学生巩固所学知识，提升实践操作能力。
设计要求本课程设计要求学生掌握机床电气控制系统的基本构成、工作原理和控制方法，独立完成机床电气控制系统的设计和调试，能够应用所学知识解决实际生产中的问题。
参考文献1.《机床电气控制系统设计》2.《数控机床电气控制系统设计与维护》3.《PLC控制系统设计与应用》结束语机床电气控制系统是机械制造行业中的重要技术领域，掌握相关的知识和技能，将有助于提升学生的综合素质和职业发展。
希望通过本课程设计，学生们能够深入了解机床电气控制系统的原理和实现方式，有更深刻的认识和理解。
普通机床电气控制电路分析
1.5 辅助电路分析
按下SB2或SB3按钮，KM1或KM2线圈 通电，电动机M1正转或反转起动，时间 继电器KT线圈通电，PA由于KT触点闭合 而起到保护作用，以避免受到电动机M1 起动电流的冲击。
2 普通铣床的电气控制电路
2.1 X6132铣床的主要结构和运行情况
1. 主要结构 X6132铣床主要构造由床身、悬梁及刀架支架、工作溜板和
程
职
1 普通车床电气控制电路
业 技
导
2 普通铣床的电气控制电路
术 学
航
3 机床电气控制线路的设计
院
1 普通车床电气控制电路
1.1 普通车床的主要结构及运动形式
普通卧式车床结构示意图
1—进给箱；2—挂轮箱；3—主轴变速箱；4—溜板与刀架； 5—溜板箱；6—尾架；7—丝杠；8—光杠；9—床身
1.2 C650型车床电路的特点：
1．主轴电动机M1采用电气正反转控制。 2．M1容量为30KW，惯性大，采用电气反接制动，实现迅速停车。 3．为便于对刀调整操作，主轴可作点动控制。 4．采用电流表A检测主轴电动机负载情况。
C650-2车床的电气控制线路
1.3 C650车床电气线路主要元件用途
Q：电源引入开关。 FU1：主电动机M1的短路保护用熔断器。 FR1：电动机M1的过载保护用热继电器。 R：限流电阻，在主电动机点动和反接制动 时流过电流。 电流表PA: 用来监视电动机M1的绕组电流， M1的功率很大，所以电流表接入电流互感器 TA。 时间继电器KT：在M1起动时其延时断开常 闭触点延时后才断开，对电流表在M1电动机 起动时起到保护作用。
主轴变速盘 12—主轴变速手柄 13—床身 14—主轴电动机
2.2 电气原理图分析
机床电气控制线路
在垂线左侧的触点是常开触点，右侧是常闭触点，水平线上方为常闭触点，下方为常开触点。
用途栏：说明相对应电路的用途
垂线左边为常开触点，右边为常闭触点
分区栏：便于看图，查找元器件触点
普通车床电气控制线路
普通车床主要结构及运动形式
切削运动
主运动——主轴旋转
调速—变速箱
正反转—离合器、电气
矩形工作台与圆形工作台互锁。
01
03
02
04
KM1
（一）主电路
KM1
主轴电机Ｍ1：KM1 SA5正反转换开关；KM2串接电阻反接制动
1
冷却电机Ｍ3：KM6
2
进给电机Ｍ2：KM3 KM4正反转，通过进给离合器YC来切换进给状态。
3
KM1
（二）控制电路 a .主轴电机控制电路 １.主轴起动 按下SB1—KM1(+)并自锁—M1起动—n上升—KV (+)为反接制动作好准备 ２.主轴停止 按下SB3—KM1(－)同时KM2(+)反接制动—n下降—KV（－）—KM2(－) —M (－) ３.主轴变速（瞬时点动以有利于滑移齿轮啮合） 变速手柄拉出SQ7受压，KM1 (－)同时KM2(+) －M点动。推回原位电路切断。
常态时，矩形工作台工作，圆形工作台不工作。进给运动与主运动有联锁关系。
b .进给运动控制电路
纵向手柄三个工作位置，常态中位，往左压下SQ2，往右压下SQ1。
１.工作台左右进给
同由SQ3 SQ4开关控制，十字手柄五个工作位置，常态中位，手柄上下接垂直离合器，手柄左右接前后进给离合器。手柄往前下压下SQ3，手柄往后上压下SQ4。 工作台前后、上下、左右同一时刻只能一个方向，由KM3 KM4 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4互锁实现。
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机床电气控制电路设计
确定电动机容量
n 节能查表法 n 当电动机的机械特性硬，电动机的转速
在整个工作过程中可以近似不变时，电 动机的功率近似与转矩成正比，此时， 等效负载P为：
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机床电气控制电路设计
原理图设计的一般原则
n 控制系统应满足生产机械的工艺要求 n 力求控制电路安全可靠，简单经济 n 合理选择各种电器元件 n 符合人机关系，便于维修
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机床电气控制电路设计
电气设计的技术条件
n 用户供电电网的种类、电压、频率及容 量。
n 有关电气传动的基本特性 n 有关电气控制的特性 n 有关操作方面的要求 n 机床主要电气设备的参数及布置框图
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机床电气控制电路设计
机床电力传动方案的确定
n 确定机床传动的调速方式 n 传动方式与其负载特性相适应 n 电动机的起制动和正反转的要求
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机床电气控制电路设计
机床电气控制方案的确定
n 机床电气控制方案的可靠性 n 电气控制方案的确定
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控制方式的选择
n 控制方式主要有时间控制、速度控制、 电流控制及行程控制。
n 应根据实际工作情况决定 n 还必须注意因负载变化而出现的问题。
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n 砂轮的旋转磨削工作由电动机M2拖动。 n 冷却泵电动机M3提供磨削时你磨削液 n 砂轮架升降由电动机M4拖动，M4双向运转。 n 工作台吸盘电路中应具有欠电压保护及去
磁控制，以确保工件吸牢及取下方便。
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电动机的确定
M1 M2 M3 M4
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机床电气控制电路设计
n 主电路与控制电路应保持严格的对应 关系。
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全压起动的条件
n 全压起动的条件为：
Seb----电源变压器额定容量（kvA） Ig ----电动机全电压起动电流（A） Ie ----电动机额定电流（A） Pe ----电动机额定功率（kW)
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n 常用机床时间继电器主要有JS7系列（空气式时间继 电器新产品JSKI）
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热继电器的选用
n 热继电器主要对异步电动机进行过载保护。 n 热继电器有双金属片式和电子式两种。 n 电子式热继电器保护性能好，适用于重要电动机。 n 选择热继电器主要根据电动机的额定电流来确定热继电器
设计序号； ႎ-主触头额定电流。 n 还有LC1-D,可与西门子公司3TB系列互换使
用的CJX1、CJX2系列。
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机床电气控制电路设计
CJ10系列交流接触器技术数据
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机床电气控制电路设计
CZD系列直流接触器基本技术数据
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机床电气控制电路设计
接触器的选择
n 机床上常用的有LX2、LX19、JLXK1型行程 开关及JXW-11、JLXK1-11型微动开关等。 （LXK3系列新产品，LXW5系列微动开关）
n JLXK1- ႎ ႎ ႎ的含义：J-机床电器；L-主令 电器；X-行程开关；K-快速；1-设计序号； ႎ-滚轮数目； ႎ-常开触头数； ႎ-常闭触头 数。
机床电气控制电路设计
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2020/11/18
机床电气控制电路设计
机床电气设计的基本原则
n 机床电气设计的基本要求 n 机床电气设计的内容及设计步骤 n 电气设计的技术条件 n 机床电力传动方案的确定 n 机床电气控制方案的确定 n 控制方式的选择 n 确定电动机容量 n 机床电气电路的原理图设计原则
机床电气控制电路设计
接触器选用
n 主要考虑主触头的额定电流、额定电压、吸引 线圈的电压等级，其次考虑辅助触头的数量和 种类、操作频率等。
n 吸引线圈的电压等级应等于控制电路的电压。 n 交流接触器多用CJ10系列，直流接触器多用
CZD系列。 n CJ ႎ- ႎ型号的含义：C-接触器；J-交流； ႎ-
n 其设计包括主电路、控制电路和辅助电
路。
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机床电气控制电路设计
主电路设计
n 对于异步电动机：选择电路电动机的 起动方式，正反转 控制及主电路的 保护环节。
n 确定电动机是全压起动还是降压起动。
n 对于正反转控制方式，应防止误操作 而引起的电源相间短路，在控制电路 中有互锁保护。
n 注意主电路的熔断保护、过载保护及 其它安全保护元件的选择与设置。
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机床电气控制电路设计
电器元件选择
n 按钮、开关选择 n 接触器选用 n 中间继电器的选用 n 时间继电器的选用 n 热继电器的选用 n 熔断器选用 n 控制变压器的选用 n 电磁铁的选用 n 控制电路中某些电阻的计算。
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机床电气控制电路设计
按钮、开关选择
n 按钮 n 刀开关 n 组合开关 n 行程开关 n 自动开关
n 中间继电器主要根据触点的数量及种类确定型 号，吸引线圈的额定电压等于控制电路的电压 等级。
n 机床上常用JZ7系列，新产品有JDZ1系列、 CA2-DN1系列及仿西门子3TH的JZC1系列等。
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机床电气控制电路设计
三种系列中间继电器技术参数
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机床电气控制电路设计
时间继电器的选用
头数, ႎ-常闭触头数, ႎ-结构型式代号(K、S、 J、X、H、F、Y和D)
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机床电气控制电路设计
按钮
n K-开启式 n S-防水式 n J-紧急式 n X-旋转式 n H-保护式 n F-防腐式 n Y-钥匙式 n D-带灯按钮
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机床电气控制电路设计
刀开关
n 刀开关主要用于接通和切断长期工作设备的电源。
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按钮
n 按钮是短时切换小电流控制电路的开关，根 据控制功能选择按钮的结构型式及颜色。
n 按钮的额定电压：交流500V,直流440V,额 定电流5A.
n 机床上常选用：LA2、LA10、LA18、LA19、 LA20等。
n LA-ႎ ႎ ႎ ႎ n L-主令电器,A-按钮, ႎ-设计序号, ႎ-常开触
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机床电气控制电路设计
常用电器元件选择
n 电器元件的可靠性 n 电器元件选择的基本原则 n 电器元件的选择
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机床电气控制电路设计
电器元件选择的基本原则
n 根据对控制元件功能的要求，确定电器 元件类型；
n 确定元器件承载能力的临界值及使用寿 命。
n 确定元器预期的工作环境及供应情况； n 确定元器件在应用时所需的可靠性等。
设计举例（M7120平面磨床为例）
n 机床传动的总体方案 n 确定电动机型号及参数 n 主电路的设计 n 控制电路的设计 n 电磁吸盘控制电路设计 n 辅助电路设计 n 控制电源的确定及总体电路的完善
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机床电气控制电路设计
机床传动的总体方案
n 工作台的往复运动由液压泵电动机M1拖动， M1电机单向运转，往复运动由液压传动装 置实现。
n 对于要求动作快、灵敏度高的行程控制，可采 用无触点接近开关。
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机床电气控制电路设计
LXK3系列行程开关主要技术数据
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机床电气控制电路设计
自动开关（自动空气开关）
n 自动开关又称低压断路器。常作为机床电路的电源引 入开关，并且对电源设备有过载、短路、欠压保护作 用。
n 选用时考虑额定电流和额定电压以及短路保护的电磁 瞬时脱扣器电流整定值应略大于电路最大短路电流。
n 常用的有DZ10系列(额定电流分10、100、200、 600A)。小容量的有DZ4、DZ5（额定电流25A、 50A两级）
n 引进西门子公司的新产品3VE1、3VE3系列。 （0.1~63A)
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n 刀开关的种类很多，按级数分单级、双级、和三 极；按刀的转换方向可分单掷和双掷等。常用的 刀开关有开启式负荷开关和封闭式负荷开关。
n 根据电源种类、电压等级、用电设备容量、所需 极数及使用场合来选用。
n 开启式，主要控制5.5kw以下的电机（一般）型 号HKI- ႎ含义：HK-开启式负荷开关，I-设计 序号； ႎ-额定电流。
n 选择类型 n 选择触头的额定电压 n 选择主触头的额定电流：主触头的额定电流
应大于或等于负载的额定电流。如负载是电
动机，其额定电流按下式推算：
选择线圈电压 选择触头数量和种类
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机床电气控制电路设计
中间继电器的选用
n 中间继电器用于控制电路中传递与转换信号， 扩大控制路数，将小功率控制信号转换为大容 量的触头控制，扩充交流接触器及其它电器的 控制作用。
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机床电气设计的基本要求
n 熟悉所设计机床（设备）的总体技术要求及工 作过程，弄清其它系统对电气控制系统的技术 要求。
n 了解机床的现场工作条件，供电情况及测量仪 表的种类。
n 通过技术经济分析，选择性能价格比最佳的传 动方案和控制方案。
n 设计简单合理、技术先进、工作可靠。维修方 便的电气控制电路。进行模拟试验，验证控制 电路能否满足机床的工艺要求。
主电路的设计
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机床电气控制电路设计
控制电路的设计
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机床电气控制电路设计
电磁吸盘控制电路设计
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机床电气控制电路设计
辅助电路的设计
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