《電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》題解答要點(diǎn)

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1、《電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 習(xí)題解答 張宏偉 王得勝 主編 目錄 第1章緒論3 第2章常用低壓電器6 第3章基本控制電路12 第4章典型電氣控制系統(tǒng)分析20 第5章繼電器-接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)32 第6章可編程控制器與其應(yīng)用37 第7章電氣調(diào)速系統(tǒng)與變頻器49 第1章 緒 論 習(xí)題與思考題 1－1什么是低壓電器?低壓電器按用途分哪幾類(lèi)?低壓電器的主要技術(shù)參數(shù)有哪些?選用低壓電器時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題? [參考答案] 1、什么是低壓電器? 低壓電器通常是指工作在交流1200V或直流1500V以下的電器. 2、低壓電器按用途分哪幾類(lèi)? 按用途分為低壓配電電器和低壓控制電

2、器.低壓配電電器主要用于低壓配電系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)電能的輸送和分配,以與系統(tǒng)保護(hù).低壓控制電器主要用于電氣控制系統(tǒng). 3、低壓電器的主要技術(shù)參數(shù)有哪些? 〔1〕額定電壓. 一般指額定工作電壓.指在規(guī)定條件下,保證電器正常工作的工作電壓值. 〔2〕額定電流 一般指額定工作電流.指在規(guī)定條件下,保證開(kāi)關(guān)電器正常工作的電流值. 〔3〕操作頻率與通電持續(xù)率 開(kāi)關(guān)電器每小時(shí)內(nèi)可能實(shí)現(xiàn)的最高操作循環(huán)次數(shù)稱(chēng)為操作頻率.通電持續(xù)率是電器工作于斷續(xù)周期工作制時(shí)有載時(shí)間與工作周期之比,通常以百分?jǐn)?shù)表示. 〔4〕機(jī)械壽命和電壽命 機(jī)械開(kāi)關(guān)電器在需要修理或更換機(jī)械零件前所能承受的無(wú)載操作次數(shù),稱(chēng)為機(jī)械壽命

3、.在正常工作條件下,機(jī)械開(kāi)關(guān)電器無(wú)需修理或更換零件的負(fù)載操作次數(shù)稱(chēng)為電壽命. 4、選用低壓電器時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題? 〔1〕安全原則.安全可靠是對(duì)任何電器的基本要求,保證電路和用電設(shè)備的可靠運(yùn)行是正常生活與生產(chǎn)的前提. 〔2〕經(jīng)濟(jì)原則.經(jīng)濟(jì)性包括電器本身的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和使用該種電器產(chǎn)生的價(jià)值.前者要求合理適用,后者必須保證運(yùn)行可靠,不能因故障而引起各類(lèi)經(jīng)濟(jì)損失. 〔3〕選用低壓電器的注意事項(xiàng). 在選用低壓電器時(shí),必須明確被控制對(duì)象的類(lèi)型和使用環(huán)境；明確有關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù),如被控制對(duì)象的額定電壓、額定功率、操作要求和工作制等；電器的工作環(huán)境,如周?chē)鷾囟?、濕度、海拔高度、震?dòng)和有害氣體等方面的情況；

4、電器的技術(shù)性能,如用途、種類(lèi)、控制能力、通斷能力和使用壽命等. 1－2 電磁機(jī)構(gòu)有哪些組成部分?鐵心和銜鐵的結(jié)構(gòu)形式分哪幾種? [參考答案] 1、電磁機(jī)構(gòu)有哪些組成部分? 電磁系統(tǒng)是各種自動(dòng)化電磁式電器的感測(cè)部分,其作用是產(chǎn)生電磁吸力<動(dòng)力> ,將電磁能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,帶動(dòng)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)閉合或斷開(kāi).一般由電磁線圈<吸力線圈>、動(dòng)鐵芯<銜鐵>和靜鐵芯等組成. 2、鐵心和銜鐵的結(jié)構(gòu)形式分哪幾種? 鐵心和銜鐵的結(jié)構(gòu)形式分拍合式電磁鐵和直動(dòng)式電磁鐵. 1－3觸頭的形式有哪幾種?常見(jiàn)滅弧方法有哪些? [參考答案] 1、觸頭的形式有哪幾種? 觸頭〔觸點(diǎn)〕是用來(lái)接通或斷開(kāi)電路的,其結(jié)構(gòu)形式很多.

5、按其接觸形式分為點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸3種. 2、常見(jiàn)滅弧方法有哪些? 〔1〕電動(dòng)力吹弧. 〔2〕窄縫滅弧. 〔3〕柵片滅弧. 〔4〕磁吹滅弧. 1－4 電氣控制系統(tǒng)的電路圖中的SB、KM、KT、QS、SQ、FU、BTE分別是什么電器的文字符號(hào)？ [參考答案] SB：按鈕開(kāi)關(guān) KM：接觸器 KT：時(shí)間繼電器 QS：手動(dòng)三極開(kāi)關(guān) SQ：行程開(kāi)關(guān) FU：保險(xiǎn)絲 BTE：熱繼電器 1－5 請(qǐng)畫(huà)出3種電氣元件的圖形符號(hào). [參考答案] 接觸器動(dòng)合觸點(diǎn) 籠型三相異步電動(dòng)機(jī) 按鈕動(dòng)合觸點(diǎn) 1－6 請(qǐng)寫(xiě)出閱讀電氣控制系統(tǒng)電路圖的一般步驟. [參考答

6、案] 閱讀和分析電氣控制電路圖的方法主要有兩種,即查線看圖法<直接看圖法>和邏輯代數(shù)法<間接讀圖法>.以查線看圖法為例說(shuō)明閱讀電氣控制系統(tǒng)電路圖的一般步驟. 1、看主電路的步驟 〔1〕看清主電路中的用電設(shè)備. 〔2〕要弄清楚用電設(shè)備是用什么電氣元件控制的. 〔3〕了解主電路中所用的控制電器與保護(hù)電器. 〔4〕看電源.要了解電源電壓等級(jí),是380V還是220V,是配電屏供電還是從發(fā)電機(jī)組接出來(lái)的. 2、看輔助電路的步驟 〔1〕 看電源.首先看清電源的種類(lèi),是交流的還是直流的.其次,要看清輔助電路的電源是從什么地方接來(lái)的,與其電壓等級(jí). 〔2〕了解控制電路中所采用的各種繼電器、接

7、觸器的用途. 〔3〕根據(jù)控制電路來(lái)研究主電路的動(dòng)作情況. 〔4〕研究電氣元件之間的相互關(guān)系. 〔5〕研究其他電氣設(shè)備和電氣元件. 第2章 常用低壓電器 習(xí)題與思考題 2－1交流接觸器在銜鐵吸合前的瞬間,為什么在線圈中產(chǎn)生很大的電流沖擊？直流接觸器會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？為什么？ [參考答案] 1、交流接觸器在銜鐵吸合前的瞬間,為什么在線圈中產(chǎn)生很大的電流沖擊？ 交流接觸器的線圈是一個(gè)電感,是用交流電工作的,吸合前線圈內(nèi)部沒(méi)有鐵心,電感很小,阻抗也就很小,所以電流大；吸合后鐵心進(jìn)入線圈內(nèi)部,電感量增大,阻抗增大,所以電流就降下來(lái)了. 2、直流接觸器會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？為什么？

8、直流接觸器線圈通的是直流電,受頻率變化的影響小,直流接觸器工作電流主要取決于其內(nèi)部電阻,所以不會(huì)產(chǎn)生沖擊電流. 2－2交流接觸器和直流接觸器能否互換使用?為什么？ [參考答案] 按照接觸器的主觸點(diǎn)控制的主回路電流是交流還是直流分為交流或直流接觸器,與接觸器線圈中電流的形式無(wú)關(guān).交流接觸器與直流接觸器結(jié)構(gòu)大體相同,都由電磁動(dòng)作機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)和滅弧裝置三大部分構(gòu)成,其工作原理完全相同,控制方式完全相同,但具體結(jié)構(gòu)和用途存在差異. 〔1〕電磁機(jī)構(gòu)不同.交流接觸器的電磁鐵由E型鐵芯和線圈構(gòu)成,鐵芯中通過(guò)交變磁通；直流接觸器電磁部分的采用轉(zhuǎn)動(dòng)式動(dòng)鐵芯,鐵芯中磁通恒定. 〔2〕滅弧措施不同.

9、〔3〕自身耗能不同. 〔4〕選用方法不同. 交流接觸器和直流接觸器一般情況下是不能混用的,在特殊場(chǎng)合,交流接觸器與直流接觸器可以相互代用,但代用時(shí)需增設(shè)輔助電路. 2－3閘刀開(kāi)關(guān)在安裝時(shí),為什么不得倒裝？如果將電源線接在閘刀下端,有什么問(wèn)題？ [參考答案] 1、閘刀開(kāi)關(guān)在安裝時(shí),為什么不得倒裝？ 使用刀開(kāi)關(guān)時(shí)的應(yīng)注意,刀開(kāi)關(guān)在安裝時(shí),手柄要向上,不得倒裝或平裝,以避免由于重力自動(dòng)下落而引起誤動(dòng)合閘；接線時(shí),應(yīng)將電源線接在上端,負(fù)載線接在下端,這樣拉閘后刀開(kāi)關(guān)的刀片與電源隔離,既便于更換熔絲,又可防止可能發(fā)生的意外事故. 2、如果將電源線接在閘刀下端,有什么問(wèn)題？ 如果將電源線接

10、在閘刀下端,可能會(huì)由于重力自動(dòng)下落而引起誤動(dòng)合閘. 2－4哪些低壓電器可以保護(hù)線路的短路？ [參考答案] 〔1〕熔斷器 熔斷器是根據(jù)電流超過(guò)規(guī)定值一定時(shí)間后,以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化,從而使電路斷開(kāi)的原理制成的一種電流保護(hù)器.熔斷器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)與用電設(shè)備中,作為短路和過(guò)電流保護(hù). 〔2〕低壓斷路器 低壓斷路器俗稱(chēng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)或空氣開(kāi)關(guān),用于低壓配電電路中不頻繁通斷的控制.在電路發(fā)生短路、過(guò)載或欠電壓等故障時(shí)能自動(dòng)分?jǐn)喙收想娐?是一種控制兼保護(hù)電器. 〔3〕隔離開(kāi)關(guān)熔斷器組和熔斷器式隔離開(kāi)關(guān) 隔離開(kāi)關(guān)在電路中主要起到接通和分?jǐn)嚯娫吹淖饔?廣泛應(yīng)用于開(kāi)關(guān)柜或與終

11、端電器配套的配電裝置中.其中隔離開(kāi)關(guān)熔斷器組和熔斷器式隔離開(kāi)關(guān)不但具有隔離電源的作用,還具有短路保護(hù)的功能,所以在低壓配電系統(tǒng)中較為常用. 2－5兩個(gè)線圈為AC110V的交流接觸器同時(shí)動(dòng)作時(shí),能否將兩個(gè)接觸器的線圈串聯(lián)到AC220V的控制回路中? [參考答案] 不能將兩個(gè)線圈為AC110V接觸器的線圈串聯(lián)到AC220V的控制回路中. 如果兩個(gè)接觸器的線圈串聯(lián),通電后,兩個(gè)線圈可視作同時(shí)得電.但由于靜鐵心磁化后產(chǎn)生的吸力不可能完全相等,所以兩個(gè)動(dòng)鐵心吸合必定有快有慢.鐵心先吸合的接觸器在鐵心吸合后線圈電感增大,其端電壓也大,這就可能導(dǎo)致另一個(gè)接觸器線圈壓降過(guò)低,鐵心一直吸合不上.這就相當(dāng)

12、于單獨(dú)的一個(gè)110V接觸器接在220V電路中了,當(dāng)然導(dǎo)致控制電路回路中電流過(guò)大,時(shí)間一長(zhǎng)可能會(huì)燒毀線圈. 2－6時(shí)間繼電器和中間繼電器在電路中各起什么作用？ [參考答案] 〔1〕中間繼電器本質(zhì)上是電壓繼電器,在控制電路中起邏輯變換和狀態(tài)記憶的功能,當(dāng)其它繼電器的觸點(diǎn)數(shù)或觸點(diǎn)容量不夠時(shí),可借助中間繼電器來(lái)擴(kuò)大它們的觸點(diǎn)數(shù)或觸點(diǎn)容量,從而起到中間轉(zhuǎn)換的作用. 〔2〕時(shí)間繼電器是一種利用電磁原理、機(jī)械原理或電子原理實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制的控制電器.時(shí)間繼電器的特點(diǎn)是：當(dāng)?shù)玫娇刂菩盘?hào)后〔如繼電器線圈接通或斷開(kāi)電源〕,其觸點(diǎn)狀態(tài)并不立即改變,而是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的延遲之后,觸點(diǎn)才閉合或斷開(kāi),因此這種繼電器又稱(chēng)

13、為延時(shí)繼電器.時(shí)間繼電器的種類(lèi)很多,按延時(shí)方式分為通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型兩種. 2－7熱繼電器在電路中起什么作用？其工作原理是什么？熱繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作后,能否自動(dòng)復(fù)位？ [參考答案] 1、熱繼電器在電路中起什么作用？其工作原理是什么？ 熱繼電器是一種電氣保護(hù)元件,是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)推動(dòng)動(dòng)作機(jī)構(gòu)使觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)的保護(hù)電器,主要用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)、斷相保護(hù)、電流不平衡保護(hù)以與其他電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)時(shí)的控制. 2、熱繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作后,能否自動(dòng)復(fù)位？ 熱繼電器動(dòng)作后一般不能自動(dòng)復(fù)位,要等雙金屬片冷卻后才能復(fù)位.分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種形式,通過(guò)調(diào)整復(fù)位螺釘可自行選擇.手動(dòng)復(fù)位時(shí)間一般不大于5mi

14、n,自動(dòng)復(fù)位時(shí)間不大于2min. 2－9帶斷相保護(hù)和不帶斷相保護(hù)的三相式熱繼電器各用在什么場(chǎng)合？ [參考答案] 熱繼電器有兩相結(jié)構(gòu)和三相結(jié)構(gòu)之分,其中三相熱繼電器又有帶斷相保護(hù)裝置和不帶斷相保護(hù)裝置之分. 若用熱繼電器作電動(dòng)機(jī)缺相保護(hù),應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的接線方式. 〔1〕對(duì)于Y形接法的電動(dòng)機(jī),當(dāng)某一相斷線時(shí),其余未斷相繞組的電流與流過(guò)熱繼電器電流的增加比例相同.一般的三相式熱繼電器,只要整定電流調(diào)節(jié)合理,均可實(shí)現(xiàn)對(duì)Y形接法的電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù). 〔2〕對(duì)于Δ形接法的電動(dòng)機(jī),其某一相斷線時(shí),流過(guò)未斷相繞組的電流與流過(guò)熱繼電器的電流增加比例不同.也就是說(shuō),流過(guò)熱繼電器的電流不能反映斷相后繞組

15、的過(guò)載電流,因此,一般的熱繼電器,即使是三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器,也不能為Δ形接法的三相異步電動(dòng)機(jī)的提供斷相保護(hù).此時(shí)應(yīng)選用JR20型或T系列這類(lèi)帶有差動(dòng)斷相保護(hù)機(jī)構(gòu)的熱繼電器. 2－10熔斷器在電路中的作用是什么? [參考答案] 熔斷器是根據(jù)電流超過(guò)規(guī)定值一定時(shí)間后,以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化,從而使電路斷開(kāi)的原理制成的一種電流保護(hù)器.熔斷器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)與用電設(shè)備中,作為短路和過(guò)電流保護(hù),是應(yīng)用最普遍的保護(hù)器件之一. 2－11比較熔斷器與熱繼電器作用的不同？?jī)烧呖梢韵嗷ヌ娲鷨幔? [參考答案] 熔斷器和熱繼電器的作用各不相同,兩者不可以替換. 〔1〕熔斷器用于過(guò)載

16、、短路保護(hù). 在電動(dòng)機(jī)為負(fù)載的電路中,熔斷器是一種廣泛應(yīng)用的最簡(jiǎn)單有效的短路保護(hù)電器,它串聯(lián)在電路中,當(dāng)通過(guò)的電流大于規(guī)定值時(shí),使熔體熔化而自動(dòng)分?jǐn)嚯娐?要求它作用的時(shí)間短,以保護(hù)負(fù)載. 〔2〕熱繼電器主要用于過(guò)載保護(hù). 熱繼電器是一種利用流過(guò)繼電器的電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)而反時(shí)限動(dòng)作的過(guò)載保護(hù)電器,在電動(dòng)機(jī)為負(fù)載的電路中,熱繼電器用來(lái)對(duì)連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù),以防止電動(dòng)機(jī)過(guò)熱而造成絕緣破壞或燒毀電動(dòng)機(jī). 據(jù)此,使熔斷器作用的電流很大,過(guò)載電流不足以使其作用,所以它不能代替熱繼電器實(shí)施過(guò)載保護(hù).而由于熱慣性,熱繼電器內(nèi)金屬片加熱需要幾秒鐘,雖然短路電流很大,但也不能使熱繼電器瞬間動(dòng)作

17、,因此它不能代替熔斷器用作短路保護(hù).在電動(dòng)機(jī)主電路中既要裝熔斷器,實(shí)現(xiàn)短路保護(hù),也要裝熱繼電器,實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù). 2－12低壓斷路器在電路中可以起到哪些保護(hù)作用? [參考答案] 低壓斷路器俗稱(chēng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)或空氣開(kāi)關(guān),用于低壓配電電路中不頻繁通斷的控制.在電路發(fā)生短路、過(guò)載或欠電壓等故障時(shí)能自動(dòng)分?jǐn)喙收想娐?是一種控制兼保護(hù)電器. 2－13畫(huà)出下列電器元件的圖形符號(hào),并標(biāo)出其文字符號(hào). <1> 熔斷器,<2>熱繼電器,<3>按鈕,<4> 時(shí)間繼電器,<5> 中間繼電器,<6> 過(guò)電流繼電器,<7> 限位開(kāi)關(guān),<8> 速度繼電器,<9>斷路器,〔10〕接觸器. [參考答案] 名稱(chēng) 圖形

18、符號(hào) 文字符號(hào) 熔斷器 FU 熱繼電器 熱元件 BTE 動(dòng)斷觸點(diǎn) 按鈕 動(dòng)合觸點(diǎn) SB 動(dòng)斷觸點(diǎn) 時(shí)間繼電器 斷電延時(shí)線圈 KT 通電延時(shí)線圈 延時(shí)斷開(kāi)的動(dòng)合觸點(diǎn) 延時(shí)閉合的動(dòng)斷觸點(diǎn) 延時(shí)閉合的動(dòng)合觸點(diǎn) 延時(shí)斷開(kāi)的動(dòng)斷觸點(diǎn) 接觸器 接觸器線圈 KM 接觸器主觸點(diǎn) 接觸器動(dòng)斷輔助觸點(diǎn) 接觸器動(dòng)合輔助觸點(diǎn) 中間繼電器 繼電器線圈 KA 繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn) 繼電器動(dòng)合觸點(diǎn) 過(guò)電流繼電器 BC 限位開(kāi)關(guān) 動(dòng)斷觸點(diǎn) SQ 動(dòng)合觸點(diǎn) 速度繼電器

19、 轉(zhuǎn)子 常開(kāi)觸點(diǎn) 常閉觸點(diǎn) 斷路器 QF 2－14一臺(tái)長(zhǎng)期工作的三相交流異步電動(dòng)機(jī)的額定功率13KW,額定電壓380V,額定電流25.5A,試按電動(dòng)機(jī)需要選擇接觸器和熱繼電器的型號(hào)、規(guī)格. [參考答案] 交流接觸器按負(fù)荷種類(lèi)一般分為一類(lèi)、二類(lèi)、三類(lèi)和四類(lèi),控制鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)可選用三類(lèi)交流接觸器. 根據(jù)被控對(duì)象和工作參數(shù)如電壓、電流、功率、頻率與工作制等確定接觸器的額定參數(shù). 〔1〕接觸器的線圈電壓：AC220V 〔2〕主觸點(diǎn)的額定電壓：AC380V 〔3〕主觸點(diǎn)的額定電流：25.5A 〔4〕對(duì)于長(zhǎng)時(shí)工作制和重任務(wù)型電機(jī),接觸器額定

20、電流大于電動(dòng)機(jī)的額定電流. 接觸器可選擇CJ20-40,可控制的三相鼠籠型電動(dòng)機(jī)的最大功率33KW,額定發(fā)熱電流55A.主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)能滿足控制系統(tǒng)的需要. 熱繼電器的保護(hù)對(duì)象是電動(dòng)機(jī),故選用時(shí)應(yīng)了解電動(dòng)機(jī)的技術(shù)性能、啟動(dòng)情況、負(fù)載性質(zhì)以與電動(dòng)機(jī)允許過(guò)載能力等. 長(zhǎng)期穩(wěn)定工作的電動(dòng)機(jī),可按電動(dòng)機(jī)的額定電流選用熱繼電器.取熱繼電器整定電流的0.95～1.05倍或中間值等于電動(dòng)機(jī)額定電流.使用時(shí)要將熱繼電器的整定電流調(diào)至電動(dòng)機(jī)的額定電流值. 熱繼電器可選擇JR16-60,額定電壓AC 380V,額定電流20A,熱元件最小規(guī)格14～22A,最大規(guī)格10～63,檔數(shù)4檔. 2－16

21、試說(shuō)出交流接觸器與中間繼電器的相同與不同之處. [參考答案] 接觸器是一種根據(jù)外來(lái)輸入信號(hào)利用電磁鐵操作,頻繁地接通或斷開(kāi)交、直流主電路與大容量控制電路的自動(dòng)切換電器,主要用于控制電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、電熱設(shè)備、電容器組等.接觸器主接點(diǎn)一般只有常開(kāi)接點(diǎn),而輔助接點(diǎn)常有兩對(duì)具有常開(kāi)和常閉功能的接點(diǎn),小型的接觸器也經(jīng)常作為中間繼電器配合主電路使用. 中間繼電器：用于繼電保護(hù)與自動(dòng)控制系統(tǒng)中,以增加觸點(diǎn)的數(shù)量與容量. 它用于在控制電路中傳遞中間信號(hào). 〔1〕相同點(diǎn) 中間繼電器的結(jié)構(gòu)和原理與交流接觸器基本相同,都是通過(guò)控制線圈來(lái)控制觸點(diǎn)的斷開(kāi)和閉合,它們都有常開(kāi)、常閉點(diǎn). 〔2〕不同點(diǎn) 接觸器

22、的主觸頭可以通過(guò)大電流,交流接觸器是廣泛用作電力的開(kāi)斷和控制電路.它利用主接點(diǎn)來(lái)開(kāi)閉電路,用輔助接點(diǎn)來(lái)執(zhí)行控制指令. 中間繼電器沒(méi)有主觸點(diǎn),觸頭只能通過(guò)小電流.所以,輔助觸頭數(shù)量比較多,中間繼電器它只能用于控制電路中.另外,中間繼電器一般是直流電源供電,少數(shù)使用交流供電. 第3章 基本控制電路 習(xí)題與思考題 3－1 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式有哪兩種?各有什么特點(diǎn)?分別適用于什么場(chǎng)合? [參考答案] 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檎＿\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的過(guò)程.籠型異步電動(dòng)機(jī)有兩種啟動(dòng)方式： 〔1〕直接啟動(dòng)<或全壓?jiǎn)?dòng)> 〔2〕降壓?jiǎn)?dòng). 直接啟動(dòng)是一種簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)的啟動(dòng)

23、方法,在小型<容量一般在10kW以下>電動(dòng)機(jī)中廣泛使用.電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí),起動(dòng)電流為額定電流的4~7倍,過(guò)大的啟動(dòng)電流一方面將會(huì)造成電網(wǎng)電壓顯著下降,影響在同一電路上的其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行,另一方面電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱,加速線圈老化,縮短電動(dòng)機(jī)的壽命. 因而對(duì)容量較大的電動(dòng)機(jī),采用降壓?jiǎn)?dòng),以減小啟動(dòng)電流. 3－2試敘述"自鎖"、"互鎖"的含義,并舉例說(shuō)明各自的作用. [參考答案] 1、自鎖 在通常的電路中,按下開(kāi)關(guān),電路通電；松開(kāi)開(kāi)關(guān),電路又?jǐn)嚅_(kāi)了.一旦按下開(kāi)關(guān),就能夠自動(dòng)保持持續(xù)通電,直到按下其它開(kāi)關(guān)使之?dāng)嗦窞橹?；這樣的電路,稱(chēng)為自鎖電路. 圖3-1 接觸器互鎖正反轉(zhuǎn)控

24、制電路 2、互鎖 互鎖實(shí)際上是一種連鎖關(guān)系,兩個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)各自串聯(lián)在對(duì)應(yīng)在電路中互相制約. 例如,常常有這種要求,兩臺(tái)接觸器KM1和KM2只能有一臺(tái)工作,不允許同時(shí)工作.當(dāng)KM1線圈通電時(shí),KM2線圈不能通電. 如圖3-1電機(jī)正反轉(zhuǎn)電路. 合上電源開(kāi)關(guān)QF.當(dāng)需要電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí),按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕SB2,接觸器KM1線圈得電吸合,其主觸點(diǎn)閉合接通電動(dòng)機(jī)M的正轉(zhuǎn)電源,電動(dòng)機(jī)M啟動(dòng)正轉(zhuǎn).同時(shí),接觸器KM1的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合自鎖,使得松開(kāi)按鈕SB2時(shí),接觸器KM1線圈仍然能夠保持通電吸合.而串接在接觸器KM2線圈回路的接觸器KM1輔助常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),切斷接觸器KM2線圈回路的電源,使得在接觸器K

25、M1得電吸合,電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)時(shí),接觸器KM2不能得電,電動(dòng)機(jī)M不能接通反轉(zhuǎn)電源.這種利用接觸器常閉觸點(diǎn)互相控制的方法叫接觸器互鎖,實(shí)現(xiàn)互鎖作用的輔助常閉觸點(diǎn)叫做互鎖觸點(diǎn).當(dāng)電動(dòng)機(jī)M需要停車(chē)時(shí),按下停車(chē)按鈕SB1,接觸器KM1線圈失電釋放,所有常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)復(fù)位,電動(dòng)機(jī)M停車(chē). 3－3試畫(huà)出某機(jī)床主電動(dòng)機(jī)控制電路圖.要求： ①可正反轉(zhuǎn)； ②可點(diǎn)動(dòng)、兩處起停； ③可反接制動(dòng)； ④有短路和過(guò)載保護(hù)； ⑤有安全工作照明與電源信號(hào)燈. [參考答案] 1、主回路與控制電路原理圖 圖3-2所示為交流異步電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行反接制動(dòng)主回路,圖3-3為其控制回路. 圖中： QF1為低壓斷路器,起開(kāi)

26、關(guān),以與短路、過(guò)載或欠電壓保護(hù)功能. KM1、KM2為正、反轉(zhuǎn)接觸器,KM3為短接電阻接觸器,R為啟動(dòng)與制動(dòng)電阻. FR為熱繼電器,起過(guò)載保護(hù). FU1、FU2、FU3為保險(xiǎn)絲,起短路保護(hù)作用. KA1~KA3為中間繼電器 KS為速度繼電器,其中,KS1為正轉(zhuǎn)閉合觸點(diǎn),KS2為反轉(zhuǎn)閉合觸點(diǎn) SB1為就地停止,SB11為遠(yuǎn)程停止. SB2為就地正轉(zhuǎn),SB13為遠(yuǎn)程正轉(zhuǎn),SB12為點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn). SB3為就地反轉(zhuǎn),SB15為遠(yuǎn)程反轉(zhuǎn),SB14為點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn). TC為控制變壓器,HL為電源指示燈,EL為照明指示燈. 圖3-2 電機(jī)主回路 圖3-3 電機(jī)控制回路 2、控制線路工作原理分

27、析 〔1〕正向就地啟動(dòng) 〔2〕正向遠(yuǎn)程啟動(dòng) 正向遠(yuǎn)程啟動(dòng)與正向就地啟動(dòng)過(guò)程一樣,只需要相應(yīng)的按下遠(yuǎn)程啟動(dòng)按鈕SB13. 〔3〕正向就地點(diǎn)動(dòng) 〔4〕就地反接制動(dòng) 〔4〕遠(yuǎn)程反接制動(dòng) 遠(yuǎn)程反接制動(dòng)過(guò)程與該過(guò)程一樣,只需要相應(yīng)的按下遠(yuǎn)程反接制動(dòng)按鈕SB11. 〔5〕電動(dòng)機(jī)反向啟動(dòng)和停車(chē)反接制動(dòng)過(guò)程 電動(dòng)機(jī)反向啟動(dòng)和停車(chē)反接制動(dòng)過(guò)程與正向啟動(dòng)和停車(chē)反接制動(dòng)過(guò)程相同,請(qǐng)讀者自己分析. 3－4試設(shè)計(jì)兩臺(tái)籠型電動(dòng)機(jī)M1和M2的順序啟動(dòng)、停止的控制電路.具體要求如下： 〔1〕M1、M2能順序啟動(dòng),并能同時(shí)或分別停止. 〔2〕M1啟動(dòng)后M2啟動(dòng),M1可點(diǎn)動(dòng),M2可單獨(dú)停止. 〔3

28、〕M1先啟動(dòng),經(jīng)10s后M2自行啟動(dòng). 〔4〕M1啟動(dòng)后M2才能啟動(dòng),停止時(shí),M2停止后M1才能停止. [參考答案] 1、主回路與控制電路原理圖 圖3-4 三相異步電動(dòng)機(jī)的順序控制原理圖 圖中： QF為低壓斷路器,起開(kāi)關(guān),以與短路、過(guò)載或欠電壓保護(hù)功能. KM1為M1電機(jī)接觸器 KM2為M2電機(jī)接觸器. FR1、FR2為熱繼電器,起電機(jī)過(guò)載保護(hù). FU1、FU2為保險(xiǎn)絲,起短路保護(hù)作用. SB1為總停止按鈕,按下后M1、M2同時(shí)停止. SB2：M1啟動(dòng)按鈕 SB3：M1停止按鈕 SB4：M1點(diǎn)動(dòng)按鈕 SB5：M2啟動(dòng)按鈕 SB6：M2停止按鈕 KT1：通電延時(shí)

29、繼電器 2、工作原理分析 〔1〕啟動(dòng) 合上QF斷路器,按下SB2電機(jī)M1啟動(dòng),此時(shí),若再按下SB5,電機(jī)M2啟動(dòng). 要想啟動(dòng)M2電機(jī),必須先啟動(dòng)M1電機(jī). M1電機(jī)啟動(dòng)后,KT1通電延時(shí)繼電器線圈得電,經(jīng)10s延時(shí),KT1延時(shí)閉合常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,M2電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng). 〔2〕停止 若停止M2電機(jī),可按下SB6按鈕,KM2線圈失電,M2接觸器主觸點(diǎn)斷開(kāi),常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi),為停止M1電機(jī)做準(zhǔn)備. 若停止M1電機(jī),必須先按下SB6停止M2電機(jī),KM2常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi),此時(shí)按下SB3,可停止M1電動(dòng)機(jī). 3－6設(shè)計(jì)工作臺(tái)前進(jìn)－退回控制路.工作臺(tái)由電動(dòng)機(jī)M驅(qū)動(dòng),行程開(kāi)關(guān)SQ1、 SQ2分別裝在工作臺(tái)

30、的原位和終點(diǎn).要求： 〔1〕實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 〔2〕有終端保護(hù) [參考答案] 1、電路圖原理圖 工作臺(tái)電路原理圖如圖3-5所示. 圖3-5工作臺(tái)電路原理圖 圖中： QF：低壓斷路器 FU1、FU2保險(xiǎn)絲 KM1：電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器〔前進(jìn)〕 KM2：電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器〔后退〕 SQ1、SQ2、SQ3、SQ4：行程開(kāi)關(guān),其中SQ1、SQ2起點(diǎn)和終點(diǎn).SQ3、SQ4起終端保護(hù)作用. 將這兩個(gè)位置開(kāi)關(guān)SQ1、SQ3的常閉觸頭分別串接在正轉(zhuǎn)控制電路中,將另兩個(gè)位置開(kāi)關(guān)SQ2、SQ4的常閉觸頭分別串接在反轉(zhuǎn)控制電路中,將SQ2常開(kāi)與按鈕SB2的常開(kāi)觸頭與接觸器KM1的常開(kāi)自鎖觸頭并聯(lián)

31、接在正轉(zhuǎn)電路中,將SQ1常開(kāi)與按鈕SB3的常開(kāi)觸頭與接觸器KM2的常開(kāi)自鎖觸頭并聯(lián)接在反轉(zhuǎn)電路中.當(dāng)位置開(kāi)關(guān)動(dòng)作后,常閉觸頭先分?jǐn)?工作臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)；常開(kāi)觸頭后閉合,工作臺(tái)反向運(yùn)動(dòng). 2、工作原理 該線路的工作原理簡(jiǎn)述如下： 第4章 典型電氣控制系統(tǒng)分析 習(xí)題與思考題 4－1說(shuō)明機(jī)床電氣原理圖分析的基本方法與步驟. [參考答案] 1、電氣控制系統(tǒng)分析的方法 對(duì)生產(chǎn)設(shè)備電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí),首先需要對(duì)設(shè)備整體有所了解,在此基礎(chǔ)上,才能有效地針對(duì)設(shè)備的控制要求,分析電氣控制系統(tǒng)的組成與功能. 設(shè)備整體分析包括如下三個(gè)方面： 〔1〕機(jī)械設(shè)備概況調(diào)查.通過(guò)閱讀生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的有關(guān)技術(shù)

32、資料,了解設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)與工作原理、設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)類(lèi)型與驅(qū)動(dòng)方式、主要技術(shù)性能和規(guī)格、運(yùn)動(dòng)要求等. 〔2〕電氣控制系統(tǒng)與電氣元件的狀況分析.明確電動(dòng)機(jī)的用途、型號(hào)規(guī)格以與控制要求,了解各種電器的工作原理、控制作用與功能. 〔3〕機(jī)械系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的關(guān)系分析.明確機(jī)械系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)之間的聯(lián)接關(guān)系,即信息采集傳遞和運(yùn)動(dòng)輸出的形式和方法. 2、分析電氣控制系統(tǒng)的步驟 〔1〕設(shè)備運(yùn)動(dòng)分析. 分析生產(chǎn)工藝要求的各種運(yùn)動(dòng)與其實(shí)現(xiàn)方法,對(duì)有液壓驅(qū)動(dòng)的設(shè)備要進(jìn)行液壓系統(tǒng)工作狀態(tài)分析. <2〕主電路分析. 確定動(dòng)力電路中用電設(shè)備的數(shù)目、接線狀況與控制要求,控制執(zhí)行件的設(shè)置與動(dòng)作要求,包括交流接

33、觸器主觸點(diǎn)的位置,各組主觸點(diǎn)分、合的動(dòng)作要求,限流電阻的接入和短接等. <3〕輔助電路分析. 分析各種控制功能實(shí)現(xiàn)的方法與其電路工作原理和特點(diǎn).經(jīng)過(guò)"化整為零",分析每一個(gè)局部電路的工作原理以與各部分之間的控制關(guān)系之后,還必須"集零為整",統(tǒng)觀整個(gè)電路的保護(hù)環(huán)節(jié)以與電氣原理圖中其他輔助電路〔如檢測(cè)、信號(hào)指示、照明等電路〕.檢查整個(gè)控制線路,看是否有遺漏,特別要從整體角度,進(jìn)一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系,理解電路中每個(gè)元件所起的作用. 4－2試述車(chē)床主軸正反轉(zhuǎn)控制與銑床主軸正反轉(zhuǎn)控制有何不同. [參考答案] 〔1〕車(chē)床主軸正反轉(zhuǎn)控制 車(chē)床主軸的正反轉(zhuǎn)是通過(guò)主電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)

34、的,即通過(guò)控制正轉(zhuǎn)接觸器KM1、反轉(zhuǎn)接觸器KM2實(shí)現(xiàn).主電動(dòng)機(jī)M1的額定功率為30kW,但只是車(chē)削加工時(shí)消耗功率較大,而啟動(dòng)時(shí)負(fù)載很小,因此啟動(dòng)電流并不很大,在非頻繁點(diǎn)動(dòng)的情況下,仍可采用全壓直接起動(dòng). 〔2〕銑床主軸正反轉(zhuǎn)控制 由于大多數(shù)情況下一批或多批工件只用一種銑削方式,并不需要經(jīng)常改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向,即銑床是以順銑方式加工還是逆銑方式加工,開(kāi)始工作前已選定,在加工過(guò)程中是不改變的,因此可用電源相序轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)主軸電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制,簡(jiǎn)化了電路.對(duì)于臥式萬(wàn)能升降臺(tái)銑床,其主電動(dòng)機(jī)M1的正反轉(zhuǎn)通過(guò)組合開(kāi)關(guān)手動(dòng)切換,交流接觸器KM1的主觸點(diǎn)只控制電源的接入與切除. 4－3 試述C650車(chē)床

35、主電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)過(guò)程. [參考答案] 圖4-1為主電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)的局部控制電路. 〔a〕主電路 〔b〕控制電路 圖4-1 C650車(chē)床主電動(dòng)機(jī)M1的控制電路 C650車(chē)床停車(chē)時(shí)采用反接制動(dòng)方式,用速度繼電器BS進(jìn)行檢測(cè)和控制,下面以正轉(zhuǎn)狀態(tài)下的反接制動(dòng)為例說(shuō)明電路的工作過(guò)程. 當(dāng)主電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí),由速度繼電器工作原理可知,此時(shí)BS的動(dòng)合觸點(diǎn)BS-2閉合.當(dāng)按下總停止按鈕SB1后,原來(lái)通電的KM1、KM3、KT和KA線圈全部斷電,它們的所有觸點(diǎn)均被釋放而復(fù)位.當(dāng)松開(kāi)SB1后,由于主電動(dòng)機(jī)的慣性轉(zhuǎn)速仍很大,BS-2的動(dòng)合觸點(diǎn)繼續(xù)保持閉合狀態(tài),使反轉(zhuǎn)接觸器KM2線圈立即通電,其電

36、流通路是：SB1→BTE1→KA動(dòng)斷觸點(diǎn)→BS-2→KM1動(dòng)斷觸點(diǎn)→KM2線圈.這樣主電動(dòng)機(jī)M1開(kāi)始反接制動(dòng),反向電磁轉(zhuǎn)矩將平衡正向慣性轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)速很快降下來(lái).當(dāng)轉(zhuǎn)速接近于零時(shí),BS-2動(dòng)合觸點(diǎn)復(fù)位斷開(kāi),從而切斷了KM2線圈通路,至此正向反接制動(dòng)結(jié)束.反轉(zhuǎn)時(shí)的反接制動(dòng)過(guò)程與上述過(guò)程類(lèi)似,只是在此過(guò)程中起作用的為速度繼電器的BS-1動(dòng)合觸點(diǎn). 反接制動(dòng)過(guò)程中由于KM3線圈未得電,因此限流電阻R被接入主電動(dòng)機(jī)主電路,以限制反接制動(dòng)電流. 通過(guò)對(duì)主電動(dòng)機(jī)控制電路的分析,我們看到中間繼電器KA在電路中起著擴(kuò)展接觸器KM3觸點(diǎn)的作用. 4－4在C650車(chē)床電氣控制線路中,可以用KM3的

37、輔助觸點(diǎn)替代KA的觸點(diǎn)嗎？為什么？ [參考答案] 在C650車(chē)床電氣控制線路中,可以用KM3的輔助觸點(diǎn)替代KA的觸點(diǎn). 通過(guò)對(duì)主電動(dòng)機(jī)控制電路的分析,我們看到中間繼電器KA在電路中起著擴(kuò)展接觸器KM3觸點(diǎn)的作用.只要KM3的輔助觸點(diǎn)數(shù)量滿足要求,可以代替KA的觸點(diǎn). 4－5 X62W萬(wàn)能銑床電氣控制線路中設(shè)置主軸與進(jìn)給瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)控制環(huán)節(jié)的作用是什么？請(qǐng)簡(jiǎn)述主軸變速時(shí)瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)控制的工作原理. [參考答案] 1、軸與進(jìn)給瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)控制環(huán)節(jié)的作用 銑床主軸的變速由機(jī)械系統(tǒng)完成,在變速過(guò)程中,當(dāng)選定嚙合的齒輪沒(méi)能進(jìn)入正常嚙合時(shí),要求電動(dòng)機(jī)能點(diǎn)動(dòng)至合適的位置,保證齒輪正常嚙合. 與主軸變速類(lèi)

38、似,水平工作臺(tái)變速同樣由機(jī)械系統(tǒng)完成.為了使變速時(shí)齒輪易于嚙合,進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M3控制電路中也設(shè)置了點(diǎn)動(dòng)控制環(huán)節(jié). 2、主軸變速時(shí)瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)控制的工作原理 圖4-2 X62W萬(wàn)能銑床電氣控制線路 主軸變速時(shí)瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)控制過(guò)程如下： 實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)是由復(fù)位手柄與行程開(kāi)關(guān)SQ7共同控制的.當(dāng)變速手柄復(fù)位時(shí),在推進(jìn)的過(guò)程中會(huì)壓動(dòng)瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)行程開(kāi)關(guān)SQ7,使其動(dòng)斷觸點(diǎn)先斷開(kāi),切斷KM1線圈電路的自鎖；SQ7的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合,使接觸器 KM1線圈得電,主軸電動(dòng)機(jī)M1轉(zhuǎn)動(dòng).變速手柄復(fù)位后,行程開(kāi)關(guān)SQ7被釋放,因此電動(dòng)機(jī)M1斷電.此時(shí)并未采取制動(dòng)措施,電動(dòng)機(jī)M1產(chǎn)生一個(gè)沖動(dòng)齒輪系統(tǒng)的力,使齒輪系統(tǒng)微動(dòng),保證了齒

39、輪的順利嚙合. 在變速操作時(shí)要注意,手柄復(fù)位要求迅速、連續(xù),一次不到位應(yīng)立即拉出,以免行程開(kāi)關(guān)SQ7沒(méi)能與時(shí)松開(kāi),使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升,在齒輪未嚙合好的情況下打壞齒輪.一次瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)不能實(shí)現(xiàn)齒輪良好的嚙合時(shí),應(yīng)立即拉出復(fù)位手柄,重新進(jìn)行復(fù)位瞬時(shí)點(diǎn)動(dòng)的操作,直至完全復(fù)位,齒輪正常嚙合工作. 4－6 X62W萬(wàn)能銑床是如何實(shí)現(xiàn)水平工作臺(tái)各方向進(jìn)給聯(lián)鎖控制的？ [參考答案] X62W萬(wàn)能銑床是如何實(shí)現(xiàn)水平工作臺(tái)的操作手柄如圖4-3所示. 工作臺(tái)控制電路圖如圖4-4所示. 圖4-3 水平工作臺(tái)的操作手柄 圖4-4 工作臺(tái)控制電路圖 水平工作臺(tái)橫向和垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的選擇和聯(lián)鎖通過(guò)十字復(fù)

40、合手柄和行程開(kāi)關(guān)SQ3、SQ4聯(lián)合控制,該十字復(fù)合手柄有上、下、前、后四個(gè)工作位置和一個(gè)中間不工作位置.當(dāng)操作手柄向下或向前扳動(dòng)時(shí),通過(guò)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)將控制垂直或橫向運(yùn)動(dòng)方向的機(jī)械離合器合上,即可接通該運(yùn)動(dòng)方向的機(jī)械傳動(dòng)鏈.同時(shí)壓動(dòng)行程開(kāi)關(guān)SQ3,使SQ3動(dòng)合觸點(diǎn)SQ3－1閉合,動(dòng)斷觸點(diǎn)SQ3－2斷開(kāi),于是接通進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M3正轉(zhuǎn)接觸器KM2線圈電路,其主觸點(diǎn)閉合,M3正轉(zhuǎn),驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)向下或向前移動(dòng)進(jìn)給.KM2線圈通電的電流通路仍從KM1輔助動(dòng)合觸點(diǎn)開(kāi)始,電流經(jīng)SA1－3→SQ2－2→SQ1－2→SA1－1→SQ3－1→KM3輔助動(dòng)斷觸點(diǎn)到KM2線圈.上述電流通路中的動(dòng)斷觸點(diǎn)SQ2－2和SQ1－2用于

41、工作臺(tái)前后與上下移動(dòng)同左右移動(dòng)之間的聯(lián)鎖控制. 當(dāng)十字復(fù)合操作手柄向上或向后扳動(dòng)時(shí),將壓動(dòng)行程開(kāi)關(guān)SQ4,使得控制進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M3反轉(zhuǎn)的接觸器KM3線圈得電,M3反轉(zhuǎn),驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)向上或向后移動(dòng)進(jìn)給.其聯(lián)鎖控制原理與向下或向前移動(dòng)控制類(lèi)似. 十字復(fù)合操作手柄扳在中間位置時(shí),橫向或垂直方向的機(jī)械離合器脫開(kāi),行程開(kāi)關(guān)SQ3與SQ4均不受壓,因此進(jìn)給電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn),工作臺(tái)停止移動(dòng).在床身上同樣也設(shè)置了上、下和前、后限位保護(hù)用的終端撞塊,當(dāng)工作臺(tái)移動(dòng)到極限位置時(shí),擋塊撞擊十字手柄,使其回到中間置,切斷電路,使工作臺(tái)在進(jìn)給終點(diǎn)停車(chē). 在同一時(shí)間內(nèi),工作臺(tái)只允許向一個(gè)方向移動(dòng),為防止機(jī)床運(yùn)動(dòng)干涉造成設(shè)備事故

42、,各運(yùn)動(dòng)方向之間必須進(jìn)行聯(lián)鎖.而操作手柄在工作時(shí),只存在一種運(yùn)動(dòng)選擇,因此銑床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間的聯(lián)鎖由兩操作手柄之間的聯(lián)鎖來(lái)實(shí)現(xiàn). 聯(lián)鎖控制電路由兩條電路并聯(lián)組成,縱向操作手柄控制的行程開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2的動(dòng)斷觸點(diǎn)串聯(lián)在一條支路上,十字復(fù)合操作手柄控制的行程開(kāi)關(guān)SQ3、SQ4的動(dòng)斷觸點(diǎn)串聯(lián)在另一條支路上.進(jìn)行某一方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí),需扳動(dòng)一個(gè)操作手柄,這樣只能切斷其中一條支路,另一條支路仍能正常通電,使接觸器KM2或 KM3的線圈得電.若進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)由于誤操作扳動(dòng)另一個(gè)操作手柄,則兩條支路均被切斷,接觸器KM2或KM3立即斷電,使工作臺(tái)停止移動(dòng),從而對(duì)設(shè)備進(jìn)行了保護(hù). 4－8組合機(jī)床常用在什么場(chǎng)合

43、？通常由哪些部件組成？其控制線路有什么特點(diǎn)？ [參考答案] 1、組合機(jī)床的應(yīng)用場(chǎng)合 組合機(jī)床是根據(jù)給定工件的加工工藝而設(shè)計(jì)制造的一種高效率自動(dòng)化專(zhuān)用加工設(shè)備.可實(shí)現(xiàn)多刀〔多軸〕、多面、多工位同時(shí)進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、銑等加工,并具有自動(dòng)循環(huán)功能,在成批或大量生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用. 2、組合機(jī)床的組成部件 組合機(jī)床由具有一定功能的通用部件〔如動(dòng)力部件、支撐部件、輸送部件、控制部件等〕和加工專(zhuān)用部件〔如夾具、多軸箱等〕組成,其中動(dòng)力部件是組合機(jī)床通用部件中最主要的一類(lèi)部件.動(dòng)力部件常采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)或液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng),由電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)的控制,是典型的機(jī)電或機(jī)電液一體化的自動(dòng)化加工設(shè)備.

44、 3、組合機(jī)床控制線路的特點(diǎn) 各標(biāo)準(zhǔn)通用動(dòng)力部件的控制電路是獨(dú)立完整的,當(dāng)一臺(tái)組合機(jī)床由多個(gè)動(dòng)力部件組合構(gòu)成時(shí),該機(jī)床的控制電路即由各動(dòng)力部件各自的控制電路通過(guò)一定的聯(lián)接電路組合而成.對(duì)于此類(lèi)由多動(dòng)力部件構(gòu)成的組合機(jī)床,其控制通常有三方面的工作要求： 〔1〕動(dòng)力部件的點(diǎn)動(dòng)與復(fù)位控制 . 〔2〕動(dòng)力部件的單機(jī)自動(dòng)循環(huán)控制 <也稱(chēng)半自動(dòng)循環(huán)控制> . 〔3〕整機(jī)全自動(dòng)工作循環(huán)控制. 4－11 說(shuō)明凸輪控制器控制的起重電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向控制與調(diào)速控制過(guò)程. [參考答案] 主鉤升降機(jī)構(gòu)由主令控制器與PQR10控制盤(pán)組成的磁力控制器控制,其控制路線如圖4-5所示. 圖4-5 主鉤升降機(jī)構(gòu)電氣控

45、制電路 主鉤升降電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性如圖4-6所示. 主鉤升降主令控制器SA1觸點(diǎn)狀態(tài)表如表4-1所示. 圖4-6 主鉤升降電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 表4-1主鉤升降主令控制器SA1觸點(diǎn)狀態(tài)表 觸點(diǎn) 下降 零位 上升 強(qiáng)力 制動(dòng) 5 4 3 2 1 C 0 1 2 3 4 5 6 SA1-1 + SA1-2 + + + SA1-3 + + + + + + + + + SA1-4 + + + + + +

46、 + + + + + SA1-5 + + + SA1-6 + + + + + + + + + SA1-7 + + + + + + + + + + + SA1-8 + + + + + + + + + SA1-9 + + + + + + SA1-10 + + + + SA1-11 + + + SA1-1

47、2 + + 1、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前的準(zhǔn)備 當(dāng)電源隔離開(kāi)關(guān)QS2、QS3合上后,將主令控制器SA1手柄置于"0"位,此時(shí)SA1-1接通,零電壓繼電器BV線圈得電并自鎖,控制電路便處于準(zhǔn)備工作狀態(tài).當(dāng)SA1控制手柄處于工作位置時(shí),雖然SA1-1斷開(kāi),但不影響B(tài)V的吸合狀態(tài).但當(dāng)電源斷電后,卻必須使控制手柄回到零位后才能再次起動(dòng).這就是零壓和零位保護(hù)作用. 2、提升時(shí)電路工作情況 當(dāng)主令控制器SA1手柄扳到"上升1"擋時(shí),SA1-3、SA1-4、SA1-6、SA1-7觸點(diǎn)閉合,使得接觸器KM1、KM3、KM4線圈得電.電動(dòng)機(jī)接通正轉(zhuǎn)電源,制動(dòng)電磁鐵通

48、電,松開(kāi)制動(dòng)閘YB1、YB2,同時(shí)切除轉(zhuǎn)子串接的第一段電阻R1,電動(dòng)機(jī)M1正向啟動(dòng),運(yùn)行在圖4-6所示的特性曲線1上.此時(shí)對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩較小,一般吊不起重物,只作張緊鋼絲繩和消除齒輪間隙的預(yù)備起動(dòng)級(jí). 當(dāng)SA1手柄扳到"上升2"擋時(shí),除上述"1"擋已閉合的部分外,SA1-8閉合,接觸器KM5線圈通電,觸點(diǎn)吸合,轉(zhuǎn)子電路短接電阻R2,此時(shí)電動(dòng)機(jī)M1加速,運(yùn)行在圖4-6特性曲線2上. 當(dāng)SA1手柄扳到"上升3" 擋時(shí),除上述兩擋已閉合的部分外,SA1-9閉合,接觸器KM6線圈通電,觸點(diǎn)吸合,轉(zhuǎn)子電路切除電阻R3,此時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在圖4-6特性曲線3上. 當(dāng)SA1手柄依次扳到"上升4"、"上升5

49、"、"上升6"擋時(shí),除上述3擋已閉合的部分外,SA1-10、SA1-11、 SA1-12相繼閉合,依次使接觸器KM7、KM8、KM9線圈通電,觸點(diǎn)吸合,對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子電路逐漸短接電阻R4、R5、R6,使電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)從第3條特性向第4、第5條并最終向第6條特性過(guò)渡,提升速度逐漸增加. 此過(guò)程可獲得五種提升速度.在"上升6"擋時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子各相電路中僅保留一段為軟化特性而固定接入的電阻R7,這時(shí)電動(dòng)機(jī)可獲得最大轉(zhuǎn)速. 3、下降時(shí)電路工作情況 由圖4- 5可知,主鉤下降也分為6擋,根據(jù)重物重量和控制要求,可使電動(dòng)機(jī)工作在不同狀態(tài). 〔1〕當(dāng)主令控制器SA1手柄置于"下降C"擋時(shí),SA1-1斷開(kāi)

50、,BV通過(guò)自鎖電路保持吸合.同時(shí)SA1-3觸點(diǎn)接通電源,SA1-6觸點(diǎn)閉合使接觸器KM1線圈得電,于是電動(dòng)機(jī)按正轉(zhuǎn)提升方向產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩.由于SA1-4斷開(kāi),接觸器KM3線圈不得電,因此電磁抱閘抱住制動(dòng)輪,電動(dòng)機(jī)只能向提升方向產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩而不能運(yùn)轉(zhuǎn).此時(shí)吊鉤上重物力矩與電磁抱閘制動(dòng)力矩與提升轉(zhuǎn)矩相平衡,使重物能安全停留在空中. 這一擋是為下降做準(zhǔn)備,防止所吊重物突然快速運(yùn)動(dòng),使機(jī)械受到損傷.該擋實(shí)際上是齒輪等傳動(dòng)件嚙合的準(zhǔn)備擋,由于受制動(dòng)器的限制,操作時(shí)停留時(shí)間不應(yīng)過(guò)長(zhǎng). "下降C"擋的另一個(gè)作用是在下放重物時(shí),手柄由下降擋的任何一位置扳回零位時(shí),都要經(jīng)過(guò)此擋,這時(shí)既有電動(dòng)機(jī)的倒拉反接制動(dòng),又有電磁

51、抱閘的機(jī)械制動(dòng),在兩者共同作用下,可以防止重物的溜鉤,以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車(chē). 在"下降C"擋,SA1-7、SA1-8觸點(diǎn)也閉合,使接觸器KM4、KM5通電吸合,此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路電阻短接情況與"上升2"擋時(shí)相同,因此機(jī)械特性應(yīng)為"上升2"機(jī)械特性向第四象限的延伸,如圖4-6中的7段. 〔2〕當(dāng)SA1手柄扳至"下降1"擋時(shí),SA1-3觸點(diǎn)仍接通電源.SA1-4觸點(diǎn)閉合,接觸器KM3線圈通電,觸點(diǎn)吸合,此時(shí)電磁抱閘松開(kāi),電動(dòng)機(jī)可以自由運(yùn)轉(zhuǎn).SA1-6觸點(diǎn)閉合使接觸器KM1通電,電動(dòng)機(jī)的電源接法和上升時(shí)相同.SA1-7觸點(diǎn)閉合使接觸器KM4線圈通電,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路中電阻R1被短接,轉(zhuǎn)子電阻串入情況與"

52、上升1"擋時(shí)相同.由于轉(zhuǎn)子串入電阻比"下降C"擋時(shí)增加了,因此電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩減小.如果重物的重力轉(zhuǎn)矩大于電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩,將使電動(dòng)機(jī)處于倒拉反接制動(dòng)狀態(tài),此時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在圖4-6"上升1"機(jī)械特性向第四象限延伸的曲線8上,從而獲得較為低速的下放.若重力轉(zhuǎn)矩小于電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩,則重物不但不下降反而被提起,電動(dòng)機(jī)則運(yùn)行到圖4-6 "上升1"特性上.這時(shí)必須迅速將控制器手柄推到下一擋. 〔3〕當(dāng)SA1手柄扳至"下降2"擋時(shí),SA1-3、SA1-4、SA1-6觸點(diǎn)繼續(xù)閉合,SA1-7觸點(diǎn)斷開(kāi),使得轉(zhuǎn)子外接電阻全部接入,電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)一步減小.若此時(shí)重力轉(zhuǎn)矩大于電磁轉(zhuǎn)矩,則獲得低速下降,電動(dòng)機(jī)在圖

53、4-6特性曲線9上運(yùn)行.若重物過(guò)輕或空鉤,重力轉(zhuǎn)矩小于電磁轉(zhuǎn)矩,電動(dòng)機(jī)將運(yùn)行在圖4-6特性曲線9向第一象限的延伸段上,這樣重物不但不下降反而被提起.這時(shí)應(yīng)立即將手柄推到"下降3"擋. 〔4〕當(dāng)SA1手柄置于"下降3"擋時(shí),SA1-6觸點(diǎn)斷開(kāi),接觸器KM1線圈斷電,觸點(diǎn)釋放.同時(shí)SA1-5觸點(diǎn)閉合,使接觸器KM2線圈通電,觸點(diǎn)吸合.SA1-3觸點(diǎn)斷開(kāi),SA1-2觸點(diǎn)閉合,電動(dòng)機(jī)則由下降"C"、"1"、"2"擋時(shí)上升方向的運(yùn)轉(zhuǎn)變?yōu)橄陆捣较虻倪\(yùn)轉(zhuǎn).觸點(diǎn)SA1-7、SA1-8的閉合,使接觸器KM4、KM5線圈通電,觸點(diǎn)吸合,轉(zhuǎn)子電阻R1、R2被短接,轉(zhuǎn)子電路電阻接入情況與"上升2"擋時(shí)相同.由于電動(dòng)

54、機(jī)工作在反轉(zhuǎn)下降電動(dòng)狀態(tài),故電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在圖第三象限特性曲線10上.控制器手柄在此位置是強(qiáng)迫下放,所以下放速度與重力負(fù)載有關(guān).若重物較輕,電動(dòng)機(jī)處于反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài)；若重物較重,則下降速度將超過(guò)電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速,而進(jìn)入再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài),電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在圖4-6特性曲線10向第四象限延伸的曲線上,成為高速下放,且重物越重下放速度越快.此時(shí)應(yīng)立即將手柄推向"下降4"擋. 〔5〕當(dāng)SA1手柄依次置于"下降4"、"下降5"擋時(shí),除上述已閉合的觸點(diǎn)外,SA1-9、SA1-10、SA1-11、SA1-12觸點(diǎn)也相繼閉合,使得接觸器KM6、KM7、KM8、KM9線圈通電,觸點(diǎn)吸合,轉(zhuǎn)子電路電阻R3、R4、R5、R6分

55、別被短接切除.此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路中只剩一段電阻R7,電動(dòng)機(jī)則分別運(yùn)行在圖4-6特性曲線11、12上.若重物較輕或空鉤,電動(dòng)機(jī)處于反轉(zhuǎn)電動(dòng)狀態(tài),可分別獲得兩種低速下降；若為重載,電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài),以高于電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速下降,但下降速度比手柄置于前擋時(shí)小多了. 由上述分析可知：主令控制器SA1置于下降前三擋〔C、1、2〕時(shí),電動(dòng)機(jī)相序接法與上升時(shí)相同,其中C擋實(shí)現(xiàn)重物安全停留空中或作平移運(yùn)動(dòng)；當(dāng)重載下降時(shí),主令控制器SA1手柄應(yīng)置于下降 "1"、"2"擋, 其中下"2"擋下降速度比下"1"擋速度高；當(dāng)負(fù)載較重,若SA1手柄置于下降"3"、"4"、"5"擋時(shí),可獲得超過(guò)電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速的高

56、速下降,且下"3"擋速度最快,下"4"擋次之,下"5"擋最小.下"3"、下"4"兩擋下降速度太快,很不安全,因而只能選在下"5"擋工作；若是輕載或空鉤下降,SA1手柄應(yīng)置于后三擋,即下降"3"、"4"、"5"擋,其中下"5"擋下降速度最高,下"3"擋下降速度最低. 4－13 CNC裝置有哪些部分組成？各部分有何作用？其工作過(guò)程是什么？ [參考答案] 1、CNC裝置的組成部分與作用 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心部分,其主要任務(wù)是控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng),完成各種零件的自動(dòng)加工.計(jì)算機(jī)數(shù)控〔CNC>系統(tǒng)由硬件和軟件組成,是一種采用存儲(chǔ)程序的專(zhuān)用計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)通過(guò)運(yùn)行存儲(chǔ)器內(nèi)的程序,使數(shù)

57、控機(jī)床按照操作者的要求,有條不紊地進(jìn)行加工,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的數(shù)字控制功能. 〔1〕CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu) 圖4-7為CNC裝置硬件的基本組成框圖,主要包括一般微型計(jì)算機(jī)的基本硬件結(jié)構(gòu),如微處理器、總線、存儲(chǔ)器、I／O接口等；以與完成數(shù)控機(jī)床特有功能所需的功能模塊和接口單元,如手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入接口、PLC接口等. 圖4-7 CNC裝置硬件的組成框圖 〔2〕CNC裝置的軟件 CNC裝置在上述硬件的基礎(chǔ)上,還必須配合相應(yīng)的系統(tǒng)軟件來(lái)指揮和協(xié)調(diào)硬件的工作,二者缺一不可. 數(shù)控裝置的軟件是實(shí)現(xiàn)部分或全部數(shù)控功能的專(zhuān)用系統(tǒng)軟件

58、,圖4-8是數(shù)控系統(tǒng)軟件組成框圖,主要由管理軟件和控制軟件兩部分組成.其中管理軟件主要為某個(gè)系統(tǒng)建立一個(gè)軟件環(huán)境,協(xié)調(diào)各軟件模塊之間的關(guān)系,并處理一些實(shí)時(shí)性不太強(qiáng)的軟件功能,如數(shù)控加工程序的輸入／輸出與其管理、人機(jī)對(duì)話顯示與診斷等；控制軟件的作用是根據(jù)用戶編制的加工程序,控制機(jī)床運(yùn)行,主要完成系統(tǒng)中一些實(shí)時(shí)性要求較高的關(guān)鍵控制功能,如譯碼、刀具補(bǔ)償、插補(bǔ)運(yùn)算、位置控制等. 圖4-8 數(shù)控系統(tǒng)軟件組成 2、CNC裝置的工作過(guò)程 在進(jìn)行零件加工時(shí),CNC裝置首先接收數(shù)字化的零件圖樣和工藝要求等信息,再進(jìn)行譯碼和預(yù)處理,然后按照一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算,用運(yùn)算結(jié)果實(shí)時(shí)地對(duì)機(jī)床的

59、各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)進(jìn)行速度和位置控制. CNC裝置的工作是在硬件環(huán)境的支持下執(zhí)行軟件控制功能的全過(guò)程,對(duì)于一個(gè)通用數(shù)控系統(tǒng)來(lái)講,一般要完成以下工作： 〔1〕零件程序的輸入.數(shù)控機(jī)床自動(dòng)加工零件時(shí),首先將反映零件加工軌跡、尺寸、工藝參數(shù)與輔助功能等各種信息的零件程序、控制參數(shù)和補(bǔ)償量等指令和數(shù)據(jù)輸入數(shù)控系統(tǒng).在輸入過(guò)程中CNC裝置還需完成代碼校檢、代碼轉(zhuǎn)換和無(wú)效碼刪除等工作. 〔2〕譯碼處理.輸入到CNC裝置內(nèi)部的信息接下來(lái)由譯碼程序進(jìn)行譯碼處理.它是將零件程序以一個(gè)程序段為單位進(jìn)行處理,把其中的零件輪廓信息<如起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線、圓弧等>、加工速度信息〔F代碼〕以與輔助功能信息〔M、S、T代碼等〕

60、,按照一定的語(yǔ)法規(guī)則翻譯成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)據(jù),存放在指定的內(nèi)存專(zhuān)用區(qū)間.CNC裝置在譯碼過(guò)程中,還要對(duì)程序段的語(yǔ)法進(jìn)行檢查,若發(fā)現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤,立即報(bào)警. 〔3〕數(shù)據(jù)處理.數(shù)據(jù)處理即進(jìn)行預(yù)計(jì)算,就是將經(jīng)過(guò)譯碼處理后存放在指定存儲(chǔ)空間的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理.主要包括刀具補(bǔ)償〔刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償、刀具半徑補(bǔ)償〕、進(jìn)給速度處理、反向間隙補(bǔ)償、絲杠螺距補(bǔ)償、機(jī)床輔助功能處理等等. 〔4〕插補(bǔ)運(yùn)算.插補(bǔ)是數(shù)控系統(tǒng)中最重要的計(jì)算工作之一,是在已知起點(diǎn)、終點(diǎn)、曲線類(lèi)型和走向的運(yùn)動(dòng)軌跡上實(shí)現(xiàn)"數(shù)據(jù)點(diǎn)密化",即計(jì)算出運(yùn)動(dòng)軌跡所要經(jīng)過(guò)的中間點(diǎn)坐標(biāo).插補(bǔ)計(jì)算結(jié)果傳送到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),以控制機(jī)床坐標(biāo)軸做相應(yīng)的移動(dòng),使刀具按指定的路

61、線加工出所需要的零件. 〔5〕位置控制.位置控制的主要作用是在每個(gè)采樣周期內(nèi),將插補(bǔ)計(jì)算的指令位置與實(shí)際反饋位置相比較,用其差值去控制伺服電動(dòng)機(jī),進(jìn)而控制機(jī)床工作臺(tái)或刀具的位移.在位置控制中,通常還應(yīng)完成位置回路的增益調(diào)整、各坐標(biāo)方向的螺距誤差補(bǔ)償和反向間隙補(bǔ)償,以提高數(shù)控機(jī)床的定位精度. 〔6〕I／O處理.I/O處理主要是對(duì)CNC裝置與機(jī)床之間來(lái)往信息進(jìn)行輸入、輸出和控制的處理.它可實(shí)現(xiàn)輔助功能控制信號(hào)的傳遞與轉(zhuǎn)換,如實(shí)現(xiàn)主軸變速、換刀、冷卻液的開(kāi)停等強(qiáng)電控制,也可接受機(jī)床上的行程開(kāi)關(guān)、按鈕等各種輸入信號(hào),經(jīng)接口電路變換電平后送到CPU處理. 〔7〕顯示.CNC裝置的顯示主要是為操作者

62、了解機(jī)床的狀態(tài)提供方便,通常有零件加工程序顯示、各種參數(shù)顯示、刀具位置顯示、動(dòng)態(tài)加工軌跡顯示、機(jī)床狀態(tài)顯示、報(bào)警顯示等. 〔8〕診斷.CNC裝置利用內(nèi)部自診斷程序?qū)C(jī)床各部件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行故障診斷,并對(duì)故障加以提示.診斷不僅可防止故障的發(fā)生或擴(kuò)大,而一旦出現(xiàn)故障,又可幫用戶迅速查明故障的類(lèi)型與部位,減少故障停機(jī)時(shí)間. 4－14 閉環(huán)伺服系統(tǒng)有哪幾部分組成？試述其工作原理. [參考答案] 1、閉環(huán)伺服系統(tǒng)的組成 閉環(huán)伺服系統(tǒng)如圖4-8所示.主包含驅(qū)動(dòng)電路、執(zhí)行元件〔伺服電機(jī)〕、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、檢測(cè)元件與反饋電路等部分. 圖4-8 閉環(huán)伺服系統(tǒng)框圖 2、工作原理 閉環(huán)伺服系統(tǒng)

63、是在機(jī)床工作臺(tái)<或刀架>上安裝一個(gè)位置檢測(cè)裝置,該裝置可檢測(cè)出機(jī)床工作臺(tái)<或刀架>實(shí)際位移量或者實(shí)際所處位置,并將測(cè)量值反饋給CNC裝置,與CNC裝置發(fā)出的指令位移信號(hào)進(jìn)行比較,求得偏差.伺服放大器將差值放大后用來(lái)控制伺服電動(dòng)機(jī),使系統(tǒng)向著減小偏差的方向運(yùn)行,直到偏差為零,系統(tǒng)停止工作.因此閉環(huán)伺服系統(tǒng)是一個(gè)誤差控制隨動(dòng)系統(tǒng). 4－15 數(shù)控機(jī)床的開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)有何特點(diǎn)？分別適用于什么場(chǎng)合？ [參考答案] 1、開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng) 開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于控制,但精度較低,低速時(shí)不穩(wěn)定,高速時(shí)扭矩小,一般用于中、低檔數(shù)控機(jī)床或普通機(jī)床的數(shù)控改造上. 2、閉環(huán)伺服系統(tǒng) 閉環(huán)伺服

64、系統(tǒng)的反饋信號(hào)取自機(jī)床工作臺(tái)<或刀架>的實(shí)際位置,所以系統(tǒng)傳動(dòng)鏈的誤差、環(huán)內(nèi)各元件的誤差以與運(yùn)動(dòng)中造成的誤差都可以得到補(bǔ)償,使得跟隨精度和定位精度大大提高.但由于受機(jī)械變形、溫度變化、振動(dòng)等因素的影響,系統(tǒng)的穩(wěn)定性難以調(diào)整,且機(jī)床運(yùn)行一段時(shí)間后,在機(jī)械傳動(dòng)部件的磨損、變形等因素的影響下,系統(tǒng)的穩(wěn)定性易改變,使精度發(fā)生變化.因此只有在那些傳動(dòng)部件精密度高、性能穩(wěn)定,使用過(guò)程溫差變化不大的大型、精密數(shù)控機(jī)床上才使用閉環(huán)伺服系統(tǒng). 3、半閉環(huán)伺服系統(tǒng) 半閉環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)是一致的,不同點(diǎn)在于閉環(huán)系統(tǒng)環(huán)內(nèi)包括較多的機(jī)械傳動(dòng)部件,傳動(dòng)誤差均可被補(bǔ)償,理論上精度可以達(dá)到很高.而半閉環(huán)伺服系統(tǒng)由于

65、坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈有一都分在位置閉環(huán)以外,因此環(huán)外的傳動(dòng)誤差得不到系統(tǒng)的補(bǔ)償,這種伺服系統(tǒng)的精度低于閉環(huán)系統(tǒng).但半閉環(huán)系統(tǒng)比閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低且安裝、調(diào)試方便,故這種系統(tǒng)被廣泛用于中小型數(shù)控機(jī)床上. 第5章 繼電器-接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 習(xí)題與思考題 5－1生產(chǎn)設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容,遵循哪些原則? [參考答案] 1、繼電器－接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 繼電器－接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容可以分為電氣原理圖設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)兩大部分. 〔1〕電氣原理圖設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 電氣原理圖設(shè)計(jì)是繼電器－接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心,是工藝設(shè)計(jì)和制定其他技術(shù)資料的依據(jù).主要包括以下設(shè)計(jì)內(nèi)容：

66、 ① 制定電氣設(shè)計(jì)技術(shù)條件,即任務(wù)書(shū)； ② 選擇電氣傳動(dòng)方案與控制方式； ③ 確定或核對(duì)電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型與技術(shù)參數(shù)； ④ 繪制電氣控制系統(tǒng)原理圖,確定各部分之間的關(guān)系,計(jì)算主要技術(shù)參數(shù)； ⑤ 選擇電氣元件,制定元器件目錄清單； ⑥ 編寫(xiě)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū). 〔2〕工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 工藝設(shè)計(jì)的主要目的是便于組織電氣控制裝置的制造與施工,實(shí)現(xiàn)電氣原理圖設(shè)計(jì)的功能和各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),為設(shè)備的制造、調(diào)試、維護(hù)和使用提供必要的圖紙資料.主要包括以下設(shè)計(jì)內(nèi)容： ① 根據(jù)電氣原理圖與選定的電器元件,設(shè)計(jì)、繪制電氣控制系統(tǒng)的總裝配圖與接線圖； ② 按照電氣原理圖或劃分的組件進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào),編寫(xiě)各部分元件目錄表,并根據(jù)總圖編號(hào)統(tǒng)計(jì)出各組件的進(jìn)出線號(hào)； ③ 根據(jù)組件電氣原理與選定的元件目錄表,設(shè)計(jì)組件裝配圖<元件安裝方式>、接線圖,以便組件裝配和生產(chǎn)管理； ④ 根據(jù)組件裝配要求,繪制電氣安裝板和非標(biāo)準(zhǔn)的電器安裝零件圖,標(biāo)明技術(shù)要求,以便制造、加工； ⑤ 根據(jù)組件尺寸與安裝要求,確定電氣控制柜結(jié)構(gòu)與外形尺寸、安裝支架、安裝尺寸、面板安裝方式、各組件的連接方式、通風(fēng)散熱以與維修操作位置、