1、模塊九 B2012A型龍門刨床電氣 控制線路分析與檢修 龍門刨床是現代機械工業的主要設備之一，是自動化程度較高的機床，主要用來加工各種平面、斜面、槽及大型而狹長的機械零件。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 龍門刨床對主傳動系統的要求非常高，不僅需要有較大的切削功率，而且要有較寬的調速范圍。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 由于工作臺經常運行于頻繁正反向過度過程狀態下，要求具有過度過程塊、傳動平穩等特點，因此對主傳動系統提出更高的要求。 B2012A型龍門刨床，采用K-G-M系統自動調速電路，本模塊中將闡述其電氣控制原理和常見故障及其排除方法。B2012A型龍門刨床電氣控

2、制線路分析與檢修課題一 B2012A型龍門刨床 控制系統及電氣設備概況1生產工藝及其對控制的要求 龍門刨床在進行刨削加工時，其主運動是工作臺傳動系統直線往復運動，進給運動是刀具垂直于主運動的位移，輔助運動是橫梁的夾緊、放松及升降運動等。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（1）工作臺直線往復運動。自動往復循環運動要求是：自動循環、速度可調，能滿足速度圖的要求。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 當高速加工時，為減少刀具承受的沖擊力、防止工件邊緣剝裂，要求刀具切削工件的起始以慢速切入，在工件切削結束前應自動減速，以保證刀具慢速離開工件。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢

3、修 為了提高生產效率，要求工作臺退回速度要高于切削速度。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 0t1為工作臺前進起動階段，t1t2為刀具慢速切入工件階段，t2t3為加速至穩定工作速度階段，t3t4為切削工件階段，t4t5為刀具減速退出工件階段，t5t6為反向制動到后退起動階段，t6t7為高速返回階段，t7t8為后退減速階段，t8t9為后退反向制動階段。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（2）刀架進給運動。刀架進給運動要能點動、自動控制，能進行快進和慢進。（3）橫梁要有夾緊、放松及上下運動。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修2B2012A型龍門刨床電氣設備概況 由圖、

4、圖可見，電氣系統共有電動機13臺，其中交流電動機9臺，直流電機4臺。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修圖1.9.2 B2012A型龍門刨床電氣設備方框圖B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修圖1.9.3 B2012A型龍門刨床交流電氣控制線路圖B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 交流電動機M2與交磁電機擴大機K同軸連接，拖動K旋轉。 交流電動機M1與直流發電機G1及勵磁發電機G2同軸連接，并拖動G1、G2旋轉。 直流電動機M控制工作臺運動。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 交流電動機M3裝在M上面作通風用。 刀架電動機M5、M6、M7用作刀架運動控制。 交

5、流電動機M8、M9用作控制橫梁。M4為潤滑泵電動機。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修3工作臺直流調速系統及電磁抬刀電路原理 圖所示為工作臺直流調速系統及電磁抬刀電路原理圖。（1）K-G-M直流自動調速系統。交磁電機擴大機K、直流發電機G1、直流電動機M組成刨臺K-G-M直流自動調速系統。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 勵磁發電機G2提供了直流電動機M勵磁電源、抬刀電磁鐵的電源以及交磁電機擴大機K勵磁繞組給定電壓電源。 KI、KII、KIII為交磁電機擴大機K的控制繞組，分別引入給定信號和各種反饋信號。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修圖1.9.4 工作臺直流

6、調速及電磁抬刀電路原理圖B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（2）交磁電機擴大機K的給定電壓回路。控制繞組KIII與調速電位器RP3、RP4，電阻R1、R2組成交磁電機擴大機給定信號回路，供給交磁電動機擴大機勵磁電壓。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 當工作臺前進時，勵磁發電機G2發出的直流電壓就加在RP3、R1、RP4上，并從RP3的滑臂上取出相對于R1中點的極性為正的給定電壓，經過R2加在控制繞組KIII上。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 當工作臺后退時，從RP4的滑臂上取出相對于R1中點的極性為負的給定電壓，經過R2加在控制繞組KIII上。B2012A型

7、龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（3）交磁電機擴大機K的電壓負反饋電路。控制繞組KIII與電阻R2組成電壓負反饋電路。 電阻R2與發電機G1的電樞并聯，從R2的一段電阻上取出電壓負反饋信號，該信號與給定信號反極性串聯后加在控制繞組KIII上，起到提高系統運行性能的作用。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（4）交磁電機擴大機K的電流截止負反饋電路。控制繞組KIII與電阻R1，加速調節電阻RP1、RP2，二極管VD1、VD2組成電流截止負反饋電路。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 當直流發電機G1的換向繞組，電動機M的換向繞組，電流繼電器K12的線圈，電阻RP1、RP2上的總壓

8、降大于電阻R1的210-205段或者210-206段電壓時，二極管VD1或者VD2導通，使控制繞組KIII有電流截止負反饋信號輸入，以防止電動機M過載，同時電阻RP1、RP2在工作臺自動運行過程中，也起到限制電動機M的轉動速度的作用。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（5）交磁電機擴大機K的電流正反饋電路。控制繞組KII與電阻R4組成電流正反饋電路。直流發電機G1的輸出電壓經過電阻R4分壓后形成的電流正反饋信號輸入控制繞組KII，可以進一步提高系統運行性能的作用。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（6）直流電動機M穩定電路。交磁電機擴大機K的控制繞組KI，電阻R3、10RT

9、、8RT 組成電橋穩定電路，以消除電動機M的振蕩現象。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（7）抬刀控制電路。抬刀控制電路與工作臺自動循環控制過程相配合，在工作臺返回過程中，由電磁鐵完成抬刀動作。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修操作一 了解生產工藝，觀察龍門刨床的電氣設備分布狀況 （1）現場觀察龍門刨床的電氣設備，找到主發電機組M1、G1、G2，擴大機組M2、K，主拖動直流電動機M，通風電動機M3，左右側刀架電動機M6、M7，垂直刀架電動機M5，橫梁夾緊電動機M9，橫梁升降電動機M8。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（2）觀察B2012A型龍門刨床的工作臺直線往

10、復運動的狀況，自動往復循環運動要求為：自動循環、速度可調，能滿足速度圖的要求。（3）觀察B2012A型龍門刨床的刀架自動抬刀運動和自動進刀運動。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修操作二 熟悉B2012A型龍門刨床的電氣控制電路圖（1）根據圖分析9臺交流電動機的作用和控制要求。電動機M1采用Y-降壓啟動的方法啟動，電動機M2、M3、M4直接啟動，M2必須在M3啟動后方可啟動。電動機M5、M6、M7、M8、M9都是正反轉控制。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（2）根據圖，畫出電動機擴大機的控制繞組KI、KII、KIII的給定電壓回路、電壓負反饋回路、電流截止負反饋回路、電流正

11、反饋回路的支路電路圖，并且分析各種控制功能的控制原理，以及對直流電動機M的不同作用效果。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修課題二 B2012A型龍門刨床控制線路分析1主發電機組起動控制電路（1）主發電機組由交流電動機M1、發電機G1、勵磁發電機G2組成，M1拖動G1、G2運轉。 電動機M1采用Y-降壓啟動方法啟動，由接觸器KM1、KMY、KM共同控制。如圖所示。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（2）勵磁發電機G2給直流電動機M提供勵磁電壓，由于時間繼電器KT1、KT3、KM2的共同作用，保證了直流電動機M不會在沒有磁場或弱磁的情況下運行，如圖、圖所示。B2012A型龍門刨

12、床電氣控制線路分析與檢修圖1.9.5 交流電動機控制電路原理圖B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修2交流電動機M1的停止控制 交流電動機M1的停止控制由停止按鈕SB1控制實現。另外，由于中間繼電器KA5、KA3、KA9的共同作用，當電動機M1如果出現過載得到保護時，電動機不會馬上停止，只有在工作臺后退到末尾位置時才能停止，保證了工作臺始終停止在后退末尾位置。 見圖的41、42號區所示。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修3交磁電機擴大機K的啟動控制電路 電動機M1正常運行、接觸器KM2線圈得電后，合上開關QS1，電動機M3、M2啟動，交磁電機擴大機K啟動。B2012A型龍門刨床

13、電氣控制線路分析與檢修 它將輸入到其控制繞組的各種控制信號綜合后放大，進而控制發電機G1的勵磁電壓，改變發電機G1的輸出電壓，達到調節直流電動機M電樞電壓、控制電動機轉速的目的。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修4工作臺的控制電路 工作臺的運行具有自動循環、步進和步退、制動和調速等控制功能，由直流電動機M拖動，工作臺的運動速度、運動方向的改變都由M直接控制。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（1）工作臺自動循環控制 工作臺自動循環控制是由裝在床身側面的6個位置開關SQ12、SQ7、SQ9，SQ11、SQ8、SQ10配合工作臺交流控制電路及直流電路部分來完成。B2012A型龍

14、門刨床電氣控制線路分析與檢修 利用位置開關的動作控制交流接觸器、中間繼電器的通斷，由接觸器、中間繼電器控制直流電路，使交磁電機擴大機K的控制繞組得到不同的給定信號和反饋信號。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 信號經過放大后改變發電機G1勵磁電壓的強弱，直流電動機M1電樞電壓隨著發電機G1輸出電壓改變而改變，從而達到調節轉速的目的。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（2）工作臺撞塊和位置開關的關系 圖所示為是工作臺自動循環控制位置圖。 圖中撞塊A、B、B，C、D、D位于不同的平面內。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修圖1.9.7 工作臺自動循環控制位置圖B2012

15、A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 工作臺前進到一定位置時，A塊將壓桿AB壓下一段距離，開關SQ12發出“前進減速”信號，使刀具在工作臺低速時離開工件，然后B塊將壓桿再壓下一段距離，開關SQ7發出“前進停止”和“反向后退”信號，工作臺經過一段越位后，開始后退。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 如果B塊將位置開關SQ9壓下，此時工作臺應該立刻停止運動，稱之為終端保護。 工作臺后退情況類似，由C、D、D完成。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（3）工作臺自動循環過程速度控制 每個自動循環過程都是按照如下程序自動完成：慢速前進工作速度前進減速前進反向快速退回減速退回。 控制電路

16、如圖、圖和圖所示。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修圖1.9.6 工作臺自動循環交流控制電路原理圖B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 假設工作臺在循環開始前已經返回到最初位置，即撞塊C、D、D中的C、D通過壓桿CD壓下位置開關SQ11和SQ8，而位置開關SQ12和SQ7處于未動作狀態。 工作臺慢速前進B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 按下“前進”按鈕SB9后，在工作臺自動循環速度控制電路中，由于繼電器的控制作用，工作臺自動工作、工作臺前進及前進減速（慢速切入）的電路全部接通，如圖所示。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 直流電路中，電位器RP3、RP4

17、接通直流電源，提供極性為正的給定電壓。 電位器RP1的全部電阻、RP2的部分電阻接入控制繞組K回路中，擴大機的控制繞組K中便加入了綜合電壓。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 K勵磁回路為+ 221223225220200A2-G1KRP1210 204，如圖所示。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 這時K控制繞組回路中，由于勵磁電壓減低并且串聯了較大的阻值，擴大機控制繞組給定電壓較低，擴大機和直流發電機G1的輸出電壓也較低，直流電動機M以低速運行，使工作臺在慢速下切入工件。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 工作臺以工作速度前進 當刀具切入工件后，要求工作臺轉為

18、工作速度前進，這時撞塊C、D、D中的D離開壓桿CD，位置開關SQ8復位，通過繼電器控制電路切斷工作臺慢速前進回路，電位器RP1、RP2從控制繞組K回路中切除。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 通過調節電位器RP3的手柄位置，可以調節控制繞組K的勵磁電壓，也即改變了擴大機、直流發電機的輸出電壓，改變電動機M的轉速，使工作臺按照指定的速度前進。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 K勵磁回路為+221223220200A2-G1K210204。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 工作臺轉為減速前進 工作臺以工作速度前進時，C、D、D離開壓桿，撞塊A碰撞壓桿AB，位置開

19、關SQ12動作，通過繼電器的控制作用，電位器RP2的全部電阻、RP1的部分電阻串聯到控制繞組K回路中，使控制繞組K回路中的勵磁電壓減小，電動機M減速，工作臺改為減速前進。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 工作臺快速退回 當刀具離開工件，工作臺前進行程結束時，撞塊B壓動位置開關SQ7，電位器RP2、RP1繼續串聯在K勵磁回路中，同時，通過繼電器的控制，控制繞組K的正向勵磁回路斷開，控制繞組K的反向勵磁回路接通。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 由于控制繞組K給定電壓極性相反，擴大機和發電機的輸出電壓極性也相反。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 電動機M在反接制

20、動狀態下被制動停止，然后反向啟動并加速，使工作臺加速退回，此時K勵磁的回路為222224 220200A2-G1 K210 201+。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 在工作臺加速退回的同時，直流控制電路中的接觸器KM線圈得電，控制某一個方向的抬刀電磁鐵導電動作，使刀架在工作臺快速退回行程中自動抬刀，以防止工件表面被刀具損傷，如圖所示。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 工作臺轉為減速后退 當工作臺快速后退到一定行程時，撞塊A離開壓桿AB，撞塊C碰壓CD桿，壓下位置開關SQ11，電位器RP2、RP1又串聯在K勵磁回路中，從而接通后退減速勵磁回路，工作臺轉為減速后退。K勵磁

21、的回路自行分析。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 工作臺轉為下一個工作循環過程 工作臺后退結束時，撞塊D壓動壓桿CD，工作臺后退，換向控制電路接通，控制繞組K給定電壓極性又變為正。 工作臺迅速制動并轉為反向啟動，轉入下一個工作循環過程。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（4）工作臺的步進和步退控制 工作臺的步進和步退控制作用是調整機床的工作臺位置。 步進和步退控制采用點動控制方法，由步進按鈕SB8和步退按鈕SB12控制。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 工作臺的步進和步退控制時，控制繞組K給定電壓回路中串聯了限流電阻5RT、6RT，所以工作臺的速度不高。B20

22、12A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修5刀架控制電路 B2012A型龍門刨床裝有左側刀架、右側刀架和兩個垂直刀架，分別由交流電動機M5、M6、M7來拖動，交流電動機的正反轉采用交流接觸器控制。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 在刀架控制電路和機械手柄共同配合下，能夠實現刀架的在多個方向上的快速移動和自動進給運動。如圖所示。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（1）垂直刀架控制電路 垂直刀架有兩個，每個刀架都有快速移動和自動進給兩種工作狀態，每種工作狀態有水平左右方向、垂直上下方向4個動作，這些狀態都通過機械手柄進行選擇。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 快速移動

23、時，通過機械手柄和快速按鈕SB3的共同作用，垂直刀架電動機M5可作正轉運動，帶動垂直刀架在所選擇的方向上作快速移動。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 自動進給時，手柄板到自動進給位置。每當工作臺后退換前進時，刀架隨選定的方向進刀，每當工作臺前進換后退時，刀架復位，準備下一次進刀。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（2）左右刀架控制電路 左右刀架的工作情況與垂直刀架基本相似。 按鈕SB5、電動機M7控制左側刀架快速移動，按鈕SB4、電動機M6控制右側刀架快速移動。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 電路中采用位置開關SQ4、SQ5作為位置保護作用，防止刀架在移動過

24、程中與橫梁碰撞。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修6橫梁升降控制電路 橫梁的放松和夾緊采用電動機M9來實現，橫梁的上升和下降移動則由電動機M8來完成。 電動機M8、M9由接觸器控制來實現正反轉運動。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 橫梁上升時，按下按鈕SB6，電動機M9反轉，橫梁放松，為橫梁上升作準備，電動機M8正轉，帶動橫梁上升；松開SB6后電動機M8停止運行，橫梁停止上升，電動機M9正轉，夾緊橫梁。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 橫梁下降時，按下按鈕SB7，電動機M9反轉，橫梁放松，為橫梁下降作準備，電動機M8反轉，帶動橫梁下降；松開SB7后，橫梁停止下

25、降，電動機M9正轉，夾緊橫梁。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修操作一 調試主發電機組起動控制電路（1）接通電源開關QS，接通總電源。按下主發電機組起動按鈕SB2，觀察交流電動機M1的Y-降壓啟動過程。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（2）觀察和測量發電機G2的輸出直流電壓，應該逐步上升達到220V額定電壓。（3）按下主發電機組停止按鈕SB1，觀察電動機M1停止過程。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修操作二 起動和停止電機擴大機用電動機M2（1）按下SB2，電機組啟動后，G2輸出直流電壓達到額定，接觸器KM2得電吸合，合上QS1，擴大機用電動機M2、通風電動機M

26、3啟動。（2）斷開QS1，電動機M2、M3停止。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修操作三 控制工作臺步進和步退（1）先啟動發電機組，再起動擴大機電動機，按下步進按鈕SB8，直流電動機M正向啟動，松開SB8，M停止。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（2）在相同的條件下，按下步退按鈕SB12，直流電動機M反向啟動，松開SB12，M停止。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修操作四 工作臺自動循環運行（該操作在有條件的情況下進行） 操作五 控制橫梁上升、下降（1）合上電源開關QS、QS2，接通電源。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（2）在工作臺停止工作的條件下

27、，按下橫梁上升按鈕SB6，電動機M9反轉，電動機M8正轉，橫梁先放松，后上升。松開按鈕SB6，電動機M8停止運行，電動機M9正轉，橫梁夾緊。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（3）按下橫梁下降按鈕SB7，電動機M9反轉，電動機M8反轉，橫梁先放松，后下降。松開按鈕SB7，電動機M8停止運行，電動機M9正轉，橫梁夾緊。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修操作六 垂直刀架快速移動 在工作臺停止工作的條件下，通過機械手柄選擇刀架快速移動和刀架移動方向。按下刀架快速移動按鈕SB3，電動機M5正轉，刀架向所選擇的方向移動。 松開SB3，M5停止運行，刀架停止在需要的位置上。B2012A

28、型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修課題三 B2012A型龍門刨床常見故障分析和檢修操作一 分析和維修勵磁發電機G2沒有輸出電壓或電壓很低故障 （1）故障現象 合上總電源開關QS，電源接通，指示燈HL2亮，按下電機組啟動按鈕SB2，電機組電動機M1星形啟動，但是電動機組在工作指示燈HL1不亮，測量勵磁發電機G2的輸出電壓遠遠低于220V。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 G2的并勵繞組剩磁消失，或者接觸不良。 電刷接觸不良。（2）故障范圍分析B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（3）維修方法 檢查G2的并勵繞組是否接觸良好，勵磁回路電阻RT-L是否開路，如果有故障加以排除。 發

29、電機G2電路原理圖如圖所示。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 圖1.9.8 發電機G2電路原理圖 B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 給并勵繞組重新充磁，拆下并勵繞組，接入120V左右的直流電，大約23min。 檢查電刷壓力是否足夠，觀察電刷磨損情況，如果磨損嚴重，更換電刷。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修操作二 分析和維修直流電動機M常見故障（1）故障現象 電機擴大機能夠正常工作，而電動機M不能起動。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（2）故障范圍分析 電動機M不能啟動的故障可能有兩種，其一，故障可能是電樞回路開路；其二，勵磁回路開路。B2012A

30、型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 電樞回路開路故障。電動機M的電樞電壓是由發電機G1的輸出電壓提供的，如果發電機G1輸出電壓正常，則故障為M電樞開路或者電刷和換向器未能接觸良好。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 勵磁回路開路。電動機M的勵磁電壓是由發電機G2的輸出電壓提供的，如果G2工作正常，則故障為電動機M的勵磁繞組開路或接觸不良。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修（3）維修方法 參照圖，檢測G1的輸出電壓。如果正常，檢測電動機電樞兩端電壓，電壓正常則進入下一步。B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修圖1.9.9 電動機M電路原理圖B2012A型龍門刨床電氣控制線路分析與檢修 檢查電樞繞組是否有開路故障，或檢查電刷是否存在故障情況，必要時更換電刷。 檢查電動機M勵磁繞組兩端電壓，若電壓正常，則勵磁繞組開路或接