博學多能厚德篤行項目六普通車床電氣控制系統任務一CA6140型普通車床電氣控制線路應知點：1、了解CA6140型普通車床的主要結構、主要運動形式及控制要求。2、了解電氣控制線路的分析方法和步驟，重點是：（1）主軸電動機和冷卻泵電動機的順序啟動控制電路的設計思想。（2）電源、機床配電盤壁龕門、機床床頭皮帶罩處的保護措施。3、了解繪制和識讀機床電氣控制線路圖的基本知識。應會點：1、掌握CA6140型普通車床常見電氣故障分析與檢修方法。任務一CA6140型普通車床電氣控制線路一、任務簡述

車床是一種應用極為廣泛的金屬切削機床，能夠車削外圓、內圓、端面、螺紋、切斷及割槽等，并可以裝上鉆頭或鉸刀進行鉆孔和鉸孔等加工。

（一）CA6140型普通車床的主要結構及型號意義1、CA6140型普通車床的主要結構

圖6-1CA6140普通車床外形及結構圖任務一CA6140型普通車床電氣控制線路2、CA6140型普通車床型號意義如下：（二）CA6140型普通車床的主要運動形式及控制要求1、CA6140型普通車床的主要運動形式CA6140型普通車床的運動形式主要有以下三種：（1）主運動：工件的旋轉運動，由主軸通過卡盤或頂尖帶動工件旋轉；（2）進給運動：刀架帶動刀具，沿主軸軸線方向的進給運動；（3）輔助運動：刀架的快速移動及工件的夾緊、放松等。任務一CA6140型普通車床電氣控制線路2、CA6140型普通車床的控制要求（1）主軸電動機選用三相籠型異步電動機；主軸采用齒輪箱進行機械調速；車削螺紋時的主軸正反轉靠摩擦離合器實現；主軸電動機的容量不大，可采用直接啟動。（2）進給運動由主軸電動機拖動，并通過進給箱實現縱向或橫向進給。（3）切削加工時，工件及刀具溫度過高時，需要冷卻，冷卻泵電動機要求在主軸電動機啟動后方可啟動，而主軸電動機停止時應立即停止。（4）為提高工作效率，溜板箱（刀架）可快速移動，由單獨的快速移動電動機拖動，點動控制，無需正反轉和調速。（5）控制電路具有必要的保護環節和照明裝置。任務一CA6140型普通車床電氣控制線路二、相關知識

（一）繪制和識讀機床電氣控制線路的規則機床電路中所包含的電器元件和電氣設備較多，相應的電氣符號也較多，要正確繪制和識讀機床電氣控制線路，除掌握繪制和識讀電氣控制線路的一般原則外，還應明確以下幾點：1、電氣控制線路的功能單元劃分。按各部分電路的功能不同，將電氣控制線路分為若干個單元，并用文字將其功能標注在單元區欄內。如圖6-2所示電氣控制線路按功能分為電源保護、電源開關、主電動機等13個單元。

任務一CA6140型普通車床電氣控制線路

2、電氣控制線路的圖區劃分。在電氣控制線路的上部或下部劃分若干個圖區，一般是一條回路或一條支路為一個圖區，并從左到右用阿拉伯數字編號標注在圖區欄中。如圖6-2所示電氣控制線路共劃分了12個圖區。圖6.1.2CA6140普通車床電氣控制線路任務一CA6140型普通車床電氣控制線路3、接觸器、繼電器觸頭位置的標記方法在每個接觸器線圈的下方畫出二條豎直線，分成左、中、右三欄；每個繼電器線圈的下方畫出一條豎直線，分成左、右二欄。然后將各電器觸頭所在的圖區號，分別填入相應的欄中，對未用的觸頭，在相應的欄中用記號“×”標出或不作任何標記。見表6-1和表6-2。4、接觸器、繼電器線圈位置的標記方法在接觸器、繼電器觸頭文字符號的下方用數字標出該電器線圈所在的圖區號。如圖6-2所示電氣控制線路中，在圖區2中有“”，表示接觸器KM的線圈在圖區7中。任務一CA6140型普通車床電氣控制線路任務一CA6140型普通車床電氣控制線路

（二）識讀機床電氣控制線路的步驟讀圖的步驟一般是：

先主電路，然后控制電路，最后顯示及照明等輔助電路。分析主電路時，要弄清楚有幾臺電動機，各有什么特點，例如是否有正反轉，采用什么方法起動，有無調速和制動等；

分析控制電路時，一般從主電路的接觸器入手，按動作的先后次序一個一個分析，搞清楚它們的動作條件和作用。控制電路一般都由一些基本環節組成，閱讀時可把它們分解出來，先進行局部分析，再完成整體分析。此外還要看電路中有哪些保護環節。三、應用實施（一）CA6140型普通車床電氣控制線路分析CA6140型車床的電氣控制線路如圖6-2所示。CA6140車床的電氣元件功能說明見表6-3。任務一CA6140型普通車床電氣控制線路1、主電路分析主電路共有三臺電動機：M1為主軸電動機，拖動主軸旋轉和刀架作進給運動；M2為冷卻泵電動機，拖動冷卻泵輸出冷卻液；M3為溜板快速移動電動機，拖動溜板實現快速移動。CA6140車床的電源由鑰匙開關SB和斷路器QF控制。將SB（在圖區6中）右旋使其常閉觸頭斷開，QF線圈失電，之后才能合上QF將三相電源接入。若將SB左旋，則其常閉觸頭閉合，QF線圈通電，斷路器跳開，機床斷電。M1由接觸器KM控制，熱繼電器FR1作過載保護，斷路器QF作電路的短路和欠壓保護；M2由中間繼電器KA1控制，熱繼電器FR2作過載保護；M3由中間繼電器KA2控制，由于是點動控制，因此未設過載保護；FU1為M2、M3和控制變壓器TC的短路保護。任務一CA6140型普通車床電氣控制線路2、控制電路分析控制電路的電源由控制變壓器TC二次側輸出110V電壓提供。（1）主軸電動機M1的控制

M1的控制由啟動按鈕SB2、停止按鈕SB1和接觸器KM構成電動機單向連續運轉啟動一停止電路。啟動時，按下SB2→KM線圈通電并自鎖→M1得電單向全壓啟動，通過磨擦離合器及傳動機構拖動主軸正轉或反轉，以及刀架的直線進給。停止時，按下SB1→KM線圈失電→M1失電停轉。任務一CA6140型普通車床電氣控制線路（2）冷卻泵電動機M2的控制M2的控制由轉換開關SB4、中間繼電器KA1構成的電路實現。主軸電動機啟動之后，KM常開輔助觸頭（10—11）閉合，此時接通旋鈕開關SB4KA1線圈通電M2得電全壓啟動。停止時，斷開SB4或使主軸電動機M1停轉，則KA1斷電，使M2失電停轉。（3）快速移動電動機M3的控制M3的控制由按鈕SB3和中間繼電器KA2等構成M3的點動控制電路。操作時，先將快、慢速進給手柄扳到所需移動方向，即可接通相關的傳動機構，再按下SB3，即可實現該方向的快速移動。任務一CA6140型普通車床電氣控制線路3、照明、信號電路分析控制變壓器TC的二次側分別輸出24V和6V電壓，作為車床低壓照明燈和信號燈的電源。EL為車床的照明燈，由開關SA控制；HL為電源信號燈。它們分別由FU4和FU3作為短路保護。4、保護環節（1）電路電源開關是帶有開關鎖SB的斷路器QF。機床接通電源時需用鑰匙開關操作，再合上QS，增加了安全性。任務一CA6140型普通車床電氣控制線路（2）打開機床配電盤壁龕門，自動切除機床電源的保護。在配電盤壁龕門上裝有安全行程開關SQ2，當打開配電盤壁龕門時，SQ2的觸頭（2—3）閉合，使斷路器QF線圈通電而自動跳閘，斷開電源，確保人身安全。（3）機床床頭皮帶罩處設有安全行程開關SQ1，當打開皮帶罩時，SQ1的觸頭（1—4）斷開，將接觸器KM、KA1、KA2線圈電路切斷，電動機將全部失電停轉，確保了人身安全。（4）為滿足打開機床控制配電盤壁龕門進行帶電檢修的需要，可將SQ2行程開關傳動桿拉出，使SQ2的觸頭（2—3）斷開，此時QF線圈斷電，QF開關仍可合上。帶電檢修完畢，關上壁龕門后，將SQ2開關傳動桿復位，SQ2保護作用照常起作用。任務一CA6140型普通車床電氣控制線路（二）CA6140車床電氣控制線路的檢修實訓1、目的掌握CA6140車床電氣控制線路的故障分析及檢修方法2、診斷CA6140車床常見電氣故障（1）主軸電動機M1不能啟動先合上電源開關QF，然后按下啟動按SB2，電動機M1不啟動，檢查接觸器KM是否吸合。①若KM吸合，則故障必然發生在主電路，可按圖6-3步驟檢修：任務一CA6140型普通車床電氣控制線路②若KM不吸合，則可按圖6-4步驟檢修：任務一CA6140型普通車床電氣控制線路（2）CA6140車床其它常見電氣故障的檢修，見表6-4任務一CA6140型普通車床電氣控制線路3、工具、儀表（1）工具：電工常用工具。（2）儀表：MF47型萬用表、5050型兆歐表、鉗形電流表。4、實訓步驟（1）在教師的指導下對車床進行操作，了解車床的各種工作狀態和操作方法。（2）參照CA6140車床的電器位置圖和接線圖，熟悉車床電器元件的實際位置及走線情況。（3）教師示范檢修。在CA6140車床上人為設置故障點。引導學生觀察故障現象；并依據電氣原理圖用邏輯分析法確定最小故障范圍，并在圖上標出；采用適當的檢查方法檢出故障點；并正確排除故障；通電試車。任務一CA6140型普通車床電氣控制線路（4）教師設置學生知道的故障點，指導學生如何從故障現象著手進行分析，逐步引導學生采用正確的檢查步驟和檢修方法進行檢修。（5）教師在線路中設置二處故障點，由學生獨立檢修。5、注意事項（1）故障點的設置必須是模擬車床使用中出現的自然故障；不能通過更改線路或更換元件來設置故障；盡量設置不易造成人身或設備故障的故障點。任務一CA6140型普通車床電氣控制線路（2）檢修前要認真閱讀分析電氣原理圖，熟練掌握各個控制環節的原理及作用，并認真觀摩教師的示范檢修；（3）工具和儀表的使用應符合使用要求。（4）檢修時，嚴禁擴大故障范圍或產生新的故障點；（5）停電后要驗電，帶電檢修時，必須有教師在場，以確保用電安全。（6）做好實訓記錄。任務一CA6140型普通車床電氣控制線路四、操作技能考評通過對本任務相關知識的了解和應用操作實施，對本任務實際掌握情況進行操作技能考評，具體考核要求和考核標準如下表6-5進行。

表6-5任務操作技能考核要求和考核標準任務一CA6140型普通車床電氣控制線路任務一CA6140型普通車床電氣控制線路任務一CA6140型普通車床電氣控制線路任務二CA6140型普通車床電氣控制線路的PLC應用改造應知點：1、了解CA6140型車床PLC改造的設計思想2、了解PLC改造的實施過程：I/O地址分配，PLC接線圖，梯形圖等。3、了解PLC“老改新”編程法應會點：1、掌握CA6140型車床PLC改造的電氣接線、程序錄入、操作調試等。一、任務簡述

采用先進的數控機床，已成為我國制造技術發展的總趨勢。購買新的數控機床是提高數控化率的主要途徑，但新的數控機床價格較高、且舊型的機床還仍能正常使用，因此通過改造舊機床、配備數控系統把普通機床改裝成數控機床，也是提高機床數控化率的一條有效途徑。

在任務一中，已學習了CA6140型車床的電氣控制線路，在節約資源、靈活應用的前提下，將學習如何通過采用PLC技術對CA6140型車床的電氣控制線路進行改造，簡化接線，提高其設備可靠性。任務二CA6140型普通車床電氣控制線路的PLC應用改造二、相關知識1、基本方法

在用“老改新”法對老設備進行PLC改造時，主電路應保持不變，只需對輔助電路進行改造。這種設計方法一般不需要改動控制面板，保持了系統原有的外部特性，操作人員不用改變長期形成的操作習慣。

“老改新”編程法的編程思路是：老輔助電路（繼電器電路）PLC電氣接線圖+PLC梯形圖。具體轉換步驟如下。任務二CA6140型普通車床電氣控制線路的PLC應用改造（1）將老輔助電路的輸入元件逐一改接到PLC的相應輸入端子；老輔助電路的線圈逐一改接到PLC的相應輸出端子，并保留線圈之間的硬互鎖關系不變。（2）將老輔助電路中的觸頭、線圈逐一轉換成PLC梯形圖中相應編程元件的觸頭和線圈，并保持連接順序不變。（3）檢查PLC梯形圖程序是否滿足控制要求；若有不滿足之處，應作局部修改。2、注意事項接觸器-繼電器PLC梯形圖改造法的注意事項在項目五任務二中已經介紹過了，此處就不再重復。任務二CA6140型普通車床電氣控制線路的PLC應用改造三、應用實施（一）CA6140型車床PLC改造的實施

在PLC改造時，保持CA6140型車床的操作方式不變；加工工藝不變；機床原有的按鈕、交流接觸器、熱繼電器、控制變壓器等繼續使用，并且其控制作用保持不變，在此前提下，將原有的繼電控制線路改為由PLC編程來實現。具體的實施過程如下：任務二CA6140型普通車床電氣控制線路的PLC應用改造1、確定PLC改造后的I/O地址分配根據CA6140型車床的控制要求，確定PLC的I/O地址分配情況，見表6-6任務二CA6140型普通車床電氣控制線路的PLC應用改造2、確定PLC改造后的電氣接線圖采用PLC對CA6140型車床進行改造后的電氣接線圖如圖6-5所示。任務二CA6140型普通車床電氣控制線路的PLC應用改造3、編制PLC控制程序采用“老改新”轉換編程法，將原有的繼電控制電路轉換成PLC控制程序，即梯形圖程序，如圖6-6所示。任務二CA6140型普通車床電氣控制線路的PLC應用改造（二）CA6140型車床PLC改造的安裝與調試1、目的掌握PLC電氣控制線路的安裝與調試方法。2、項目內容完成CA6140型車床PLC改造后的電氣控制線路的電氣接線、程序錄入、操作調試等。其電氣接線圖如圖6-5所示。3、設備、工具、儀表（1）工具：電工常用工具。（2）儀表：MF47型萬用表、5050型兆歐表、鉗形電流表。任務二CA6140型普通車床電氣控制線路的PLC應用改造（3）器材：控制板一塊（600mm×500mm×20mm）；導線規格：動力電路用BVR2.5mm2塑銅線（黑色），控制電路用BVR1mm2塑銅線（紅色），按鈕控制電路用BVR1mm2塑銅線（紅色），接地線用BVR塑銅線（黃綠雙色，至少1.5