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机床电气控制技术及PLC课后题答案 (3)

机床电气控制技术及PLC课后题答案 (3)

第三章 机床电器控制系统
3.1 M7120 平面磨床中为什么采用电磁吸盘来夹持工件?电磁吸盘线圈为 平面磨床中为什么采用电磁吸盘来夹持工件? 何要用直流供电而不能用交流供电? 何要用直流供电而不能用交流供电?
答:电磁吸盘与机械夹紧装置相比,具有夹紧迅速、不损伤工件、工作效率高、能同时 吸持多个小工件,在加工过程中工件发热可以自由伸延、加工精度高等优点。交流电流不能 保证电磁的连续性,通常用交流应用于去磁装置。

3.2 M7120 型平面磨床电气控制原理图中电磁吸盘为何要设欠电压继电器 KV?它在电路中怎样起保护作用?与电磁吸盘并联的 RC 电路起什么作用? 电路起什么作用? ?它在电路中怎样起保护作用?
答:为避免当电源电压不足或整流变压器发生故障,吸盘的吸力不足,在加工过程中会 使工件高速飞离而造成的事故。我们在电路中设置了欠电压继电器 KV,其线圈并联在电磁 吸盘电路中, ,常开触点串联在 KM1、KM2 线圈回路中,当电源电压不足或为零时,KV 常 开触点断开,使 KM1、KM2 断电,液压泵电动机 M1 和砂轮电动机 M2 停转,确保生产安 全。 电磁吸盘并联的 RC 电路为电磁吸盘线圈的过电压保护 电磁吸盘匝数多,电感大,通 电工作时储有大量磁场能量。当线圈断电时,两端将产生高压,若无放电回路,将使线圈绝 缘及其它电器设备损坏。 为此在线圈两端接有 RC 放电回路以吸收断开电源后放出的磁场能 量。

3.3 在 Z3040 摇臂钻床电路中,时间继电器 KT 与电磁阀 YV 在什么时候动 摇臂钻床电路中, 长还是短? 什么时候不动作? 作,YV 动作时间比 KT 长还是短?YV 什么时候不动作?
答:当上升按扭闭合,时间继电器 KT 线圈通电,其瞬时常开触点闭合。同时,KT 断 电延时断开,其触点闭合,接通电磁阀 YV 线圈。由此看出 KT 比 YV 动作时间长。当主柱 箱和立柱夹紧时 YV 不动作

3.4 Z3040 摇臂钻床在摇臂升降过程中, 摇臂钻床在摇臂升降过程中, 液压泵电动机和摇臂升降电动机应 如何配合工作?以摇臂上升为例叙述电路工作情况。 如何配合工作?以摇臂上升为例叙述电路工作情况。
答:按上升按钮 SB3,时间继电器 KT 线圈通电,其瞬动常开触点闭合,接触器 KM4 线圈通电,使 M3 正转,液压泵供出正向压力油。同时,KT 断电延时断开常开触点闭合, 接通电磁阀 YV 线圈,使压力油进入摇臂松开油腔,推动松开机构,使摇臂松开并压下行程 开关 SQ2,其常闭触点断开,使接触器 KM4 线圈断电,M3 停止转动。同时,SQ2 常开触 点闭合,使接触器 KM2 线圈通电,摇臂升降电动机 M2 正转,拖动摇臂上升(参考课本理 解) 。

3.5 Z3040 摇臂钻床电路中具有哪些联锁与保护?为什么要有这些联锁与 摇臂钻床电路中具有哪些联锁与保护? 保护?它们是如何实现的? 保护?它们是如何实现的?
答:M1 为单方向旋转,由接触器 KM1 控制,主轴的正反转则由机床液压系统操纵机 构配合正反转摩擦离合器实现,并由热继电器 FR1 作电动机长期过载保护。 M2 由正、反转接触器 KM2、KM3 控制实现正反转。控制电路保证,在操纵摇臂升降 时,首先使液压泵电动机起动旋转,供出压力油,经液压系统将摇臂松开,然后才使电动机 M2 起动,拖动摇臂上升或下降。当移动到位后,保证 M2 先停下,再自动通过液压系统将 摇臂夹紧,最后液压泵电机才停下。M2 为短时工作,不设长期过载保护。

M3 由接触器 KM4、KM5 实现正反转控制,并有热继电器 FR2 作长期过载保护。

3.6

Z3040 摇臂钻床,若发生下列故障,请分别分析其故障原因。 摇臂钻床,若发生下列故障 请分别分析其故障原因。 生下列故障,

(1)摇臂上升时能够夹紧,但在摇臂下降时没有夹紧的动作。 )摇臂上升时能够夹紧,但在摇臂下降时没有夹紧的动作。 (2)摇臂能够下降和夹紧,但不能作放松和上升。 )摇臂能够下降和夹紧,但不能作放松和上升。
答: (1)下降时没有夹紧的动作,可能是反向压力装置损坏,即液压泵电动机不能够反 向运作。 (2)升降电动机的正向运作和液压泵电动机的正向运作装置出现问题而导致不能放松 和上升。

3.7 说明 X62W 型万能铣床工作台各方向运动,包括慢速进给和快速移动 型万能铣床工作台各方向运动, 的控制过程,说明主轴变速及制动控制过程, 的控制过程,说明主轴变速及制动控制过程,主轴运动与工作台运动联锁关系 是什么? 是什么?
答:工作台在六个方向上运动都有连锁,任何时刻,工作台在六个方向上只能有一个方 向的进给运动。 电动机能够正反转从而适应六个方向上的运动要求。 快速运动由进给电动机 与快速电磁铁配合完成。圆工作台和工作台的进给运动不能同时运行。

3.8 X62W 万能铣床控制线路中变速冲动控制环节的作用是什么?说明控制 万能铣床控制线路中变速冲动控制环节的作用是什么? 过程。 过程。
答:在进给变速时,为使齿轮易于啮合,电路中设有变速“冲动”控制环节。将蘑菇 形进给变速手柄向外拉出,转动蘑菇手柄,速度转盘随之转动,将所需进给速度对准箭头; 然后再把变速手柄继续向外拉至极限位置,随即推回原位,若能推回原位则变速完成。就在 将蘑菇手柄拉到极限位置的瞬间,其联动杠杆压合行程开关 SQ6,使触点 SQ6-2 先断开, 而触点 SQ6-1 后闭合,使 KM4 通电,M2 正转起动。由于在操作时只使 SQ6 瞬时压合,所 以电动机只瞬动一下,拖动进给变速机构瞬动,利于变速齿轮啮合(结合 3~8 图理解) 。

3.9 说明 X62W 万能铣床控制线给中工作台六个方向进给联锁保护的工作 原理。 原理。
答:在同一时间内,工作台只允许向一个方向运动,这种联锁是利用机械和电气的方法 来实现的。例如工作台向左、向右控制,是同一个手柄操作的,手柄本身起到左右运动的联 锁作用;同理,工作台横向和升降运动四个方向的联锁,是由十字手柄本身来实现的。而工 作台的纵向与横向、升降运动的联锁,则是利用电气方法来实现的。由纵向进给操作手柄控 制的 SQ1-2、SQ2-2 和横向、升降进给操作手柄控制的 SQ4-2、SQ3-2 组成两个并联支路控 制接触器 KM4 和 KM5 的线圈, 若两个手柄都扳动, 则这两个支路都断开, KM4 或 KM5 使 都不能工作,达到联锁的目的,防止两个手柄同时操作而损坏机构。

3.10 因。

X62W 万能铣床控制电路中,若发生下列故障,请分别分析其故障原 万能铣床控制电路中,若发生下列故障,

反方向都没有制动作用。 (1)主轴停车时,正、反方向都没有制动作用。 )主轴停车时, (2)进给运动中,不能向前右,能向后左,也不能实现圆工作台运动。 )进给运动中, 不能向前右,能向后左,也不能实现圆工作台运动。 (3)进给运动中,能上下左右前,不能后。 )进给运动中,能上下左右前,不能后。
答: (1)速度继电器 KS 出现故障,起触点不能正常工作,导致主轴制动不起作用。

(2)进给运动中之所以不能实现前右方向的运动是因为电动机 M2 的正向开关 KM4 不能闭合,从而不能正方向运转和带动圆工作台单向运转。 (3)行程开关 SQ4 出现问题 或者十字手柄

3.11

型镗床主轴电动机高速起动时操作过程及电路工作情况。 试述 T68 型镗床主轴电动机高速起动时操作过程及电路工作情况。

答:若将速度选择手柄置于高速档,经联动机构将行程开关 SQ1 压下,触点 SQ1(16 区)闭合,同样按下正转起动按钮 SB3,在 KM3 通电的同时,时间继电器 KT 也通电。于 是,电动机 M1 低速△接法起动并经一定时间后,KT 通电延时断开触点 KT(13 区)断开, 使 KM3 断电; KT 延时闭合触点(14 区)闭合,使 KM4、KM5 通电。从而使电动机 M1 由低速△接法自动换接成高速丫丫接法。构成了双速电动机高速运转起动时的加速控制环 节,即电动机按低速档起动再自动换接成高速档运转的自动控制,控制过程为: ↗ KM4+ ↗ KT↗ KT+ ↗ YB+ KT 延时到 SB3+ →KM1+(自锁)→KM3+ →M1 低速起动 → KM3- →KM5+ →M1 高速起动

3.12

型镗床主轴变速和进给变速控制过程。 分析 T68 型镗床主轴变速和进给变速控制过程。

答:主轴变速和进给变速是在电动机 M1 运转时进行的。当主轴变速手柄拉出时,限位 开关 SQ2(12 区)被压下,接触器 KM3 或 KM4、KM5 都断电而使电动机 M1 停转。当主 轴转速选择好以后, 推回变速手柄, SQ2 恢复到变速前的接通状态, 便自动起动工作。 则 M1 同理,需进给变速时,拉出进给变速操纵手柄,限位开关 SQ2 受压而断开,使电动机 M1 停车,选好合适的进给量之后,将进给变速手柄推回,SQ2 便恢复原来的接通状态,电机 M1 便自动起动工作。

3.13

T68 型镗床为防止两个方向同时进给而出现事故,采取有什么措施? 型镗床为防止两个方向同时进给而出现事故,采取有什么措施?

答:为保证主轴进给和工作台进给不能同时进行,为此设置了两个联锁保护行程开关 SQ3 与 SQ4。其中 SQ4 是与工作台和镗头架自动进给手柄联动的行程开关,SQ3 是与主轴 和平旋盘刀架自动进给手柄联动的行程开关。将行程开关 SQ3、SQ4 的常闭触点并联后串 接在控制电路中,当以上两个操作手柄中任一个扳到“进给”位置时,SQ3、SQ4 中只有一 个常闭触点断开,电动机 M1、M2 都可以起动,实现自动进给。当两种进给运动同时选择 时,SQ3、SQ4 都被压下,其常闭触点断开,将控制电路切断,M1、M2 无法起动,于是两 种进给都不能进行,实现联锁保护。

3.14

说明 T68 型镗床快速进给的控制过程。 型镗床快速进给的控制过程。

答:为缩短辅助时间,提高生产率,由快速电动机 M2 经传动机构拖动镗头架和工作台 作各种快速移动。 运动部件及其运动方向的预选由装设在工作台前方的操作手柄进行, 而镗 头架上的快速操作手柄控制快速移动。当扳动快速操作手柄时,相应压合行程开关 SQ5 或 SQ6,接触器 KM6 或 KM7 通电,实现 M2 的正、反转,再通过相应的传动机构使操纵手柄 预选的运动部件按选定方向作快速移动。 当镗头架上的快速移动操作手柄复位时, 行程开点 SQ5 或 SQ6 不再受压,KM6 或 KM7 断电释放,M2 停止旋转,快速移动结束。

3.15 请设计一台机床控制线路。该机床共有三台电动机:主轴电动机 M1、 请设计一台机床控制线路。该机床共有三台电动机: 、 润滑泵电动机 M2、冷却泵电动机 M3,设计要求如下: 、 ,设计要求如下: 单向运转,有机械换向装置,采用能耗制动。 (1)M1 单向运转,有机械换向装置,采用能耗制动。 ) 共用一只接触器控制, 不需工作, (2)M2、M3 共用一只接触器控制,如 M3 不需工作,可通过转换开关 SA ) 、 切断。 切断。

(3) ) 主轴可点动试车且主轴电动机必须在润滑泵电动机工作 3min 后才能起 动。 (4)电网电压及控制线路电压均为 380V,照明电压 36V。 ) , 。 (5)必要的保护及照明。 )必要的保护及照明。


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