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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?

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,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。

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。

(1)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。

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?

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。

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,使KM4或KM5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 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因。

(1)主轴停车时,正、反方向都没有制动作用。

(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。

(3)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 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:

↗KT+ ↗YB+ KT延时到↗KM4+ ↗KT- SB3+ →KM1+(自锁)→KM3+→M1低速起动→KM3- →KM5+→M1高速起动

3.12 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,则SQ2恢复到变速前的接通状态,M1便自动起动工作。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?

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。

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、润滑泵电动机M2、冷却泵电动机M3,设计要求如下:

(1)M1单向运转,有机械换向装置,采用能耗制动。

(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。

(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。

机床电气控制技术及PLC课后题答案 (3)