普通机床电气控制实训报告(精选9篇)
一、训练目标
1.学会整体电路的分析方法。
2.掌握由典型的机床电气控制线路和常见故障分析,进而加深理解其他。
3.了解M7120平面磨床,T68卧式镗床、X62W铣床的电气线路的安装与故障排除。
二、实训设备和器件(实际M7120平面磨床电路)
电源开关、熔断器、交流接触器、时间继电器、热继电器、按钮、控制变压器、欠电压继电器、电容电阻指示、灯端子板主电路、导线控制电路导线等。
三、电气原理图
M7120平面磨床电气接线图如图1
图1
图2
图3
四、工作原理(一)、M7120 M7120型平面磨床的主线路有四台电动机,M1为液压泵电动机,它在工作中起到工作台往复运动的作用;M2是砂轮电动机,可带动砂轮旋转起磨削加工工件作用;M3电动机做辅助工作,它是冷却泵电动机,为砂轮磨削工作起冷却作用;M4为砂轮机升降电动机,用于调整砂轮与工作件的位置。M1、M2及M3电动机在工作中只要求正转,其中对冷却泵电动机还要求在砂轮电动机转动工作后才能使它工作,否则没有意义。对升降电动机要求它正反方向均能旋转。控制线路对M1、M2、M3电动机有过载保护和欠压保护能力,由热继电器FR1、FR2、FR3和欠压继电器完成保护,而四台电动机短路保护则需FU1做短路保护。电磁工作台控制线路首先由变压器T1进行变压后,再经整流提供110V的直流电压,供电磁工作台用,它的保护线路是由欠压继电器、放电电容和电阻组成。线路中的照明灯电路是由变压器提供36V电压,由低压灯泡进行照明。另外还有5个指示灯:HL亮证明工作台通入电源;HL1亮表示液压泵电动机已运行;HL2亮表示砂轮机电动机及冷却泵电动机已工作;HL3亮表示升降电动机工作;HL4亮表示电磁吸盘工作。当电源380V(实训时用36V安全电压替代,确保学生安全)正常通入磨床后,线路无故障时,欠压继电器动作,其常开触点KA闭合,为KM1、KM2接触器吸合做好准备,当按下SB1按钮后,接触器KM1的线圈得电吸合,液压泵电动机开始运转,由于接触器KM1的吸合,自锁点自锁使M1电动机在松开按钮后继续运行,如工作完毕按下停止按钮,KM1失电释放,M1便停止运行。如需砂轮电动机以及冷却泵电动机工作时,按下按钮SB3后,接触器KM2便得电吸合,此时砂轮机和冷却泵电动机可同时工作,正向运转。停车时只需按下停止按钮SB4,即可使这两台电动机停止工作。在工作中,如果需操作升降电动机做升降运动时,按下点动按钮SB5或SB6即可升降;停止升降时,只要松开按钮即可停止工作。如需操动电磁工作台时,把工件放在工作台上,按下按钮SB7后接触器KM5吸合,从而把直流电110V电压接入工作台内部线圈中,使磁通与工件形成封闭回路因此就把工件牢牢地吸住,以便对工件进行加工。当按下SB8后,电磁工作台便失去吸力。有时其本身存在剩磁,为了去磁可按下按钮SB9,使接触器KM6得电吸合,把反向直流电通入工作台,进行退磁,待退完磁后松开SB9按钮即可将工件拿出。1.液压泵电动机1M的控制
合上电源总开关QS,图区7上的常开触点KUV闭合,为液压电动机1M和砂轮电动机2M作好准备。按下SB3,接触器KM1线圈通电吸合,液压泵电动机1M启动运转。按下停止按钮SB2,1M停转。
2.砂轮电动机2M及冷却液泵电动机3M的控制
电动机2M及3M也必须在KUV通电吸合后才能启动。其的控制电路在图8、9区,冷却液泵电动机3M通过XS1与接触器KM2相接,如果不需要该电机工作,则可将XS1与XP1分开,否则,按启动按钮SB5,接触器KM2线圈通电吸合,2M与3M同时启动运转。按停止按钮SB4,则2M与3M同时停转。
3.砂轮升降电动机4M的控制
采用接触器联锁的点动正反转控制,控制电路位于图区11、12处,分别通过按下按钮SB6或SB7,来实现正反转控制,放开按钮,电动机4M停转,砂轮停止上升或下降。
4.电磁工作台的控制
电磁工作台又称电磁吸盘,它是固定加工工件的一种夹具。其控制电路位于图区13到21,当电磁工作台上放上铁磁材料的工件后,按下充磁按钮SB8,KM5通电吸合,电磁吸盘YH通入直流电流进行充磁将工件吸牢,加工完毕后,按下按钮SB9,KM5断电释放,电磁吸盘断电,但由于剩磁作用,要取下工件,必须再按下按钮SB10进行去磁,它通过接触器KM6的吸合,给YH通入反向直流电流来实现,但要注意按点动按钮SB10的时间不能过长,否则电磁吸盘将会被反向磁化而仍不能取下工件。5.辅助电路
辅助电路主要是信号指示和照明电路,位于图22-30区,其中EL为局部照明灯,由控制变压器TC供电,工作电压为36V,由手动开关SA控制。其余信号灯由TC供电,工作电压为6.3V。HL1为电源指示灯,HL2为1M,HL3为2M,HL4为3M(或4M同时)运转的指示灯。,HL5为电磁吸盘的工作指示灯。
6.其他电路
①.RC电路
电路中电阻R和电容C是组成一个放电回路,当电磁吸盘在断电瞬间,由于电磁感应的作用,将会在YH两端产生一个很高的自感电动势,如果没有RC放电回路,电磁吸盘线圈及其他电器的绝缘将有被击穿的危险。
②.欠电压保护电路
欠电压继电器并联在整流电源两端,当直流电压过低时,欠电压继电器立即释放,使液压泵电动机1M和砂轮电动机2M立即停转,从而避免由于电压过低使YH吸力不足而导致工件飞出造成事故。
(二)、X62W
1、主轴电动机的控制:按下 SB1,RM1 吸合,主轴电动机启动,旋转转换开关 SA1,电 动机反转。
2、工作台进给电动机的控制:(1)闭合开关 QS2,冷却电动机 M3 启动,将转换开关拨到1档,行程开关SQ1,S Q2起作用,工作台左右运动。按下SB6,KM3吸合,电动机M3正转,工作台右 运动,拨动行程开关SQ2,KM3断电,KM4得电,电动机M2反转,工作台左 运动,当工作台运动到右极限时,拨动行程开关SQ1,电机正转,如此往返运动,将 转换开关拨到2档,行程开关SQ3,SQ4起作用(2)工作台的上下运动:按下SB2 KM4 吸合,电动机M3反转,工作台上运 动,拨动行程开关SQ4,KM4断电,KM3得电,电机M2正转,工作台下运动,当工作台运动到下极限时拨动行程开关SQ3,电动机M2反转,如此反复运动。
3、冷却泵电动机 M2 的控制:按下 SB5,控制电路断开,冷却电动机 M3,进给电动机 M2 停止
4、机床照明: 合上刀开关 QS1,电路通电,按下 SA1,照明电路接通,灯亮。
5、按下 SB3 和 SB6 可以实现进给电机 M2 的正转点动控制,按下 SB3 与 SB2,可以实现 电机M2反转点动控制。
(三)T68 1.主电动机的起动控制
(1)主电动机的点动控制
主电动机的点动有正向点动和反向点动,分别由按钮SB4和SB5控制。按SB4接触器KM1线圈通电吸合,KM1的辅助常开触点(3-13)闭合,使接触器KM4线圈通电吸合,三相电源经KM1的主触点,电阻R和KM4的主触点接通主电动机1M的定子绕组,接法为三角形,使电动机在低速下正向旋转。松开SB4主电动机断电停止。
反向点动与正向点动控制过程相似,由按钮SB5、接触器KM2、KM4来实现。
(2)主电动机的正、反转控制
当要求主电动机正向低速旋转时,行程开关SQ7的触点(11-12)处于断开位置,主轴变速和进给变速用行程开关SQ3(4-9)、SQ4(9-10)均为闭合状态。按SB2,中间继电器KA1线圈通电吸合,它有三对常开触点,KA1常开触点(4-5)闭合自锁;KA1常开触点(10-11)闭合,接触器KM3线圈通电吸合,KM3主触点闭合,电阻R短接;KA1常开触点(17-14)闭合和KM3的辅助常开触点(4-17)闭合,使接触器KM1线圈通电吸合,并将KM1线圈自锁。KM1的辅助常开触点(3-13)闭合,接通主电动机低速用接触器KM4线圈,使其通电吸合。由于接触器KM1、KM3、KM4的主触点均闭合,故主电动机在全电压、定子绕组三角形联结下直接起动,低速运行。
当要求主电动机为高速旋转时,行程开关SQ7的触点(11-12)、SQ3(4-9)、SQ4(9-10)均处于闭合状态。按SB2后,一方面KA1、KM3、KM1、KM4的线圈相继通电吸合,使主电动机在低速下直接起动;另一方面由于SQ7(11-12)的闭合,使时间继电器KT(通电延时式)线圈通电吸合,经延时后,KT的通电延时断开的常闭触点(13-20)断开,KM4线圈断电,主电动机的定子绕组脱离三相电源,而KT的通电延时闭合的常开触点(13-22)闭合,使接触器KM5线圈通电吸合,KM5的主触点闭合,将主电动机的定子绕组接成双星形后,重新接到三相电源,故从低速起动转为高速旋转。
主电动机的反向低速或高速的起动旋转过程与正向起动旋转过程相似,但是反向起动旋转所用的电器为按钮SB3、中间继电器KA2,接触器KM3、KM2、KM4、KM5、时间继电器KT。
2.主电动机的反接制动的控制 当主电动机正转时,速度继电器KS正转,常开触点KS(13-18)闭合,而正转的常闭触点KS(13-15)断开。主电动机反转时,KS反转,常开触点KS(13-14)闭合,为主电动机正转或反转停止时的反接制动做准备。按停止按钮SB1后,主电动机的电源反接,迅速制动,转速降至速度继电器的复位转速时,其常开触点断开,自动切断三相电源,主电动机停转。具体的反接制动过程如下所述:
(1)主电动机正转时的反接制动
设主电动机为低速正转时,电器KA1、KM1、KM3、KM4的线圈通电吸合,KS的常开触点KS(13-18)闭合。按SB1,SB1的常闭触点(3-4)先断开,使KA1、KM3线圈断电,KA1的常开触点(17-14)断开,又使KM1线圈断电,一方面使KM1的主触点断开,主电动机脱离三相电源,另一方面使KM1(3-13)分断,使KM4断电;SB1的常开触点(3-13)随后闭合,使KM4重新吸合,此时主电动机由于惯性转速还很高,KS(13-18)仍闭合,故使KM2线圈通电吸合并自锁,KM2的主触点闭合,使三相电源反接后经电阻R、KM4的主触点接到主电动机定子绕组,进行反接制动。当转速接近零时,KS正转常开触点KS(13-18)断开,KM2线圈断电,反接制动完毕。
(2)主电动机反转时的反接制动
反转时的制动过程与正转制动过程相似,但是所用的电器是KM1、KM4、KS的反转常开触点KS(13-14)。
(3)主电动机工作在高速正转及高速反转时的反接制动过程可仿上自行分析。在此仅指明,高速正转时反接制动所用的电器是KM2、KM4、KS(13-18)触点;高速反转时反接制动所用的电器是KM1、KM4、KS(13-14)触点。3.主轴或进给变速时主电动机的缓慢转动控制
主轴或进给变速既可以在停车时进行,又可以在镗床运行中变速。为使变速齿轮更好的啮合,可接通主电动机的缓慢转动控制电路。
当主轴变速时,将变速孔盘拉出,行程开关SQ3常开触点SQ3(4-9)断开,接触器KM3线圈断电,主电路中接入电阻R,KM3的辅助常开触点(4-17)断开,使KM1线圈断电,主电动机脱离三相电源。所以,该机床可以在运行中变速,主电动机能自动停止。旋转变速孔盘,选好所需的转速后,将孔盘推入。在此过程中,若滑移齿轮的齿和固定齿轮的齿发生顶撞时,则孔盘不能推回原位,行程开关SQ3、SQ5的常闭触点SQ3(3-13)、SQ5(15-14)闭合,接触器KM1、KM4线圈通电吸合,主电动机经电阻R在低速下正向起动,接通瞬时点动电路。主电动机转动转速达某一转时,速度继电器KS正转常闭触点KS(13-15)断开,接触器KM1线圈断电,而KS正转常开触点KS(13-18)闭合,使KM2线圈通电吸合,主电动机反接制动。当转速降到KS的复位转速后,则KS常闭触点KS(13-15)又闭合,常开触点KS(13-18)又断开,重复上述过程。这种间歇的起动、制动,使主电动机缓慢旋转,以利于齿轮的啮合。若孔盘退回原位,则SQ3、SQ5的常闭触点SQ3(3-13)、SQ5(15-14)断开,切断缓慢转动电路。SQ3的常开触点SQ3(4-9)闭合,使KM3线圈通电吸合,其常开触点(4-17)闭合,又使KM1线圈通电吸合,主电动机在新的转速下重新起动。
进给变速时的缓慢转动控制过程与主轴变速相同,不同的是使用的电器是行程开关SQ4、SQ6。
4.主轴箱、工作台或主轴的快速移动
该机床各部件的快速移动,由快速手柄操纵快速移动电动机2M拖动完成的。当快速手柄扳向正向快速位置时,行程开关SQ9被压动,接触器KM6线圈通电吸合,快速移动电动机2M正转。同理,当快速手柄扳向反向快速位置时,行程开关SQ8被压动,KM7线圈通电吸合,2M反转。5.主轴进刀与开作台联锁
为防止镗床或刀具的损坏,主轴箱和工作台的机动进给,在控制电路中必须互联锁,不能同时接通,它是由行程开关SQ1、SQ2实现。若同时有两种进给时,SQ1、SQ2均被压动,切断控制电路的电源,避免机床或刀具的损坏。
五、机床常见故障现象的分析
在接完线路后对线路进行检查,出现了一些故障,在通过仔细检查,最终把故障排除。排除故障需要的是细心和耐心,检查电路是一件繁琐的事,但是只要思路清晰,方法正确,坚决问题并非难事!
M7120
1、三台电动机都不能启动
(1)欠电流继电器KA的常开接触不良和转换开关QS2的触头(3一4)接触不良、接线松脱或有油垢。
检修故障时,应将转换开关QS2扳至 “吸合”位置,检查欠电流继电器KA常开触头(3一4)的接通情况,不通则修理或更换元件,就可排除故障。否则,将转换开 QS2扳到 “退磁”位置,拔掉电磁吸盘插头,检查QS2的触头(3一4)的通断情况,不通则修理或更换转换开关。
(2)若KA和QS2的触头(3一4)无故障,电动机仍不能启动,可检查热继电器FRl、FR2常闭触头是否动作或接触不良。
2、电磁吸盘无吸力
(1)首先用万用表测三相电源电压是否正常。若电源电压正常,再检查熔断器FUl、FU2、FU4有无熔断现象。
常见的故障是熔断器FU4熔断,造成电磁吸盘电路断开,使吸盘无吸力。(2)如果检查整流器输出空载电压正常,而接上吸盘后,输出电压下降不大,欠电流继电器KA不动作,吸盘无吸力。
依次检查电磁吸盘YH的线圈、接插器X2、欠电流继电器KA的线圈有无断路或接触不良的现象。检修故障时,可使用万用表测量各点电压,查出故障元件,进行修理或更换,即可排除故障。
3、电磁吸盘吸力不足
引起这种故障的原因是电磁吸盘损坏或整流器输出电压不正常。
电磁吸盘的电源电压由整流器VC供给。空载时,整流器直流输出电压应为130 — 140V,负载时不应低于110V。若整流器空载输出电压正常,带负载时电压远低于110V,则表明电磁吸盘线圈己短路,短路点多发生在线圈各绕组间的引线接头处。这是由于吸盘密封不好,切削液流入,引起绝缘损坏,造成线圈短路。若短路严重,过大的电流会使整流元件和整流变压器烧坏。出现这种故障,必须更换电磁吸盘线圈,并且要处理好线圈绝缘,安装时要完全密封好。
若电磁吸盘电源电压不正常,多是因为整流元件短路或断路造成的。应检查整流器VC的交流侧电压及直流侧电压。若交流侧电压正常,直流输出电压不正常,则表明整流器发生元件短路或断路故障。如某一桥臂的整流二极管发生断路,将使整流输出电压降低到额定电压的一半;若两个相邻的二极管都断路,则输出电压为零。
排除此类故障时,可用万用表测量整流器的输出及输入电压,判断出故障部位,查出故障元件,进行更换或修理即可。
4、电磁吸盘退磁不好使工件取下困难
(1)退磁电路断路,根本没有退磁,a.检查转换开关QS2接触是否良好,b.退磁电阻R2是否损坏(2)是退磁电压过高
应调整电阻R2,使退磁电压调至5~10V;(3)退磁时间太长或太短
对于不同材质的工件,所需的退磁时间不同,注意掌握好退磁时间。
5、砂轮电机不能启动
6、砂轮电机断相运行
7、砂轮电机能启动但不能自锁
8、液压泵电机不能启动
9、液压泵电机断相运行
10、液压泵电机能启动但不能自锁
11、局部照明不亮
12、砂轮电动机的热继电器FRl经常脱扣
(1)砂轮电动机Ml为装入式电动机,它的前轴承是铜瓦,易磨损。磨损后易发生堵转现象,使电流增大,导致热继电器脱扣。若是这种况,应修理或更换轴瓦。
(2)砂轮进刀量太大,电动机超负荷运行,造成电动机堵转,电流急剧上升,热继电器脱扣。因此,工作中应选择合适的进刀量,防止电动机超载运。
(3)更换后的热继电器规格选得太小或整定电流没有重新调整,使电动机末达到额定负载时,热继电器就己脱扣。因此,应注意热继电器必须按其被保护电动机的定电流进行选择和调整。
13、冷却泵电动机烧坏
(1)切削液进入电动机内,造成匝间或绕组间短路,使电流增大;(2)反复修理冷却泵电动机后,使电动机端盖轴隙增大,造成转子在定子内不同心,工作时电流增大,电动机长时间过载运行;(3)冷却泵被杂物塞住引起电动机堵转,电流急剧上升。由于该磨床的砂轮电动机与冷却泵电动机共一个热继电器FRl,而且两者容量相差太大,当发生以上故障时,电流增大不足以使热继电器FRl脱扣,从而造成冷却泵电动机烧坏。若给冷却泵电动机加装热继电器,就可以避免发生这种故障。
T68 这里仅选一些有代表性的故障作分析和说明。
1.主轴的转速与转速指示牌不符
这种故障一般有两种现象:一种是主轴的实际转速比标牌指示数增加或减少一倍;另一种是电动机的转速没有高速档或者没有低速档。这两种故障现象,前者大多由于安装调整不当引起,因为T68镗床有18种转速,是采用双速电动机和机械滑移齿轮来实现的。变速后,1、2、4、6、8……档是电动机以低速运转驱动,而3、5、7、9……档是电动机以高速运转驱动。主轴电动机的高低速转换是靠微动开关SQ7的通断来实现,微动开关SQ7安装在主轴调速手柄的旁边,主轴调速机构转动时推动一个撞钉,撞钉推动簧片使微动开关SQ7通或断,如果安装调整不当,使SQ7动作恰恰相反,则会发生主轴的实际转速比标牌指示数增加或减少一倍。
后者的故障原因较多,常见的是时间继电器KT不动作,或微动开关SQ7安装的位置移动,造成SQ7始终处于接通或断开的状态等。如KT不动作或SQ7始终处于断开状态,则主轴电动机1M只有低速;若SQ7始终处于接通状态,则1M只有高速。但要注意,如果KT虽然吸合,但由于机械卡住或触点损坏,使常开触点不能闭合,则1M也不能转换到高速档运转,而只能在低速档运转。
2.主轴变速手柄拉出后,主轴电动机不能冲动,产生这一故障一般有两种现象:一种是变速手柄拉出后,主轴电动机1M仍以原来转向和转速旋转;另一种是变速手柄拉出后,1M能反接制动,但制动到转速为零时,不能进行低速冲动。产生这两种故障现象的原因,前者多数是由于行程开关SQ3的常开触点SQ3(4-9)由于质量等原因绝缘被击穿造成。而后者则由于行程开关SQ3和SQ5的位置移动、触点接触不良等,使触点SQ3(3-13)、SQ5(14-15)不能闭合或速度继电器的常闭触点KS(13-15)不能闭合所致。
3.主轴电动机1M不能进行正反转点动、制动及主轴和进给变速冲动控制
产生这种故障的原因,往往在上述各种控制电路的公共回路上出现故障。如果伴随着不能进行低速运行,则故障可能在控制线路13-20-21-0中有断开点,否则,故障可能在主电路的制动电阻器R及引线上有断开点,若主电路仅断开一相电源时,电动机还会伴有缺相运行时发出的嗡嗡声。
4.主轴电机正转点动、反转点动正常,但不能正反转
故障可能在控制线路4-9-10-11-KM3线圈-0中有断开点。
5.主轴电机正转、反转均不能自锁
故障可能在4-KM3(4-17)常开-17中。
6.主轴电机不能制动
可能原因有(1)速度继电器损坏,(2)SB1中的常开触点接触不良,(3)3、13、14、16号线中有脱落或断开,(4)KM2(14-16)、KM1(18-19)触点不通。
7.主轴电机点动、低速正反转及低速接制动均正常,但高、低速转向相反,且当主轴电机高速运行时,不能停机
可能的原因是误将三相电源在主轴电机高速和低速运行时,都接成同相序所致,把1U2、1V2、1W2中任两根对调即可。
8.不能快速进给
故障可能在2-24-25-26-KM6线圈-0中有断路。
X62W
六、心得体会
这次实习中是在带队老师在现场的指导下完成的,主要是一些操作的过程,没有涉及到一些动手制作的内容,这是一大遗憾吧。希望在以后的实习中,老师安排一些学生动手制作的环节,这样更有利于我们学习能力和综合素质的提高。
职业教育是高等教育发展的重要组成部分,遵循“以就业为导向,以服务为宗旨”的教育目标。目前各职业院校以国家职业教育发展政策为导向,为培养适应人才市场需求和社会经济发展要求的合格技能型人才,从课题体系构建、课程改革、实训基地建设、师资队伍建设等方面进行大量的改革,积极探索“校企交融,工学结合”的人才培养模式。
2《机床电气自动控制》课程分析
《机床电气自动控制》是职业院校数控专业中一门重要的专业基础课程。该门课程是学生继续学习后续课程的基础,学习效果的好坏关系着学生对后续课程的进一步学习效果,甚至影响未来的就业情况。
传统的机床电器控制课程教学,一般是以理论知识为核心,实验作为辅助的教学手段。教学过程以传授系统理论知识作为组织教学的出发点,以系统的课程理论学习为教学过程的主线,以理论知识的掌握程度为成绩考核的主要标准。在这样的教学模式下,学生能够系统的掌握学科理论体系,具备扎实的理论基础,但是在面对生产一线的设备操作维护、查找故障、排除故障的时候就不知所措了。
同时课程中存在着诸多的问题,如:教材陈旧、偏重理论、轻视实践、与实际应用联系不多与企业岗位严重脱节等。因此,课程要想取得良好的教学效果,迫切的需要根据职业院校学生学习的特征和企业岗位对人才的需求,对课程的教学尤其是实践教学进行重构。
3《机床电气自动控制》课程实训教学设计
近几年,职业教育中倡导“项目式教学”、“基于工作过程”的教学模式,结合同行的实践经验,笔者将上述教学模式和企业的生产性实践引入到《机床电气自动控制》课程教学中,进行了有益的探索。
3.1 重构教学内容体系,无缝对接教学与生产
《机床电气自动控制》课程原有四大教学模块,分别为:低压电器的使用、电器控制电路基本环节的应用、常用机床电器控制电路分析以及电器控制系统的设计。这四部分内容中包含的知识点贯穿企业整个的生产过程,是学生必须掌握的基本技能。在教学内容体系重新构建的时候,笔者结合具体的生产任务,在原有教学模块的基础上增加了电器控制柜安装训练模块。这个模块是在前四个模块基础上的综合训练,是前四个教学模块的升华。该模块要求学生根据企业的生产任务,完成一整套电器柜的安装与调试。学生在掌握前四个模块的基础上进行该模块的训练,这样可以一边学习一边生产,同时训练过程中对前面的学习内容会有更直观的认识和更深刻的理解。这样的调整能够紧扣行业的标准,跟进行业的发展动态,做到教学内容和企业生产任务的无缝对接。
3.2 结合新教学内容体系,编写生产性教材
《机床电气自动控制》课程教学内容体系重构以后,原有的教材已经不能适应新的教学模式。因此笔者与同事和企业专家共同根据企业生产实践,将教学模块进行调整,将新增加的电器柜安装内容写入的教材中。教材在编写的时候有了企业专家的参与,他们将自己多年的工作实践经验贡献出来,总结以后写入到教材中,使得教材更加实用、贴近生产实际。
在教材中,以某企业电器柜安装为典型案例,专门针对这一批产品,介绍该批产品中用到的低压电器、接线工艺和调试方法。企业产品的应用往往能够及时跟进新技术的发展,教材跟进企业产品也能够得到较好的更新,同时辅以企业产品说明材料,这样学生工作时也能够有更多的相关资料作为参考。
3.3 建设实训室,统一车间和教室
《机床电气自动控制》课程实训与相关企业合作,共建生产性实训基地,引入电器柜安装车间。课程实训从单一的实训室搬到了生产车间,学生在车间里进行实训,面对的便是实际生产用的接触器、继电器,所完成的作业就是企业的订单,完全按照客户的要求完成电器柜的安装和调试,要按时按量保质的完成企业的生产任务。
采用这样的方式摆脱了以前教学模式的弊端。在以前教学模式中,教师介绍基础理论知识,然后利用实验室设备,为学生示范操作。学生则根据老师的讲解,根据自己看到的、听到的和自己的理解,动手进行元器件的操作、线路板的安装。尽管该种教学方式在实践方面有了较大的改善,但是学生看到的、接触到都是实验室的设备,与实际的生产还是有所脱节,并且设备更新换代,学校的投入会比较大。
学校与企业实训基地共建以后,学生在与生产厂一样的环境下工作,能够感受到企业的环境和氛围,将学习与工作相结合,真正能够体会到学以致用。
3.4 建设师资队伍,重构师生关系
《机床电气自动控制》课程实践教学调整以后,一方面课程组安排教师根据调整内容进行进一步的学习和锻炼,着重在实践生产能力上锻炼教师自身的能力。另一方面,在实践教学过程中,学生和教师的角色也进行了改变。学生进入车间即为工人,教师进入车间即为师傅,师生关系转换为师徒关系。在生产性实训过程中,教学的模式变为师傅手把手的教,学生自己动手做,师生间有更为直接的良好互动。再者,在一部分的实训内容中,引入企业的工程人员与学校教师共同参与指导,企业专家的丰富实践经验,对学生无疑是一笔巨大的学习财富。
3.5 引入企业考核方式,作品产品合二为一
《机床电气自动控制》课程摈弃原来的考核方式,将企业的考核方式引入到课程的考核中,如同企业的考核一样,通过记录考勤、工时、是否安全操作、工艺的要求、产品的质量等作为课程的考核。完成了企业的生产任务,也便学习训练完了本门课程,由企业派出工程师对产品进行质量验收,学生也参与整个的验收过程。产品的合格程度直接影响学生的课程成绩,考核既直接又客观公正。
3.6 引入企业管理,挂钩教学与职业资格标准
实训基地的建设和布置按照企业的模式进行,实训车间完全按照企业车间模式进行布置安排,引入企业管理模式,营造良好的企业工作环境和氛围。学生着工作服,按照企业管理在实训车间进行学习和工作。在整个教学过程中,要求学生严格按照行业最新的标准来完成,比如工具的使用、接线的标准、测试工艺、安全操作要求等。在这种模式下,能够更好的培养学生的学习积极性和工作责任感,能够让学生快速适应操作规范,养成良好的职业习惯。
3.7 校企合作,订单培养
《机床电气自动控制》课程教学与实训与企业生产紧密结合在一起,学校与企业形成良好的配合、对接。由于在课程教学实施过程中,课程教学内容与企业工作对接良好,学生在学校进行了针对性的训练,到企业以后不必再进行专门的培训即可适应企业的工作环境和工作节奏。对于企业来说,省去了新员工培训的环节和成本,进厂即可上岗,受到企业的欢迎。
4 结语
《机床电气自动控制》课程进行实训改革以后,取得了良好的成效,学生的操作能力得到了很好的锻炼,技能水平得到了极大的提高,受到用人单位的欢迎。学校作为教育单位培养有能力有技能的学生,解决学生的就业问题,完成为地方经济服务的职能。企业则获得了高水平的技能型人才。双方互利共赢,取得了良好的社会效益和声誉。
参考文献
[1]李滨志,傅治,杨锐.谈高职教学改革应坚持五个结合[J].辽宁高职学报,2009(12):47.
[2]吴爱萍,汪木兰.数控原理与系统课程实践教学体系与改革[J].中国现代教育装备,2007,(3).
实习目的:使我们机制专业的学生了解机床的内部结构,提高动手能力,培养我们独立思考、独立作图、独立分析问题的能力。通过拆装一个不是很复杂的机床使我们树立一种机械构造是一种很严谨、很巧妙的设备,增强我们对机械的感性认识。操作要求:1,按主次进行拆装,先外部后里部,先主后次
2,合理分工,拆下的零件按顺序放置
3,安装时不能遗忘零件,零件不能装反等 实习收获:1,详细了解了机床的额内部工作结构和原理
2,弄清了机床里的传动结构,了解了机床的变速原理
3,与指导老师讨论了一个自己发现的问题并最终证实了自己的猜想
4,独立进行了尾架的测绘、草图绘制、装配图和零件图的绘制
提高:1,提高了独立绘图的能力,包括选择视图方向、正确选择剖面、合理绘制局部图等。
2,复习了现代工程制图,绘图水平从“给图绘图”提高到“看实体绘图”
机床拆装实习感想
一周的拆装实习很快过去了,留给我的印象不仅是严冬下冰凉的金属零件,更多的是机床精巧的内部结构——齿轮相互咬合、轴与套严谨配合、运动的完美传递、零件表面工艺的精细„„每一项都使我惊奇。我想,一个小小的机床内部结构就是如此复杂和精巧,那么大型车床、数控车床的结构岂不是叹为观止,所以,机械制造的深度与广度使我们现在远不能企及的。
拆装实习的第一天是几天来最冷的一天,指导老师都事先料想会有一大部分同学因为怕冷而“袖手旁观”,谁知,当我们一件一件拆下外部零件逐渐露出内部零件时,我们都被其内部巧妙而精致的机构吸引,于是精巧机构对我们吸引的热度的抵抗了天气的寒冷,我们都变得活跃起来了,生怕插不上手。就这样,一个完整的机床被我们几个人庖丁解牛似的“五马分尸”了,刚开始,面对拆下的一堆零件,我们傻眼了,这东西拆下来容易,想还原可就难多了。此时我深刻体会到了“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”的内涵——再详细的纸上谈兵也不能保证实践时的得心应手。
于是,我们从机械的工作原理入手,从传动结构开始分析,慢慢理清了各零件的位置,找到了安装的方法后,安装起来就很顺手了。由此可以看出,零件的功能和其机构都是相统一的:有什么样的结构,就会有什么样的功能;反过来,零件的功能给定,其机构也大致定下来了。顺着这样的思路,我们又得出:机器的功能和其内部零件的功能也是相统一的,也就是说某个零件有什么样的机构,它就能完成某项功能,从而它就只能安装在机器中能完成此项功能的位置,举例说明,比如,齿轮能改变运动方向,那么齿轮就能安装在机器中需要改变运动方向的地方,以此类推。
后来,在我们即将顺利完成安装时,我发现有一个齿轮“独自”露在外边,没有“伙伴”与他咬合,并且我们再三检查没有发现装配错误,于是我们大胆断定,次齿轮是多余的(即在整个机床的工作过程中,它并没有参与工作)。这样不就浪费材料了吗?而且,这么严谨的机构中出现这样一个显眼的败笔,制造机床的工程师们就没有发现么?带着这些疑问,我们咨询了指导老师,然而,我们的其中一个知道老师在了解情况后也不能给我们合理的答复,毕竟术业有专攻,我们是可以理解的。最后,在我们指导老师的帮助下,一个更加专业的老师给我们进行了讲解,原来我们拆装的只是机床的一大部分,还有一部分(发动机动力部分)已经去掉了,那个剩余的齿轮应该是发动机部分要利用的„„虽然我们的猜想是错误的,但我们还是很欣慰的,因为在此过程中,我们学会了独立思考问题,并且敢于对权威提出质疑,我想,这就是一种进步,一种不能在课堂上学到的进步。实习后最终要交的作品就是尾架的装配图和尾架壳的三视图。在学习了将近半年的CAD后,我有了一定的CAD制图基础,于是我决定先用cad绘图,然后再手工绘图。在对我们组所绘制的草图进行分析后,我很快就用CAD画出了装配图和各个零件图,没想到的是,我却卡在了手工绘图上,大一学年所学的手工绘图要领已逐渐忘记,画图的手感也越发陌生,更让我感到不适应的是,在熟悉了CAD复制、修剪、填充、移动等方便的操作命令后,我竟觉得手工绘图的橡皮擦、线条加粗犹如原始动作,那时我忍不住大呼:“CAD绘图太方便了”。就这样,我“迫不得已”坚定了学好CAD的念头。
一、课程说明
本课程的基本内容由《机床电气控制》教学大纲说明。
1..课程描述:
机床电气控制是实践性很强的机电类专业的专业课程,学习理论是为了知识的应用,因此侧重于实训。通过实训,使得学生理论和实践相结合,获得对工厂机床电气控制接近真实的感受,加强实践和综合能力的提高。
本课程的实训主要包括常用低压电器的识别和检测;三相异步电动机的可逆控制及Y-△降压起动控制等,教学时间列入实践教学之中。2.知识目标:
通过实训,可以进一步加深所学的理论知识;熟悉机床电气控制线路的接线,学会简单的机床控制系统的设计和故障的排除以及维护维修。3.能力目标:
能够做好实训前的准备;能够借助教材或仪器说明书正确使用常用仪器;能够运用理论知识对实训现象进行初步的分析判断;能够正确纪录和处理实训数据、说明实训结果、撰写合格的实训报告;能够完成简单的具有设计性内容的实训。能够熟练使用万用表等基本仪器对电气电路进行检测,机床电气控制系统的调试、检验和故障排除。能够识读电气原理图,电气元件布置图,电气安装接线图。4.素质目标:
具备符合机械和电行业的基本职业道德和职业素质;培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风、严肃认真的工作态度、主动研究的探索精神;培养学生遵守纪律、团结协作和爱护公共财产的优良品德。
二、实训内容
实训项目
一、常用低压电器的识别与检修(6学时)1.实训目的与要求:(1)根据原理能检测低压电器的好坏;
(2)能维修低压电器;
(3)能识别常用的低压电器实物 2.实训器材
低压断路器、按钮、熔断器、交流接触器、行程开关、时间继电器等低压电器,每个学生万用表1块、兆欧表。
3.实训重点与难点:
实训重点:低压电器的识别
实训难点:低压电器的维修 4.实训内容与步骤:
(1)、了解或观察待修器件的故障现象。
(2)、根据现象拆卸待修的器件。
(3)、更换或维修待修器件中损坏的小零件。
(4)、重新组装待测器件。
(5)、通电试验(或表测)已组装好的器件,是否达到性能上的要求。
实训项目
二、电动机点动与连续控制实验(4学时)1.实训目的与要求:
熟练掌握电动机点动和连续控制的工作过程以及二者电路的异同 2.实训器材: 三相电源开关,控制电线,电动机,起动按钮SB2 停止按钮SB1 3.实训重点与难点:
实训重点:电动机点动控制和连续控制的电路组成、工作过程
实训难点:连续控制的电路组成、工作过程 4.实训内容与步骤:
(1)按照点动控制线路电气原理图接线,(2)接完之后检查线路直至到无误
(3)合上三相电源开关Q,按下和松开起动按钮SB2观察电动机的工作情况,断开三相电源开关Q,拆除点动控制线路,(4)按照连续控制电气图接线,接完之后检查线路直至到无误, 合上三相电源开关Q,按下和松开起动按钮SB2观察电动机运行情况,停止按SB1按钮
根据以上两种电路的工作情况分析点动控制与连续控制的异同
实训项目三、三相异步电动机的可逆运转控制及Y-△减压起动控制(6学时)
1.实训目的与要求:
(1)、了解三联按钮,空气阻尼式时间继电器的结构,工作原理及使用方法。
(2)、三相异步电动机的可逆运转控制及Y-△降压起动控制的工作原理及接线方法。
(3)、熟悉电路的故障分析及排除故障的方法。2.实训器材
(1)三相异步电动机 JO2-12-4 0.8KW 1台(2)三相开启式负荷开关 QS HK2-3 15A 1只(3)熔断器FU RL1-15 5A 2只(4)交流接触器 CJ10-10 380V 3只(5)三联按钮SB LA4-3H 1只(6)热继电器FR JRO-20/3 2.4A 1只(7)时间继电器KT JS7-1A 380V 1只(8)电工工具及导线 3.实训重点与难点:
实训重点:三相异步电动机的可逆运转控制及Y-△降压起动控制的工作原理及接线方法
实训难点:三相异步电动机的可逆运转控制及Y-△降压起动控制的接线及故障分析
4.实训内容与步骤:(1).检查各电器元件的好坏。(2)、按电气原理图正确连接线路。
(3)、检查接线无误,经老师检查认可后通电实验。(4)、操作起动和停止按钮,观察电动机单向起停情况。
(5)、操作起动按钮,待电动机正常运转后,直接按下反方向起动按钮,使电动机反方向运转。
(6)、实验中出现不正常现象时,应断开电源,分析故障。
(7)、调节时间继电器的延时,观察时间继电器的动作时间对电动机起动过程的影响。
实训项目四 三相异步电动机正反转控制电路的调试及故障排除的技能(12学时)
1.实训目的与要求:
(1)、知识目标: 熟悉常用电器元件的结构、工作原理、型号规格、使用方法及其在控制线路中的作用。
(2)、能力目标:熟悉三相异步电动机正反转控制电路的工作原理、接线方法、调试及故障排除的技能。2.实训电路图及简介:
本电路主要适用于机床工作台的前进与后退或升降,机床主轴的正反转等。由电动机原理可知,只要把电动机的三相电源进线中的任意两相对调,就可改变电动机的转动方向;实现这一要求需要两个交流接触器。如图:当接触器KM1工作时,电动机正转;
当接触器KM2工作时,电动机接电源的U、W两相线对调,电动机反转。
电路图如下:
操作过程:(1)按下SB2---KM1线圈带电—主触点、自锁触点闭合、互锁触点断开---电动机正转;
(2)按下SB1---KM1线圈失电---电动机停止;
(3)按下SB3---KM2线圈带电—主触点、自锁触点闭合、互锁触点断开---电动机反转;
3.实训重点与难点:
实训重点:三相异步电动机正反转控制电路的工作原理、接线方法、调试及故障排除的技能。
实训难点:三相异步电动机正反转控制电路的工作原理、接线方法、调试及故障排除的技能。4.实训内容与步骤:
1.对电路控制板接入三相电源并接通电动机;
2.检测接线无误,闭合开关对连接好的实物板进行通电检测;操作正转起动停止、反转起动,观察电动机的运行情况
3.若出现故障,必须断电检测,对出现的故障分析原因并让学生重新检测、调试,再通电,直到试车成功 4.最后总评故障现象及其原因; 5.实训中出现的问题及解决办法
(1)控制电路无自锁
这是因为交流接触器KM1(或KM2)的常开没有与开关SB2(SB3)并联,并与线圈串联在一起,当出现此问题时,检测是KM1无自锁还是KM2无自锁,若是KM1则应检测KM1的常开,否则查看KM2。(2)控制电路无互锁
这是因为两个交流接触器KM1、KM2的常闭没有互相控制彼此的线圈电路,即KM1(KM2)的常闭没有串联于KM2(KM1)的线圈电路中。(3).控制电路不带电
可能为控制电路没有取相(回相)造成的,此时可以检查一下控制电路,当按下开关SB2或SB3时,是否通路,若通路,则检测熔断器是否正常。
(4)主电路不带电
此可能时开关没有闭合,或熔断器已烧坏,也有可能是主触点接触不良,可用万用表测量,然后确定问题所在。(5)电路少相
表现为电机转速慢,并产生较大的噪音,此时可以此测量三相电路,确定少相的线路,并加以调整。(6)
电路短路
此问题最为严重,必须对整个电路进行测量检查。
实训项目五、CA6140普通车床电气控制线路故障排除实习训练(36学时)
1.实训目的与要求:
(1).了解和熟悉CA6140车床电气线路常见的故障现象(2).分析CA6140车床电气线路常见故障的原因并能排出
2.实训电路图及简介:
CA6140车床控制线路的主电路
CA6140 车床控制线路的控制电路
电气原理图分析:
1)主电路
合上自动空气开关QF1。
M1:交流接触器KM1主触点闭合,M1直接起动运行。
M2:交流接触器KM1主触点闭合后,交流接触器KM2主触点闭合,再合上自动空气开关QF2,M2直接起动运行。
M3:交流接触器KM3主触点闭合,M3直接起动运行。2)控制电路
控制电路电源由电源变压器TC供给控制电路交流电压127V,照明电路交流电路36V,指示电路6.3V。即采用变压器380V/127V,36V,6.3V ①M1、M2直接起动:合上QF1→按下SB2→KM1、KM2线圈得电自锁→ KM1主触点闭合→M1直接起动;KM2主触点闭合→合上QF2→ M2直接起动
②M3直接起动:合上QF1→按下SB3→KM3线圈得电→ KM3主触点闭合→M3直接起动(点动)③M1能耗制动
合上SQ1→KT线圈得电→KT常闭触点断开→KM1、KM2线圈断电→KT常开触点闭合,KM4线圈得电→其主触点闭合,M1能耗制动;KT线圈断电→延时t秒后,KT延时触点复位,KM4主触点断开,制动结束。3.实训重点与难点:
实训重点:CA6140车床电气线路常见故障分析和排除的技能
实训难点:CA6140车床电气线路常见故障分析和排除的技能
4.实训内容与步骤:
(1)用通电实验方法发现故障现象,进行故障现象,进行故障分析,并在电气原理图中用虚线标出最小的故障范围。
(2)按图排除C6140普通车床主电路或控制电路中的人为设置的两个电气自然故障点。.操作注意要求:(1)指导教师指导下操作,安全第一。设备通电后,严禁在电器侧随意扳动电器件。进行排故训练,尽量采用不带电检修。若带电检修,则必须有指导教师在现场监护。
(2)必须安装好各电机、支架接地线、设备下方垫好绝缘橡胶垫,厚度不小于8mm,操作前要仔细查看各接线端,有无松动或脱落,以免通电后发生意外或损坏电器。
(3)在操作中若发出不正常声响,应立即断电,查明故障原因待修。故障噪声主要来自电机缺相运行,接触器、继电器吸合不正常等。
(4)发现熔芯熔断,应找出故障后,方可更换同规格熔芯。(5)在维修设置故障中不要随便互换线端处号码管。
(6)操作时用力不要过大,速度不宜过快;操作频率不宜过于频繁。(7)实习结束后,应拔出电源插头,将各开关置分断位。(8)作好实习记录。
实训项目
六、主轴的调试(20学时)
1、实训目的与要求:
(1)、理解数控机床主轴的作用及控制方案(2)、掌握变频器的选型、硬件连接、参数设定(3)、理解主轴编码器的作用、连接、参数设定
2、实训基础知识:
1)、数控机床对主轴驱动的要求。
数控机床对主轴要求在很宽的范围内连续可调,恒功率范围宽。当要求机床有加工螺纹功能、准停和恒线速加工时,就对主轴提出了相应的进给控制和位置控制的要求,此时主轴驱动也可称为主轴伺服系统,相应的主轴电机装配有编码器作为主轴位置检测,另一种方法是在主轴上直接安装外置式编码器,通过外置编码器检测主轴的位置。由于数控机床的高自动化及高精度,对主运动提出了更高的要求。
(1)转速高,功率大:数控机床对工件能完成大切削用量的粗加工及高速旋转下的精加工。粗加工时,扭矩大;精加工时,转速高。
(2)变速范围宽,且能实现无级变速:满足不同的加工要求,就要有不同的加工速度。由于数控机床的加工通常在自动的情况下进行,尽量减少人的参与,因而要求能够实现无级变速。
(3)能够实现恒切削速度加工:在加工端面时,为了保证端面稳定的加工质量,要求工件端面的各部位能保持恒定的线切削速度。随着加工的进行,通过调节主轴的转速N使得保持恒定的线切削速度。
(4)主传动链尽可能短:传动链越短,则累积误差越小。
(5)实现刀具的快速或自动装卸:主运动是刀具旋转运动的数控机床,由于机床可以进行多工序加工,工序变换是时刀具也要更换,因此要求能够自动换刀。
(6)能够实现主轴定向或C轴功能:主轴定向控制是将主轴准确停在某一固定位置上,以便在该处进行换刀动作或进行镗孔的退刀,现在一般采用电气方式使主轴定向,即利用装在主轴上的位置编码器或磁性传感器作为位置反馈元件,由它们输出的信号使主轴准确定位在规定位置上。位置的调整可以通过改变磁性检测元件的位置或调整相应的机床参数。C轴功能是指主轴具备位置控制功能能够进行插补的编程,例如立式加工中心Z和C轴联动实现刚性攻丝。
2)、主轴系统的电气控制方案: 目前,数控机床的主轴控制主要有以下三种控制:
(1)普通异步电机的接触器控制,电气上可实现正反转的控制,由于外部提供的交流电源为50HZ,电机在电气上无法调速,只能通过改变主传动机械的传动比来改变主轴的转速,这种速度调节是不连续的,而且只能获得有限的几种速度,这种方案实现的是有级调速,有的早期的数控机床和简易数控车床改造使用这种控制方案。
(2)变频器控制异步电机的方案:根据交流电机的转速公式:
其中:n为电机转速,单位为rpm;f为供给电机电源的频率,单位Hz;p为电机的极对数。
因为通过改变电机极对数调速,选择速度级数受到限制,而且须改变电机的连接,所以很少使用;而使用广泛的是利用变频器改变电机的电源频率进行的调速,变频器能够实现对频率的连续调节,所以可以称为无级调速,变频器通过改变输出的三相交流电源的相序来改变电机的转向。但是,交流电机不带速度检测元件,不能构成速度反馈,属于开环的速度控制系统;电机旋转时存在转差,负载越大,转差越大,电机的实际速度与数控系统发出的指令速度存在误差。
变频器是一个智能化的独立式的控制单元,其功能是将电网提供的恒压恒频交流电,变换为变压变频的交流电,常用的是间接(交--直--交)变压变频装置。其原理是先将工频交流电通过整流器变成直流电,再经过逆变器将直流电变换成可控频率的交流电。
变频器作为主轴电机控制部件,需要接收数控系统的控制指令,控制指令包括速度指令和方向控制指令。速度指令是一个模拟量指令,一般需要的是一个单极性电压0~10V或0~5V之间的电压,电压值与主轴速度指令成正比;方向控制是开关量指令,一般使用数控的PLC输出来控制。
(3)主轴伺服系统控制主轴伺服电机,因为它引入了速度反馈,这种控制方案实现的是速度的闭环控制。和进给伺服系统一样主轴伺服系统也分为直流主轴伺服系统和交流伺服系统。
直流伺服主轴系统:早期的数控机床主轴伺服控制采用直流伺服系统,它有以下特点:
调速范围宽。采用直流主轴驱动系统的数控机床通常只设置高、低两级速度的机械变速机构,电动机的转速由主轴驱动器控制,实现无级变速,因此,它必须具有较宽的调速范围。直流主轴驱动器主回路一般采用晶闸管三相全波整流,以实现四象限的运行。
主轴控制性能好。为了便于与数控系统的配合,主轴伺服器一般都带有D/A转换器、“使能”信号输入、“准备好”输出、速度/转矩显示输出等信号接口。为了增大电机的转速范围,额定转速以下,励磁电压恒定,调节电枢电压调速,电机工作在恒转矩状态;超过额定转速,电枢电压恒定,降低励磁电压调速,电机工作在恒功率状态。
由于直流主轴电机存在机械换向,尤其是大功率的主轴单元和主轴电机的情况下,电机的工作电流大,维护不当容易在电刷和换向器之间产生环火、电弧。损坏电机和驱动单元,也给其他设备带来干扰,所以直流伺服主轴已被交流伺服主轴取代。
交流伺服主轴驱动系统:系统由主轴驱动单元、主轴电动机和检测主轴速度与位置的旋转编码器3部分组成,主要完成闭环速度控制,但当主轴准停时则完成闭环位置控制。由于数控机床的主轴驱动功率较大,所以主轴电动机采用鼠笼式感应电动机结构形式,旋转编码器可以在主轴外安装,也可以与主轴电动机做成一个整体,主轴驱动单元的闭环控制、矢量运算均由内部的高速信号处理器及控制系统实现,CNC系统向主轴驱动单元发出速度指令,驱动单元将该指令与旋转编码器测出的实际速度相比较,经数字化的速度调节器和磁链函数发生器运算,得到转子当前的希望力矩与希望磁链矢量再分别与实际力矩、磁链运算结果相比较,且经过力矩、磁链调节器运算得到等效直流电动机(两相旋转轴系)的转矩电流分量和励磁电流分量,变换进入两相静止轴系,最后经2/3矢量变换进入三相静止轴系,得到变频装置的三相定子电流希望值,通过控制SPWM驱动器及IGBT变频主回路使负载三相电流跟随希望值,就可以完成主轴的速度闭环控制 3)、变频器的使用:参见FR-S520S使用手册 4)、主轴编码器 3.实训重点与难点:
实训重点:(1)、变频器的选型、硬件连接、参数设定
(2)、理解主轴编码器的作用、连接、参数设定
实训难点:(1)、变频器的选型、硬件连接、参数设定
(2)、理解主轴编码器的作用、连接、参数设定
4、实训步骤
(1)、在完成实训项目一的基础上,根据图纸针对主轴控制部分进行电路检查,确定控制主轴的元件。
(2)、将主轴的控制参数设定为模拟主轴控制。(3)、设定变频器的参数。(4)、设定主轴转速参数
(5)、在编制出主轴控制PMC程序的基础上,对手动、自动主轴的控制进行调试。
(6)、检测主轴转速的指令值与实际值是否一致,进行参数调节。(7)、进一步优化变频器的参数。
5、实训总结与思考:
(1)、主轴的控制方案有哪些、各有什么特点。
(2)、理解变频器的工作原理,变频器作为数控机床的主轴控制部件其电路连接有什么特点及要求。
(3)、变频其作为主轴控制部件其参数设定有哪些要求。
三.实训建议:
1.在实训活动中,要注意实训器材的选择,在制作实训产品应着重于低压电器的检测、电动机控制电路的设计、PLC控制系统的设计等,保证一定的技术和操作质量,尽量使用现有的产品;尽量模拟真实的工厂机床控制系统,增强现场感受。
实训学时中不包括实训准备和撰写实训报告时间,这两部分工作应要求学生课外进行,练习和设计建议在课内完成。
2.通过强有力的实践环节,使学生在工程意识、操作技能、专业综合素质、实践动手能力上都有所提高,充分体现了高职高专教育对人才培养目标的要求。
四、实训考核方式
1、每个实训项目评定一次成绩,成绩用A、B、C记录,每一等级可细分为B+、B-等;
2、每次成绩依据学生的实训纪律、操作过程、实训结果及实训报告评定;
3、依据各次成绩,学期末综合评定实训成绩。
五、教材及参考资料:
1.《工厂电气控制技术》 方承远 主编 机械工业出版社 2000
2.《电气控制与PLC应用》 许廖 王淑英编 机械工业出版社 2003 3.《机床电气维修技术》 宋家成 主编 山东科技出版社 2002
4.《可编程控制器原理及应用》 林小峰 主编 高等教育出版社 1991
5.《数控与电控技术》 孙志永主编 机械工业出版社 2002 6.《现代电气及可编程技术》 王永华主编 北京航空航天大学出版社2004
7.《电气控制与PLC应用》 余雷声主编 机械工业出版社,2001 8.《 工厂电气控制技术》 张运波主编 高等教育出版社,2001
双重联锁正反转控制电路
一、实验目的:
1、通过对三相电机正反转控制电路的安装接线,掌握由电路原理图接成实际操作电路的方法。
2、掌握三相电机正反转的原理和方法。
3、掌握双重联锁和单一联锁的不同接法,并熟悉在操作过程中有哪些不同之处。
二、实验器材:
1、三相电机
1台
2、实验底板(2)
1块
三、实验内容:
按图所示内容接线,经指导老师检查无误后,方可通电实验。
(1)合上电源开关SA。
(2)按下按钮SB1,观察并记录。(3)将按钮SB2按下一半,观察并记录。(4)将按钮SB2按到底,观察并记录。(5)将按钮SB1按下一半,观察并记录。(6)将按钮SB1按到底,观察并记录。
改接电路,断开SA,用导线将两个接触器的联锁触头短接。合上SA,继续下列步骤:
(7)按下按钮SB1,观察并记录。(8)按下按钮SB2,观察并记录。
二、实训地点:六教一楼实训室
三、实训安排及内容:
XX年5月9日(星期一)
上午:介绍一些有关普通话考试的方式和内容及教授一些基础知识
下午:巩固基础知识(声母、韵母的发音练习)
XX年5月10日(星期二)
上午:认识并学习变调,通过读字词纠正音调
下午:勾画出本子中的翘鼻音、前后鼻音,并加以练习
XX年5月11日(星期三)
上午:学习轻声、儿化音,练习读字词、文章
下午:字词、文章的练习
XX年5月12日(星期四)
上午:字词、文章的练习
下午:熟练掌握文章的朗读节奏,并做模拟考试训练
XX年5月13日(星期五)
上午:实际练习操作,用普通话相互交流
下午:对为期一周的普通话实训进行总结
四、实训体会与收获:
实训目的要求
一、了解CAD软件系统的基本界面;
二、掌握电气CAD软件的基本工具操作方法;
三、学会使用CAD系统中的绘图辅助工具绘制相关图形文件;
实训内容
首先,老师给我们介绍了CAD常用的一些基本功能和使用方法。平面绘图:能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线、构造线、圆弧、点、图案填充等基本图形对象。绘图辅助工具:CAD提供了捕捉、栅格、正交、极轴、对象捕捉、线宽等绘图辅助工具。正交功能是用户可以很方便的绘制水平、竖直直线,对象捕捉可帮助拾取几何对象上的特殊点,而追踪功能能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。编辑图形:CAD有很强大的编辑功能,有移动、偏移、复制、镜像、阵列、修剪、倒角、圆角、分解、缩放等。标注尺寸:可以创建多种类型尺寸,标注外观可以自行设定。文字分为多行文字和单行封面,不过老师还是建议我们使用多行文字进行书写。图层管理功能:图形对象都位于某一图层上,可设定图层颜色、线型、线宽等特性。除此之外,老师还教我们怎么打印CAD图纸。一些快捷键的使用,比如按空格键或回车键是退出画图,还提醒我们画图的时候要注意左下角的的提示等,画虚线的时候要注意细节比例。老师传授完所有的理论知识之后,剩下的时间就都交给我们练习画图了。老师还强调要多练,这样才能更加了解画图工具。刚开始,老师布置给我们的任务是画最常用的电气简图的图形符号。万事开头难,像这样简单的图形我都画得很吃力,问题在于我对画图工具还很生疏,不过在老师的指导和同学的帮助下,我渐渐熟悉了各种画图工具,而且用起来也有点得心应手了。
接下来,老师就布置一些复杂的图给我们画,其实也不算难画,只要熟练掌握画图工具,一下下就可以搞定了的。最复杂的就是画变电所,虽然有步骤,但如果不理解,也会画不出来的。
老师为了检查我们的学习成果,就进行了一次小考,虽然给的题目不难,但我还是做得很差,所以我会吸取教训,我会争取在课余时间多多练习的。
实训总结
国家开放大学电大专科《数控机床电气控制》判断题题库及答案(试卷号:2432)盗传必究 判断题 1.步进电动机驱动装置由环形脉冲分配器、功率放大驱动电路两大部分组成。(√)2.中间继电器实际上也是一种电压继电器,只是它具有数量较多、容量较大的触点,起到中间放大的作用。(√)3.由电动机学基本原理可知,交流电动机的同步转速与定子供电频率无关。(×)4.语句表又叫做指令表,是各种PLC通用的一种图形编程语言,在形式上类似于继电器控制电路。(×)5.数控机床加工精度,在很大程度上取决于数控机床位置检测装置的精度。(√)6.在光电编码器的里圈里还有一条透光条纹C(零标志刻线),用以每转产生一个脉冲,该脉冲信号又称零标志脉冲,作为测量基准。(√)7.接触器按其主触头通过电流的种类不同,分为交流、直流两种,机床上应用最多的是直流接触器。(×)8.直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式,也适合于较大容量(大于10KW)的电动机。(×)9.开环伺服系统即为无位置反馈的系统,其驱动元件主要是步进电动机。(√)10.继电器的输入信号只能是电流、电压等电学量。(×)11.热继电器的作用是对电路进行短路保护。(×)12.以交流伺服电机为驱动单元的数控系统称为闭环数控系统。(×)13.绝对式位置检测是:每个被测点的位置都从一个固定的零点算起。(√)14.数控机床位置检测装置的分辨率与数控机床的分辨率精度是相同的。(×)15.接近开关多为三线制。三线制接近开关有二根电源线(通常为24V)和一根输出线。
(√)16.电器元件布置图是用规定的图形符号,根据原理图,按各电器元件相对位置绘制的实际接线图。(√)17.屏蔽技术利用金属材料制成容器,将需要防护的电路或线路包在其中,可以防止电场或磁场的耦合干扰。(√)18.直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式,也适合于较大容量(大于10KW)的电动机。(×)19.开环伺服系统即为无位置反馈的系统,其驱动元件主要是步进电动机。(√)20.继电器的输入信号只能是电流、电压等电学量。(×)21.直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式,也适合于较大容量(大于10KW)的电动机。(×)22.以交流伺服电机为驱动单元的数控系统称为闭环数控系统。(×)23.在光电编码器的里圈里还有一条透光条纹C(零标志刻线),用以每转产生一个脉冲,该脉冲信号又称零标志脉冲,作为测量基准。(√)24.接触器按其主触头通过电流的种类不同,分为交流、直流两种,机床上应用最多的是直流接触器。(×)25.中间继电器实际上也是一种电压继电器,只是它具有数量较多、容量较大的触点,起到中间放大的作用。(√)26.由电动机学基本原理可知,交流电动机的同步转速与定子供电频率无关。(×)27.语句表又叫做指令表,是各种PLC通用的一种图形编程语言,在形式上类似于继电器控制电路。(×)28.数控机床加工精度,在很大程度上取决于数控机床位置检测装置的精度。(√)29.PLC内部可以看作是由许多“硬继电器”等逻辑部件组成的。(×)30.常用的位移执行机构有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。(√)31.开环伺服系统即为无位置反馈的系统,其驱动元件主要是步进电动机。(√)32.继电器的输入信号只能是电流、电压等电学量。(×)33.热继电器的作用是对电路进行短路保护。(×)34.以交流伺服电机为驱动单元的数控系统称为闭环数控系统。(×)35.在光电编码器的里圈里还有一条透光条纹C(零标志刻线),用以每转产生一个脉冲,该脉冲信号又称零标志脉冲,作为测量基准。(√)36.接触器按其主触头通过电流的种类不同,分为交流、直流两种,机床上应用最多的是直流接触器。(×)37.接近开关多为三线制。三线制接近开关有二根电源线(通常为24V)和一根输出线。(√)38.PLC内部可以看作是由许多“硬继电器”等逻辑部件组成的。(×)39.常用的位移执行机构有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。(√)40.直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式,也适合于较大容量(大于10KW)的电动机。(×)41.中间继电器实际上也是一种电压继电器,只是它具有数量较多、容量较大的触点,起到中间放大的作用。(√)42.由电动机学基本原理可知,交流电动机的同步转速与定子供电频率无关。(×)43.语句表又叫做指令表,是各种PLC通用的一种图形编程语言,在形式上类似于继电器控制电路。(×)44.数控机床加工精度,在很大程度上取决于数控机床位置检测装置的精度。(√)45.PLC内部可以看作是由许多“硬继电器”等逻辑部件组成的。(×)46.常用的位移执行机构有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。(√)47.直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式,也适合于较大容量(大于10KW)的电动机。(×)48.绝对式位置检测是:每个被测点的位置都从一个固定的零点算起。(√)49.数控机床位置检测装置的分辨率与数控机床的分辨率精度是相同的。(×)50.主轴定向控制又称主轴准停控制,即当圭轴停止时能控制其停在固定位置,对M06和M19指令有效。(√)51.热继电器的作用是对电路进行短路保护。(×)52.以交流伺服电机为驱动单元的数控系统称为闭环数控系统。(×)53.绝对式位置检测是:每个被测点的位置都从一个固定的零点算起。(√)54.数控机床位置检测装置的分辨率与数控机床的分辨率精度是相同的。(×)55.接近开关多为三线制。三线制接近开关有二根电源线(通常为24V)和一根输出线。(√)56.电器元件布置图是用规定的图形符号,根据原理图,按各电器元件相对位置绘制的实际接线图。(√)57.屏蔽技术利用金属材料制成容器,将需要防护的电路或线路包在其中,可以防止电场或磁场的耦合干扰。(√)58.直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式,也适合于较大容量(大于10KW)的电动机。(×)59.开环伺服系统即为无位置反馈的系统,其驱动元件主要是步进电动机。(√)60.继电器的输入信号只能是电流、电压等电学量。(×)
A.开环控制 B.主轴定向控制 C.辅助控制 2.位置检测装置能检测的最小位置变化量称作分辨率。位置检测装置的分辨率应适当()机床加工精度。
A.高于 B.低于 C.等于 3.()一般要在两点间移动的同时进行加工,所以不仅要求有准确的定位功能,还要求从一点到另一点之间按直线规律运动,而且对运动的速度也要进行控制。
A.直线控制的数控机床 B.轮廓控制的数控机床 C.点位控制的数控机床 4.采用安装在电机或丝杠轴端的回转型检测元件测量机床直线位移的检测方法叫做()A.绝对测量 B.直接测量 C.间接测量 5.按照电动机学原理,当()的定子三相绕组接通三相交流电源时,就会产生旋转磁场。
A.交流电动机 B.直流电动机 C.步进电动机 6.热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器,主要用于电动机或其他负载的()保护。
A.过压 B.过载 C.过流 7.()即用电气自控驱动工作台运动替代了人工机械驱动工作台运动。
A.进给控制 B.辅助控制 C.主轴控制 8.()是一种用来频繁地接通或分断带有负载(如电动机)的主电路自动控制电器。
A.自动空气开关 B.接触器 C.电流继电器 9.按CNC装置中各印刷电路板的插接方式可以分为()和功能模块式结构。
A.专用型结构 B.个人计算机式结构 C.大板式结构 10.由于()存在着一些固有的缺点,(比如,有电刷,限制了转速的提高,而且结构复杂,价格贵),使其应用范围受到限制。
A.直流伺服电动机 B.交流伺服电动机 C.步进电动机 11.主轴提供切削过程中的转矩和功率,主轴电动机一般使用()。
A.直流伺服电动机 B.笼型异步电动机 C.步进电动机 12.正弦波脉宽调制(SPWM)变频器的工作原理中运用了:冲量(窄脉冲的面积)相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果()这一采样控制理论重要结论。
A.不同 B.基本相同 C.无关 13.位置检测装置输出信号的变化量相对于输入信号变化量的比值为()。A.灵敏度 B.测量范围 C.零漂 14.用来表明各种电气元件在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置电气控制系统图是()。
A.电气原理图 B.电器元件布置图 C.电器安装接线图 15.数控机床的进给运动是由()完成的。
A.进给伺服系统 B.位置检测装置 C.可编程序控制器 16.()是数控系统的核心。
A.进给伺服系统 B.数控装置 C.可编程序控制器 17.数控系统除了位置控制功能外,还需要主轴起/停、换刀、冷却液开/停等辅助控制功能。这部分功能一般由()实现。
A.输入/输出装置 B.数控装置 C.可编程序控制器(PLC)18.()用来检测工作台的实际位移或丝杠的实际转角。
A.位置检测装置 B.进给伺服系 C.数控装置 二、判断题(对认为正确的题标注“√”,错题标注“×”;
每小题2分,共20分)19.热继电器的作用是对电路进行短路保护。(×)20.以交流伺服电机为驱动单元的数控系统称为闭环数控系统。(×)21.绝对式位置检测是:每个被测点的位置都从一个固定的零点算起。(√)22.数控机床位置检测装置的分辨率与数控机床的分辨率精度是相同的。(×)23.接近开关多为三线制。三线制接近开关有二根电源线(通常为24V)和一根输出线。(√)24.电器元件布置图是用规定的图形符号,根据原理图,按各电器元件相对位置绘制的实际接线图。(√)25.屏蔽技术利用金属材料制成容器,将需要防护的电路或线路包在其中,可以防止电场或磁场的耦合干扰。(√)26.直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式,也适合于较大容量(大于10KW)的电动机。(×)27.开环伺服系统即为无位置反馈的系统,其驱动元件主要是步进电动机。(√)28.继电器的输入信号只能是电流、电压等电学量。(×)三、简答题(每小题6分,共12分)29.正弦波脉宽调制(SPWM)变频器采用的重要理论基础是什么? 答:在采样控制理论中有一个重要结论,冲量(窄脉冲的面积)相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。电动机就是一个惯性的环节,该结论是SPWM控制的重要理论基础。
30.数控机床控制系统的基本组成包括哪几部分? 答:数控机床控制系统的基本组成包括输入/输出装置、数控装置、伺服驱动装置、机床电气逻辑控制装置、位置检测装置。
四、分析题(14分)31.数控机床的基本组成如图所示,试分析说明控制系统各部分的作用。
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