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1、成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）成都工业学院成教院成都工业学院成教院毕毕 业业 设设 计（论计（论文）文）论文题目：论文题目：CA6140CA6140 卧式车床的电气控制电路设计卧式车床的电气控制电路设计教教 学学 点：点：重庆科创职业学院重庆科创职业学院指导老师：指导老师：熊建国熊建国职职称：称：讲师讲师学生姓名：学生姓名：康运林康运林学学号号:12124411171212441117专专业：业：机电一体化技术机电一体化技术成都工业学院成教院制成都工业学院成教院制二一三年十二月二十五日二一三年十二月二十五日成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA61
2、40 型卧式车床电气电路设计）成都工业学院成教院成都工业学院成教院毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书题目：题目：CA6140 卧式车床的电气控制电路设计任务与要求：任务与要求：根据题目收集资料，论文内容围绕题目展开，不能偏题。严格要求论文的格式来设计，在设计中图形的规格必须符合论文格式；设计的论文内容和论文的目录相符合，多次检查，完成本次论文。时间：时间：2013年 11 月 28日 至 2014年 4月 17日 共 20周教教 学学 点：点：重庆科创职业学院重庆科创职业学院学生姓名：学生姓名：康运林康运林学学号：号：12124411171212441117专业：专业：机电一体化技术
3、机电一体化技术指导单位或教研室：指导单位或教研室：重庆科创职业学院重庆科创职业学院指导教师：指导教师：熊建国熊建国职职称：称：讲师讲师成都工业学院成教院制成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）毕业设计毕业设计(论文论文)进度计划表进度计划表日日 期期2013.11.28-2013.12.202013.12.22-2014.1.312014.2.1-2014.3.152014.3.16-2014.4.52014.4.6-2014.4.202014.4.21-2014.4.25工工 作作 内内 容容执执 行行 情情 况况指导教师指导教师签签字字查找资料，选题完成
4、论文的初稿完成论文二稿的写作完成论文的终稿及格式修改定稿，打印论文，做好评阅的准备论文评阅教师对进度教师对进度计划实施情计划实施情况总评况总评签名年月日本表作评定学生平时成绩的依据之一。成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）摘 要电气拖动的控制方式亦经历了一个从低级到高级的发展过程。最初采用手动控制。最早的自动控制是20 世纪 20、30 年代出现的继电接触器控制，它可以实现对控制对象的起动、停车、凋速、自动循环以及保护等控制。它所使用的控制器件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作町靠、易维护，因此在机床控制卜得到长期、广泛的应用。机床电气控制电路设计
5、是高职机械专业学生学完大学的课程后进行的，学生已经掌握了机械制造、机械加工的一些基本技能，从事机床电气控制线路的设计是对以前所学电气知识的综合回顾和复习，以后对各种机床控制电路都可触类旁通，能自己动手设计和改进相应电路，也能排除相关电气故障。关键词：CA6140 机床、控制电路、机械制造成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）AbstractMachineelectricalcontrolcircuitdesignishighvocationalmachineryprofessional students learn finished University o
6、f courses Hou for of,students hasmaster has machinery manufacturing,and machinery processing of some basic skills,engaged in machine electrical control line of design ison yiqian by learn electricalknowledge of integrated recalled and review,yihou on various machine control circuitare can analogy,ca
7、n themselves hands-on design and improved corresponding circuit,also can excluded related electrical faultKey wordsKey words：CA6140 machine tool,control circuit成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）目 录第一章 绪言.1第二章 CA6140 型卧式车床的简介.2第一节 CA6140 车床的主要功能、结构及型号意义.2第二节 CA6140 卧式车床的主要运动形式及控制要求.3第三章 CA6140 型卧式
8、车床的电气控制电路设计.4第一节 CA6140 卧式车床回路设计.4第二节 CA6140 卧式车床电路控制设计.5第三节 信号指示与照明电路.6第四章 CA6140 型卧式车床的电路保护环节.7第五章 电气控制电路中各元件的选择与明细表.8第一节 电气元件选择.8第二节 电气元件明细表.8第六章 绘制 CA6140 卧式车床综合电气控制原理图.10第七章 控制电路故障分析及特点.12结束语.13谢辞.14参考文献.15成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）第一章 绪言电气控制与电气拖动有着密切的关系。20 世纪初，由于电动机的出现，使得机床的拖动发生了变革，
9、用电动机代替蒸汽机，机床的电气拖动随电动机的发展而发展。电气拖动的控制方式亦经历了一个从低级到高级的发展过程。最初采用手动控制。最早的自动控制是20 世纪 20、30 年代出现的继电接触器控制，它可以实现对控制对象的起动、停车、凋速、自动循环以及保护等控制。它所使用的控制器件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作町靠、易维护，因此在机床控制卜得到长期、广泛的应用。它的缺点是体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是有触点控制，在控制复杂时可靠性降低。为了解决复杂和程序可变控制对象的需要，在 20 世纪 60 年代出现了顺序控制器。它是继电器和半导体元件综合应用的控制装置，具有程序
10、改变容易、通用性较强等优点，广泛用于组合机床、自动线上。随着计算技术的发展，又出现了以微型计算机为基础的具有编程、存储、逻辑控制及数字运算功能的可编程控制器 PLC。PLC 的设计以上业控制为目标，因而具有功率级输出、接线简单、通用性强、编程容易、抗干扰能力强、工作可靠等一系列优点。它一问世即以强大的生命力，大面积地占领了传统的控制领域。PLC 的一个发展方向是微型、简易、价廉，以图取代传统的继电器控制；而它的另一个发展方向是大容量、高速、高性能、对大规模复杂控制系统能进行综合控制。1成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）第二章 CA6140 型卧式车床的简
11、介第一节 CA6140 车床的主要功能、结构及型号意义一、主要功能：CA6140 车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、切断及割槽等，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔等。二、CA6140 车床型号意义：如图 2-1图 2-1 CA6140 车床型号意义三、CA6140 型卧式车床主要结构CA6140 型车床为我国自行设计制造的普通车床，与C620-1 型车床比较，具有性能优越，结构先进，操作方便和外形美观等优点。CA6140 型普通车床的外形图如图 2-2 所示。图 2-2 CA6140 型普通车床外形图CA6140 型车床主要由床身,主轴箱，进给箱，溜板箱，
12、刀架，丝杆，光杆，尾架等部分组成。2成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）第二节 CA6140 卧式车床的主要运动形式及控制要求一、主运动运动形式：主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动：控制要求：（1）主轴电动机选用三相笼型异步电动机，不进行调速，主轴采用齿轮箱进行机械有级调速（2）车削螺纹时要求主轴有正反转，一般由机械方法实现，主轴电动机只作单向旋转（3）主轴电动机的容量不大，可采用直接启动二、进给运动运动形式：刀架带动刀具的直线运动控制要求：进给运动也由主轴电动机拖动，主轴电动机的动力通过挂轮箱传递给进给箱来实现刀具的纵向和横向进给。加工螺纹时，要求刀具
13、移动和主轴转动有固定的比例关系三、辅助运动（1）运动形式：刀架的快速移动控制要求：由刀架快速移动电动机拖动，该电动机可直接启动，也不需要正反转和调速（2）运动形式：尾架的纵向移动控制要求：由手动操作控制（3）运动形式：工件的夹紧与放松控制要求：由手动操作控制（4）运动形式：加工过程的冷却控制要求：冷却泵电动机和主轴电动机要实现顺序控制，冷却泵电动机也不需要正反转和调速。四、电动机型号：主轴电动机 M1 Y132M-4-B3 380V 15.4A 7.5KW 1450r/min冷却泵电动 M2 AOB-25 380V 0.32A 90W 3000 r/min快速移动电动机 M3 AOS5634
14、380V 0.25KW 1360r/min3成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）第三章 CA6140 型卧式车床的电气控制电路设计第一节 CA6140 卧式车床回路设计一、主回路设计根据电气传动的要求，由接触器 KM1、KM2、KM3 分别控制电动机 M1、M2、M3，具体电路图如图 3-1 所示。图 3-1 主控制电路设计在主电路中，M1 为主轴电动机，拖动主轴的旋转并通过传动机构实现车刀的进给。主轴电动机 M1 的运转和停止由接触器 KM1 的三个常开主触点的接通和断开来控制，电动机 M1 只需作正转，而主轴的正反转是由摩擦离合器改变传动链来实现的。电
15、动机M1 的容量小于 10KW，所以采用直接启动。M2 为冷却泵电动机，进行车削加工时，刀具的温度高，需用冷却液来进行冷却。为此，车床备有一台冷却泵电动机拖动冷却泵，喷出冷却液，实现刀具的冷却。冷却泵电动机M2 由接触器 KM2 的主触点控制。M3 为快速移动电动机，由接触器 KM3 的主触点控制。M2、M3 的容量都很小，加装熔断器FU1 作短路保护。热继电器FR1 和 FR24成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）分别作 M1 和 M2 的过载保护，快速移动电动机 M3 是短时工作的，所以不需要过载保护。带钥匙的低压短路器 QF 是电源总开关。二、控制回
16、路设计控制电路的供电电压是 127V，通过控制变压器 TC 将 380V 的电压降为 127V得到。控制变压器的一次侧由FU1 作短路保护，二次侧由FU2、FU3、FU4 分别作短路保护。如图 3-2 所示。第二节 CA6140 卧式车床电路控制设计一、电源开关的控制电源开关是带有开关锁 SA2 的低压断路器 QF，当要合上电源开关时，首先用开关钥匙将开关锁 SB 右旋，再扳动断路器 QF 将其合上。若用开关钥匙将开关锁 SB 左旋，其触点闭合，QF 线圈通电，断路器 QF 将自动跳开。若出现误操作，又将 QF 合上，QF 将在 0.1s 内再次自动跳闸。由于机床的电源开关采用了钥匙开关，接通
17、电源时要先用钥匙打开开关锁，再合断路器，增加了安全性，同时在机床控制配电盘的壁龛门上装有安全行程开关 SQ2，当打开配电盘壁龛门时，行程开关的触点SQ2 闭合，QF 的线圈通电，QF自动跳闸，切除机床的电源，以确保人身安全。二、主轴电动机 M1 的控制SB1 是红色蘑菇型的停止按钮，SB2 是绿色的启动按钮。按一下启动按钮 SB2，KM1 线圈通电吸合并自锁，KM1 的主触点闭合，主轴电动机M1 启动运转。按一下SB1，接触器 KM1 断电释放，其主触点和自锁触点都断开，电动机M1 断电停止运行。三、冷却泵电动机的控制当主轴电动机启动后，KM1 的常开触点闭合，这时若旋转转换开关SB4 使其闭
18、合，则 KA1 线圈通电，其主触点闭合，冷却泵电动机 M2 启动，提供冷却液。当主轴电动机 M1 停车时，KM 常开触头断开，冷却泵电动机 M2 随即停止。M1 和M2 之间存在联锁关系。四、快速移动电动机 M3 是由接触器 KA2 进行的点动控制按下按钮 SB3，接触器 KA2 线圈通电，其主触点闭合，电动机 M3 启动，拖5成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）动刀架快速移动；松开SB3，M3 停止。快速移动的方向通过装在溜板箱上的十字手柄扳到所需要的方向来控制。五、SQ1 是机床床头的挂轮架皮带罩处的安全开关当装好皮带罩时，SQ1（1-2）闭合，控制电
19、路才有电，电动机 M1、M2、M3才能启动。当打开机床床头的皮带罩时，SQ1（1-2）断开，使接触器 KM1，KM2、KM3 断电释放，电动机全部停止转动，以确保人身安全。第三节 信号指示与照明电路照明电路采用 36V 安全交流电压，信号回路采用 6V 的交流电压，均由控制变压器二次侧提供。FU4 是照明电路的短路保护，照明灯 EL 的一端必须保护接地。FU3 为指示灯的短路保护，合上电源开关 QF，指示灯 HL 亮，表明控制电路有电。如图 3-2 所示。图 3-2 控制电路设计6成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）第四章 CA6140 型卧式车床的电路保
20、护环节如果对 CA6140 型卧式车床电路保护环节有以下几方面：(1)电路电源开关是带有开关锁 SA2 的断路器 QS。机床接通电源时需用钥匙开关操作，再合上 QS，增加了安全性。需要送电时，先用开关钥匙插入 SA2 开关锁中并右旋，使QS 线圈断电，再扳动断路器QS 将其合上，此时，机床电源送入主电路 380V 交流电压，并经控制变压器输出110V 控制电路、24V 安全照明电路、6V 信号灯电压。断电时，若将开关锁 SA2 左旋，则触头 SA2(0313)闭合，QS 线圈通电，断路器 QS 断开，机床断电。若出现误操作，QS 将在 0.1s 内再次自动跳闸。(2)打开机床控制配电盘壁箱门，
21、自动切除机床电源的保护。在配电盘壁箱门上装有安全行程开关 SQ2，当打开配电盘壁箱门时，安全开关的触头 SQ2(0313)闭合，将使断路器 QS 线圈通电，断路器 QS 自动跳闸，断开机床电源，以确保人身安全。(3)机床床头皮带罩处设有安全开关 SQ1，当打开皮带罩时，安全开关触头SQ1（031）断开，将接触器KM1、KM2、KM3 线圈电路切断，电动机将全部停止旋转，以确保了人身安全。(4)为满足打开机床控制配电盘壁箱门进行带电检修的需要，可将 SQ2 安全开关传动杆拉出，使触头 SQ2（0313）断开，此时 QS 线圈断电，QS 开关仍可合上。当检修完毕，关上壁箱门后，将SQ2 开关传动杆
22、复位，SQ2 保护作用照常起作用。(5)电动机 M1、M2 由 FU 热继电器 FR1、FR2 实现电动机长期过载保护；断路器 QS 实现全电路的过流、欠电压保护及热保护；熔断器 FU、FU1 至 FU6 实现各各部分电路的短路保护。此外，还设有 EL 机床照明灯和 HL 信号灯进行刻度照明。7成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）第五章 电气控制电路中各元件的选择与明细表第一节 电气元件选择一、电源引入开关 QQ 主要作为电源隔离开关用，并不是用它来直接起停电动机，可按电动机额定电流来选。根据该三台电动机来看，选中小型组合机床常用三极组合开关，型号 DZ5
23、-20，电流 20A。二、热继电器 FR1、FR2主电动机 M1 额定电流 15.4A,KH1 应选用 JR16-20/3D 型热继电器，热元件电流为 20A 整定电流调节范围较大，工作时将额定电流调到 15.4A.M2 的工作电流只有 0.32A，故选用 JR2-1 型热继电器，热元件整定电流调节范围较小，工作时调整在 0.32A。三、熔断器 FU、FU1、FU2、FU3、FU4FU 对整机进行短路保护的熔断器，选用RL1 型熔断器，配用40A 的熔断体。FU1、FU2、FU3、FU4 均选用 RL1 型熔断器，分别配用 4A,2A,1A,1A 的熔断体。四、接触器 KM1,KM2 及 KM
24、3接触器 KM1 根据主电动机的额定电流等于 15.4A，控制回路电源电压 127V，需主触点 3 对，动合辅助触头 2 对，根据以上情况，选用 CJ0-10A 型交流接触器，电磁线圈电压为 127V。KM2,KM3 也采用同样型号的交流接触器。五、控制变压器 TC控制变压器 TC 最大负载是 KM1,KM2，KM3 及指示灯同时工作时，根据总功率计算公式，选用 BK-200 型控制变压器，380/127、36、6V第二节 电气元件明细表电气元件明细表要注明各元器件的型号、规格及数量等，如表 5-1 所示。表 5-1 CA6140 车床电气元件表8成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA614
25、0 型卧式车床电气电路设计）符号元件名称M1主轴电动机M2冷却泵电动机M3快移电动机KM1 交流接触器KM2 交流接触器KM3 交流接触器QF低压断路器SB1SB2SB3SA按钮按钮按钮钥匙式电源开关SA1转换开关SA2转换开关SQ1SQ2FR1FR2TCFUFU1FU2FU3FU4ELHL行程开关行程开关型号Y132M-4-B3规格7.5KW 1450r/min件数作用1工件的旋转和刀具的进给AOB-2590W 3000 r/min1供给冷却液AOS5634CJ0-10ACJ0-10ACJ0-10ADZ5-20LA2 型LA2 型LA2 型0.25KW1360r/min127V10A127V
26、10A127V10A380V 20A500V 5A500V 5A500V 5A1刀架的快速移动1控制主轴电动机 M11控制冷却泵电动机 M21快速移动电动机 M3111电源总开关主轴停止主轴启动1快速移动电动机M3点动1开关锁HZ2-10/3HZ2-10/3LX3-11KLX5-11K10A，三极10A，三极15.4A0.32A380/127、36、6V40A4A2A1A1A40W36V1控制冷却泵电动机1控制照明灯1打开皮带罩时被压下1电气箱打开时闭合11M1 过载保护M2 过载保护热继电器JR16-20/3D热继电器变压器熔断器熔断器熔断器熔断器熔断器照明灯指示灯JR2-1BK-200RL
27、1RL1RL1RL1RL1K-1，螺口DX1-01控制与照明用变压器1全电路的短路保护1M2、M3 的短路保护1控制回路的短路保护1指示灯回路短路保护1照明回路的短路保护1机床局部照明1电源指示灯白色，配 6V0.15A 灯泡9成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）第六章 绘制 CA6140 卧式车床综合电气控制原理图依据国家电气制图规范，按设计要求，绘制详细的电气控制原理图，如表6-1、表 6-2、图 6-3 所示。说明如下：表 6-1 接触器触头在电路图中位置的标记栏目触头类型举例 KM28 X210 X2表示 3 对主触头均在图区 2表示一对辅助常开触
28、头在图区 8，另一对常开触头在图区 10表示 2 对辅助常闭触头未用左栏主触头所处的图区号中栏辅助常开触头所处的图区号右栏辅助常闭触头所处的图区号表 6-2 继电器触头在电路图中位置的标记栏目触头类型举例KA24 4 4 表示 3 对常开触头均在图区 4表示常闭触头未用左栏常开触头所处的图区号右栏常闭触头所处的图区号10成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）图 6-3 CA6140 卧式车床整机电气控制原理图11成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）第七章 控制电路故障分析及特点一、电气控制电路故障分析CA6140 型车床
29、的常见电气故障往往出现在安全开关 SQ1、SQ2 上，由于长期使用，可能出现松动移位，致使打开床头皮带罩时SQ1（03-1）触电断不开或打开配电盘壁箱门时 SQ2(03-13)不闭合而失去人身安全保护作用。另一个故障是断路器 QS 引起的，当开关锁 SA2 失灵时将会失去保护作用。应检验将开关锁 SA2左旋时断路器 QS 能否自动跳开，跳开后若又将 QS 合上后，经过 0.1s 后 QS 能否自动跳闸。二、控制电路故障表（如表 7-1）表 7-1 控制电路故障表故障现象按下SQ2后，启动按下SB2后QS跳闸HL或EL不亮合上SB4，M2不启动合上QS就原因停电或断路故障短路故障断路或灯泡损坏断
30、路故障短路故障点电源有否电？FU1、FU2、FU、SQ1、FR1、SB1、SB2、KMM1绕组击穿或部分击穿KM线圈击穿或部分击穿TC绕组击穿或部分击穿SA不能闭合HL或EL、或FU3、FU4熔断FR2、SB4、KM常开，KA1线圈TC、KM、KA1、KA2、M1、M2、M3、QS或绕组检查方法查看电源电压表是否熔断用电笔或万用表检测段路电万用表查三相绕组万用表查KM线圈，查看是否烧焦电笔或万用表测量灯座接触是否良好，是否有漏电处千万熔丝熔断用电笔或万用表检测短路点FU熔断，查M1、M2、M3，TCFU1熔断查看有关线圈和绕组有否烧焦痕迹三、CA6140 型卧式车床电气控制电路特点机床由三台电
31、动机拖动，全部单方向旋转，主轴旋转方向的改变、进给方向的改变、快速移动方向的改变都靠机械传动关系来实现。具有完善的人身安全保护环节：设有带钥匙的电源断路器 QS、机床床头皮带罩处的安全开关 SQ1、机床控制配电箱门上的安全开关 SQ2 等。12成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）结束语电气拖动的控制方式亦经历了一个从低级到高级的发展过程。最初采用手动控制。最早的自动控制是20 世纪 20、30 年代出现的继电接触器控制，它可以实现对控制对象的起动、停车、凋速、自动循环以及保护等控制。它所使用的控制器件结构简单、价廉、控制方式直观、易掌握、工作町靠、易维护，
32、因此在机床控制卜得到长期、广泛的应用。它的缺点是体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是有触点控制，在控制复杂时可靠性降低。通过本次毕业设计的完成我们应掌握车床的主要结构及运动形式、电气线路分析、电气线路安装步骤、车床常见的电气故障的排除，熟练掌握车床的检修技能训练，养成安全操作，规范操作，文明生产的行为习惯。13成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）谢 辞本论文在老师的悉心指导和严格要求下已完成。在学习和生活期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完
33、成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文工作。14成都工业学院成教院毕业论文（设计）（CA6140 型卧式车床电气电路设计）参考文献1.机床电气控制技术杨林建北京理工大学出版社 20082.电气设备控制与检修 李树元，孟玉茹主编中国电力出版社3.电工电子技术赵景波人民邮电出版社 20084.工厂电气控制设备 许廖机械工业出版社5.电机与变压器编写组中国劳动社会保障出版社 20086.机电设备控制基础 王本轶主编 机械工业出版社7.彭文生等主编.机械设计.第 1 版.北京：高等教育出版社，20028.赵仁良、王建.电力拖动控制线路与技能训练北京.中国劳动社会出版社200115