3.9 实训一(X62W铣床电气原理与故障分析)
1.实验目的及要求
①进一步熟悉X62W铣床电气控制电路。能对铣床进行模拟操作并清楚地了解各运动方向上机电互锁的逻辑关系。
②学习机床电气控制电路板电器位置的合理布置及配线方式。熟悉所有电路的规格、型号、用途及动作原理。
③学习机床电器控制电路板的接线规则和方法，了解机床电气控制电路的线号标注规则及导线、按钮规定使用的颜色。
④能正确使用仪表、工具对铣床电气控制电路进行有针对性的检查、测试和维修。能根据故障现象在原理图上分析出故障产生的原因，并能在电路板上指出存在的范围。学会根据电气原理图分析和排除故障。
2.实验装置及仪表
三相交流异步电动机(其中一台连有速度继电器) 3台
JQ2—12—14三相380V/0.8kW
X62W铣床电气控制电路板(自制) 1块
万用表，欧姆表 各一只
常用电工工具 1套
连接电源和电动机的三芯橡胶电缆 若干
3.电气原理图(X62W铣床控制原理图如图3－8－2)
4.实验步骤
(1)分析X62W铣床的控制特点 认真阅读电气原理和相关的内容，补齐原理图上缺少的线号。注意X62W铣床电气控制由哪些基本环节组成。分析这些环节之间的逻辑关系，以便对铣床的特点和控制要求有较清晰的了解。
①主轴旋转运动的控制。铣床的加工特点决定了主轴旋转方向，在加工前先将主轴电动机转换开关SA5切换到所需的位置。
为使主轴能迅速停车，主轴电动机采用了反接制动，制动时在主回路中串入限流电阻来防止过大的制动电流损坏主轴电动机。
X62W铣床为主轴电动机变速设置了瞬时冲动控制电路，以保证变速齿轮能进入良好的啮合状态。
②工作台的进给控制。X62W铣床工作台既可在上下(垂直)，左右(纵向)，前后(横向)六个方向进给，又可通过快速牵引电磁铁改变传动方式在六个方向上做空行程的快速移动。电气电路及操作手柄有完备的机电连锁，既能保证刀具和工件的安全，又可提高工件表面的精度。如主轴电动机起动后才允许工作台进给或快速移动。控制开关和手柄保证六个方向进给和快速移动在同一时刻只能任选一个。圆工作台工作时，六个方向的进给和快速移动均被禁止等。
③为使铣床工作可靠，操作方便，X62W铣床采用与行程开关、机械挂挡相互联动的两个机械操作手柄(各有两套，分设在铣床工作台的正面和侧面)选择工作台的六个进给方向。用转换开关选择铣刀旋转方向，由设置在两处的按钮对主轴电动机进行启停控制。
(2)检查与观察电气元件 对电气元件进行外观检查:
①对照原理图核对电气元件，察看各电气元件的外观有无损坏;零件是否齐全有效;接线端子及螺钉、垫片有无缺失的现象。
②检查熔断器熔体是否完好。安装螺旋式熔断器熔体时，从熔断器瓷帽观察窗观察，色点应该朝上，要保证熔断体和熔断器的上下接线板接触良好。
③检查各个开关接通和断开的动作是否清晰有效，行程开关的传动机构是否灵活可靠。扳动行程开关的滚轮应该听到清晰的触点闭合撞击声。
④拆下接触器的灭弧罩，检查灭弧罩隔板(无灭弧罩的接触器直接检查相间的隔板)有无破损。按压其触点架观察触点闭合、复位是否灵活，衔铁有无卡阻现象。检查动触点和静触点有无缺损、歪斜的情况。注意配电板垂直地面放置时，接触器散热孔方向应该朝上。
⑤小心打开热继电器的盖板，检查热继电器的各部件是否完好，用万用表检查热继电器常闭触点的两接线端子，用螺钉旋具轻轻拨动导板，观察热继电器的常闭触点分断是否正常。合上盖板，当机床电气控制板垂直地面时，热继电器的盖板应该向上，以利于散热和防止机床工作时将盖板振脱。
⑥打开速度继电器的端盖，用手指按压摆杆前端顶块观察其触点的分断情况。速度继电器是主轴反接制动的重要控制元件，其摆杆触点、复位弹簧应无异常;触点切换动作应该灵活可靠。
写出元件规格与型号:对照图3－8－2 X62W铣床电路，将已检查过的电气元件的规格型号填入表3－9－1中相对应的位置。
表3－9－1 X62W型铣床电路板电气元件明细表
检查进给行程开关状态:对照原理图，在实验板中找到各行程开关和转换开关的位置。根据状态(表3－9－2，表3－9－3，表3－9－4)用万用表检查各触点的通断情况。
表3－9－2 工作台纵向进给行程开关状态表
注:“+”表示触点接触，“－”表示触点断开，下同。
表3－9－3 工作台横向及上下进给行程开关状态表
表3－9－4 圆工作台转换开关状态表
(3)检查与接线端子的接线方法 根据原理图对X62W铣床控制电气电路板认真校线。从电源端起，逐级核对接线端子上的线号。检查电气元件与接线端子排之间及元件相互之间的连线是否正确;号码管上的号码是否和电气原理图上的线号一致，采用一线一号，并检查所有端子接线是否牢固。
(4)检查电路
①检查主回路。用三芯橡胶电缆将主轴电动机M1接到端子排相应的端子(不接试车电源)，装好主回路熔断器FU1和熔体，拧下FU2的瓷帽，万用表拨至电阻挡，对M1主回路进行检查。
合上总开关Q，万用表棒分搭Q上端的L1，L2，L3处，用于按压主轴电动机启动接触器KM1触点力使三对主触点闭合。观察表针所示电阻值，判断电路是否正常。
工作台电动机M2主回路及冷却泵电动机M3主回路均可按上述方法检测。检测时应该断开的电路必须断开，防止造成误判断。测量某一条回路是否断开某条电路，采用什么方式(取出熔体?关断开关?拆开某接线端子上的连线?)，可根据原理图和现场情况确定。
②检查控制回路。拧下控制回路熔断器FU3瓷帽，取出熔体。SA3，SA4置断开位置，行程开关SQ7的滚轮扳至合适的位置(3～5道)，万用表转换开关置电阻挡。
将万用表的一表棒置3号线的接线端子(FU3的下接线端子)，另一表棒置2号线接线端子上，并分别按主轴电动机启动按钮SB1或SB2，观察表针所示电阻值，判断控制回路是否正常。若电阻是“∞”，则该控制回路有断路点。此时，可将2号端子上的表棒依次搭5号，10号，11号……各段导线两端端子检查，直到查出断路点为止。
照明灯控制回路、冷却泵控制回路及工作台进给控制回路均可用上述方法检查。检查以上控制回路时，一定要把行程开关和转换开关扳至“合适”的位置，以防出现判断失误。该断开的电路均应断开，以免出现“寄生电路”。
应特别注意的是，用万用表导通法对电路进行检测时应在通电试车之前进行，若用此法排除故障，一定要断开电源!
(5)模拟操作电路板 在完成实验步骤的(1)～(4)项后，检查三相电源电压，连接电气控制电路的电源线，在指导老师的监护下通电试车，用X62W铣床电路板进行模拟操作。
①主轴电动机M1的启停控制。合上电源开关Q，对换相开关SA5进行预置(主轴电动机M1正转或反转)。
主轴电动机M1的启动控制:按下SB1(或SB2)，观察M1的工作情况。KM1线圈得电途径为
1—FU3—3—SQ7—5—SB4—10—SB3—11—SB1(或SB2)—12—KM2—13—KM1—9—FR1—2
主轴电动机M1的停止控制:按下SB3(或SB4)，观察M1的停止情况。KM2线圈的电途径为
1—FU3—3—SQ7—5—SB4(或SB3)—6—KV—7—KM1—8—KM2—9—FR1—2
观察主轴电动机的转速:轻按停止按钮SB3(或SB4)，只将其常闭触点断开而不使常开触点闭合;停止按钮SB3(或SB4)一按到底就松开;按下停止按钮SB3(或SB4)，等到速度继电器的常开触点复位后再松开停止按钮。模仿主轴电动机M1的启停控制过程，并在指导教师监护下完成模拟操作。
②主轴电动机M1的冲动控制。
③进给电动机M2的控制。
工作台纵向(左右)运动的控制:向右运动;向左运动。
工作台垂直(上下)运动和横向(前后)运动的控制:向上进给;向下进给;向前进给;向后进给;工作台的快速移动控制;工作台进给变速运动时的冲动控制;圆工作台的回转控制。
④冷却泵电动机的控制和照明电路控制。
5.注意事项
①实验前要对所有的仪表、工具、电器等进行检查。发现有问题的仪表、电器向指导教师提出更换。实验时要将仪表放在使用方便且不会从实验台上跌落的位置，实验结束时要对仪器、仪表进行整理，摆放整齐，有损坏的要及时报告指导教师处理。
②为了能方便地模拟X62W铣床各控制环节的互锁关系，实验前要仔细对照状态表把行程开关的滚轮扳到符合控制要求的位置。
③为了防止设备和人身事故的发生，通电试车必须在指导教师监护下进行。
6.X62W铣床故障分析
分析、判断和排除故障一般可用外观检查法(看)、逻辑检查法(想)、通电实验法(试)、感官判断法(感觉)、测试法(用仪表测试)等方法进行。
检查故障的程序可为:
下面给出常见的故障:
①按停止按钮后主轴不停。
②主轴能停，但制动效果不明显或无制动。
③主轴停车后产生短时反向旋转。
④主轴变速时无瞬时冲动。
⑤工作台不能向上进给。
⑥工作台向左、向右不能进给。
⑦工作台向左、向右进给，但不能上、下、前、后进给。
⑧工作台各个方向都不能进给。
⑨工作台不能快速移动。
举例说明产生故障的原因。例如，当按下启动按钮SB1(或SB2)后主轴电动机M1不启动，接触器不吸合。造成这种故障的原因有:
①总电源开关Q未接通或没有电源电压。
②能直接影响KM1控制回路的熔断器FU1，FU2，FU3中有个熔体已断或与熔断器上下接线板接触不良。
③变压器损坏，二次电压不正常。
④KM1控制回路五个常闭触点SQ7(3－5)，SB4(5－10)，SB3(10－11)，KM2(12－13)，FR1(9－2)中有个不通。
⑤启动按钮SB1/SB2常开触点有端子损坏或接线有脱落现象。
⑥KM1线圈断线。
7.思考题
①X62W铣床电路装置试运行前要做哪些准备工作?对实验装置的电气设备及接线要做哪几项检查?主回路和控制回路的标注原则是什么?
②可以用几种方法对X62W铣床电路板的故障进行检查判断?排除故障一般应按什么操作程序反复进行?
8.实验报告要求
①画出X62W铣床电路板接线图并标注线号。
②按指导教师要求写出实验报告。
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