机床电气控制（第三版）习题册答案
第一章 三相异步电动机基本控制线路
§1—1 电气控制系统图识读
一、填空题 1．电源
电动机 控制系统
主电路
下
传动机构
2．电源电路 3．水平 4．熔断器 5．控制电路 6．两
垂直
上
辅助电路 相线
正极 负极 水平
电动机
接触器的主触点 热继电器的热元件
较小
工作电流
左
垂直于
指示电路 照明电路 右
下
上
5
7．小黑圆点 二、判断题 三、选择题 四、简答题
不画小黑圆点
1．× 2．× 3．× 4．√
5．√ 6． √
1．B2．C3．C
4． A
5． A
1．答：电气原理图是根据生产机械运动形式对电气控制系统的要求，采用国家规定的电
气图形符号和文字符号，按照电气设备和电器的工作顺序，详细表示电路、设备或成套装置
的全部基本组成和连接关系，而不考虑其实际位置的一种简图。它能充分表达电气设备和电
器的用途、作用和工作原理，是电气线路安装、调试和维修的理论依据。
2．答：接线图是根据电气设备和电器元件的实际位置和安装情况绘制的，只用来表示电
气设备和电器元件的位置、配线方式和连接方式，而不明显表示电气动作原理。
3． 答：
1
§1—2 电动机单向运行控制
一、填空题
1.交流 1200V 及以下 直流 1500V 及
2．闸刀开关 转换开关 低压断路器
QS QS QF
3.手控电器 自控电器； 控制电器 保护电器
4．短路 过载
失压
5．电磁式 电磁力 反向弹簧力 电磁系统 触点系统
灭弧装置
6．线圈 铁心
衔铁
电磁线圈
衔铁
动触点
7.短路保护
串接
8.短时接通或分断小电流电路 5A
9.热
保护 反时限保护 主电路
控制电路
10.欠压
失压
11．先后顺序 主电路 控制电路
12．主触点
13．串接
并联 常开辅助触点
14．两地
多地
并联 串联
15.外界输入信号 16.保护接零
二、判断题
1．× 2．√ 3．× 4．√ 5．× 6．√ 7．√ 8．√ 9．× 10．× 11．√ 12．√．√ 15．× 16． √ 17．× 18．√ 19． √
三、选择题
．B 2．B 3．C 4．B 5．A 6．A 7．A 8．B 9. A 10．C 11．B 2
13．×．A
14
112
四、简答题
1．答案略。
2．答：点动控制：按下启动按钮，电动机运转，松开启动按钮，电动机停转；电动机转
动的时间长短，取决于用手按下启动按钮的时间。这种控制方式称为
“点动 ”控制方式。
a) 不能。按下 SB1，线圈不能得电
b) 不能。按下 SB，线圈得电又马上失电，线路时通时断 c) 不能。通电后，线圈就得电，没有启动按钮 d) 不能。按下 SB2，线圈得电的同时被短路 e) 不能。通电后，线圈就处于时通时断的状态
f) 不能。通电后线圈就得电，按下 SB1 会使线圈短路 g) 不能。按下 SB1，线圈得电，同时线圈被短路
h) 不能。按下 SB1，线圈得电自锁，且 SB2 失去作用 i) 能。
3．答：自锁是指松开启动按钮后，接触器利用自身辅助常开触点保持线圈通电状态的控
制方式称为 “自锁 ”控制。
a) 能
b) 不能。按下 SB1，线圈得电且被短路 c) 不能。按下 SB1，线圈得电且被短路
d) 不能。按下 SB1 不放时，线圈得电且被短路 e) 不能。按下 SB1，线圈得电自锁，但不能停止
，线圈得电，松开 SB1，线圈失电 f) 不能。按下 SB1
g) 不能。按下 SB1，线圈得电，松开 SB1，线圈失电
4．答：
3
§1—3 电动机双向运行控制
一、填空题
1.正反转
2．电流相序
两
两相短路
3．操作方便
4．按钮
接触器
5．常闭
另一个 制约 联锁
6．手动操作 7．自动往返
生产机械运动部件上的挡铁与位置开关碰撞 行程开关 SQ
常闭触点
机械 电气
触点 行程 位置
8.复合
常闭
9.行程开关 SQ 二、判断题
1．× 2．× 3．× 4．× 5．√ 6．× 7．（1）× （ 2）√ （3）× （4）√（5）√（6） ×
三、选择题
1．C
2．A 3．B 4．C 5．B 6．A
四、简答题
1．答：只要调换电动机任意两相绕组所接的电源线（相序）
，旋转磁场即反向转动，电
动机也随之反转。
a)不能。电源相序没有改变 b)能
c)不能。电源相序没有改变 d)能
2．答： a)触器联锁正反转控制线路。优点：工作安全、结构简；缺点：操作不方便。
b)按钮联锁正反转控制线路。优点：操作方便，结构简单；缺点：工作不安全。
c)按钮接触器双重联锁正反转控制线路。 优点：操作方便、工作安全、结构简单。
3．答案略。
4
4．答案略。
5. 答案略。
§1—4 电动机降压启动控制
一、填空题
1.很大
降低 减小 启动负载 电网容量
2. 180 7
3. Y-△降压启动 自耦变压器降压启动 定子绕组串电阻降压启动） 4.星形 三角形 三角形
5．1/ 3
1/3
1/3
6．电磁式
空气阻尼式
断电延时
晶体管式 电动式
7．通电延时
8．延时
瞬时
电源
9．定子绕组
分压
启动电压 短接 额定电压
10.软启动
软停机 轻载节能 磁控式软启动器
多种保护
高压软启动器
11.电子式软启动器
低压软启动器
固态软启动器
液阻软启动器
12.斜坡恒流启动
阶跃启动
脉冲冲击启动
电压双斜坡启动
限流启动
二、判断题
1．× 2．× 3．√ 4．× 5．√ 6．√ 7．× 8．× 9．×
三、选择题
1．C
2． B
3．B
4． B
5．A
6． C
7．B
四、简答题
1.答案略。
2．答：降压启动的定义：利用启动电路将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上进行
启动，待电动机启动运转后，再使其电压恢复到额定值正常运转。
Y-△降压启动的适用场合：适用于轻载和空载启动，适用于电动机在正常运行时作三角形连接的异步电动机。
自耦变压器降压启动的适用场合：适用于额定电压为 220/380V、接法为△ — Y 且容量较大的三相异步电动机降压启动。
定子绕组串电阻启动适用场合：适用于启动不频繁，且要求较低的场合。
3．答：
4. 答：不能正常工作，修改后的图如下
KM 的作用：是电动机接成星形或三角形的前提，只有 KM 接通了，才可接通星形或三角形。
KMY ：将电动机的定子绕组接成星形，让电动机星形启动。
KM △：将电动机的定子绕组接成三角形，让电动机全压运行。 KH ：过载保护
§1—5
电动机调速控制
改变磁极对数 p
一、填空题
1.改变电源频率 f1
改变转差率 s
2．定子绕组的磁极对数的 3．有级
定子绕组引出线
笼型
4．六
△形 1500
YY形 二
3000
△形 YY形
5．四
6．电源相序反接 7.高速
低速
二、判断题
1. √ 2．× 3．√ 4．√ 5．×三、选择题
6
1．C
2．B 3．A 4．B
四、简答题
1.答案略。 2.答案略。
§1—6 电动机制动控制
一、填空题
1.相反
电气制动
机械制动
2.相同
相反
3.机械装置 电磁抱闸制动器 电磁离合器
4.制动转矩
能耗制动
反接制动
5.直流电
6.任意两相对调
旋转磁场 转矩方向 惯性 转矩方向 旋转方向
7.接通
断开 反接制动
反接制动
8.转子
定子
触点系统
9.120
100
10.n1+n
10 10 4.5 限流电阻 R
220I
220VST
I
ST
11． R=1.5 × R=1.3 ×
加大1.5
二、判断题
1. √2．× 3．× 4．√ 5．× 6．√ 7．√ 8．√ 9．√ 10．× 11．× 12．× 13．×14．×
15．√
三、选择题 1．B
2．C 3．C 4．C 5．B 6．A 7．B
四、简答题
1．答：能耗制动的优点是制动准确、平稳、且能量消耗较小。缺点是需附加直流电源装
置，设备费用较高，制动力较弱，在低速时制动力矩小。因此能耗制动一般用于要求制动准
确、平稳的场合，如磨床、立式铣床等的控制线路中。
反接制动的优点是制动力强，制动迅速。缺点是制动准确性差，制动过程中冲击强烈，
易损坏传动零件，制动能量消耗大，不宜经常制动。因此，反接制动一般适用于制动要求迅
速、系统惯性较大、 不经常启动与制动的场合， 如铣床、镗床、中型车床等主轴的制动控制。2. 答：修改后的图
7
工作原理分析（合上 QS）
启动（正转）
按下 SB1
KM1 线圈得电
电动机 M 正转
能耗制动
SB2 常闭触头先分断
KM1 线圈失电 KM2 线圈得电
电动机失电惯性运转 电动机能耗制动
按下 SB2
SB2常开触头后闭合
KT 线圈得电 KT 延时常闭触头断开
KM2 线圈失电
电动机切断电源能耗制动结束
3.答：速度继电器是一种可以按照被控电动机转速的高低接通或断开控制电路的电器。
其主要作用是与接触器配合使用实现对电动机的反接制动，故又称为反接制动继电器。
4.答：反接制动不能用时间继电器来自动切断电源，因为时间继电器无法准确的定时使
电动机速度降低到接近零时确保电动机不会因电源反接而反转。而能耗制动可以采用速度继
电器来切断电源，保证电动机的准确制动。
5.答案略。
§1—7 其他低压电器
一、填空题
1．信号数量
放大 线圈的通电和断电
电压等级
5
触头的动作
2.负载电流的类型 3．多
触头数量
主、辅触头 串联 并联
4.电流
电流 少 电压 多
粗
细
小 欠电流继电器
大 欠电压继电器
过电流继电器
5. 电压
过电压继电器 零电压继电
器
8
6．直动式电磁阀
分布直动式电磁阀
阀门
先导式电磁阀
7．流动 8．电磁力
机械
阀芯
9．油液的压力 二、判断题
电 柱塞式 弹簧管式 膜片式 波纹管式
1．√ 2．× 3．×
4．√ 5．× 6. √7. √8. ×
三、选择题
1．B
2．B 3．A 4．C 5．B
四、简答题 1．答案略。
2．答：对于工作电流小于 5A 的电气控制线路，可用中间继电器代替接触器来控制。
3．答：电磁阀的电磁线圈通电时，动铁芯被吸合，带动阀杆上移，弹簧同时被压缩，使
阀杆与阀芯中孔（先导孔）分离，阀芯上腔的流体瞬间从中孔缷压，缷压后阀芯在上下腔压
差的作用下快速向上浮起，电磁阀开启。电磁阀的电磁线圈断电时，阀杆在弹簧力的作用下
关闭阀芯中孔，并推动阀芯向下移，封住流体出口，电磁阀关闭。
4．答：通电时（图 1－ 17A），电磁铁 1 推动阀芯向下移动，使 P、A 接通，阀处于进气
状态。断电时（图 1－17B），阀芯靠弹簧力复位，使 P、A 断开， A 、R 接通，阀处于排气状
态。
第二章
典型机床电气控制线路
§2—1 CA6140 型车床电气控制
一、填空题
1.外圆、内圆、端面、螺纹、螺杆
钻头 铰刀
2. 床身 主轴箱 进给箱 溜板箱 刀架 卡盘 尾架 光杠 丝杠 3． 3 4． KM1 5．过载
M1 为主轴电动机 M2 为冷却泵电动机
KA1 M2 SB1
M1
KA2 M3
M3 为刀架快速移动电机
6．SB2
机械方法
7．顺序控制
M2 M1 M2
8．点动
进给操作手柄配合机械装置
刀具的直线进给运动
9
9．工件旋转的主运动
10．顺序
闭合 SB4 闭合
SB3
11．SB3 点动 二、判断题
前 后 左 右
1．× 2．√ 3．√ 4．× 5．×
三、选择题
1．A
2．B 3．A 4．B 5．A 6．B 7．C 8. A
四、简答题 1．答：
C A 6 1 40
类代号（车床类）
结构特性代号
主参数折算值
系代号（卧式车床系）
组代号（落地及卧式车床组）
2．答：刀架快速移动电动机 M3 的启动由按钮 SB3 控制，并采用点动控制。由进给操作
手柄配合机械装置实现刀架前、后、左、右移动方向的改变，若按下
SB3 可实现刀具快速地
接近或退离加工部位。
3．答：刀架快速移动电动机 M3 由于采用的是点动控制，且工作时负载较小，所以未对
M3 进行过载保护。
4．答：CA6140 型车床的主要运动形式： 切削运动包括工件旋转的主运动和刀具的直线进
给运动。主运动是卡盘或顶尖带着工件的旋转运动。车床的进给运动是刀架带动刀具的直线运动。
5．答：（1）接通电源，合上转换开关 QS1
（2）按下按钮 SB2，接触器 KM1 通电吸合并自锁，主轴电动机
M1 通电连续运转 M2 通电连续运转
（3）合上按钮 SB4，中间继电器 KA1 通电吸合，冷却泵电动机
（4）松开按钮 SB4，冷却泵电动机 M2 失电停转（或按下按钮 SB1，主轴电动机和冷却
泵电动机 M2 失电停转）；
（5）按下按钮 SB3，中间继电器 KA2 通电吸合，刀架快速移动电动机
M3 运转（点
动）
（6）断开电源开关 QS。
6．答：由于刀架快速移动电动机和冷却泵电动机所带负载都较小，电流都在 5A 以下，所以用 KA 来控制。
KA 的结构及工作原理与 KM 基本相同，但 KA 的触头对数多，且没有主辅之分，各对
触头允许通过的电流大小相同，多数为
5A，所以对于电流小于
10
5A 的电气控制线路，可用
KA 来代替 KM 实施控制。
§2—2 M7120 型平面磨床电气控制
一、填空题
1.砂轮周边或端面
淬火钢 硬质合金 内、外圆柱面 圆锥面、平面、渐开线齿
廓面、螺旋面
2．床身
工作台 电磁吸盘 砂轮架（又称磨头）
前后上下进给运动
滑座 立柱
3．旋转运动 4．直流 5．固定 6．4 7． M1
左右往返运动 55V
失电 M2
M4联锁
M1 充磁
冷却泵电动机
M4
液压泵电动机
M2
M3
砂轮电动机 长时间连续运行
砂轮升降电动机
FU1
8．欠电压继电器 KV 9．失电 10．自
低 自
二、判断题
1．× 2．√ 3．× 4．× 5．√
6．√ 7．× 8．×
三、选择题
1．A 2．B 四、简答题
1．答：
3．B 4．A 5．C 6．B 7．A
2．答：电磁吸盘与机械夹具相比较，具有夹紧迅速，操作快速简便，不损伤工件，一
次能吸牢多个小工件，以及磨削中发热工件可以自由伸缩、不会变形等优点。缺点是只能吸
住铁磁材料的工件，不能吸牢非磁性材料（如铜、铝等）的工件。
3．答：按下 SB10
KM6 线圈得电 KM6 主触头闭合 YH 线圈反向通入
直流电
工作台去磁
松开 SB10，KM6 线圈失电
4．答：整流电路部分、失磁保护部分和电磁吸盘充磁去磁部分组成
11
KV 的作用：电源电压偏低， KV 不能可靠工作，则四台电动机均不能启动。
5．答：（1）接通电源，合上转换开关 QS ，KV 通电吸合
（ 2）按下充磁按钮 SB8，接触器 KM5 通电吸合并自锁，电磁吸盘充磁
（ 3）按下按钮 SB3，接触器 KM1 通电吸合并自锁，液压泵电动机 M1 连续运转；按下按钮
SB2，接触器 KM1 断电释放，液压泵电动机 M1 失电停转
（ 4）按下按钮 SB5，接触器 KM2 通电吸合并自锁，砂轮电动机 M2 连续运转；按下按钮
SB4，接触器 KM2 断电释放，砂轮电动机 M2 失电停转
（ 5）按下按钮 SB6，接触器 KM3 通电吸合，砂轮升降电动机 M4 通电正向运转 （ 6）按下按钮 SB7，接触器 KM4 通电吸合，砂轮升降电动机 M4 通电反向运转 （ 7）按下按钮 SB9，接触器 KM5 断电释放，电磁吸盘停止充磁 （ 8）按下退磁按钮 SB10，接触器 KM6 通电吸合，电磁吸盘退磁 （ 9）发现有异常情况，立即按下紧停按钮 SB1 或电源开关 QS （ 10）断开电源开关 QS。
6．答：不可以 因为 M2 和 M3 的功率大小是不同的，且 M2 和 M3 之间采用的是顺序控制，只有 M2 启动后 M3 才可启动，当 M2 停止工作时， M3 也立即停止工作。采用串联的方式可以保证当 M2 过载时 M3 也停止工作，如果采用并联的话就不能实现这个控制要求。
7. 答：不可以，因为 KM6 控制的是电磁吸盘的反向去磁，如果加上 KM6 的常开触头的话就会成为连续工作，那么去磁就会变成反向充磁，会使工件在工作台上到不下来。
§2—3 Z35 型摇臂钻床电气控制
一、填空题
1.底座
内立柱 外立柱 摇臂 摇臂升降丝杠
进给运动
辅助运动
主轴箱
主轴
工作台
2．主运动
3．十字开关 SA 4．单向旋转 5． QS2 6． M1
7．十字手柄
KM2M3
8．松开
零压保护
依靠摩擦离合器
KM1 M3
M4
KM2 、KM3
M2
KM4 、 KM5
M2 M3 、M4
四个微动开关
KM3 KM4 M4
左 右 上 下 失电
中间 SA1-1
KAM2SA1-3
SA1-4
SB1 KM5
M3 M4
断开
9．SB2
12
二、判断题
1．× 2．√ 3．× 4．√ 5．× 6．√
7． √
6．B
三、选择题
1．C
2．C 3．B 4．A 5．B
四、简答题
1．答：
2．答：摇臂上升， 先将十字开关 SA 扳到上边， 微动开关触头 SA1-3 闭合，接触器 KM2 线圈得电吸合 ，KM2 的主触头闭合，电动机 M3 正转，其电流回路如图 2-28 所示。由于摇臂在上升前还被夹紧在外立柱上，所以 M3 刚启动时，摇臂不会立即上升，通过机械传动将摇臂夹紧装置松开，同时鼓形转换开关常开触头 QS4-2 闭合，为摇臂上升后的夹紧做好准备。当摇臂完全松开后，因 M3 继续正转，经机械装置传动带动摇臂上升。当摇臂上升到预定高度时，将十字开关扳到中间位置，接触 KM2 线圈失电， M3 停转，摇臂停止上升。由于摇臂
松开时， QS4-2 已闭合，一旦 KM2 线圈失电，其联锁常闭触头 KM2 恢复闭合，（图 2-29 所示）接触器 KM3 线圈立即得电吸合，其主触头闭合， M3 启动并反转，带动机械夹紧机构将摇臂夹紧。摇臂夹紧后，触头 QS4-2 断开， KM3 线圈失电， M3 停转，整个摇臂上升过程结束。
摇臂下降，可将十字开关 SA 扳到下边，接触器 KM3 线圈得电， M3 反转，先将夹紧装
置松开，并使开关 QS4 的另一副常开触头 QS4-1 闭合，然后拖动摇臂下降，到预定位置时，
将十字开关扳到中间位置， 再由 QS4-1 接通接触器 KM2 ，M3 正转，将摇臂夹紧，直至 QS4-1
断开， M3 停转。
3．答：作用：旋转电气接口、滑环、电刷
使用场合：主要用在要求连续旋转的同时，又需要从固定位置到旋转位置传输电源和信
号的机电系统中。
4．答：当机床工作时， 十字开关不在左边， 若此时电源断电， 中间继电器线圈 KA 失电，
其自锁触头分断， 控制电路断电； 当电源恢复时， KA 不能自行得电吸合， 控制电路仍断电，
从而实现零压保护。
5． 答：十字开关操作说明
13
手柄位置
中 左 右 上 下
接通微动开关的触头
都不通
SA1-1 SA1-2 SA1-3 SA1-4 工作情况 控制电路断电
KA 得电自锁实现，零压保护
KM1 得电，主轴运转 KM2 得电，摇臂上升 KM3 得电，摇臂下降
6．答：两种钻床的不同点如下表：
摇臂钻床
安装位置不同 运动方式不同 加工的对象不
同
孔
直接安装在地面
可在摇臂上作水平移动 可加工大件和不同方位
台式钻床
可安放在作业台上
钻头只能垂直加工
只能加工小孔
§2—4
X62W 型万能铣床电气控制
立式 圆片
仿形 成形
龙门
端面
辅助运动
万能
一、 填空题
1．卧式
2．圆柱
平 斜 螺旋
3．主运动
进给运动 逆铣 进给
4．顺铣 5．主轴 6．过载 7． QS1 8．多地
万能转换开关 变速盘
瞬时冲动
进给运动 KH1 SB1
SB5 或 SB6 SB2
串
SQ1
9． KM3 和 KM4 10．SA2 11．SA2-1
操纵手柄 SA2-3
机械离合器
SA2-1 SA2-2 KM3M3
SA2-1 SA2-3SA2-2
SA2-3 SA2-2
QS2
12．主轴电动机 13．SQ5
SQ6 SQ1-2
左 中
SQ1-1
右 左 SQ5
SQ1-2
KM3 M3 中间
14．SQ1
SQ1-1
二、判断题
1．× 2．× 3．×4．× 5．× 6．√ 7．√ 8．×
9． √
三、选择题
1．C
2．C 3．B 4．C 5．A
14
6．A 7．C 8．C 9．A 10．A
11．A B
12．B
四、简答题 1．答：
2．答：主运动：铣刀的旋转
进给运动：工作台上下前后左右六个方向的进给运动
辅助运动：圆工作台的旋转运动
3．答：主轴变速时的冲动控制，是利用变速手柄与冲动行程开关
SQ1 通过机械上的联
动机构进行控制的。将变速手柄拉开，啮合好的齿轮脱离，可以用变速盘调整所需要的转速 （实质是改变齿轮传动比） ，然后将变速手柄推回原位，使变了传动比的齿轮组重新啮合。由
于齿与齿之间的位置不能刚好对上，因而造成啮合困难。若在啮合时齿轮系统能冲动一下，
啮合将十分方便。当手柄推进时，手柄上装的凸轮将弹簧杆推动一下位置开关
SQ1， SQ1 的
常闭触头 SQ1-2 先断开，然后常开触头 SQ1-1 闭合使接触器 KM1 通电吸合，电动机 M1 启动，但紧接着凸轮放开弹簧杆， SQ1 复位，常开触头 SQ1-1 先断开，常闭触头 SQ1-2 闭合，电动机 M1 断电。此时并未采取制动措施，故电动机 M1 冲动使齿轮系统抖动，保证了齿轮
的顺利啮合。
向右进给通路：
15
0
TC
FU3
~110V 4
11
1
5
SQ2-2
SB6-1
12
SB5-1
KM1
13
SA1-2
6
SQ3-2
2
SQ1-2
14
SQ4-2
7
SA2-3
FR1
4
15
SQ6-1 20
KM3 21
3
9
FR2
KM4
工作台进给变速冲动通路：
0
TC
FU3
11 SA2-1
18
~110V
SB6-1
12
1
SQ5-2
19
5
SA1-2
SB5-1
KM1
SQ3-2
6
2
SQ6-2
SQ2-1
13
SQ1-2
14
SQ4-2
7
FR1
16
KM4 17
3
FR2
9
KM3
4．答：
16
TC
0
FU3
18
~ 110V
4 11
SB6-1
SQ2-2
1 SA1-2
6 5
SQ5-2
12
SQ3-2 13
SQ4-2 14
19
SB5-1
SA2-2
SQ6-2
KM1
2
7
SQ1-2
FR1
16
KM4
17
3
FR2
9
KM3
5．答：顺序控制，实现只有主轴电动机启动后，才能有进给运动。
6．答：当主轴电动机切断电源惯性运转时，接通
YC1 进行制动。
7．答：不可以。 SB3 和 SB4 的作用是控制进给电动高速运转，主要的目的是提高工作
效率，缩短刀具与工件之间的距离，用点动控制便于掌控，如果加了常开辅助触头进行连续
运行的话，如果不能及时切断电路会使刀具与工件相撞，造成事故。
§2—5
T68 型镗床电气控制
一、 填空题
1．坐标
立式 卧式 专用
2．卧式镗床 3． 2
镗轴直径 85mm
快速进给电动机
水平
主轴电动机
4．加工对孔和孔间距离要求较为精确 5．工作台
6．上下
7．2
9 18
8．快速移动 9． KH 10．三角 11．SB3 12． KM1 13．SQ1
主轴 点动
断电
停止工作
KM4 KM1 KM2
双星 KM4 KM7
KM5
SB4 KM8
KM6
KM2KM4
SQ1-1 KM1 KM2 KM3 低速
二、判断题
17
1．√ 2．×
3．× 4．√ 5．√ 6．× 7．√ 8．√ 9．× 10. ×
11．√ 12. √ 三、选择题
1．A
2．A 11．A
B 3．B
13. C
4．B 5．A 6．A 7．B 8．C 9．C
10．B
12. C
四、简答题
1. 答：主运动：镗轴与平旋盘的旋转运动。
进给运动：镗轴的轴向进给、平旋盘刀具溜板的径向进给、镗头架的垂直进给、工
作台的横向进全、工作台的纵向进给。
辅助运动：工作台的回转，后立柱的水平移动及尾架的垂直移动。
2. 答：镗头架在前立柱垂直导轨上升降快速移动、工作台快速移动、尾架快速移动和后立柱的水平快速移动。
3. 答： SQ5：受快速移动手柄操纵，是安全联锁保护
SQ6：主轴和平旋盘进给手柄操纵，也是安全联锁保护
4. 答：
KA2常开触头（ 14区）闭合自锁
KA2线圈得电
KA2常开触头（ 16区）闭合
按下SB2
KM3线圈得电（此时调速手柄压下， SQ1-1和SQ3-1闭合）
KA2常开触头（ 11区）断开联锁 KA2常开触头（ 19区）闭合
KM3常开触头闭合
KM3主触头闭合（短接电阻 R）
KM2常开触头（ 22区）闭合
KM2线圈（ 19区）得电 KM2常闭触头（ 18区）闭合 KM2主触头闭合
电动机反转
5. 答：
18
§2—6 机床电气设备常见故障及排除方法
一、填空题
1．自然故障
人为故障
排除
2．及时
熟练 准确 迅速 安全
电压测量法
3．电阻测量法 4．判断故障现象
分析故障范围 故障检测 故障修复
5．测量工具
仪表 感应电 回路电 并联支路
二、判断题
1. ×2．√ 3．√ 4．× 5．√三、选择题
1．B
2．C 3．B 4．A 5．C
四、简答题
1. 答：（1）先动口再动手 （2）先外部后内部 （3）先机械后电气
（ 4）先静态后动态
（5）先清洁后维修 （6）先电源后设备
（ 7）先普遍后特殊 （8）先外围后内部 （ 9）先直流后交流 （ 10）先故障后调试
2．答：电阻测量法是通过测量电路电阻，判别电路情况的一种方法。是断电测量所以比
较安全，缺点是测量电阻不准确，特别是寄生电路对测量电阻影响较大。
电压测量法准确性高，效率高，缺点是带电测量，有一定的危险性。
19
3. 答案略。
第三章 可编程控制器的原理与应用
§3—1 认识可编程控制器
一、填空题
1． 1969
美
2． 100~240V 3．存储程序
程序 软件指令
4．简单易学
使用维护方便 运行稳定可靠 设计施工周期短
5．输入接线端
输出接线端 操作面板 状态指示栏
6． 24
24
COM5
7． 16 4 8 8．循环扫描
输入刷新 程序执行 输出刷新
9．继电器
10．输入输出
11．光电
12．系统
用户
13．只读存储器 ROM 14．八
15． L N 220 二、判断题
随机存储器 RAM 可电擦写的存储器 EEPROM
1．√ 2．× 3．√ 4．× 5．√ 6．√ 7．√ 8．√ 9．√ 10. ×
三、选择题
1．A 2．D 3．B 4．A 5．C 6．C 7．C 8．B 9．A 10．C
11．C
四、简答题
1．答：PLC 机实际上是计算机，它各种元器件之间的逻辑关系是通过程序来表达的，改
变逻辑关系只要改变程序，而继电控制系统上各种电器元件，用导线依一定的规律将它们连
接起来，接线表达了各元器件间的逻辑关系，要改变这种关系只能改变接线。
PLC 机是串行
工作方式；继电器控制系统是并行工作方式。
2．答：不可以。因为不同的电压等级和种类的电源，不能共用一组输出，即不能使用一
20
个 COM 端。
3．答：主要是依据使用保护触点的信号来起何作用，即保护触点动作后是仅切断执行电
路，还是即切断执行电路，而且还要发出相关信息等。做为保护电机的接点最好接在
PLC 输
出控制端上，做为信号采集时接在输入上。
4．答：急停按钮与 PLC 输入端连接可以是常开也可以是常闭，但是考虑器件的时效安
全性，应该将急停按钮的常闭触点与输入端连接，因为一旦按钮失效，那么常闭点断开要比
常开点闭合容易实现多。
5．答：PLC 机应根据工艺流程特点、 控制要求及现场所需要信号的数量和类型进行选购，
一般应考虑如下几个方面： PLC 的功能、输入输出点数、对 PLC 响应时间的要求、程序存储
器容量的估算、系统可靠性及编程器与外围设备。
6．答：可编程序控制器的安装与维护及应用中应注意以下事项：在安装中应注意设置安
全线路、适合可编程序控制器的运行环境和正确的配线； 维护时应注意运行前后的各项检查，
一旦发现异常，应正确处理；还应注意锂电池的使用寿命，当电池
LED 亮灯后，应立即按正
确步骤更换电池，防止锂电池失效后程序丢失。
7．答：PLC 的输出元件有继电器、晶体管、双向晶闸管三种类型，它们的主要区别是速
度不同，输出容量不一，使用的电源性质有区别。
8．答：题图 3-2 逻辑关系是通过程序来表达的，而题图 们连接起来，要改变这种关系只能改变接线。题图
3-1 是用导线依一定的规律将它
3-2 的 I/O 表为
输出 作用
输出 继电器
输入
元件
作用 自锁控制 点动控制 停止按钮
输入
元件 代号 KM
代号 SB1 SB2 SB3
继电器 X000 X001 X002
控制电动机运行Y000
9．答：此题为上网了解 FX1S 性能指标，无参考答案。
§3—2 可编程控制器基本指令应用
一、填空题
1.梯形图
指令表
2．线圈
21
3.相同 4．END 5．PMW
空操作指令
6．将 PLC 中的程序读入编程计算机中修改
程序编辑完成后下载到 PLC 中运行
7. PLC 程序开始执行时常闭
100ms 时钟脉冲 PLC 程序开始执行时闭合一个扫描周
期
8. 使继电器的常开触点与其他继电器的触点串联
使继电器的常开触点与其他继电器
的触点并联
9. SET RST 10. LD LDI 二、判断题
1．√ 2．√ 3．√ 4．× 5．× 6．× 7．× 8．× 9．√ 10．× 11．√ 12．√ 13. √14．√ 15．× 16．√
三、选择题
1． A
2．D 3．A 4．C 5．C 6. B 7．D 8．C 9．B 10. D
四、简答题
1．答：PLC 中的编程元件只是与继电器的元件类似，实际上是存储单元，某个元件的状态发生变化，只是表示这个元件的存储单元系统置 1 或置 0，由于元件只不过是存储单元，可以无数次地访问，故 PLC 的编程元件的触点，可以使用无数次。
2．答：指令是计算机每完成一个基本操作所需的控制信息，程序是计算机完成一个完整任务的一连串指令。 PLC 的编程语言有：梯形图编程语言、指令语句表编程语言、功能块图
编程语言、高级语言。
3．答：输入继电器 X000～X007、X010～ X017、X020～ X027 共 24 点；输出继电器 Y000～
Y007、Y010～ Y017、 Y020～Y027 共 24 点；一般用辅助继电器
M0 ～M499、特殊
辅助继电器 M8000～M8511；定时器 T0～T511、计数器 C0～C234 等。 4．答：
LD
X000 X001 X002 X002 X003
22
ANI
AND
LD
ANI
ORB
ANI
X003 X004 Y001 X001
AND
OUT
LD
OUT Y002 LD
X003 X002 Y003
OR
OUT
END
5. 答案：
6．答案略。
7．答：输入输出地址表
输入
元件代号
SB1 SB2
作用 甲地 乙地
输出
元件代号
HL
作用 灯
输入继电器
X000 X001
输出继电器
Y000
PLC 接线图
23
8．答：编程无统一答案，此答案仅供参考。
9.答：
§3—3
定时器与计数器
一、填空题
1．100ms 0～32767s 10ms 1ms
24
2．和
3．积算定时器
4． 512
5.常数设定值
当前值 C100
6．116
C99
7．输入继电器 X 8.数据寄存器
输出继电器 Y 辅助继电器 M 状态寄存器 S 定时器 T 计数器 C
9.C235
C255
11. M8200～M8234 二、判断题
1. √ 2．× 3．× 4．× 5．×6．√ 7．√ 8．×三、选择题
1．B 2．A 3．A 4．D 5．D 6．D 7．A
四、简答题
1．答：可以实现，计数器实现分频器梯形图
2．答：输入输出地址表如下
输入 作用 开门按钮 关门按钮
增 减
输出
元件代号
HL KM1 KM2
作用 报警灯 开门接触器 关门接触器
元件代号
SB0 SB1 SB2
输入继电器
X000 X001 X004 X005
输出继电器
Y000 Y004 Y005
SB3
25
SQ1
开门到位 关门到位
X002 X003
SQ2
自动门 PLC 控制系统原理图
3．答：
4．答： 24 小时定时程序
26
5. 答：输入输出地址表如下
输入 作用 停止按钮 启动按钮 右限位 左限位
输出
元件代号
KM1 KM2 YV1 YV2
作用 前进 后退 料斗电磁阀 小车底门电磁阀
元件代号
SB0 SB1 SQ2 SQ1
输入继电器
X000 X001 X002 X003
输出继电器
Y000 Y001 Y002
Y003
梯形图
第四章
数控机床电气控制
§4—1 认识数控机床
一、填空题
1．车床主体 数控系统 主轴箱 刀架 320
27
2．数据 信息 3．主轴电动机 4．数字 数字化 5．数控车床
零件加工程序 主电动机
伺服电动机
数控铣床 立式加工中心 卧式加工中心
伺服驱动系统
6．输入 /输出设备 NC 装置
位置监测系统
7．核心 硬件 8．执行机构 9．机械调速
可编程控制器
辅助装置
车床本体
软件 输入装置 主轴驱动单元 变频调速
识别 存储
运算
主轴电动机
伺服调速
伺服电动机
10．执行 伺服驱动单元 11． CNC 的存储器 二、判断题
1．× 2．× 3．× 4．× 5．√ 6．√ 三、选择题
7．√
1．B 2．B 3．C 4．C B A D 四、简答题
5.C
1．答：数控机床是一个装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有使用号码
或其他符号编码指令规定的程序。
普通卧式车床的主运动、进给运动均通过主轴电动机的旋转运动来实现，而数控车床的
主运动、进给运动则分别通过主电动机、伺服电动机来实现。
常见的数控机床有：数控车床、数控铣床、立式加工中心、卧式加工中心等。
2．答：（1）刚性攻丝 （ 2）复合加工循环 （ 3）圆柱插补 （ 4）直接尺寸编程
（5）记忆型螺距误差补偿
（ 6） CNC 内装 PMC 编程功能， PMC 对机床和外部设备进行
程序控制
（7）随机存储模块
3．答：开环控制方式的原理：控制装置每发出一个指令脉冲，步进电动机就转动一个角
度，从而带动工作台移动。
开环控制方式的特点：没有位置检测元件，通常以步进电动机为驱动部件。没有位置反馈信号，不能进行误差校正，精度较低。
4．答：全闭环控制方式的原理：在加工过程中，检测移动部件的实际位移量，反馈给比
较器，与原指令信号进行比较，其差值作为伺服驱动的控制信号，进而带动移动部件以消除
28
误差。
全闭环控制方式的特点：既有位置检测元件，又有速度检测元件。系统精度较高，但调
整较复杂，有时工作也不够稳定。
全闭环控制方式的适用场合：精度要求很高的精密数控车床、精密数控铣床等。
5.答：半闭环控制方式的原理：转角检测元件安装在伺服电动机或丝杠的端部，可间接
测量执行部件的位移量，并以此作为反馈信号。
半闭环控制方式的特点：位置反馈采用转角检测元件。
半闭环控制方式的适用场合：大部分中、小型数控机床。
6.答:位置检测系统的作用是将车床的实际位置、 速度等参数检测出来，转变成电信号， 传 输给 NC 装置，通过比较，检查实际位置与指令位置是否一致，并由 NC 装置发出指令修正所产生的误差。
7.答：“EDIT ”模式。程序的输入及编辑操作
“MDI ”模式。手动数据（如参数）输入的操作 “AUTO ”模式。自动运行加工操作
“JOG”模式。手动切削进给或手动快速进给 “HANDLE ”模式。手摇进给操作 “ZRN”模式。回参考点操作 8.答案略。
§4—2 数控机床的检测装置
一、填空题
1.位移量
反馈 给定量
旋转式
2．位移
速度 电流 直线式
旋转式
角位移
平行
3.直线式
4．直线位移 5．定尺
滑尺
6．光学
光敏元件 莫尔条纹移动
机床回参考点控制
机床工作台 丝杠
7．变相
8.磁化
电 检测 位置
读取磁头
位移量
9.磁性标尺
检测电路
脉冲编码器
10.感应同步器
光栅 磁尺 旋转变压器
余弦
11.励磁 补偿 正弦 12．角度
13．增量式光电脉冲编码器 绝对式光电脉冲编码器
29
14．敏感元件
转换元件
15.有源
无源
16.带负载能力 二、判断题
1．× 2．× 3．√ 4．√ 5．×6．√
三、选择题
1．B 2．B 3．A 4．B 5．C 6．E D A B C 7．C
8．D
四、简答题
1．答：（1）安装时，必须保持定尺和滑尺相对平行，且定尺固定螺栓不得超过尺面，调
整间隙在 0.05～ 0.25mm 为宜。
（ 2）要防止切屑进入定尺和滑尺之间， 以免损坏定尺表面涂层和滑尺表面带绝缘层的铝
箔。
（ 3）接线时要分清滑尺的正弦绕组和余弦绕组，这两个绕组必须分别接入励磁电压。
2．答：（1）光栅尺拆装时要用静力，不能用硬物敲击，以免引起光学元件的损坏。
（ 2）光栅尺安装时应严格按照使用说明书的要求进行安装。
（ 3）切削液和润滑油在使用过程中会产生污垢， 这种污垢在扫描头上会形成一层薄膜导
致透光性变差，影响测量精度，而且这种污垢很难清除， 所以要尽量避免污垢碰触到光栅尺。
（ 4）加工过程中，切削液的压力不要太大，流量也不要过大，以免形成大量的水雾进
入光栅尺。
（ 5）光栅尺上的污物可以用脱脂棉蘸无水酒精轻轻擦除。
3．答：直线式感应同步器由定尺和滑尺两部分组成，两者相对平行安装。定尺和滑尺上
的绕组均为矩形绕组，其中定尺绕组是连续的，滑尺上分布着两个励磁绕组，即正弦绕组和余弦绕组。直线式感应同步器随着其定尺与滑尺相对位置的变化而产生电磁耦合的变化，从而发出相应的位移电信号来进行位置检测。
4．答：（1）不能将磁性膜刮坏，要防止铁屑和油污落在磁性标尺和磁头之间，清理磁头
时要用脱脂棉蘸酒精轻轻地擦其表面。
（ 2）不能用力拆装和撞击磁性标尺和磁头，否则会使磁性减弱或使磁场紊乱。
（ 3）接线时要分清磁头上励磁绕组和输出绕组，前者绕在磁路截面尺寸较小的横臂上，后者绕在磁路截面尺寸较大的竖杆上。
5．答：磁栅尺是将具有一定节距的磁化信号用记录磁头记录在磁性标尺的磁膜上，用来
作为测量基准。在测量时，读取磁头将磁性标尺上的磁化信号转化为电信号，然后再送到检
30
测电路中，把磁头相对于磁性标尺的位置或位移量转化为控制信号输入到数控系统。
6．答：旋转变压器的定子上有相等匝数的励磁绕组和补偿绕组，转子上也有相等匝数的
正弦绕组和余弦绕组，但转子和定子的绕组阻值却不同，一般定子绕组阻值稍大，有时补偿
绕组会自行短接或接入一个阻抗，在接线时，要注意区分。
7．答：（1）由于光电脉冲编码器是精密测量元件，因此，其使用环境或拆装时要与光栅
尺一样注意防振和防污问题。因为污染容易造成信号丢失，振动容易使编码器内的紧固件松
动脱落，造成内部电源短路或码盘损坏。
（ 2）光电脉冲编码器轴与电动机轴或丝杠端连接应采用弹性联轴器， 不宜采用刚性连接，
以免由于电动机轴或丝杠端窜动或跳动，造成光电脉冲编码器轴系或码盘的损坏。
8．答：光电编码器、光栅尺、磁栅尺、旋转变压器、感应同步器等检测装置都属于位移
检测的传感器。光电编码器是一种转速传感器，而光栅尺和磁栅尺是用来测量直线位移的，
旋转变压器主要用来测量转角位移的。感应同步器即可用来测量直线也可测量转角位移。所
以说它们之间主要的区别是测量的数据量不同。
9．答：
§4—3 数控机床的变频器
一、填空题
1．变频
较大 高 不需太大
2．供电电压频率 3．交 -交 交-直-交
平滑
交-交
进给驱动
振动
4．转矩
磁通 直流 主轴驱动
5．半导体元件 6． PU 运行
温度 潮湿 灰尘 污垢 外部运行
网络运行
7．监视模式模式时的设定频率 8.各设定模式
校正时的当前设定值 报警历史模式时的顺序
二、判断题
1．√ 2．× 3．× 4．× 5．√ 6.
√
31
三、选择题
1．B
2．C 3．A 4．B
四、简答题
1．答：电动机运行是否异常
安装环境是否合适 是否出现过热和变色
冷却系统是否异常
是否有异常振动声音
2．答：变频器应垂直安装。电气柜内空间较小，需要进行纵向摆放时，由于下部变频器
的热量会引起上部变频器的温度上升导致变频器故障，
应采取安装导板等对策。 另外，
应注意换气、通风，保证变频器周围温度不超过允许值范围。为了便于散热及维护，
变频器周围要有足够尺寸， 以保证与其他装置及盘的壁面分开。 安装风扇进行通风时，
应考虑风的流向，决定换气风扇的安装位置。
3．答：在改变电压频率的同时，通过改变输出脉冲的宽度即可改变输出电压的大小，从
而满足变频调速对 U/f 协调控制的要求。在整个半周内，脉冲宽度是按正弦规律变化的。即
脉冲宽度先逐渐增大，然后再逐渐减小；与此相应输出电压也会按正弦规律变化。这就是目
前工程实际中应用最多的正弦脉宽调制（
SPWM）变频技术。
4．答：整流器、滤波器、逆变器、控制电路。
5. 答：R、S、T 交流电源输入； U、V 、W 变频器输出； STF 正转启动； STR 反转启动；
RH 、RM 、RL：高、中、低三速； SD 接点输入公共端等。
6. 答案略。
32
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