【学习目标】
1.知识目标:
(1)进一步掌握各种低压电器的作用、结构、符号及选择。
(2)正确分析位置、自动往返控制线路的工作原理分析和应用。
2.能力目标:
(1)培养学生安全操作、规范操作，养成文明生产的行为习惯。
(2)培养学生独立完成位置、自动往返控制线路安装、调试。
(3)培养学生独立完成位置、自动往返控制线路的故障分析、维修。
【任务描述】
在各种自动或半自动控制机床设备中经常遇到自动往返控制要求，如图2-7所示送料小车。
图2-7
【原理分析】
位置开关是一种将机械信号转换为电气信号，以控制运动部件位置或行程的自动控制电器。而位置控制就是利用生产机械运动部件上的挡铁与位置开关碰撞，使其触头动作，来接通或断开电路，以实现对生产机械运动部件的位置或行程的自动控制。
在实际生产中，某些生产机械的工作台要求在一定的行程内自动往返运动，例如铣床的工作台，以便实现对工件的连续加工，提高生产效率。这就需要电气控制线路能控制电动机正反转的自动换接，如图2-8所示。
图2-8
【任务分析】
1.根据自动往返控制线路电气原理图完成元件明细表
2.根据电气原理图和元件布置图(图2-9)绘制接线图，并且标注线号
图2-9
【项目实施】
1.目的要求
(1)熟悉电动机基本控制线路的一般安装步骤和工艺要求。
(2)能正确安装控制线路，理解控制线路工作原理及实现各种保护作用，培养学生能熟练进行电路的调试、维修的能力等。
2.仪器及器材
(1)工具。测电笔、螺钉旋具、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电工刀等。
(2)仪器。5050型兆欧表、T301-A型钳型电流表、MF30型万用表。
(3)器材。
1)网孔板一块(500×400×20，单位:mm×mm×mm)。
2)导线规格:主电路采用BV1.5mm和BVR1.5mm；控制线路采用BV1mm(红色)；按钮线采用BVR0.75mm(红色)；接地线采用BVR1.5mm(黄绿双色)。
3)导线的颜色在初级阶段训练时，除接地线外，可不必强求，但应使主电路和控制电路有明显区别。
3.安装步骤和工艺要求
(1)识读位置、自动往返控制线路，明确线路所用电器元件及作用，熟悉线路的工作原理。
(2)配齐所用电器元件，并进行检验。
(3)在控制板上按布线图安装电器元件，并贴上醒目的文字符号。
(4)根据电路图检查控制板布线的正确性。
(5)安装电动机。
(6)连接电源、电动机等控制板外部的导线。
(7)自检。
(8)交验。
(9)通电试车。
【项目评价】
本任务从学生项目资讯、元件的应用、线路分析、方案制定结果、操作实施正确性、项目总结报告及学习态度等多方面进行考核，采取教师评价、学生评价和互评相结合的方式，将学生学习情况及任务完成情况分成优、良、及格三个等级。
【知识超市】
1.行程开关
行程开关又称限位开关，是操作机构在机器的运动部件到达一个预定位置时操作的一种指示开关(图2-10)。这里着重介绍在生产中应用较广泛的行程开关，并简单介绍接近开关的作用及工作原理。
图2-10
行程开关是用以反应工作机械的行程，发出命令以控制其运动方向和行程大小的开关。其作用原理与按钮相同，区别在于它不是靠手指的按压而是利用生产机械运动部件的碰压使其触头动作，从而将机械信号转变为电信号，用以控制机械动作或用作程序控制。通常，行程开关被用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定的位置或行程实现自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等。
(1)结构及工作原理。各系列行程开关的基本结构大体相同，都由触头系统、操作机构和外壳组成。以某种行程开关元件为基础，装置不同的操作机构，可得到各种不同形式的行程开关，常见的有按钮式(直动式)和旋转式(滚轮式)。JLXK1系列行程开关的外形如图2-11所示。
(2)型号及含义。LX19系列和JLXK1系列行程开关的型号及含义如下:
图2-11
行程开关的触头动作方式有蠕动型和瞬动型两种。蠕动型的触头结构与按钮相似，这种行程开关结构简单，价格便宜，但触头的分合速度取决于生产机械挡铁的移动速度。当挡铁的移动速度小于0.007m/s时，触头分合太慢，易产生电弧灼烧触头，从而减少触头的使用寿命，也影响动作的可靠性及行程控制的位置精度。为克服这些缺点，行程开关一般都采用具有快速换接动作机构的瞬动型触头。瞬动型行程开关的触头动作速度与挡铁的移动速度无关，性能显然优于蠕动型。
2.接近开关
接近开关又称为无触点位置开关，是一种与运动部件无机械接触而能操作的位置开关(图2-12)。当运动的物体靠近开关到一定位置时，开关发出信号，达到行程控制、计数及自动控制的作用。它的用途除了行程控制和限位保护外，还可作为检测金属体的存在、高速计数、测速、定位、变换运动方向、检测零件尺寸、液面控制及用作无触点按钮等。与行程开关相比，接近开关具有定位精度高、工作可靠、寿命长、操作频率高以及能适应恶劣工作环境等优点。但接近开关在使用时，一般需要有触点继电器作为输出器。
按工作原理来分，接近开关有高频振荡型、感应电桥型、霍尔效应型、光电型、永磁及磁敏元件型、电容型和超声波型等多种类型，其中以高频振荡型最为常用。
高频振荡型接近开关的工作原理为:当有金属物体靠近一个以一定频率稳定振荡的高频振荡器的感应头附近时，由于感应作用，该物体内部会产生涡流及磁滞损耗，以致振荡回路因电阻增大、能耗增加而使振荡减弱，直至停止振荡。检测电路根据振荡器的工作状态控制输出电路的工作，输出信号去控制继电器或其他电器，以达到控制目的。
目前在工业生产中，LJ1、LJ2等系列晶体管接近开关已逐步被LJ、LXJ10等系列集成电路接近开关所取代。LJ系列集成电路接近开关是由德国西门子公司元器件组装而成的。其性能可靠，安装使用方便，产品品种规格齐全，应用广泛。
LJ系列集成电路接近开关的型号及含义如下:
LJ系列接近开关分交流和直流两种类型。交流型为两线制，有常开式和常闭式两种。直流型分为两线制、三线制和四线制。除四线制为双触头输出(含有一个常开和一个常闭输出触头)外，其余均为单触头输出(含有一个常开或一个常闭触头)。
3.行程开关的选用
行程开关的主要参数有形式、工作行程、额定电压及触头的电流容量，在产品说明书中都有详细说明。主要根据动作要求、安装位置及触头数量选择。
4.行程开关的常见故障及处理方法
图2-12
5.自动往返控制线路
工作台自动往返控制线路如图2-13所示。
图2-13
线路的工作原理如下:先合上QS，按下正转按钮SB2，接触器KM1线圈通电并自锁，电动机正向旋转，拖动工作台前进，到达加工终点，挡铁压下SQ2，其常闭触头断开，KM1失电，电动机停止正转，但SQ2常开触头闭合，又使接触器KM2线圈通电并自锁，电动机反向启动运转，拖动工作台后退，当后退到加工终点时，挡铁压下SQ1，其常闭触头断开，KM2失电，KM1线圈通电并自锁，电动机由反转变为正转，工作台由后退变为前进，如此反复地自动往返工作。
按下停止按钮SB1时，电动机停止，工作台停止运动。
若SQ1、SQ2失灵，则由极限限位开关SQ3、SQ4实现保护，避免工作台因超出极限位置而发生事故。
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