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第一章数控系统的组成及常用元气件第1页，本讲稿共57页1 1、操作面板操作面板2 2、输入输出装置输入输出装置3 3、CNCCNC装置装置4 4、伺服单元伺服单元5 5、驱动装置驱动装置6 6、PLCPLC7 7、机床本体机床本体数控系统的组成：数控系统的组成：武汉华中数控武汉华中数控第2页，本讲稿共57页计算机数控系统组成框图计算机数控系统组成框图武汉华中数控武汉华中数控第3页，本讲稿共57页显示区显示区NC键盘区键盘区“急急 停停”按按钮钮功能键功能键机床控制面板(MCP)机床控制面板机床控制面板作用：人机对话作用：人机对话武汉华中数控武汉华中数控第4页，本讲稿共57页世纪星数控装置的接口世纪星数控装置的接口武汉华中数控武汉华中数控第5页，本讲稿共57页XS1XS1：电源接口：电源接口 XS2 XS2：外接：外接PCPC键盘接口键盘接口XS3XS3：以太网接口：以太网接口 XS4 XS4：软驱接口，：软驱接口，XS5XS5：RS232RS232接口接口 XS6 XS6：远程：远程I/OI/O板接口板接口XS8XS8：手持单元接口：手持单元接口 XS9 XS9：主轴控制接口：主轴控制接口XS10XS10、XS11XS11：输入开关量接口：输入开关量接口 XS20XS20，XS21XS21：输出开关量接口：输出开关量接口XS30XS30XS33XS33：模拟式、脉冲式（含步进式）进给轴控制：模拟式、脉冲式（含步进式）进给轴控制 接口接口XS40XS40XS43XS43：串行式：串行式HSV-11HSV-11型伺服轴控制接型伺服轴控制接“世纪星世纪星”HNC-21HNC-21的接口说明的接口说明作用作用：CNCCNC与各个功能模块之间进行信息传递、交换、与各个功能模块之间进行信息传递、交换、控制控制武汉华中数控武汉华中数控第6页，本讲稿共57页进给轴接口类型进给轴接口类型脉冲指令接口脉冲指令接口单脉冲（脉冲单脉冲（脉冲+方向）方向）双脉冲双脉冲ABAB相脉冲相脉冲信号名信号名说说 明明A+A+、A-A-编码器编码器A A相位反馈信相位反馈信号号B+B+、B-B-编码器编码器B B相位信反馈相位信反馈信号信号Z+Z+、Z-Z-编码器编码器Z Z脉冲反馈信脉冲反馈信号号+5V+5V，GNDGNDDC5VDC5V电源电源OUTAOUTA模拟指令输出模拟指令输出(-20mA(-20mA+20mA)+20mA)CP+CP+、CP-CP-指令脉冲输出（指令脉冲输出（A A相）相）DIR+DIR+、DIR-DIR-指令方向输出（指令方向输出（B B相）相）武汉华中数控武汉华中数控第7页，本讲稿共57页模拟量指令接口模拟量指令接口串串 口口电压电压电流电流信号名信号名说说 明明TXDTXD数据发送数据发送RXDRXD数据数据接收接收GNDGND信号地信号地应用于主轴控制应用于主轴控制武汉华中数控武汉华中数控第8页，本讲稿共57页引脚号引脚号 信号名信号名 说明说明 1 1TX_D1+TX_D1+发发送数据送数据2 2TX_D1-TX_D1-发发送数据送数据3 3RX_D2+RX_D2+接收数据接收数据4 4BI_D3+BI_D3+空置空置5 5BI_D3-BI_D3-空置空置6 6RX_D2-RX_D2-接收数据接收数据7 7BI_D4+BI_D4+空置空置8 8BI_D4-BI_D4-空置空置网网 口口武汉华中数控武汉华中数控第9页，本讲稿共57页信号名信号名说明说明24V24V、24VG24VGDC24VDC24V电源输出电源输出ESTOP2ESTOP2、ESTOP3ESTOP3急停按钮急停按钮I32I32I39I39输入开关量输入开关量O28O28O31O31输出开关量输出开关量HAHA手摇手摇A A相相HBHB手摇手摇B B相相+5V+5V、5V5V地地手摇手摇DC5VDC5V电源电源手摇脉冲发生器手摇脉冲发生器武汉华中数控武汉华中数控第10页，本讲稿共57页信号名信号名说说 明明SA+SA+、SA-SA-主主轴码盘轴码盘A A相位反相位反馈馈信信号号SB+SB+、SB-SB-主主轴码盘轴码盘B B相位反相位反馈馈信信号号SZ+SZ+、SZ-SZ-主主轴码盘轴码盘Z Z脉冲反脉冲反馈馈+5V+5V、GNDGNDDC5VDC5V电电源源AOUT1AOUT1、AOUT2AOUT2主主轴轴模模拟拟量指令量指令输输出出GNDGND模模拟拟量量输输出地出地主轴控制接口主轴控制接口武汉华中数控武汉华中数控第11页，本讲稿共57页串行式伺服轴控制接口串行式伺服轴控制接口XS40XS40XS43XS43信号名信号名说说 明明TXDTXD数据发送数据发送RXDRXD数据数据接收接收GNDGND信号地信号地武汉华中数控武汉华中数控第12页，本讲稿共57页开关量输入接口：开关量输入接口：XS10XS10、XS11XS11武汉华中数控武汉华中数控第13页，本讲稿共57页开关量输出接口：开关量输出接口：XS20XS20、XS21XS21武汉华中数控武汉华中数控第14页，本讲稿共57页v采用先进的开放式体系结构；采用先进的开放式体系结构；v嵌入式工业嵌入式工业PCPC机；机；v配置配置7.77.7或或.7.7彩色液晶显示屏彩色液晶显示屏;v故障诊断与报警故障诊断与报警;v多种形式的图形加工轨迹显示和仿真；多种形式的图形加工轨迹显示和仿真；v集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式内嵌式PLCPLC接口于一体；接口于一体；v可自由选配各种类型的脉冲接口、模拟接口交可自由选配各种类型的脉冲接口、模拟接口交流伺服单元或步进电机驱动器流伺服单元或步进电机驱动器。“世纪星世纪星世纪星世纪星”HNC-21TFHNC-21TFHNC-21TFHNC-21TF数控装置功能特点数控装置功能特点数控装置功能特点数控装置功能特点武汉华中数控武汉华中数控第15页，本讲稿共57页华中数控v内部已提供标准车床或铣床控制的内部已提供标准车床或铣床控制的PLCPLC程序，程序，v用户也可自行编制用户也可自行编制PLCPLC程序；程序；v采用国际标准采用国际标准G G代码编程，与各种流行，直接加工高达代码编程，与各种流行，直接加工高达2GB 2GB 的的G G 代码程序；代码程序；v具有直线、圆弧、螺纹切削、刀具补偿、宏程序等功能；具有直线、圆弧、螺纹切削、刀具补偿、宏程序等功能；v支持硬盘、电子盘等程序存储方式以及软驱、支持硬盘、电子盘等程序存储方式以及软驱、DNCDNC、以、以太网等程序交换功能；太网等程序交换功能；v反向间隙和单双向螺距误差补偿功能有效提高加工精度反向间隙和单双向螺距误差补偿功能有效提高加工精度武汉华中数控武汉华中数控第16页，本讲稿共57页伺服单元伺服单元作用：接收作用：接收CNCCNC的指令信号，经过转换和放大后控制驱动装的指令信号，经过转换和放大后控制驱动装置从而执行各种动作。置从而执行各种动作。武汉华中数控武汉华中数控第17页，本讲稿共57页1 1、交流伺服驱动单元、交流伺服驱动单元分类分类 输入电源通常为三相交流电（输入电源通常为三相交流电（200V200V，50HZ50HZ），电机的），电机的再生能量通过伺服单元的制动电阻消耗掉。可提供位置控再生能量通过伺服单元的制动电阻消耗掉。可提供位置控制、速度控制、转矩控制三种方式。制、速度控制、转矩控制三种方式。武汉华中数控武汉华中数控第18页，本讲稿共57页2 2、步进驱动单元、步进驱动单元 采用细分型高性能步进驱动器，电流控制采用双极性等角采用细分型高性能步进驱动器，电流控制采用双极性等角度恒力矩技术，适合驱动中小型混合式步进电机。度恒力矩技术，适合驱动中小型混合式步进电机。3 3、变频主轴单元、变频主轴单元 采用通用变频器控制通用电机。变频器采用正弦波脉采用通用变频器控制通用电机。变频器采用正弦波脉宽调制（宽调制（PWMPWM）控制，）控制，U U额额380V380V，I I额额2.5A2.5A武汉华中数控武汉华中数控第19页，本讲稿共57页 将伺服单元的输出变为机械运动将伺服单元的输出变为机械运动 与伺服单元对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机与伺服单元对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机 和交流伺服电机。和交流伺服电机。伺服单元和进给驱动装置合称为伺服单元和进给驱动装置合称为进给伺服驱动系统进给伺服驱动系统 伺服系统的性能影响机床的运动速度、跟踪及定位精伺服系统的性能影响机床的运动速度、跟踪及定位精 度加度加工表面质量和可靠性等。工表面质量和可靠性等。驱动装置驱动装置武汉华中数控武汉华中数控第20页，本讲稿共57页可编程逻辑控制器（可编程逻辑控制器（PLCPLC）可编程控制器（可编程控制器（Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller），），是一种是一种数字运算电子系统，专为在工业环境下运用而设计。它采用可编程序数字运算电子系统，专为在工业环境下运用而设计。它采用可编程序的存储器，用于存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运的存储器，用于存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等特定功能的用户指令，并通过数字式或模拟式的输入输出，控制算等特定功能的用户指令，并通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。各种类型的机械或生产过程。分类：分类：1.1.内装型内装型PLCPLC内装型内装型PLCPLC从属于从属于CNCCNC装置，装置，PLCPLC与与CNCCNC装置之间的信号传送装置之间的信号传送在在CNCCNC装置内部即可实现。装置内部即可实现。PLCPLC与数控机床之间则通过与数控机床之间则通过CNCCNC输输入入/输出接口电路实现信号传送输出接口电路实现信号传送武汉华中数控武汉华中数控第21页，本讲稿共57页2.2.独立型独立型PLCPLC 独立型独立型PLCPLC又称外装型或通用型又称外装型或通用型PLCPLC。对数控机床。对数控机床而言，独立型而言，独立型PLCPLC独立于独立于CNCCNC装置，具有完备的硬装置，具有完备的硬件结构和软件功能，能够独立完成规定的控制任件结构和软件功能，能够独立完成规定的控制任务。务。武汉华中数控武汉华中数控第22页，本讲稿共57页常见的编程语言：常见的编程语言：1,1,梯形图：梯形图：梯形逻辑图简称梯梯形逻辑图简称梯形图（形图（ladder diagram ladder diagram 简写为简写为LADLAD）,它是从继电器它是从继电器-接触器控接触器控制系统的电气原理图演化而来制系统的电气原理图演化而来的，是一种图形语言，它沿用的，是一种图形语言，它沿用了常开触点、常闭触点、继电了常开触点、常闭触点、继电器线圈、接触器线圈、定时器器线圈、接触器线圈、定时器和计数器等等术语和图形符号，和计数器等等术语和图形符号，来完成时间上的顺序控制操作。来完成时间上的顺序控制操作。触点和线圈等的图形符号就是触点和线圈等的图形符号就是编程语言的指令符号编程语言的指令符号。武汉华中数控武汉华中数控第23页，本讲稿共57页2 2、指令语句表（、指令语句表（STLSTL）简称语句表（简称语句表（statement list statement list 简写为简写为STLSTL），类似于计算机的），类似于计算机的汇编语言，它是用语句助记符来编程的。不同的机型有不同的语句助汇编语言，它是用语句助记符来编程的。不同的机型有不同的语句助记符，但都要比汇编语言简单得多，很容易掌握，也是目前用得最多记符，但都要比汇编语言简单得多，很容易掌握，也是目前用得最多的编程方法。的编程方法。指令语句表程序如下：指令语句表程序如下：1.LD1.LDX1.4X1.4-读取主轴正转读取主轴正转按钮按钮2.OR2.ORR0.0R0.0-R0.0R0.0自锁自锁3.AND3.ANDX8.5X8.5-无报警无报警4.ANI4.ANIY5.3Y5.3-刀具未松开刀具未松开5.AND5.ANDX1.6X1.6-停止按钮未按停止按钮未按下下6.ANI6.ANIY5.1Y5.1-反转无输出反转无输出7.ANI7.ANIY5.2Y5.2-主轴未制动主轴未制动8.OUT8.OUTR0.0R0.0-输出中间变量输出中间变量R0.0R0.0，武汉华中数控武汉华中数控第24页，本讲稿共57页 3.3.计算机的通用语言计算机的通用语言 计算机通用语言可以实现梯形图法和指令语句表法计算机通用语言可以实现梯形图法和指令语句表法难以实现的复杂逻辑控制功能，但它没有梯形图法形象，难以实现的复杂逻辑控制功能，但它没有梯形图法形象，比指令语句表编程复杂，因此较难掌握。常用的通用语比指令语句表编程复杂，因此较难掌握。常用的通用语言有言有C C、BASICBASIC、PASCALPASCAL、FORTRANFORTRAN等，其中采用等，其中采用C C语言较多。语言较多。机床本体：机床本体：机械部件：主运动，进给运动（工作台、托板、传动部件）机械部件：主运动，进给运动（工作台、托板、传动部件）支撑部件：床身，立柱支撑部件：床身，立柱辅助装置：冷却，润滑，转为，夹紧，刀库，机械手等辅助装置：冷却，润滑，转为，夹紧，刀库，机械手等武汉华中数控武汉华中数控第25页，本讲稿共57页 1.1.HNC-21TFHNC-21TF数控装置；数控装置；2.2.变频器及三相异步电机；变频器及三相异步电机；3.3.交流伺服驱动器及交流伺服电机；交流伺服驱动器及交流伺服电机；4.4.步进电机驱动器及步进电机；步进电机驱动器及步进电机；5.5.工作台工作台;6.6.四工位刀架四工位刀架;7.7.光栅尺光栅尺;8.8.磁粉制动器磁粉制动器;9.9.数控机床常用的电器部件。数控机床常用的电器部件。HED-21SHED-21S数控系统综合实验台组成：数控系统综合实验台组成：武汉华中数控武汉华中数控第26页，本讲稿共57页数控系统其他常用部件：数控系统其他常用部件：控制类部件控制类部件 低压断路器低压断路器 低压断路器称为自动空气开关，是将低压断路器称为自动空气开关，是将控制电器控制电器和和保护电保护电器器的功能合为一体的电器。作为的功能合为一体的电器。作为不频繁接通和断开不频繁接通和断开电路的总电电路的总电路（或部分电路）路（或部分电路）电源电源开关。开关。发生过载、短路或欠电压时自动断电，有效地保护串接发生过载、短路或欠电压时自动断电，有效地保护串接在它后面的电器。在它后面的电器。QFQF塑料外壳式断路器塑料外壳式断路器电器图形及文字符号电器图形及文字符号 武汉华中数控武汉华中数控第27页，本讲稿共57页型号说明型号说明保护种类保护种类代号代号配电保护用过电流脱扣器配电保护用过电流脱扣器1电动机保护用过电流脱扣器电动机保护用过电流脱扣器2设计代号设计代号塑料外壳式断路器塑料外壳式断路器保护种类保护种类液压式电磁脱扣器液压式电磁脱扣器极数极数(1:单极单极;2:二极二极;3:三极三极)壳架等级额定电流壳架等级额定电流DZ 15-/90 应用范围应用范围 以以DZ15DZ15系列为例，适用于交流系列为例，适用于交流50Hz50Hz，U U额额=220V/380V=220V/380V，I I额额=100A=100A的电路，作为配电、电动机的的电路，作为配电、电动机的过载过载及及短路短路保护，保护，也可以作为线路也可以作为线路不频繁转换不频繁转换及电动机及电动机不频繁启动不频繁启动。武汉华中数控武汉华中数控第28页，本讲稿共57页 小型断路器小型断路器小型断路器小型断路器图形及文字符号图形及文字符号 QFQF 小型断路器主要用于照明配电系统和控制回路。常用小型断路器主要用于照明配电系统和控制回路。常用于于过载、短路保护过载、短路保护，同时也可以在正常情况下，同时也可以在正常情况下不频繁地通断不频繁地通断电器装置和照明线路。电器装置和照明线路。武汉华中数控武汉华中数控第29页，本讲稿共57页塑料外壳式断路器塑料外壳式断路器设计序号设计序号壳架等级额定电流壳架等级额定电流DZDZ 47-60 47-60型号说明型号说明 DZ47-60DZ47-60系列分类系列分类：按额定电流按额定电流In:In:1A、2A、3A、4A、5（6）A、10A、15（16）A、20A、25A、32A、40A、50A、60A；按级数按级数:单极、二极、三极、四极；按断路器瞬时脱扣器的型式按断路器瞬时脱扣器的型式:C型（5In10In）、D型（10In14In）。武汉华中数控武汉华中数控第30页，本讲稿共57页应用范围应用范围 主要应用于交流主要应用于交流50/60HZ50/60HZ，单极，单极230V230V，二、三、四极，二、三、四极400V400V线路的过载、短路保护，同时也可以在正常情况下不频繁线路的过载、短路保护，同时也可以在正常情况下不频繁的通断电器装置和照明线路的通断电器装置和照明线路。选择原则选择原则 低压断路器的低压断路器的额定电流和额定电压应大于或等于额定电流和额定电压应大于或等于线线路、设备的正常工作电压和工作电流。路、设备的正常工作电压和工作电流。低压断路器的低压断路器的极限通断能力应大于或等于极限通断能力应大于或等于电路的最大电路的最大短路电流。短路电流。欠电压脱扣器的额定电压等于欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。线路的额定电压。过电流脱扣器的额定电流应大于或等于过电流脱扣器的额定电流应大于或等于线路的最大负载线路的最大负载电流。电流。武汉华中数控武汉华中数控第31页，本讲稿共57页 接触器接触器 用来频繁地接通或分断带有负载的主电路（如电动机）的自用来频繁地接通或分断带有负载的主电路（如电动机）的自动控制电器。动控制电器。武汉华中数控武汉华中数控第32页，本讲稿共57页组成组成:电磁机构、触点系电磁机构、触点系统、灭弧装置及其它部件统、灭弧装置及其它部件工作原理工作原理:当线圈通电后，静当线圈通电后，静铁心产生电磁吸力将衔铁吸铁心产生电磁吸力将衔铁吸合。衔铁带动触点系统动作，合。衔铁带动触点系统动作，使常闭触点断开，常开触点使常闭触点断开，常开触点闭合。当线圈断电时，电磁闭合。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在反作用弹吸力消失，衔铁在反作用弹簧力的作用下释放，触点系簧力的作用下释放，触点系统随之复位。统随之复位。武汉华中数控武汉华中数控第33页，本讲稿共57页主要技术参数主要技术参数分类分类:按其主触点通过电流的种类不同，分为直流、交流两种。按其主触点通过电流的种类不同，分为直流、交流两种。机床上应用最多的是交流接触器。机床上应用最多的是交流接触器。额定电压额定电压:接触器铭牌上标注的额定电压是指接触器铭牌上标注的额定电压是指主触点主触点 的额定电压。的额定电压。额定电流额定电流:接触器铭牌上标注的额定电流是指接触器铭牌上标注的额定电流是指主触点主触点的额定电的额定电流。流。武汉华中数控武汉华中数控第34页，本讲稿共57页直流接触器直流接触器交流接触器交流接触器额定电压额定电压 （单位：（单位：V V）110110，220220，440440，660660127127，220220，380380，500500，660660额定电流额定电流 （单位：（单位：A A5 5，1010，2020，4040，6060，100100，150150，250250，400400，6006005 5，1010，2020，4040，6060，100100，150150，250250，400400，600600接触器的额定电压和额定电流的等级表接触器的额定电压和额定电流的等级表直流线圈直流线圈交流线圈交流线圈2424，4848，100100，220220，4404403636，110110，127127，220220，380380 接触器线圈的额定电压等级表接触器线圈的额定电压等级表武汉华中数控武汉华中数控第35页，本讲稿共57页选择原则选择原则交流接触器选择主要考虑交流接触器选择主要考虑:主触点主触点的额定电压、额定电流的额定电压、额定电流，辅助触点辅助触点的数量与种类的数量与种类，吸吸引线圈引线圈的电压等级，操作频率等的电压等级，操作频率等。交流接触器的额定电压（指触点的额定电压），应大于或等于交流接触器的额定电压（指触点的额定电压），应大于或等于负载回路的电压。负载回路的电压。接触器线圈的电流种类（交流和直流两种）和电压等级应与控制接触器线圈的电流种类（交流和直流两种）和电压等级应与控制电路相同。电路相同。触点数量和种类应满足电路和控制线路的要求。触点数量和种类应满足电路和控制线路的要求。根据电动机（或其它负载）的功率和操作情况来确定接触器主触根据电动机（或其它负载）的功率和操作情况来确定接触器主触点的电流等级。点的电流等级。根据接触器所控制负载的工作任务（轻任务、一般任务或重任根据接触器所控制负载的工作任务（轻任务、一般任务或重任务）来选择相应使用类别的接触器。务）来选择相应使用类别的接触器。武汉华中数控武汉华中数控第36页，本讲稿共57页 继电器继电器 继电器是一种根据输入信号的变化接通或断开控制继电器是一种根据输入信号的变化接通或断开控制电路的电器。电路的电器。分类分类:按输入信号的性质分为：按输入信号的性质分为：电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器等。电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器等。按工作原理可分为：按工作原理可分为：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器等。电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器等。武汉华中数控武汉华中数控第37页，本讲稿共57页电磁式继电器电磁式继电器 由电磁机构、触点系统和释放弹簧等部分组成。根据外来信由电磁机构、触点系统和释放弹簧等部分组成。根据外来信号（电压或电流），利用电磁原理使衔铁产生闭合动作，从而带号（电压或电流），利用电磁原理使衔铁产生闭合动作，从而带动触点动作，使控制电路接通或断开，实现控制电路的状态改变。动触点动作，使控制电路接通或断开，实现控制电路的状态改变。继电器的继电器的触点不能用来接通和分断负载电路触点不能用来接通和分断负载电路，这也是继电器，这也是继电器的作用和接触器的作用的区别。的作用和接触器的作用的区别。武汉华中数控武汉华中数控第38页，本讲稿共57页 电流继电器的文字符号为电流继电器的文字符号为KIKI，线圈方格中用，线圈方格中用II（或（或IIU（或（或UU）表示过电压（或欠电压）继电器。）表示过电压（或欠电压）继电器。图形及文字符号图形及文字符号 武汉华中数控武汉华中数控第39页，本讲稿共57页分类分类 1 1、电流继电器、电流继电器:电流继电器的线圈电流继电器的线圈串联串联在被测电路中，监在被测电路中，监测电路的电流。电流继电器线圈测电路的电流。电流继电器线圈匝数少，导线粗，线圈阻抗小匝数少，导线粗，线圈阻抗小，不会影响电路的工作情况。电流继电器有欠电流继电器和过电流继电不会影响电路的工作情况。电流继电器有欠电流继电器和过电流继电器。器。2 2、电压继电器：、电压继电器：电压继电器线圈电压继电器线圈并联并联在被测量的电路的两在被测量的电路的两端，监控电路电压变化。电压继电器线圈端，监控电路电压变化。电压继电器线圈匝数多，导线细，线匝数多，导线细，线圈阻抗大圈阻抗大。电压继电器按动作电压值的不同，有过电压、欠电压和。电压继电器按动作电压值的不同，有过电压、欠电压和零电压之分。零电压之分。武汉华中数控武汉华中数控第40页，本讲稿共57页时间继电器时间继电器 时间继电器是一种用来时间继电器是一种用来实现触点延时接通或断开实现触点延时接通或断开的的控制电器，按其动作原理与构造不同，可分为电磁式、控制电器，按其动作原理与构造不同，可分为电磁式、空气阻尼式、电动式和晶体管式等类型。空气阻尼式、电动式和晶体管式等类型。数控机床中一般由计算机软件实现各种时间控制，数控机床中一般由计算机软件实现各种时间控制，而不采用时间继电器方式来进行时间控制。而不采用时间继电器方式来进行时间控制。3 3、中间继电器：、中间继电器：中间继电器实质上是电压继电器的一种，中间继电器实质上是电压继电器的一种，触点多触点多;触点电流容量大触点电流容量大;动作灵敏。其动作灵敏。其主要用途主要用途是当其他继是当其他继电器的触点数或触点容量不够时，可借助中间继电器来扩大电器的触点数或触点容量不够时，可借助中间继电器来扩大它们的触点数或触点容量，起到中间转换的作用。它们的触点数或触点容量，起到中间转换的作用。武汉华中数控武汉华中数控第41页，本讲稿共57页a a）线圈一般符号线圈一般符号 KT b b通电延时线圈通电延时线圈 KTd d延时闭合常开触点延时闭合常开触点 KTKTKTe e延时断开延时断开常闭触点常闭触点 KTf延时断开延时断开常开触点常开触点g延时闭合延时闭合常闭触点常闭触点KTh 瞬时瞬时常开触点常开触点 i 瞬时瞬时常闭触点常闭触点 c c断电延时线圈断电延时线圈 KT时间继电器的图形符号和文字符号时间继电器的图形符号和文字符号武汉华中数控武汉华中数控第42页，本讲稿共57页热继电器热继电器 热继电器是一种利用热继电器是一种利用电流的热效应电流的热效应触发的保护触发的保护电器。常用于电动机的电器。常用于电动机的长期过载保护长期过载保护。热继电器由。热继电器由发热元件（电阻丝）、双金属片、传导部分和常闭发热元件（电阻丝）、双金属片、传导部分和常闭触点组成触点组成。热继电器图形及文字符号热继电器图形及文字符号 武汉华中数控武汉华中数控第43页，本讲稿共57页固态继电器固态继电器 固态继电器固态继电器(Solid State Relay)(Solid State Relay)简称简称SSR SSR 固态继电器是用晶体管或可控硅代替常规继电器的触点开关，固态继电器是用晶体管或可控硅代替常规继电器的触点开关，而在前级中与光电隔离器融为一体。因此，固态继电器实际上而在前级中与光电隔离器融为一体。因此，固态继电器实际上是一是一种带光电隔离器的无触点开关种带光电隔离器的无触点开关。可靠性高、开关速度快和工作频。可靠性高、开关速度快和工作频率高、使用寿命长、便于小型化、输入控制电流小等一系列优率高、使用寿命长、便于小型化、输入控制电流小等一系列优点点。SSR 固态继电器图形及文字符号固态继电器图形及文字符号 武汉华中数控武汉华中数控第44页，本讲稿共57页 熔断器熔断器串接串接在回路中，由在回路中，由熔断体熔断体和和熔座熔座组成，发生短路或组成，发生短路或严重过载时，熔体自动熔断从而保护电路。严重过载时，熔体自动熔断从而保护电路。熔断体熔断体螺旋式熔断器螺旋式熔断器熔断隔离器熔断隔离器 熔断器熔断器武汉华中数控武汉华中数控第45页，本讲稿共57页熔断器主要参数熔断器主要参数:v额定电压：指其长期工作时和分断后能够承受的电压，额定电压：指其长期工作时和分断后能够承受的电压，大于等于大于等于电气设备的额定电压。电气设备的额定电压。v额定电流：指其长期工作时，设备部件升温不超过规定值时所能额定电流：指其长期工作时，设备部件升温不超过规定值时所能承受的电流。承受的电流。v极限分断能力：指其在规定的额定电压和功率因数的条件下，极限分断能力：指其在规定的额定电压和功率因数的条件下，能分断的能分断的最大电流值最大电流值。图形及文字符号图形及文字符号 选择熔断器主要是选择熔断器主要是选择熔断器的选择熔断器的类型、额定电压、额定电流及熔体的类型、额定电压、额定电流及熔体的额定电流。额定电流。武汉华中数控武汉华中数控第46页，本讲稿共57页 行程开关是根据行程开关是根据运动部件位置运动部件位置而切换电路的自动控制电器，而切换电路的自动控制电器，用来控制运动部件的用来控制运动部件的运动方向、行程大小或位置保护。运动方向、行程大小或位置保护。如果把行程开关安装在工作机械各种行程终点处，如果把行程开关安装在工作机械各种行程终点处，限制其行程，它就称为限制其行程，它就称为限位开关限位开关或或终端开关终端开关。因此，。因此，行程开关、限位开关和终端开关是同一开关行程开关、限位开关和终端开关是同一开关。行程开关图形及文字符号行程开关图形及文字符号 行程开关行程开关武汉华中数控武汉华中数控第47页，本讲稿共57页 接近开关是接近开关是非接触式非接触式的监测装置，当运动着的物的监测装置，当运动着的物体接近它到一定距离范围内，就能发出信号，以控体接近它到一定距离范围内，就能发出信号，以控制运动物体的位置或计数。制运动物体的位置或计数。SQ 常开触点常开触点常闭触点常闭触点 SQSQ霍尔接近开关霍尔接近开关 接近开关接近开关武汉华中数控武汉华中数控第48页，本讲稿共57页 按钮、指示灯按钮、指示灯 按钮通常用来接通或断开控制电路（其中电流很小），按钮通常用来接通或断开控制电路（其中电流很小），从而控制电动机或其它电器设备的运行。从而控制电动机或其它电器设备的运行。国标对按钮的颜色国标对按钮的颜色和标识都有要求，根据这些要求可以正确地设计、识别按钮和标识都有要求，根据这些要求可以正确地设计、识别按钮的功能及含义。的功能及含义。按钮按钮武汉华中数控武汉华中数控第49页，本讲稿共57页 引起操作者注意或指示操作者应该完成某种任务。引起操作者注意或指示操作者应该完成某种任务。用于确认一种指令、一种状态或情况，或者用于确认一种变用于确认一种指令、一种状态或情况，或者用于确认一种变化或转换阶段的结束。化或转换阶段的结束。指示灯指示灯图形及文字符号图形及文字符号 武汉华中数控武汉华中数控第50页，本讲稿共57页电源类部件电源类部件 变压器变压器 变压器是一种将某一数值的变压器是一种将某一数值的交流电压变换成频率相同但数值交流电压变换成频率相同但数值不同的交流电压不同的交流电压的静止电器。的静止电器。控制变压器控制变压器 机床控制变压器适用于交流机床控制变压器适用于交流505060Hz60Hz，输入电压不超过，输入电压不超过660V660V的电路，作为各类机床、机械设备等一般电器的的电路，作为各类机床、机械设备等一般电器的控制电源、步控制电源、步进电机驱动器、局部照明进电机驱动器、局部照明及指示灯的电源。及指示灯的电源。T双绕组变压器图形及文字符号双绕组变压器图形及文字符号 武汉华中数控武汉华中数控第51页，本讲稿共57页三相变压器三相变压器在数控机床中三相变压器主要是在数控机床中三相变压器主要是给伺服动力等供电给伺服动力等供电。三相变压器（星形三相变压器（星形三角形联结）图形及三角形联结）图形及文字符号文字符号 武汉华中数控武汉华中数控第52页，本讲稿共57页变压器的选择变压器的选择v 根据实际情况选择根据实际情况选择初级（原边）额定电压初级（原边）额定电压U1U1（380V,220V380V,220V），再选择），再选择次级额定电压次级额定电压U2,U3U2,U3v 根据实际负载情况，确定根据实际负载情况，确定次级绕组额定电流次级绕组额定电流I1,I2,I3I1,I2,I3,，一般绕组的额定输出电流应大于等于额定负，一般绕组的额定输出电流应大于等于额定负载电流。载电流。v 次级额定容量次级额定容量由总容量确定。总容量：由总容量确定。总容量：P2=U2 I2+U3I3+U4I4+P2=U2 I2+U3I3+U4I4+根据次级电压、电流（或总容量）可选择变压器，根据次级电压、电流（或总容量）可选择变压器，v 变压器的选用除了要满足变压比之外，还要考虑变压器变压器的选用除了要满足变压比之外，还要考虑变压器性价比，性价比，优先选用变压档输出全的变压器优先选用变压档输出全的变压器.武汉华中数控武汉华中数控第53页，本讲稿共57页直流稳压电源直流稳压电源 功能功能：是将非稳定交流电源变成稳定直流电源。：是将非稳定交流电源变成稳定直流电源。应用范围应用范围：给驱动器、控制单元、小直流继电器、信号指示：给驱动器、控制单元、小直流继电器、信号指示灯等提供直流电源。灯等提供直流电源。开关电源开关电源 开关电源被称作高效节能电开关电源被称作高效节能电源，自身消耗的能量很低，电源源，自身消耗的能量很低，电源效率可达效率可达80%80%左右。普遍采用脉左右。普遍采用脉冲宽度调制器（简称脉宽调制器冲宽度调制器（简称脉宽调制器PWMPWM）或脉冲频率调制器（简称）或脉冲频率调制器（简称脉频调制器脉频调制器PFMPFM）专用集成电路。）专用集成电路。图形符号及文字符号图形符号及文字符号 武汉华中数控武汉华中数控第54页，本讲稿共57页一体化电源一体化电源输入参数：输入参数：输入参数：输入参数：AC220V10%/50 AC220V10%/50 AC220V10%/50 AC220V10%/50（47-6347-6347-6347-63）HzHzHzHz单相或单相或单相或单相或AC380V10%/50HzAC380V10%/50HzAC380V10%/50HzAC380V10%/50Hz三相三相三相三相输出参数：输出参数：输出参数：输出参数：DC5DC5DC5DC5300V 300V 300V 300V 电流电流电流电流0.50.50.50.520A 20A 20A 20A 功率功率功率功率2 2 2 22000W 2000W 2000W 2000W 电压调整率电压调整率电压调整率电压调整率0.5%0.5%0.5%0.5%（5V5V5V5V时时时时1%1%1%1%）电流调整率电流调整率电流调整率电流调整率1.0%1.0%1.0%1.0%（5V5V5V5V时时时时2%2%2%2%）纹波系数纹波系数纹波系数纹波系数1.0%1.0%1.0%1.0%工作频率工作频率工作频率工作频率50505050100KHz 100KHz 100KHz 100KHz 具有过热、过流、短路保护；可另加过欠具有过热、过流、短路保护；可另加过欠具有过热、过流、短路保护；可另加过欠具有过热、过流、短路保护；可另加过欠压保护；压保护；压保护；压保护；负载率负载率负载率负载率0 0 0 0 100%100%100%100%；使用率；使用率；使用率；使用率80%80%80%80%；效率效率效率效率80%80%80%80%武汉华中数控武汉华中数控第55页，本讲稿共57页电源的选择原则：电源的选择原则：选择电源时需要考虑的问题主要有：选择电源时需要考虑的问题主要有：电源的输出功率输出路数；电源的输出功率输出路数；电源的尺寸电源的尺寸;电源的安装方式和安装孔位；电源的安装方式和安装孔位；电源的冷却方式；电源的冷却方式；绝缘强度；绝缘强度；电磁兼容电磁兼容环境条件环境条件l为了提高系统的可靠性，建议电源工作在为了提高系统的可靠性，建议电源工作在50%-80%50%-80%负载为负载为 佳。佳。l尽量选用厂家的标准电源。尽量选用厂家的标准电源。l明确输入电压范围，明确输入电压范围，l电源的散热问题。电源的散热问题。l如果环境不是很恶劣或电柜中，可选用普通电源；如果在如果环境不是很恶劣或电柜中，可选用普通电源；如果在条件恶劣的环境中使用，比如油污、潮湿、腐蚀等，选用全条件恶劣的环境中使用，比如油污、潮湿、腐蚀等，选用全密封的一体化电源较好。密封的一体化电源较好。武汉华中数控武汉华中数控第56页，本讲稿共57页导线、电缆导线、电缆数控机床上主要有三种导线：数控机床上主要有三种导线：动力线、控制线、信号线动力线、控制线、信号线。导线的选择应适用于导线的选择应适用于:工作条件工作条件如如:电压、电流、电击的防护电压、电流、电击的防护外界影响外界影响如如:环境温度、湿度或存在腐蚀物质燃烧危险和机械应力包括环境温度、湿度或存在腐蚀物质燃烧危险和机械应力包括安装期间的应力。安装期间的应力。导线的导线的横截面积、材质（铜或铝等）、绝缘材料横截面积、材质（铜或铝等）、绝缘材料都是设都是设计时需要考虑的，可以参照相关书籍手册。计时需要考虑的，可以参照相关书籍手册。武汉华中数控武汉华中数控第57页，本讲稿共57页