华中数控8型数控系统连接调试与PLC编程1.pdf

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1、13 3、国标、国标 GB5226GB5226 与电气柜的设计与电气柜的设计3.13.1 国标国标 GB5226-1GB5226-1工业机械电气设备工业机械电气设备第一部第一部：通用技术条件是指导电气设计的基本通用技术条件是指导电气设计的基本原则。原则。3.23.2 根据国标电气柜的设计应满足下列要求：根据国标电气柜的设计应满足下列要求：a)a)电气柜应具有电气柜应具有 IP54IP54（IP65IP65）的防护等级；的防护等级；b)b)各电气部件应安装在无漆的镀锌板上；各电气部件应安装在无漆的镀锌板上；c)c)强电部件，如驱动器、变频器与弱电部件的安装位置间距应大于强电部件，如驱动器、变频器

2、与弱电部件的安装位置间距应大于 200200 mmmm；d)d)主轴电机或变频电机的动力电缆应采用屏蔽电缆，且在电柜中应与信号电缆分开布主轴电机或变频电机的动力电缆应采用屏蔽电缆，且在电柜中应与信号电缆分开布线；线；e)e)伺服电机动力电缆的屏蔽喉箍应与屏蔽连接架连接；伺服电机动力电缆的屏蔽喉箍应与屏蔽连接架连接；f)f)伺服电机的信号电缆的屏蔽网应压在功率模块上部；伺服电机的信号电缆的屏蔽网应压在功率模块上部；g)g)电气设计时，三相四线制的电气设计时，三相四线制的 N N（零）线一定不能进入电柜，更不能用一根火线和（零）线一定不能进入电柜，更不能用一根火线和 N N（零（零）线作为电柜内的

3、线作为电柜内的 AC220VAC220V 电源使用电源使用。电柜内所有所需电柜内所有所需 AC220VAC220V 电源必须采用火线电压用电源必须采用火线电压用隔离变压器提隔离变压器提供供 AC220AC220V V 电源电源。而且电柜只允许进真真正正而且电柜只允许进真真正正的的 P PE E 即大地即大地。不可不可进进 PEPEN N 或或 N N（零零）线。否则将会出现如烧驱动器、电机或系统等不可预测的重大事故；线。否则将会出现如烧驱动器、电机或系统等不可预测的重大事故；h)h)控制指令线、码盘线必须按照华中数控的要求进行焊接，必要时采取指令信号和反控制指令线、码盘线必须按照华中数控的要求

4、进行焊接，必要时采取指令信号和反馈信号分别分开用双绞屏蔽线即分别两根双绞屏蔽电缆焊接使用馈信号分别分开用双绞屏蔽线即分别两根双绞屏蔽电缆焊接使用；动力电缆也要采用屏蔽动动力电缆也要采用屏蔽动力电缆；力电缆；i)i)指令电缆指令电缆、码盘电缆及主轴指令电缆码盘电缆及主轴指令电缆（包括主轴模拟指令电缆包括主轴模拟指令电缆）中间不得中断转接中间不得中断转接，必须从系统直接到相应装置；必须从系统直接到相应装置；j)j)电气设计及电柜配线（包括接地等）必须按照华中数控电磁兼容设计的要求进电气设计及电柜配线（包括接地等）必须按照华中数控电磁兼容设计的要求进行（如续流二极管、单相或三相灭弧器、配线尽可能强弱

5、的分开并尽可能交叉走线等行（如续流二极管、单相或三相灭弧器、配线尽可能强弱的分开并尽可能交叉走线等）。4 4、第一次通电、第一次通电 通电前必须确认通电前必须确认 24VDC24VDC 回路无短路；确保各部件的连接正确无误；回路无短路；确保各部件的连接正确无误；4.14.1 脱机调试脱机调试为了防止出现意外，驱动、电机在和执行机构连接之前最好经过脱机调试。在调试为了防止出现意外，驱动、电机在和执行机构连接之前最好经过脱机调试。在调试大型机床时，本环节尤为重要。大型机床时，本环节尤为重要。具体步骤：具体步骤：a)a)将驱动、电机放置于平坦、安全的位置（如地面将驱动、电机放置于平坦、安全的位置（如

6、地面）；只连接驱动和电机，将驱动设为；只连接驱动和电机，将驱动设为内部使能内部使能（详见详见HSV-180HSV-180（160160）UDUD（S S）交流伺服驱动单元使用说明书交流伺服驱动单元使用说明书），检测运转情检测运转情况；况；b)b)检测动力线的检测动力线的 U U、V V、W W 的相序是否正确；的相序是否正确；c)c)检查数控系统能否正确控制驱动和电机的动作检查数控系统能否正确控制驱动和电机的动作，驱动和电机的工作状态是否平稳且达驱动和电机的工作状态是否平稳且达到设计功率；到设计功率；（4 4）调试）调试 PLCPLC，检查急停点位；，检查急停点位；4.24.2 分步上电原则分

7、步上电原则为了确保调试人员的安全和机床的完好无损，同时为了更方便对遇到的故障进行诊为了确保调试人员的安全和机床的完好无损，同时为了更方便对遇到的故障进行诊断，在调试前期过程中应该遵循断，在调试前期过程中应该遵循“分步通电分步通电”原则：原则：a)a)数控系统上电数控系统上电，其他部件保持断开其他部件保持断开，不通电不通电。检查参数和检查参数和 PLCPLC，确保确保 PLCPLC 上电部分的上电部分的正确性，尤其是当重力轴存在抱闸的情况；正确性，尤其是当重力轴存在抱闸的情况；b)b)进给驱动上电，检查设备线缆连接是否正确，驱动和系统之间是否建立正常的连接进给驱动上电，检查设备线缆连接是否正确，

8、驱动和系统之间是否建立正常的连接；注意进给伺服电机安装在机床进给轴上，在无切削的情况下的最大动作电流大约为该轴注意进给伺服电机安装在机床进给轴上，在无切削的情况下的最大动作电流大约为该轴伺服电机额定电流的伺服电机额定电流的 20%20%，否则切削时将可能出现过流现象，这时证明该伺服电机选择，否则切削时将可能出现过流现象，这时证明该伺服电机选择小了。另外如果某轴伺服电机啸叫，且通过调整伺服驱动器参数无效时，可能是伺服驱小了。另外如果某轴伺服电机啸叫，且通过调整伺服驱动器参数无效时，可能是伺服驱动器与伺服电机选择配合不合适。动器与伺服电机选择配合不合适。2c)c)动力装置动力装置（电机电机）上电上

9、电，检查对电机的控制是否正常检查对电机的控制是否正常，机床运动是否正常机床运动是否正常，所有限位所有限位是否有效；是否有效；d)d)主轴模块上电，检查主轴转速是否正常；主轴模块上电，检查主轴转速是否正常；e)e)刀库模块上电，检查并调试换刀动作的正确性；刀库模块上电，检查并调试换刀动作的正确性；项目三项目三数控机床电气控制系统的连接数控机床电气控制系统的连接一、数控机床电气控制系统的构成一、数控机床电气控制系统的构成数控机床是典型的机电一体化产品，除了计算机数控装置和伺服驱动装置之外，还数控机床是典型的机电一体化产品，除了计算机数控装置和伺服驱动装置之外，还必须有配套的电气控制电路和辅助功能控

10、制逻辑必须有配套的电气控制电路和辅助功能控制逻辑。数控机床的电气控制电路包括主电路、控制电路、数控系统接口电路等几个部分，数控机床的电气控制电路包括主电路、控制电路、数控系统接口电路等几个部分，涉及低压电器元件、机床电气控制技术和数控系统接口等知识。涉及低压电器元件、机床电气控制技术和数控系统接口等知识。机床主电路主要用来实现电能的分配和短路保护、欠压保护、过载保护等功能。在机床主电路主要用来实现电能的分配和短路保护、欠压保护、过载保护等功能。在数控机床总电源回路中，为了保证数控系统的可靠运行，一般要通过隔离变压器供电；数控机床总电源回路中，为了保证数控系统的可靠运行，一般要通过隔离变压器供电

11、；对于电网电压波动较大的应用场合，还要在总电源回路中加装稳压器；对于主回路中容对于电网电压波动较大的应用场合，还要在总电源回路中加装稳压器；对于主回路中容量较大量较大、频繁通频繁通/断的交流电动机电源回路断的交流电动机电源回路，为了防止其对数控系统产生干扰为了防止其对数控系统产生干扰，一般要加一般要加装阻容吸收电路。装阻容吸收电路。机床控制电路主要用来实现对机床的液压、冷却、润滑、照明等进行控制，该电路机床控制电路主要用来实现对机床的液压、冷却、润滑、照明等进行控制，该电路的控制原则与普通机床相同，但有些开关信号来自数控系统，而且在交流接触器两端要的控制原则与普通机床相同，但有些开关信号来自数

12、控系统，而且在交流接触器两端要加装阻容吸收，继电器线圈的两端要加装续流二极管。加装阻容吸收，继电器线圈的两端要加装续流二极管。数控系统接口电路用来完成信号的变换和连接。由于在数控系统内部是直流弱电信数控系统接口电路用来完成信号的变换和连接。由于在数控系统内部是直流弱电信号，而机床电气控制电路是交流强电信号，为防止电磁场干扰或工频电压串入计算机数号，而机床电气控制电路是交流强电信号，为防止电磁场干扰或工频电压串入计算机数控系统中，数控系统接口电路一般采用光电耦合器进行隔离。控系统中，数控系统接口电路一般采用光电耦合器进行隔离。图图 1-291-29 数控机床电气控制系统构成数控机床电气控制系统构

13、成二、数控机床常用控制电器及选择二、数控机床常用控制电器及选择3图图 1-301-30 数控机床常用控制电器用途分类数控机床常用控制电器用途分类图图 1-311-31 数控机床常用控制电器工作原理分类数控机床常用控制电器工作原理分类用于各种控用于各种控制电路和控制电路和控制系统的电制系统的电器，如接触器，如接触器、继电器器、继电器等等用 于自 动控用 于自 动控制 系统 中发制 系统 中发送 控制 指令送 控制 指令的电器的电器，如按如按钮钮、行程开关行程开关等等用于保护电用于保护电路及用电设路及用电设备的电器，备的电器，如熔断器、如熔断器、热继电器等热继电器等用 于 电 能 的用 于 电 能

14、 的输 送 和 分 配输 送 和 分 配的电器的电器，如低如低压断路器压断路器、隔隔离器等离器等用 于完 成某用 于完 成某种 动作 或传种 动作 或传动 功能 的电动 功能 的电器，如 电磁器，如 电磁铁铁、电磁离合电磁离合器等器等4图图 1-321-32 数控机床常用控制电器基本结构数控机床常用控制电器基本结构图图 1-331-33 数控机床常用控制电器基本结构之电磁机构数控机床常用控制电器基本结构之电磁机构图图 1-341-34 数控机床常用控制电器基本结构之触头系统数控机床常用控制电器基本结构之触头系统图图 1-351-35 数控机床常用控制电器基本结构之灭弧装置数控机床常用控制电器基

15、本结构之灭弧装置51 1、低压断路器、低压断路器图图 1-361-36 低压断路器实物图低压断路器实物图低压断路器又称自动开关或空气开关。它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电低压断路器又称自动开关或空气开关。它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。的电器。作用作用:用于电动机和其他用电设备的电路中用于电动机和其他用电设备的电路中，在正常情况下在正常情况下，它可以分断和接通工作它可以分断和接通工作电流；当电路发生过载、短路、失压等故障时，

16、它能自动切断故障电路，有效地保护串电流；当电路发生过载、短路、失压等故障时，它能自动切断故障电路，有效地保护串接于它后面的电器设备；还可用于不频繁地接通、分断负荷的电路，控制电动机的运行接于它后面的电器设备；还可用于不频繁地接通、分断负荷的电路，控制电动机的运行和停止。和停止。分类：框架式（万能式）分类：框架式（万能式）塑料外壳式（装置式）塑料外壳式（装置式）图图 1-371-37 低压断路器的结构及工作原理图低压断路器的结构及工作原理图图图 1-381-38 低压断路器的图形符号和文字符号低压断路器的图形符号和文字符号低压断路器选用原则是：低压断路器选用原则是：1 1）断路器额定电压等于或大

17、于线路额定电压。断路器额定电压等于或大于线路额定电压。62 2）断路器额定电流等于或大于线路或设备额定电流。断路器额定电流等于或大于线路或设备额定电流。3 3）断路器通断能力等于或大于线路中可能出现的最大短路电流。断路器通断能力等于或大于线路中可能出现的最大短路电流。4 4）欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。5 5）分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。6 6）长延时电流整定值等于电动机额定电流。长延时电流整定值等于电动机额定电流。7 7）瞬时整定电流：额定电流的过载倍数确定。瞬时整定电流：额定电流的过载倍数确定。8 8）

18、长延时电流整定值的可返回时间等于或大于电动机实际起动时间。长延时电流整定值的可返回时间等于或大于电动机实际起动时间。2 2、组合开关、组合开关图图 1-391-39 组合开关实物图组合开关实物图组合开关也是空气开关的一种，他主要用作数控机床电气控制柜的总电源开关，即组合开关也是空气开关的一种，他主要用作数控机床电气控制柜的总电源开关，即作为整个电气控制系统的通断使用。其图形符号和文字符号与选用原则同低压断路器。作为整个电气控制系统的通断使用。其图形符号和文字符号与选用原则同低压断路器。3 3、接触器、接触器接触器是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一接触器是一种用于

19、中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。种自动开关电器。图图 1-401-40 接触器实物图接触器实物图73.13.1 接触器分类接触器分类3.1.13.1.1 按操作方式分有：电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器；按操作方式分有：电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器；3.1.23.1.2 按灭弧介质分有：空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等；按灭弧介质分有：空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等；3.1.33.1.3 按主触头控制的电流性质分有：交流接触器、直流接触器按主触头控制的电流性质分有：交流接触器、直流接触器；3.1.43.1.4 按

20、电磁机构的励磁方式分有：直流励磁操作与交流励磁操作两种按电磁机构的励磁方式分有：直流励磁操作与交流励磁操作两种。3.23.2 接触器的图形和文字符号接触器的图形和文字符号3.33.3 接触器工作原理接触器工作原理KMKMKM线圈线圈常开常开（动合动合）触头触头常闭常闭（动断动断）触头触头83.43.4 接触器选用接触器选用1)1)接触器极数和电流种类的确定；接触器极数和电流种类的确定；2)2)根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器；根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器；3)3)根据负载功率和操作情况来确定接触器主触头的电流等级；根据负载功率和操作情况来确定

21、接触器主触头的电流等级；4)4)根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级来决定接触器的额定电压；根据接触器主触头接通与分断主电路电压等级来决定接触器的额定电压；5)5)接触器吸引线圈的额定电压应由所接控制电路电压确定；接触器吸引线圈的额定电压应由所接控制电路电压确定；6)6)接触器触头数和种类应满足主电路和控制电路的要求；接触器触头数和种类应满足主电路和控制电路的要求；4 4、继电器、继电器继电器是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力或使输出继电器是一种利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力或使输出状态发生阶跃变化，从而通过其触头或突变量促使在同一电路或另一电

22、路中的其它器件状态发生阶跃变化，从而通过其触头或突变量促使在同一电路或另一电路中的其它器件或装置动作的一种控制元件。它用于各种控制电路中进行信号传递、放大、转换、联锁或装置动作的一种控制元件。它用于各种控制电路中进行信号传递、放大、转换、联锁等，控制主电路和辅助电路中的器件或设备按预定的动作程序进行工作，实现自动控制等，控制主电路和辅助电路中的器件或设备按预定的动作程序进行工作，实现自动控制和保护的目的。和保护的目的。常用的继电器按动作原理分有电磁式常用的继电器按动作原理分有电磁式、磁电式磁电式、感应式感应式、电动式电动式、光电式光电式、压电式压电式、热继电器与时间继电器等。按激励量不同分为交

23、流、直流、电压、电流、中间、时间、热继电器与时间继电器等。按激励量不同分为交流、直流、电压、电流、中间、时间、速度、温度、压力、脉冲继电器等。速度、温度、压力、脉冲继电器等。图图 1-411-41 继电器实物图继电器实物图4.14.1 继电器的图形和文字符号继电器的图形和文字符号4.24.2 种类：电磁式、感应式、机械式、双金属片式、电子式、电动式等。种类：电磁式、感应式、机械式、双金属片式、电子式、电动式等。常用的以电磁式为主。常用的以电磁式为主。4.2.14.2.1 电磁式继电器：继电器电磁式继电器：继电器(relay)(relay)：没有主触头。原理与接触器同。：没有主触头。原理与接触器

24、同。4.2.24.2.2 电压继电器：线圈匝多、线细，有过压和欠压继电器之分。电压继电器：线圈匝多、线细，有过压和欠压继电器之分。4.2.34.2.3 电流继电器：线圈匝少、线粗，有过流和欠流继电器之分。电流继电器：线圈匝少、线粗，有过流和欠流继电器之分。4.2.44.2.4 中间继电器：实质就是电压继电器，作用：中间继电器：实质就是电压继电器，作用：1.1.放大；放大；2.2.增加触头。增加触头。4.2.54.2.5 时间继电器：作用：产生延时，有通电延时和断电延时之分。时间继电器：作用：产生延时，有通电延时和断电延时之分。4.2.64.2.6 特殊继电器特殊继电器4.2.74.2.7 热继

25、电器热继电器线圈线圈常开触头常开触头常闭触头常闭触头KA95 5、熔断器、熔断器熔断器是一种当电流超过规定值一定时间后熔断器是一种当电流超过规定值一定时间后,以它本身产生的热量使熔体熔化而分断电以它本身产生的热量使熔体熔化而分断电路的电器。广泛应用于低压配电系统及用电设备中作短路和过电流保护。路的电器。广泛应用于低压配电系统及用电设备中作短路和过电流保护。图图 1-421-42 熔断器实物图及图形和文字符号熔断器实物图及图形和文字符号5.15.1 种类种类5.1.15.1.1 瓷插式熔断器瓷插式熔断器5.1.25.1.2 螺旋式熔断器螺旋式熔断器5.1.35.1.3 有填料式熔断器有填料式熔断

26、器5.1.45.1.4 无填料密封式熔断器无填料密封式熔断器5.1.55.1.5 快速熔断器快速熔断器5.1.65.1.6 自恢复熔断器自恢复熔断器5.25.2 熔断器的选择熔断器的选择101 1）根据线路的要求、使用场合和安装条件选择熔断器类型。）根据线路的要求、使用场合和安装条件选择熔断器类型。2 2）熔断器额定电压应大于或等于线路的工作电压。）熔断器额定电压应大于或等于线路的工作电压。3 3）熔断器额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流。）熔断器额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流。4 4）熔体额定电流的选择）熔体额定电流的选择a a）电路上电路上、下两级都装设熔断器时下两级都装设熔断

27、器时，为使两级保护相互配合良好为使两级保护相互配合良好，两极熔体额定电流两极熔体额定电流的比值不小于的比值不小于 1.61.6：1 1。b b）用于电炉用于电炉、照明等电阻性负载的短路保护照明等电阻性负载的短路保护，熔体的额定电流等于或稍大于电路的工熔体的额定电流等于或稍大于电路的工作电流。作电流。c c）保护一台异步电动机时保护一台异步电动机时，考虑电动机冲击电流的影响考虑电动机冲击电流的影响，熔体的额定电流按下式计算熔体的额定电流按下式计算：I IfNfN（1.51.52.52.5）I IN N式中：式中：I IfNfN-熔体额定电流；熔体额定电流；I IN N-电动机额定电流电动机额定电

28、流d d）保护多台异步电动机时保护多台异步电动机时，若各台电动机不同时起动若各台电动机不同时起动，则应按下式计算则应按下式计算：I IfNfN（1.51.52.52.5）I INmaxNmax+I IN N6 6、灭弧器、灭弧器(阻容吸收装置）阻容吸收装置）6.16.1 用途：消除交流电路中感性负载如接触器等通断操作中的接点火花干扰。用途：消除交流电路中感性负载如接触器等通断操作中的接点火花干扰。6.26.2 结构：由一个电阻和一个电容串联而成。结构：由一个电阻和一个电容串联而成。6.36.3 分类：分为单相和三相。分类：分为单相和三相。6.46.4 图形和文字符号图形和文字符号7 7、变压器

29、、变压器作用：将某一数值的交流电压变换成频率相同但数值不同的交流电压。作用：将某一数值的交流电压变换成频率相同但数值不同的交流电压。7.17.1 种类种类7.1.17.1.1 机床控制变压器机床控制变压器适用于适用于 50HZ50HZ60HZ60HZ，输入电压不超过交流输入电压不超过交流 600V600V 的电路的电路，常作为各类机床机械设备中一常作为各类机床机械设备中一般电器的控制电源和步进电动机驱动器，局部照明及指示灯的电源。般电器的控制电源和步进电动机驱动器，局部照明及指示灯的电源。7.1.27.1.2 三相变压器三相变压器在三相交流系统中在三相交流系统中，三相电压的变换一般采用三相变压

30、器来实现三相电压的变换一般采用三相变压器来实现。在数控机床中三相变在数控机床中三相变压器主要是给伺服系统供电。压器主要是给伺服系统供电。7.1.2.17.1.2.1 三相变压器实物图三相变压器实物图117.1.2.27.1.2.2 图形和文字符号图形和文字符号7.27.2 变压器的选择变压器的选择机床常用控制变压器型号有：机床常用控制变压器型号有：JBKJBK 系列，系列，BKBK 系列等。系列等。变压器主要参数有：初级电压；次级电压。变压器主要参数有：初级电压；次级电压。a a）根据实际负载情况选择初级额定电压）根据实际负载情况选择初级额定电压 U1U1，再选择次级额定电压，再选择次级额定电

31、压 U2U2，U3U3。b b）根据实际负载情况根据实际负载情况，确定各次级绕组额定电流确定各次级绕组额定电流 I1I1、I2I2，一般绕组的额定输出电一般绕组的额定输出电流应大于或等于额定负载电流。流应大于或等于额定负载电流。c c）次级额定容量由总容量确定。总容量算法：）次级额定容量由总容量确定。总容量算法：P2=U2I2+U3I3+U4I4+P2=U2I2+U3I3+U4I4+8 8、直流稳压电源、直流稳压电源功能：将非稳定交流电源变成稳定直流电源。在数控机床电气控制系统中，为驱动功能：将非稳定交流电源变成稳定直流电源。在数控机床电气控制系统中，为驱动器控制单元，直流继电器，信号指示灯等

32、提供直流电源。器控制单元，直流继电器，信号指示灯等提供直流电源。8.18.1 开关电源开关电源被称作高效节能电源。被称作高效节能电源。数控机床中主要使用数控机床中主要使用开关电源开关电源一体化电源一体化电源图形及文字符号图形及文字符号12图图 1-431-43 开关电源实物图开关电源实物图主要参数：输入主要参数：输入 ACAC 电压；输入频率；冷态冲击电流；保护方式；启动上升保持时间；电压；输入频率；冷态冲击电流；保护方式；启动上升保持时间；安全标准；输出电压调整；纹波噪声；效率等。安全标准；输出电压调整；纹波噪声；效率等。8.28.2 一体化电源一体化电源是采用外壳传导冷却方式的是采用外壳传

33、导冷却方式的 AC/DCAC/DC 开关电源。开关电源。图图 1-441-44 一体化电源实物图一体化电源实物图8.38.3 直流稳压电源的选择直流稳压电源的选择选择时主要考虑：选择时主要考虑：a)a)电源的输出功率，输出路数。电源的输出功率，输出路数。b)b)电源的尺寸。电源的尺寸。c)c)电源的安装方式和安装孔位。电源的安装方式和安装孔位。d)d)电源的冷却方式。电源的冷却方式。e)e)电源在系统中的位置及走线。电源在系统中的位置及走线。f)f)环境条件。环境条件。g)g)绝缘强度。绝缘强度。h)h)电磁兼容性。电磁兼容性。9 9、主令电器、主令电器主令电器主要用来接通或断开控制电路主令电

34、器主要用来接通或断开控制电路，以发布命令或信号以发布命令或信号，改变控制系统工作状况改变控制系统工作状况的电器。常用的主令电器有控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。的电器。常用的主令电器有控制按钮、行程开关、万能转换开关、主令控制器等。9.19.1 控制按钮控制按钮图图 1-451-45 控制按钮实物图控制按钮实物图13图图 1-461-46控制按钮结构示意图控制按钮结构示意图1-1-按钮按钮2-2-复位弹簧复位弹簧3-3-常闭静触头常闭静触头4-4-动触头动触头5-5-常开静触头常开静触头图图 1-471-47 控制按钮电气符号控制按钮电气符号9.29.2 行程开关行程开关9.2

35、.19.2.1 作用：用来控制某些机械部件的运动行程和位置或限位保护。作用：用来控制某些机械部件的运动行程和位置或限位保护。9.2.29.2.2 结构：行程开关是由操作机构、触点系统和外壳等部分成。结构：行程开关是由操作机构、触点系统和外壳等部分成。9.2.39.2.3 分类：分类：图图 1-481-48 行程开关实物图行程开关实物图图图 1-491-49 行程开关工作原理行程开关工作原理按结构分为按结构分为直杆式直杆式旋转式旋转式单轮旋转式单轮旋转式双轮旋转式双轮旋转式14图图 1-501-50 行程开关文字和图形符号行程开关文字和图形符号9.2.49.2.4 选择选择在选择行程开关时在选择

36、行程开关时，应根据被控制电路的特点应根据被控制电路的特点、要求要求、生产现场条件和触点数量等因素生产现场条件和触点数量等因素进行考虑。进行考虑。9.39.3 接近开关接近开关接近开关又称无触点行程开关，它是一种非接触型的检测装置。接近开关又称无触点行程开关，它是一种非接触型的检测装置。9.3.19.3.1 作用作用：可以代替行程开关完成传动装置的位移控制和限位保护可以代替行程开关完成传动装置的位移控制和限位保护，还广泛用于检测零还广泛用于检测零件尺寸、测速和快速自动计数以及加工程序的自动衔接等。件尺寸、测速和快速自动计数以及加工程序的自动衔接等。9.3.29.3.2 特点特点：工作可靠工作可靠

37、、寿命长寿命长、功耗低功耗低、重复定位精度高重复定位精度高、灵敏度高灵敏度高、频率响应快以及频率响应快以及适应恶劣的工作环境等。适应恶劣的工作环境等。9.3.39.3.3 分类：分类：图图 1-511-51 接近开关实物图接近开关实物图图图 1-521-52 接近开关文字和图形符号接近开关文字和图形符号按工作原理分为按工作原理分为高频振荡型高频振荡型电容型电容型永久磁铁型永久磁铁型霍尔效应型霍尔效应型159.49.4 万能转换开关万能转换开关图图 1-531-53 万能转换开关实物图万能转换开关实物图1010、导线和电缆、导线和电缆数控机床上主要使用数控机床上主要使用 3 3 种类型的导线种类

38、型的导线:动力线、控制线、信号线，相对应有动力线、控制线、信号线，相对应有 3 3 种类型的种类型的电缆电缆。导线的选择应适用于工作条件和环境影响导线的选择应适用于工作条件和环境影响，它的横截面面积它的横截面面积、材质材质、绝缘材料等都是绝缘材料等都是设计时要考虑的，可以参考相关技术手册。设计时要考虑的，可以参考相关技术手册。10.110.1 绝缘导线的种类和颜色绝缘导线的种类和颜色10.1.110.1.1 绝缘导线的种类绝缘导线的种类绝缘导线可分为绝缘硬线（俗称单股线绝缘导线可分为绝缘硬线（俗称单股线）、绝缘软线（俗称多股线）和绝缘屏蔽电线。、绝缘软线（俗称多股线）和绝缘屏蔽电线。按照绝缘层

39、可分为橡胶绝缘和塑料绝缘导线。按照绝缘层可分为橡胶绝缘和塑料绝缘导线。10.1.210.1.2 绝缘导线的颜色绝缘导线的颜色绝缘导线的颜色作为一种标识，表示不同相序或某种使用功能，属安全标志之一。绝缘导线的颜色作为一种标识，表示不同相序或某种使用功能，属安全标志之一。10.210.2 绝缘导线的加工与连接绝缘导线的加工与连接10.2.110.2.1 绝缘导线加工顺序绝缘导线加工顺序:导线拉直导线拉直定尺剪线定尺剪线剥头（去绝缘层）捻头剥头（去绝缘层）捻头热搪锡热搪锡清洗清洗10.2.210.2.2 绝缘导线的连接方法：绝缘导线的连接方法：通常有螺钉连接、锡焊、绕接、插接及压接等。通常有螺钉连接

40、、锡焊、绕接、插接及压接等。10.310.3 布线的基本要求及方法布线的基本要求及方法10.3.110.3.1 导线接线正确，应符合配线图的要求。导线接线正确，应符合配线图的要求。10.3.210.3.2 导线排列导线排列1 1横平竖直（即各线束与箱体成水平或垂直横平竖直（即各线束与箱体成水平或垂直）。整齐划一整齐划一（即各柜即各柜、屏各线束布线方式一致屏各线束布线方式一致、走向一致走向一致、捆扎与固定方式及间距一致捆扎与固定方式及间距一致、线束各层高度一致、垂直位置一致线束各层高度一致、垂直位置一致）。牢固美观（即各线束中的线均拉直、捆扎并固定牢固牢固美观（即各线束中的线均拉直、捆扎并固定牢

41、固）。10.3.310.3.3 下线下线1 1据装置的结构形式及元器件的位置确定线束的长短、走向及安装固定方法。据装置的结构形式及元器件的位置确定线束的长短、走向及安装固定方法。2 2装有电子器件的控制装置，一次线和二次线应分开走，尽可能各走一边。装有电子器件的控制装置，一次线和二次线应分开走，尽可能各走一边。3 3过门线一律采用多股软线，下线长度保证门开到极限位置时不受拉力影响。过门线一律采用多股软线，下线长度保证门开到极限位置时不受拉力影响。10.3.410.3.4 行线方式行线方式:1 1捆扎法捆扎法行线槽法行线槽法10.410.4 配线附件配线附件10.4.110.4.1 导线标记附件

42、导线标记附件标志牌标志牌：标志牌只适用于对线束的标记标志牌只适用于对线束的标记，用尼龙扎带固定于线束的端部或指定的位置用尼龙扎带固定于线束的端部或指定的位置。自粘标志带：将涂有压敏胶并印有符号、字母、数字的标志带，按需要粘贴于导线或自粘标志带：将涂有压敏胶并印有符号、字母、数字的标志带，按需要粘贴于导线或线束的端部。线束的端部。套管：将专用圆形、椭圆形或异形套管按需要的标志符号或数字打字后，套在导线端套管：将专用圆形、椭圆形或异形套管按需要的标志符号或数字打字后，套在导线端部。部。标志管：将按特定字母、数字压制的标志管按标志需要组合排列于导线的端部。标志管：将按特定字母、数字压制的标志管按标志

43、需要组合排列于导线的端部。16冷压接端头冷压接端头图图 1-541-54OTOT 型和型和 UTUT 型冷压接端头型冷压接端头图图 1-551-55GTGT 型管状冷压接端头型管状冷压接端头 接线座接线座 行线槽行线槽 捆扎带捆扎带 其他其他图图 1-561-56 行线槽和捆扎带行线槽和捆扎带三、三、HNC-8HNC-8 型数控系统数控机床电气控制系统典型设计型数控系统数控机床电气控制系统典型设计1 1、机床电气控制系统设计、机床电气控制系统设计1.11.1 机床电气控制系统设计的基本原则机床电气控制系统设计的基本原则1 1）最大限度满足机床和工艺对电气控制的要求。）最大限度满足机床和工艺对电

44、气控制的要求。2 2）在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单、经济和实用。）在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单、经济和实用。3 3）妥善处理机械与电气的关系。）妥善处理机械与电气的关系。4 4）考虑电气系统的安全性和可靠性。）考虑电气系统的安全性和可靠性。5 5）正确合理地选用电器元件。）正确合理地选用电器元件。6 6）保证数控机床稳定、可靠地运行）保证数控机床稳定、可靠地运行。7 7）电气控制电路的设计应高度重视保证人身安全电气控制电路的设计应高度重视保证人身安全，要符合有关安全的规范和标准要符合有关安全的规范和标准。各种指示信号易识别，操纵机构易操作，易切换。各种指示信号易识别

45、，操纵机构易操作，易切换。1.21.2 机床电气控制系统设计的基本内容机床电气控制系统设计的基本内容1.2.11.2.1 原理设计内容原理设计内容1 1）拟定电气控制系统设计任务书。）拟定电气控制系统设计任务书。2 2）选择拖动方案、控制方式和电动机。）选择拖动方案、控制方式和电动机。3 3）设计并绘制电气原理图和选择电器元件，制订元器件明细表。）设计并绘制电气原理图和选择电器元件，制订元器件明细表。4 4）对原理图各连接点进行编号。）对原理图各连接点进行编号。5 5）编写设计说明书。）编写设计说明书。1.2.21.2.2 工艺设计工艺设计1 1）根据电气原理图及选定的电器元件，绘制电气设备总

46、装接线图。）根据电气原理图及选定的电器元件，绘制电气设备总装接线图。2 2）设计并绘制电器元件布置图。）设计并绘制电器元件布置图。173 3）设计并绘制电器元件的接线图。）设计并绘制电器元件的接线图。4 4）设计并绘制电气箱及非标准零件图。）设计并绘制电气箱及非标准零件图。5 5）列出所用各类元器件及材料清单。）列出所用各类元器件及材料清单。6 6）编写设计说明书和使用维护说明书。）编写设计说明书和使用维护说明书。1.31.3 机床电气控制系统设计的一般步骤机床电气控制系统设计的一般步骤1.3.11.3.1 拟定设计任务书拟定设计任务书说明所设计的机械设备的型号说明所设计的机械设备的型号、用途

47、用途、进给轴数及主轴数进给轴数及主轴数、工艺过程工艺过程、技术性能技术性能、传动传动要求、工作条件、使用环境等。要求、工作条件、使用环境等。1.3.21.3.2 选择电力拖动方案与控制方式选择电力拖动方案与控制方式电力拖动方案是指根据生产工艺要求电力拖动方案是指根据生产工艺要求、生产机械的结构生产机械的结构、运动要求运动要求、负载性质负载性质、机械惯机械惯量、调速要求以及投资额等条件去确定电动机的类型、数量、拖动方式，以及控制要求。量、调速要求以及投资额等条件去确定电动机的类型、数量、拖动方式，以及控制要求。1.3.31.3.3 选择电动机选择电动机选择电动机的类型、数量、结构形式以及容量、额

48、定电压、额定转速等。选择电动机的类型、数量、结构形式以及容量、额定电压、额定转速等。1.3.41.3.4 设计电气原理图并合理选用元器件，编制元器件目录清单。设计电气原理图并合理选用元器件，编制元器件目录清单。1.3.51.3.5 设计电气设备制造、安装、调试所必须的各种施工图纸。设计电气设备制造、安装、调试所必须的各种施工图纸。1.3.61.3.6 编写说明书。编写说明书。1.41.4 电力拖动方案的确定与电动机的选择电力拖动方案的确定与电动机的选择1.4.11.4.1 电力拖动方案的确定电力拖动方案的确定1 1）拖动方式的选择）拖动方式的选择电力拖动方式有单独拖动和分立同步拖动两种。电力拖

49、动方式有单独拖动和分立同步拖动两种。2 2）调速方案的选择）调速方案的选择主运动和进给运动都要求具有一定的调速范围，可采用机械调速、液压调速或电气调主运动和进给运动都要求具有一定的调速范围，可采用机械调速、液压调速或电气调速方案。速方案。a a）重型或大型设备的主运动及进给运动，应尽可能采用电气无级调速。）重型或大型设备的主运动及进给运动，应尽可能采用电气无级调速。b b）精密机械设备如坐标镗床精密机械设备如坐标镗床、精密磨床精密磨床、数控机床等数控机床等，也应采用电气无级调速方案也应采用电气无级调速方案。1.4.21.4.2 电动机调速性质应与负载特性相适应电动机调速性质应与负载特性相适应机

50、床设备的各个部件具有不同的负载特性机床设备的各个部件具有不同的负载特性，如机床的主运动为恒功率负载如机床的主运动为恒功率负载，而进给运动而进给运动为恒转矩负载为恒转矩负载。在选择电动机调速方案时在选择电动机调速方案时，要使电动机的调速性质与生产机械的负载特性相要使电动机的调速性质与生产机械的负载特性相适应。适应。1.51.5 拖动电动机的选择拖动电动机的选择1.5.11.5.1 电动机选择的基本原则电动机选择的基本原则1 1）电动机的机械特性应满足生产机械的要求，要与负载特性相适应，并具有一定）电动机的机械特性应满足生产机械的要求，要与负载特性相适应，并具有一定的调速范围与良好的起动、制动性能