电控基础数控机床电气控制解析ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,12/3/2019 8:55 PM,#,数 控 机 床 电 气 控 制,第,3,章,10/5/2024 3:22 AM,第,3,章 数控机床电气控制基础,数控机床的控制电路是由各种不同的控制电气元件组成的，要了解、分析和设计数控机床的控制电路，首先要熟悉各种不同的控制电气元件。,作为数控机床电气控制基础，本章将围绕数控机床电气控制介绍数控机床常用控制电器、控制环节基本原理和典型电气控制线路分析等内容。,10/5/2024 3:22 AM,第,3,章 数控机床电气控制基础,3.1,数控机床常用控制电器及选择,3.2,机床电气原理图的画法规则,3.3,数控机床电气控制的逻辑表示,3.4,组成电气控制线路的基本环节,3.5,机床电气控制线路应用示例,10/5/2024 3:22 AM,3.1,数控机床常用控制电器及选择,3.1.1,低压断路器,3.1.2,接触器,3.1.3,继电器,3.1.4,熔断器,3.1.5,主令电器,3.1.6,导线和电缆,3.1.7,电气配线工艺,10/5/2024 3:22 AM,3.1.1,低压断路器,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、过载和短路保护的电器。,10/5/2024 3:22 AM,1.,低压断路器的结构和工作原理,图,3-2,低压断路器工作原理,1-,分闸弹簧,2-,主触头,3-,传动杆,4-,锁扣,5-,轴,6-,过电流脱扣器,7-,热脱扣器,8-,欠压失压脱扣器,9-,分励脱扣器,A,主触头及灭弧装置,B,脱扣器,C,自由脱扣机构和操作机构,10/5/2024 3:22 AM,2.,低压断路器的主要技术数据和保护特性,A,低压断路器的主要技术数据,1,）额定电压,2,）断路器额定电流,3,）断路器壳架等级额定电流,4,）断路器的通断能力,5,）保护特性,B,保护特性,1-,被保护对象的发热特性,2-,低压断路器保护特性,10/5/2024 3:22 AM,3.,塑壳式低压断路器典型产品,塑壳式低压断路器,根据用途分为配电用熔断器、电动机保护用和其它负载用断路器，用作配电线路、电动机、照明电路及电热器等设备的电源开展开关及保护。,常用的有,：,DZ15,、,DZ20,、,H,、,T,、,3VE,、,S,等系列。后四种是引进国外技术生产的产品。,10/5/2024 3:22 AM,4.,塑壳式低压断路器的选用,塑壳式低压断路器,常用来作电动机的过载与短路保护。,选择原则是：,1,）,断路器额定电压等于或大于线路额定电压。,2,）,断路器额定电流等于或大于线路或设备额定电流。,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。,4,）,欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。,10/5/2024 3:22 AM,8,）,6,倍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。,5,）,分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。,6,）,长延时电流整定值等于电动机额定电流。,7,）,瞬时整定电流：对保护笼型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为,815,倍电动机额定电流；对于保护绕线型感应电动机的断路器，瞬时整定电流为,36,倍电动机额定电流。,10/5/2024 3:22 AM,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种自动开关电器。,3.1.2,接触器,10/5/2024 3:22 AM,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；,按主触头控制的电流性质分有：,交流接触器、直流接触器 ；,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 。,10/5/2024 3:22 AM,1,、接触器的结构及工作原理,图,3-5,交流接触器结构示意图,1-,动触头,2-,静触头,3-,衔铁,4-,弹簧,5-,线圈,6-,铁心,7-,垫毡,8-,触头弹簧,9-,灭弧罩,10-,触头压力弹簧,10/5/2024 3:22 AM,图,3-6,直流接触器的结构示意图,1,铁心,;2,线圈,;3,衔铁,;,4,静触点,;5,动触点,;,6,辅助触点,;7,，,8,接线柱,;,9,反作用弹簧,;10,底板,10/5/2024 3:22 AM,2,、接触器的主要技术参数,接触器,的主要技术参数有极数和电流种类，额定工作电压、额定工作电流（或额定控制功率），额定通断能力，线圈额定电压，允许操作频率，机械寿命和电寿命，接触器线圈的起动功率和吸持功率，使用类别等。,常用的,交流接触器,有,CJ20,、,CJX2,、,CJ12,和,CJ10,、,CJ0,等系列，直流接触器有,CZ18,、,CZ21,、,CZ22,和,CZ10,、,CZ2,等系列。,10/5/2024 3:22 AM,3,、接触器的电气符号,图,3-4,交流接触器电气符号,10/5/2024 3:22 AM,4,、常用典型接触器简介,（,1,）空气电磁式交流接触器,典型产品有：,CJ20,、,CJ21,、,CJ26,、,CJ35,、,CJ40,、,NC,、,B,、,LC1-D,、,3TB,、,STF,系列交流接触器等。,CJ20,系列型号含义：,10/5/2024 3:22 AM,B,系列型号含义：,10/5/2024 3:22 AM,（,2,）切换电容器接触器,（,3,）真空交流接触器,专用于低压无功补偿设备中投入或切除并联电容器组，以调整用电系统的功率因素。,常用产品有,：,CJ16,、,CJ19,、,CJ41,、,CJX2A,、,LC1-D,、,6C,系列等。,以真空为灭弧介质，其主触头密封在真空开关管内。适用于条件恶劣的危险环境中。,常用的,真空交流接触器有,：,CKJ,和,EVS,系列等。,10/5/2024 3:22 AM,（,4,）直流接触器,应用于直流电力线路中，供远距离接通与分断电路及直流电动机的频繁起动、停止、反转或反接制动控制，以及,CD,系列电磁操作机构合闸线圈或频繁接通和断开电磁铁、电磁阀、离合器和电磁线圈等。,常用直流接触器有,：,CJ18,、,CZ21,、,CZ22,和,CZ0,系列等。,10/5/2024 3:22 AM,CZ18,系列接触器型号含义：,10/5/2024 3:22 AM,5,、接触器的选用,(1),接触器极数和电流种类的确定,(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。,(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。,(6),接触器触头数和种类应满足主电路和控制电路的要求。,(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。,(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。,10/5/2024 3:22 AM,3.1.3,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。,常用的继电器按动作原理分有电磁式、磁电式、感应式、电动式、光电式、压电式、热继电器与时间继电器等。按激励量不同分为交流、直流、电压、电流、中间、时间、速度、温度、压力、脉冲继电器等。,10/5/2024 3:22 AM,10/5/2024 3:22 AM,1,、电磁式继电器的基本结构及分类,（,1,）电磁式继电器的结构,A,电磁机构,B,触头系统,C,调节装置,电磁式继电器的典型结构,1-,底座,2-,铁心,3-,释放弹簧,4-,调节螺母,5-,调节螺母,6-,衔铁,7-,非磁性垫片,8-,极靴,9-,触头系统,10-,线圈,10/5/2024 3:22 AM,（,2,）电磁式继电器的分类,按用途不同分有：,控制继电器、保护继电器、通讯继电器和安全继电器等,电磁式继电器按输入信号不同分有：,电压继电器、电流继电器、时间继电器、速度继电器和中间继电器,按线圈电流种类不同分有：,交流继电器和直流继电器,10/5/2024 3:22 AM,2,、电磁式继电器的特性及主要参数,（,1,）电磁式继电器的特性,（,2,）继电器的主要参数,A,额定参数,B,动作参数,E,动作时间,C,整定植,D,返回参数,10/5/2024 3:22 AM,电压继电器,是反映电压变化的控制电器。线圈与负载并联，以反映负载电压，其线圈匝数多而导线细。,分：,过电压、欠电压、零电压继电器。,3,、电磁式电压继电器与电流继电器,（,1,）电磁式电压继电器,A,过电压继电器,在电路中用于过电压保护,B,欠电压继电器,在电路中用于欠电压保护,10/5/2024 3:22 AM,电压继电器电气符号,10/5/2024 3:22 AM,（,2,）电磁式电流继电器,A,过电流继电器,通常，交流过电流继电器的吸合电流,I0=,（,1.1,3.5,）,IN,，直流过电流继电器的吸合电流,I0=,（,0.75,3,）,IN,。由于过电流继电器在出现过电流时衔铁吸合动作，其触头来切断电路，故过电流继电器无释放电流值。,10/5/2024 3:22 AM,直流欠电流继电器的吸合电流与释放电流调节范围,I0=,（,0.3,0.65,）,IN,和,Ir=,（,0.1,0.2,）,IN,。,B,欠电流继电器,正常工作时，继电器线圈流过负载额定电流，衔铁吸合动作；当负载电流降低至继电器释放电流时，衔铁释放，带动触头动作。欠电流继电器在电路中起欠电流保护作用。,10/5/2024 3:22 AM,电流继电器的结构示意图及符号,10/5/2024 3:22 AM,（,3,）电磁式中间继电器,中间继电器,实质上是一种电压继电器，但它的触点数量较多，容量较大，起到中间放大（触点数量和容量）作用。,10/5/2024 3:22 AM,中间继电器的符号和结构外形图,10/5/2024 3:22 AM,（,4,）常用典型电磁式继电器简介,A,直流电磁式通用继电器,常用的有,JT3,、,JT9,、,JT10,、,JT18,等系列,B,电磁式中间继电器,常用的有,JZ7,、,JDZ2,、,JZ14,等系列,C,电磁式交、直流电流继电器,常用的有,JL3,、,JL14,、,JL15,等系列,10/5/2024 3:22 AM,D,继电器返回系数的调节,（,5,）电磁式继电器的选用,A,使用类别的选用,B,额定工作电流与额定工作电压的选用,C,工作制的选用,10/5/2024 3:22 AM,4,、时间继电器,继电器输入信号输入后，经一定的延时，才有输出信号的继电器,称为时间继电器,。,对于电磁式时间继电器，当电磁线圈通电或断电后，经一段时间，延时触都头状态才发生变化，即延时触头才动作。,分类：,空气式、电动式、晶体管式及直流电磁式等几大类。,延时方式：,通电延时和断电延时两种。,10/5/2024 3:22 AM,（,1,）直流电磁式时间继电器,直流电磁式时间继电器,10/5/2024 3:22 AM,（,2,）空气阻尼式时间继电器,空气式时间继电器,是利用空气阻尼的原理制成的,分：,通电延时、断电延时,组成：,电磁系统、延时机构、工作触点,10/5/2024 3:22 AM,JS7-A,系列空气阻尼式时间继电器结构原理图,a-,通电延时型,b-,断电延时型,1-,线圈,2-,铁心,3-,衔铁,4-,反力弹簧,5-,推板,6-,活塞杆,7-,塔形弹簧,8-,弱弹簧,9-,橡皮膜,10-,空气室壁,11-,调节螺钉,12-,进气孔,13-,活塞,14,、,16-,微动开关,15-,杠杆,10/5/2024 3:22 AM,（,3,）时间继电器的电气符号,时间继电器的电气符号,10/5/2024 3:22 AM,热继电器,是电流通过发热元件加热使双金属片弯曲，推动执行机构动作的电器。主要用来保护电动机或其它负载免于过载以及作为三相电动机的断相保护,5,、热继电器,10/5/2024 3:22 AM,(1),、电气控制对热继电器性能的要求,图,1-17,热继电器保护特性与电动机过载特性的配合,-,电动机的过载特性,2-,热继电器的保护特性,A,应具有合理可靠的保护特性,B,具有一定的温度补偿,D,具有手动复位与自动复位功能,C,热继电器动作电流可以方便地调节,10/5/2024 3:22 AM,(2),、双金属片热继电器的结构及工作原理,图,3-7,双金属片式热继电器结构原理图,1-,主双金属片,2-,电阻丝,3-,导板,4-,补偿双金属片,5-,螺钉,6-,推杆,7-,静触头,8-,动触头,9-,复位按钮,10-,调节凸轮,11-,弹簧,10/5/2024 3:22 AM,(3),、热继电器的电气符号,热继电器的电气符号,10/5/2024 3:22 AM,(4),、热继电器典型产品及主要技术参数,常用的热继电器有：,JR20,、,JRS1,、,JR36,、,JR21,、,3UA5,、,3UA6,、,LR1-D,、,T,系列等,型号,热元件号,整定电流范围,/A,型号,热元件号,整定电流范围,/A,JR20-10,配,CJ20-10,1R,0.10.130.15,JR20-10,配,CJ20-10,9R,2.63.23.8,2R,0.150.190.23,10R,3.246,3R,0.230.290.35,11R,456,4R,0.350.440.53,12R,567,5R,0.530.670.8,13R,67.28.4,6R,0.811.2,14R,8.61011.6,7R,1.21.51.8,15R,0.10.130.15,8R,1.82.22.6,JR20,系列热继电器技术数据,10/5/2024 3:22 AM,型号,热元件号,整定电流范围,/A,型号,热元件号,整定电流范围,/A,JR20-16,配,CJ20-16,1S,3.64.55.4,JR20-25,配,CJ20-25,3T,2.63.23.8,2S,5.46.78,4T,3.246,3S,81012,JR20-63,配,CJ20-63,1U,456,4S,101214,2U,567,5S,121416,3U,67.28.4,6S,141618,4U,8.61011.6,JR20-25,配,CJ20-25,1T,7.89.711.6,5U,0.10.130.15,2T,11.614.317,6U,556271,JR20,系列热继电器技术数据,(,续,),10/5/2024 3:22 AM,JR20,系列型号含义,:,10/5/2024 3:22 AM,(5),、热继电器的选用,1,）热继电器有三种安装方式，应按实际安装情况选择其安装型式。,2,）原则上热继电器的额定电流应按电动机的额定电流选择。,3,）在不频繁起动的场合，要保证热继电器在电动机起动过程中不产生误动作。,4,）对于三角形接法电动机，应选用带断相保护装置的热继电器,5,）当电动机工作于重复短时工作制时，要注意确定热继电器的允许操作频率。,10/5/2024 3:22 AM,6,、速度继电器,速度继电器,是根据电磁感应原理制成的，它的套有永久磁铁的轴与被控电动机的轴相联，用以接受转速信号。,速度继电器结构原理图,1-,调节螺钉,2-,反力弹簧,3-,常闭触头,4-,动触头,5-,常开触头,6-,返回杠杆,7-,杠杆,8-,定子导条,9-,定子,10-,转轴,11-,转子,速度继电器电气符号,10/5/2024 3:22 AM,3.1.4,熔断器,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,.,1,、熔断器结构及工作原理,10/5/2024 3:22 AM,2,、熔断器的保护特性与电气符号,熔断器的保护特性,熔断器的,电气符号,10/5/2024 3:22 AM,3,、熔断器的主要技术参数及典型产品,（,1,）熔断器的主要技术参数,A,额定电压,B,额定电流,C,极限分断能力,D,熔断电流,10/5/2024 3:22 AM,（,2,）熔断器的典型产品,按结构分有：,半封闭瓷插式、螺旋式、无填料封闭管式和有填料封闭管式熔断器。,瓷插式熔断器,螺旋式熔断器,有填料封闭管式熔断器,10/5/2024 3:22 AM,按用途分：,工业用熔断器、半导体保护用熔断器、快速熔断器和特殊熔断器。,典型产品有：,RL6,、,RL7,、,RL96,、,RLS2,系列螺旋式熔断器，,RL1B,系列带断相保护螺旋式熔断器，,RT18,、,RT18-X,系列熔断器以及,RT14,系列有填料密封管式熔断器。还有国外引进技术生产的,NT,系列有填料密闭式刀型触头熔断器与,NGT,系列半导体器件保护用熔断器等。,RL,系列型号含义：,10/5/2024 3:22 AM,4,、熔断器的选用,1,）熔断器类型的选择,2,）熔断器额定电压的选择,3,）熔体、熔断器额定电流的选择,4,）熔断器额定电流的校验,10/5/2024 3:22 AM,主令电器,主要用来接通或断开控制电路，以发布命令或信号，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。,1.,控制按钮,图,3-16,控制按钮结构示意图,1-,按钮,2-,复位弹簧,3-,常闭静触头,4-,动触头,5-,常开静触头,控制按钮电气符号,3.1.5,主令电器,10/5/2024 3:22 AM,2.,行程开关,行程开关,又称限位开关，能将机械位移转变为电信号，以控制机械运动。种类按运动形式分为直动式、转动式；按结构分为直动式、滚动式、微动式。,(1),直动式行程开关,行程开关电气符号,10/5/2024 3:22 AM,(2),滚轮旋转式行程开关,滚轮式行程开关结构示意图,10/5/2024 3:22 AM,(3),微动开关,10/5/2024 3:22 AM,3.1.6,导线和电缆,数控机床上主要使用,3,种类型的导线,:,动力线、控制线、信号线，相对应有,3,种类型的电缆。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、材质、绝缘材料等都是设计时要考虑的，可以参考相关技术手册。,10/5/2024 3:22 AM,3.1.7,电气配线工艺,配线工艺是指利用绝缘导线、连接器和接线附件等，使相关电路实现电气连接，以使电路相通的工艺过程。,工艺流程为：,备图,备料,核对元器件名称,型号及规格,填写元器件符号牌,烫印异形套管,下线,套异型套管,贴元器件符号牌,色标,接线,包扎整理,按图检查,核对,10/5/2024 3:22 AM,绝缘导线的种类和颜色,绝缘导线的种类,绝缘导线可分为绝缘硬线（俗称单股线）、绝缘软线（俗称多股线）和绝缘屏蔽电线。按照绝缘层可分为橡胶绝缘和塑料绝缘导线。,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。,10/5/2024 3:22 AM,2.,绝缘导线的加工与连接,绝缘导线加工顺序,:,导线拉直定尺剪线剥头（去绝缘层）捻头热搪锡清洗,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。,冷压接端头,10/5/2024 3:22 AM,3.,布线的基本要求及方法,导线接线正确，应符合配线图的要求。,导线排列,横平竖直（即各线束与箱体成水平或垂直）。,整齐划一（即各柜、屏各线束布线方式一致、走向一致、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）。,牢固美观（即各线束中的线均拉直、捆扎并固定牢固）。,下线,根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。,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。,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。,行线方式,:,捆扎法 行线槽法,10/5/2024 3:22 AM,4.,配线附件,导线标记附件,标志牌,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。,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。,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。,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,10/5/2024 3:22 AM,冷压接端头,OT,型和,UT,型冷压接端头,GT,型管状冷压接端头,10/5/2024 3:22 AM,接线座,行线槽,捆扎带,其他,行线槽,捆扎带,10/5/2024 3:22 AM,3.2.1,电气控制线路图的识读,3.2.2,数控机床电气原理图,3.2,机床电气原理图的画法规则,10/5/2024 3:22 AM,3.2.1,电气控制线路图的识读,常用的,电气控制系统图,有电气原理图、电气安装图与电气接线图。,1,、电气原理图,电气原理图,是用来表示电路各电气元件中导电部件的联接关系和工作原理的图。,例：,CW6132,型普通车床电气原理图,10/5/2024 3:22 AM,10/5/2024 3:22 AM,（,1,）绘制电气原理图的原则：,A,图中所有的元器件都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号。,B,电气原理图的组成 电气原理图由主电路和辅助电路组成。,C,电源线的画法,D,原理图中电气元件的画法,E,电气原理图中电气触头的画法,F,原理图的布局,10/5/2024 3:22 AM,G,线路连接点、交叉点的绘制,H,原理图的绘制要层次分明，各电器元件及触头的安排要合理，既要做到所用元件、触头最少，耗能最少，又要保证电路运行可靠，节省连接导线以及安装、维修方便。,（,2,）关于电气原理图图面区域的划分,为了便于确定原理图的内容和组成部分在图中的位置，常在图纸上分区。竖边方面用大写拉丁字母编号，横边用阿拉伯数字编号。,10/5/2024 3:22 AM,（,3,）继电器、接触器触头位置的索引,电气原理图中，在继电器、接触器线圈的下方注有该继电器、接触器相应触点所在图中位置的索引代号，索引代号用图面区域号表示。,（,4,）电气图中技术数据的标注,电气图中各电气元器件和型号，常在电气原理图中电器元件文字符号下方标注出来。,10/5/2024 3:22 AM,2,、电气安装图,电气安装图,是用来表明电气原理图中各元器件的实际安装位置，可视电气控制系统复杂程度采取集中绘制或单独绘制。,电器元件的布置应注意以下几方面：,1,）,体积大和较重的电器元件应安装在电器安装板的下方，而发热元件应安装在电器安装板的上面。,2,）,强电、弱电应分开，弱电应屏蔽，防止外界干扰。,10/5/2024 3:22 AM,3,）,需要经常维护、检修、调整的电器元件安装位置不宜过高或过低。,4,）,电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。外形尺寸与结构类似的电器安装在一起，以利安装和配线。,5,）,电器元件布置不宜过密，应留有一定间距。如用走线槽，应加大各排电器间距，以利布线和维修。,10/5/2024 3:22 AM,例：,CW6132,型车床控制盘电器布置图,10/5/2024 3:22 AM,例：,CW6132,型车床电气设备安装布置图,10/5/2024 3:22 AM,3,、电气接线图,电气接线图,主要用于电器的安装接线、线路检查、线路维修和故障处理，通常接线图与电气原理图和元件安装图一起使用。,电气接线图的绘制原则是：,1,）,各电气元件均按实际安装位置绘出，元件所占图面按实际尺寸以统一比例绘制。,2,）,一个元件中所有的带电部件均画在一起，并用点划线框起来，即采用集中表示法。,10/5/2024 3:22 AM,3,）,各电气元件的图形符号和文字符号必须与电气原理图一致，并符合国家标准。,4,）,各电气元件上凡是需接线的部件端子都应绘出，并予以编号，各接线端子的编号必须与电气原理图上的导线编号相一致。,5,）,绘制安装接线图时，走向相同的相邻导线可以绘成一股线。,10/5/2024 3:22 AM,例：电气接线图,10/5/2024 3:22 AM,3.2.2,数控机床电气原理图,数控机床电气原理图与前一小节我们介绍的电气控制线路图的画法规则一致，原理图中可以看出各种导线的标号和规格，电动机的功率，接触器的触点和线圈以及断路器等，后续章节我们将对部分数控机床电气原理图进行详细分析。,10/5/2024 3:22 AM,3.3,数控机床电气控制的逻辑表示,3.3.1,数控机床电气控制的逻辑表示,3.3.2,逻辑运算法则,10/5/2024 3:22 AM,3.3.1,数控机床电气控制的逻辑表示,逻辑变量通常用“,0”,和“,1”,来表示两种相反的逻辑状态。在电气控制中，常用逻辑变量描述开关、触点的开关状态、线圈的得失电。通常用“,1”,表示线圈通电，开关闭合状,;“0”,则相反。,10/5/2024 3:22 AM,3.3.2,逻辑运算法则,逻辑与电路,逻辑或电路,逻辑非电路,KM=KA1KA2,KM=KA1+KA2,KM=KA1,10/5/2024 3:22 AM,3.4,组成电气控制线路的基本环节,3.4.1,正转、点动及两地控制,3.4.2,正反转控制,3.4.3,顺序控制及时间控制,3.4.4,电液控制,10/5/2024 3:22 AM,3.4.1,正转、点动及两地控制,开关控制,10/5/2024 3:22 AM,接触器点动控制,10/5/2024 3:22 AM,接触器长动控制,点动、长动控制,10/5/2024 3:22 AM,两地（多地多条件）控制,10/5/2024 3:22 AM,3.4.2,正反转控制,正反转控制,1,10/5/2024 3:22 AM,正反转控制,2,10/5/2024 3:22 AM,行程控制实际上可以看作正反转控制的特殊应用。,行程控制,SQ1,、,SQ2,分别安装在床身两端，反映工作台的起点和终点。撞块,A,、,B,安装在工作台上，当撞块随着工作台运动到行程开关位置时，压下行程开关，使其触点动作，从而改变控制电路，使电动机正反转，实现工作台的自动往返运动,。,10/5/2024 3:22 AM,10/5/2024 3:22 AM,3.4.3,顺序控制及时间控制,顺序控制,10/5/2024 3:22 AM,时间控制,10/5/2024 3:22 AM,3.4.4,电液控制,电液控制是通过电气控制系统来控制液压传动系统，按给定的工作运动要求完成动作。,当液压系统和电气控制系统组合构成电液控制系统时，就更容易实现传动自动化，因此电液控制被广泛地应用在各种自动化设备上，特别是数控机床之中。,10/5/2024 3:22 AM,1,、液压系统基础,液压传动系统主要由四个部分组成：动力装置（液压泵及驱动电动机）、执行机构（液压缸或液压马达）、控制调节装置（压力阀、调速阀、,换向阀,等）和辅助装置（油箱、油管等）。,10/5/2024 3:22 AM,液压系统,工作原理：,2,、液压动力滑台,10/5/2024 3:22 AM,控制电路分析,10/5/2024 3:22 AM,选择开关,SA,合向自动工作位置的自动循环过程：,按动,SB1KA1,线圈通电自锁,YA1-1,、,YA2-1,线圈通电，滑台快进；至压下,SQ2KA2,线圈通电自锁,YA2-1,线圈断电，滑台工进；压下,SQ3,滑台逗留、,KA3,线圈通电自锁,kA1,，,KA2,线圈断电,YA1-2,线圈通电，滑台快退；压下,SQ1KA3,线圈断电,YA1-2,线圈断电，滑台在原位停止。循环过程结束。,手动操作：,SB2,用于工作台手动退回。,SA,在手动位置时，,SB1,用于工作台手动进给。,10/5/2024 3:22 AM,3,5,机床电气控制线路应用示例,数控机床的电气原理部分仍以传统机床电气控制为基础，我们在本小节由简到繁，先给大家介绍几种典型机床控制线路，再学习数控机床的电气控制线路。,10/5/2024 3:22 AM,电气控制系统分析的一般方法步骤：,1,、了解机械设备的机械动作及工步图。分析传动系统的驱动方式，含电动、液压、气动驱动原理。,2,、了解电器元件的安装位置及作用。,3,、分析机械部件与电器元件的关联，含操纵手柄，行程控制的档铁、撞块、离合器、电磁铁等的状态及安装位置。,4,、分析电气控制原理。,10/5/2024 3:22 AM,3.5.1 CW6140,车床控制线路分析及故障处理,3.5.2 Z3040,摇臂钻床控制线路分析及故障处理,3.5.3 X62W,铣床控制线路分析及故障处理,3.5.4 M7120,型平面磨床控制线路分析及故障处理,3.5.5,数控机床电气控制线路应用示例,10/5/2024 3:22 AM,3.5.1 CW6140,车床控制线路分析及故障处理,CW6140,车床控制线路图,10/5/2024 3:22 AM,主电路有两台电动机，,M1,为主电动机，,M2,为冷却泵电动机，,QS,为电源开关，接触器,KM,控制,M1,起动和停止。转换开关,Q1,控制,M2,的工作状态,1,、,主电路分析,10/5/2024 3:22 AM,控制电路采用,380V,交流电源供电，按起动按钮,SB2,，,KM,线圈得电并自锁，,M1,直接起动。,M1,运行后，合上,Q1,，冷却泵电动机起动。按下,SB1,，,M1,、,M2,同时停转。,2,、,控制电路分析,10/5/2024 3:22 AM,机床照明采用,380V.36V,安全变压器,T,供电，照明由转换开关,Q2,控制。,3,、,辅助照明电路分析,10/5/2024 3:22 AM,主轴电动机不能起动,松开起动按钮电动机就自行停止,按下停止按钮主轴电动机不能停止,冷却泵电动机不能起动工作,照明灯不亮,4,、,线路故障及处理,10/5/2024 3:22 AM,3.5.2 Z3040,摇臂钻床控制线路分析及故障处理,Z3040,摇臂钻床是一种立式钻床，在钻床中具有一定代表性。主要用于对大型零件进行钻孔、扩孔、铰孔和攻螺纹等 。,10/5/2024 3:22 AM,摇臂钻床的电力拖动特点及控制要求,(5),、,具有必要的联锁与保护。,(1),、,设有主轴电动机、摇臂升降电动机、立柱夹紧放松电动机及冷却泵电动机。,(2),、,要求主轴进给有较大的调速范围。,(3),、,摇臂钻床的主运动与进给运动皆为主轴的运动。,(4),、,主轴要求正反转，主轴正反转一般由机械方法获得。,10/5/2024 3:22 AM,10/5/2024 3:22 AM,主电动机,M1,单向旋转，由接触器,KM1,控制,摇臂升降电动机,M2,具有正反转控制,液压泵电动机,M3,，由,KM4,、,KM5,实现正反转控制,冷却泵电动机,M4,1,、,主电路分析,10/5/2024 3:22 AM,摇臂升降的控制,立柱和主轴箱的松开与夹紧控制,2,、,控制电路分析,10/5/2024 3:22 AM,主轴电动机不能起动,摇臂升降以后不能完全夹紧,立柱松开夹紧电动机不能起动,立柱松开夹紧电动机不能停止,3,、,线路故障及处理,10/5/2024 3:22 AM,3.5.3 X62W,铣床控制线路分析及故障处理,铣床可用来加工平面、斜面、勾槽等，按照结构和加工性能不同，可分为立式铣床、卧式铣床、龙门铣床和各种专用铣床等。,10/5/2024 3:22 AM,万能卧式铣床的电力拖动特点与控制要求,1,、,采用单独传动，即主轴和工作台分别由主轴电动机，进给电动机拖动。而工作台工作进给与快速移动由进给电动机拖动；经电磁离合器传动来获得。,2,、,主轴能移实现正、反转但旋转方向不需经常改变。,3,、,采用电磁离合器控制主轴停车制动和主轴上刀制动。,4,、,进给电动机能正、反转。而且，同一时间只允许工作台只有一个方向的移动，故应有联锁保护。,5,、,使用圆工作台时，工作台不得移动 。,6,、,主轴转速与进给速度应有较宽的调节范围。,10/5/2024 3:22 AM,7,、主轴旋转和工作台进给应有先后顺序控制,8,、,应有冷却泵电动机拖动冷却泵，供给冷却液。,10,、,工作台上下，左右、前后六个方向的运动应具有限位保护,9,、,为适应铣削加工时操作者的正面与侧面操作要求，机床应对主轴电动机的起动与停止及工作台的快速移动控制，具有两地操作。,11,、,应有局部照明电路,10/5/2024 3:22 AM,电磁离合器,电磁离合器,又称电磁联轴节。它是利用表面磨擦和电磁感应原理，在两个作旋转运动的物体间传递转矩的执行电器。,多片式磨擦电磁离合器结构简图,1,主动轴,2,从动齿轮,3,套筒,4,衔铁,5,从动磨擦片,6,主动磨擦片,7,电刷与滑环,8,线圈,9,铁心,10/5/2024 3:22 AM,10/5/2024 3:22 AM,主轴电动机,M1,正转（顺铣）与反转（逆铣）,进给电动机,M3,采用接触器构成正转与反转控制,冷却泵驱动电动机,M2,1,、,主电路分析,10/5/2024 3:22 AM,主轴电动机,M1,的控制,主轴电动机起动控制,主轴电动机制动及换刀制动,主轴变速时的瞬时点动,进给电动机,M2,的控制,水平工作台纵向进给运动的控制,水平工作台横向和升降进给运动控制,水平工作台进给运动的联锁控制,水平工作台的快速移动,圆工作台运动控制,水平工作台变速时的瞬时点动,2,、,控制电路分析,10/5/2024 3:22 AM,主轴电动机不能起动,主轴不能制动,工作台不进给,工作台向左、向右、向前和向下移动都正常但不能向上和向后移动,工作台不能快速移动,3,、,线路故障及处理,10/5/2024 3:22 AM,3.5.4 M7120,平面磨床控制线路分析及故障处理,平面磨床是利用砂轮对工件表面进行磨削加工的设备，,M7120,型平面磨床主要由床身、工作台、磨头、立柱、电磁吸盘等组成,10/5/2024 3:22 AM,10/5/2024 3:22 AM,10/5/2024 3:22 AM,M1,是油泵电动机，,M2,是砂轮电动机，,M3,是冷却泵电动机，只要求单向旋转，它们分别由接触器,KM1,、,KM2,控制。,M4,是砂轮升降电动机，要求作正反向旋转，由接触器,KM3,、,KM4,控制。,1,、,主电路分析,10/5/2024 3:22 AM,油泵电动机的控制,砂轮电动机的控制,冷却泵电动机的控制,砂轮升降电动机的控制,电磁吸盘工作台电路,照明及指示灯电路,2,、,控制电路分析,10/5/2024 3:22 AM,砂轮电动机不能起动,冷却泵电动机不能起动,油泵电动机不能起动,所有的电动机都不能起动,电磁吸盘没有吸力,电磁吸盘吸力不足,电磁吸盘去磁后工件取不下来,3,、,线路故障及处理,10/5/2024 3:22 AM,3.5.5,数控机床电气控制线路应用示例,某数控车床的部分电气原理图,1,10/5/2024 3:22 AM,图,1,为机床的电源线路，图中变压器,TC2,原边接三相,AC380V,，副边三组绕组分别提供,AC220V,、,AC24V,、,AC110V,电压，,AC220V,给开关电源供电，,AC24V,给工作灯供电，,AC110V,给电柜风扇供电，断路器,QF6,QF10,用来对线路进行过载及短路保护。,10/5/2024 3:22 AM,某数控车床的部分电气原理图,2,10/5/2024 3:22 AM,图,2,为机床的动力线路，图中交流接触器,KM1,和,KM2,用来控制主轴电动机,M1,的正反转，断路器,QF2,作为主轴电动机的过载及短路保护,;,交流接触器,KM4,和,KM5,用来控制刀架电动机,M3,的正反转，断路器,QF4,作为刀架电动机的过载及短路保护,;,交流接触器,KM3,用来控制冷却电动机,M2,的起动和停止，断路器,QF3,作为冷却电动机的过载及短路保护。灭弧器,RC1,RC3,用来保护交流接触器的主触点，防止当主触点断开时，在动、静触点间产生强烈电弧，烧坏主触点。断路器,QF1,用来对整个动力线路进行过载及短路保护,10/5/2024 3:22 AM,某数控车床的部分电气原理图,3,10/5/2024 3:22 AM,图,3,为机床的交流控制线路，图中交流接触器,KM1,线圈和,KM2,一对常闭辅助触点串接，交流接触器,KM2,线圈和,KM1,一对常闭辅助触点串接，从而实现主轴电动机正反向接触器间的互锁控制,;,交流接触器,KM4,线圈和,KM5,一对常闭辅助触点串接，交流接触器,KM5,线圈和,KM4,一对常闭辅助触点串接，从而实现刀架电动机正反向接触器间的互锁控制,;,交流接触器,KM3,线圈用来控制,KM3,的主触点吸合。继电器,KA2,KA6,触点由可编程控制器或数控装置,I/O,接口控制，用来控制交流接触器,KM1,KM5,的线圈得电或断电。,