陕西工业职业技术学院毕业设计（论文）毕业设计题目数控车床电气控制
系统设计
学生姓名:金鑫学号：1407100106
班级：数维1001专业：数控设备应用与维护
学院：数控工程学院指导教师： 2013 年1 月 4日陕西工业职业技术学院毕业设计（论文）
II 摘要：数控技术发展飞速的今天，数控技术在现代制
造业发挥越来越重要的作用，数控机床是数控制造业的核心，随着经济的快速发展，机床工业也有了飞跃的发展：体现在新技术的广泛应用和企业效益的明显改善。目前机床行业的消费主流是数控机床。从国内外市场对数控机床的需求来看，以后数控机床市场具有以下特征：一是经济型数控机床是以后的主流产品。二采用新技术，降低成本，提高产品稳定性是企业生存的关键。
本文主要介绍了对数控车床的电气系统设计的过程。
CK6140 数控车床，对其电气系统设计使尤为重要的，其内
容包括强电设计、弱点设计、PLC 输入输出及接口设计，绘制出整个机床的电气系统原理图等。本设计给出了整个机
床的原理图绘制过程，重点部分模块化，较详细地介绍了各个部分的功能及用途。分为 380V 强电回路，控制回路，PLC
输入输出控制，主轴驱动模块和进给伺服驱动模块，并介绍了相关的电气知识。
通过本设计说明书可以基本上掌握数控车床的电气原理，以及基本的电气常识，使读者无论是从整体上还是各个模块中都能够了解到数控车床相关的一系列电气知识。关键词：数控系统；数控车床；主电路；控制电路；PLC 控制；电气原理图长春职业技术学院毕业设计（论文）
1目录..............................................................
2 第一章数控车床的基本组成和工作原
理 .................................. 5 1.1 数控车床组
成 ................................................
5 1.2 数控车床工作原
理 (7)
1.3 CK6140 数控车床运动分
析 ...................................... 8 1.4
CK6140 数控车床电气系统简
述 .................................. 8 第二章CK6140 数控车床主轴驱动系
统 .................................. 11 2.1 变频器的选型方
2.2 变频器主轴伺服驱动电
路 ..................................... 12 第三章常用电器元件的选
型 (13)
3.1 低压电器选型的一般原
则 ..................................... 13 3.2 断路器的选
型 ...............................................
13 3.3 电动机保护用自动开关的选
型 ................................. 14 3.4 接触器的选型 ...............................................
14 3.5 热继电器的选
型 (14)
3.6 中间继电
器 .................................................
15 第四章控制系统设
计 .................................................
16 4.1 CK6140 数控车床数控系统选
型 ................................. 16 4.2 FANUC 0i Mate 数控系统的硬件连接 ............................
17 4.3 PLC 选型及I/O 接线
PLC 输入/输出
点 (19)
第五章辅助功能部分的设
计 (21)
5.1 刀架传动系统设
计 (21)
5.2 冷却系统的设
计 (22)
总
结 ................................................ ............. 24 致
谢 ................................................ ........... 25 参考文
献 ................................................ ........ 26 长春职业技术学院毕业设计（论文） 2 前言随着我国市场经济的发展，国内、国际市场竞争日益激烈，产品更新更为迅速，中、小批量的生产越来越多。在机械、军工、航空工业，中、小批零件的生产几乎占产品数量75%－80%，而且零件外形越来越复杂，精度要求也越来越高。传统的机床己不能满足要求，柔性加工的重要性更加突出，数控技术相关装备的需求日益增大。数控技术是用数字信
息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗
透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：（1）机械制造技术；（2）信息处理、加工、传输技术；（3）自动控制技术；（4）伺服驱动技术；（5）传感器技术；（6）软件技术等。数字控制(Numerical Control 缩写为NC)简称为数控，是指用数字指令来控制一台或多台设备的动作。它所控制对象有以下几种：1、动作顺序的程序控制。 2、主轴、坐标进给速度、更换
刀具、开闭冷却液等辅助功能控制。 3、有关部件位移量和相对位置关系的坐标控制。数控技术是与机床的控制密切
结合而发展起来的，通常把采用数控装置来实现自动化和高效率加工的机床统称为数控机床。在实现加工合理化及高效率方面，数控机床与普通机床相比具有许多优势，它突出地表现为: 1、数控加工是用机械加工多品种，小批量生产的
一种自动化手段。自动化程度高、加工速度快是数控机床的突出特点。 2、数控加工能保持加工条件不变，而使产品质量稳定。由于加工所的条件(吃刀深度、进给量、主轴转速、刀具等)都己事先由指令规定，所以无论由谁操作都能得到
同一加工质量。 3、数控加工极大地提高外形复杂零件的加工效率和加工精度。 4、通过数控加工的零件，由于提高了工件与基准面相关尺寸的加工精度，有可能大大提高零件装
配的互换性，而提高装配质量和效率。 5、由于加工时间固定，有利于管理，更进一步促使加工定量化，以达到生产管理的合理化、标准化。这为实现计算机管理生产乃至建立计算机集成制长春职业技术学院毕业设计（论文） 3 造系统都打下了坚实的基础。 6、由于操作技术被数据化后，熟练工人就可以减少。 7、可以大幅度减少人为的操作失误，而降低废次品率。可以不间断地连续加工，从而缩短了加工周期.由于工夹具的标准化，减少了工夹具的需用量。正是由于数控机床的这些特点，从本世纪五十年代以来，随着电子、计算机、自动控制以及精密机械与测试技术的不断提高和发展，数控机床也在迅速发展和演变。世界上的第一台数控机床是由美国在五十年代开发研制的，使用电子管元件，体积庞大。到六十年代，由于半导体晶体管的开发应用，数控系统的可靠性提高、价格下降。七十年代随着中小规模集成电路的应用并伴随着纸带传输系统的出现，大大提高了机床的加工效率及使用的灵活性，也使数控机床日趋完善。八十年代以来，微处理器的发展与应用，数控技术也迎来了计算机数字控制(Computer Numerical Control 缩写为 CNC)时代，随着微处理器的运算速度的不断提高，数控机床的功能和应用范围也在不断的发展与扩大。从这些年数控机床的发展可以看出，它正向着高精度、多功能、高速化。 1、高精度化当代工业产品对精度的要求越来越高，近十年来，
普通数控机床的加工精度已由10μ m 提高到5μ m,精密加工中心则从3～5μ m 提高到1～1.5μ m，并且超精密加工精度已开始进入纳米级（0.01μ m）。超精密加工机床在向更高精度（纳米级）发展的同时，也向高效率、和大型化发展。与之相适应，在计算机技术发展的推动下，各种加工精度补偿技术得到了应用和发展，机床结构材料也开始普遍采用各种性能稳定、温度影响小的新型材料，如:花岗岩、精密陶瓷等，使得数控机床的各项精度越来越高。 2、高速度化提高生产效率是机床技术发展的永恒主题，这也表现在提高机床主轴的转速上。中等规格的机加中心的最高转速为4000-6000rpm，到了九十年代，则达到8000-12000rpm;另一方面，坐标轴的快速移动速度的提高，换刀时间和托盘交换时间等非切削时间的缩短，也使机床的加工效率大幅提高。
3、高柔性化当代产品的多样化和个性化，对机床提出了更高的柔性加工要求。如铣削加工中心可以铣削、钻孔、攻丝等。这种将各种加工功能在一台机床上进行集成，均是为了在一台机床上实现一次装夹就能完成对零件的不同加工要求，这充分展示了机床加工的柔性，并有利于提高加工精度。
4、高自动化长春职业技术学院毕业设计（论文） 4 自动化是指在全部加工过程中，减少“人”的介入，而能自动地完成规定的任务。传统的自动化往往与大批量生产联系在一起，使用大量的专用设备和组合机床。而目前可以通过数控
机床和机械加工中心，既可在大批量生产中实现自动化，也可在小批量、多品种产品生产中实现自动化加工。 5、造型宜人化好的数控机床不仅功能齐全、操作安全可靠、性能
良好，而且要成为外观宜人和符合操作人体学的一件艺术品。
6、操作简单化从LED 显示到TFT 液晶显示，操作从按大
量按钮到菜单选择甚至对话框操作使操作越来越简单，显示信息越来越多、越来越明快。 7、高可靠性大规模集成电
路及计算机的应用，使得数控机床越来越可靠。同时，数控机床的这些特点也使得机床的数控化不仅从传统的铣、锉、车、钻一类切削机床，日益广泛地向磨床、压力机等塑性加工机床、绘图机、气割机等特殊加工设备方面发展,也向柔
性制造系统(FMS)，高速机床、专业机床发展。应用范围日
益扩大。但是，数控机床毕竟是一种高自动化的设备，技术复杂、成本较高，从其使用的经济效益出发，在目前阶段，特别是在我国，仍多用于精度高、形状复杂的批量零件的加工。相信在不远的将来，随着数控技术的发展，以数控机床为核心的柔性制造系统、无人工厂必将逐步取代现有的生产模式，成为机加行业的主导力量。数控技术的应用不但给
传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化
已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面。长春职业技术学院毕业设计（论文） 5 第一章数控车床的基本组成和工作原理 1.1 数控车床组成数控车床一般由输入输出设备、CNC 装置（或称CNC 单元）、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器PLC 及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量反馈装置组成。如下图是数控车床的组成框图。⑴、机床本体数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化，这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。电气回路辅助装置 PLC 主轴伺服单元操作面板主轴驱动装置进给驱动装置测量反馈装置进给伺服单元输入/输出设备计算机数控装置机床本体长春职业技术学院毕业设计（论文）6 ⑵、CNC 单元 CNC 单元是数控机床的核心，CNC 单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。CNC 单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。⑶输入/输出设备输入装置将各种加工信
息传递于计算机的外部设备。在数控机床产生初期，输入装置为穿孔纸带，现已淘汰，后发展成盒式磁带，再发展成键盘、磁盘等便携式硬件，极大方便了信息输入工作，现通用DNC 网络通讯串行通信的方式输入。输出指输出内部工作参数（含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等），一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。⑷伺服单元伺服单元由驱动器、驱动电机组成，并与机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给系统。它的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。对于步进电机来说，每一个脉冲信号使电机转过一个角度，进而带动机床移动部件移动一个微小距离。每个进给运动的执行部件都有相应的伺服驱动系统，整个机床的性能主要取决于伺服系统。
⑸驱动装置驱动装置把经放大的指令信号变为机械运动，通过简单的机械连接部件驱动机床，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出图纸所要求的零件。和伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。伺服单元和驱动装置可合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置， CNC 装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施，所以，伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。⑹可编程控制器可编程控制器 (PC，
Programmable Controller) 是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业环境下应用而设计的。由于最初研制这种装置的目的是为了解决生产设备的逻辑及开
关控制，故把称它为可编程逻辑控制器( PLC，Programmable Logic Controller)。当PLC 用于控制机床顺序动作时，也可称之为编程机床控制器( PMC ，Programmable Machine 长春职业技术学院毕业设计（论文）7 Controller )。PLC 己成为数控机床不可缺少的控制装置。CNC 和PLC 协调配合，共同完成对数控机床的控制。⑺测量反馈装置测量装置也称反馈元件，包括光栅、旋转编码器、激光测距仪、磁栅等。通常安装在机床的工作台或丝杠上，它把机床工作台的实际位移转变成电信号反馈给CNC 装置，供CNC 装置与指令值比较产生误差信号，以控制机床向消除该误差的方向移动。 1.2 数控车床工作原理使用数控机床时，首先要将被加工零件图纸的几何信息和工艺信息用规定的代码和格式编写成加工程序; 然后将加工程序输入
到数控装置，按照程序的要求，经过数控系统信息处理、分配，使各坐标移动若干个最小位移量，实现刀具与工件的相对运动，完成零件的加工。 CK6140 数控车床的技术参数：床身上最大工件回转直径:Φ400mm。拖板上最大工件回转直径:Φ200mm。最大工件长度: 1000mm。最大车削长度: 850mm。主轴转速范围(变频): 40～1800r/min 可实现无级
调速及恒线速切削。主轴通孔直径: Φ52mm。 X 向行程：220mm， Z 向行程：1000mm。快速进给速度X/Z:
6000/8000mm/min 每转切削进给量 0.005-100mm/r 进给电机扭矩(功率): X 向4Nm，Z 向6Nm 定位精度(全程)：X 向0.01mm，Z 向0.01mm 重复定位精度: X 向 0.007mm，Z 向0.01mm 尾架套筒内孔锥度: 莫氏5 号脉冲当量： 0.001mm 最高加工精度：IT6 表面粗糙度： Ra1.6 四工位电动刀架刀杆截面尺寸：25mm×25mm 主轴电动机M1：7.5KW 1000r/min 刀台电动机M2：0.18KW 1500r/min 长春职业技术学院毕业设计（论文） 8 润滑电动机M3：0.09KW 1400r/min 冷却电动机M4：0.12KW 2900r/min 尾座套筒压紧力 90000N 尾座套筒直径85 尾座套筒行程 110 1.3 CK6140 数控车床运动分析数控车床的运动系统包括，主轴驱动系统，对主轴的控制，进给系统，各个坐标轴的控制，包括各坐标轴伺服电机速度、位置控制，刀具库（对于数控车床指电动刀架）、润滑系统、冷却系统、液压系统等辅助功能的控制。 1、主运动传动数控车床的主运动传动链的两端部件是主电动机与主轴，它的功能是把动力源（电动机）的运动及动力传递给主轴，使主轴带动工件旋转实现主运动，并满足数控车床主轴变速和换向的要求。主运动传动由交流主轴电动机配备变频器实现无级变速调速。 2、进给运动传动进给运动传动是指机床上驱动刀架实现纵向（Z 向）和横向（X 向）
运动的进给传动，在CK6140 车床上，各轴都由交流流伺服电动机直接驱动。 3、刀架传动刀架运动是指实现刀架上刀架的转动和刀架的开定位、定位与夹紧的运动，以实现刀具的自动转换。刀架运动是由换刀交流电动机实现的。 4、冷却系统数控机床的冷却系统主要包括用于在切削过程中的冷却刀具和工件，同时也起冲屑作用，由冷却泵实现。 5、液压系统 CK6140 数控车床液压系统主要进行主轴变速换挡，中心跟刀架电机排屑器 6、润滑系统 CK6140 数控车床中的润滑系统为对机床导轨、滚珠丝杠等的润滑。润滑形式有电动间歇润滑泵和定量式集中润滑泵。 7、尾座数控车床尾座一般是在加工时对工件起辅助支撑作用，它由尾座体和尾座套筒两部分组成。尾座体可在床身上移动和固定。尾座套筒前安装顶针，套筒可以自动伸出和缩回，实现顶尖对工件的支撑作用。 1.4 CK6140 数控车床电气系统简述
CKA6140 数控卧式车床的电气控制系统是由 CNC 主控制装置、交流伺服驱动系统、主轴系统、强电控制部分等构成。CNC 主控制装置以及伺服驱动装置，长春职业技术学院毕业设计（论文） 9 采用日本FANUC公司的产品，使机床性能价格比十分优越；主轴系统采用日本FANUC变频器主轴变速，方便灵活。机床电气控制系统框图如图2-1 所示。图2-1 CK6140 数控车床电气控制系统框图 (1)机床电气容量及要求电源总容量：24KVA 满载电流：34A 电源总熔断电
流：40A 防护等级：IP54 (2)机床电气主要技术要求机床供电电源要求采用三相四线制，380V 50Hz 交流电。三根相线（Ll， L2，L3）和一根中性线(N)均从电柜底部引入电气柜内电盘上的主接线板 Ll， L2，L3 和PE 端子上，出厂前PE 和N 端子已联接，只要将供电电源中性线接在 PE 端上即可。供电电源的电缆或电线的截面积应采用不小于 6mm2 导电率高的铜线。保护地线还必须与机床所设置的专用接地螺钉牢固、可靠地连接，接地电阻R<10Ω。如有三相五线制的用户，应把供电电源引接在端子上，将接线板上的PE 和N 的连线分开，分别接在五线制中的PE 和N 端子上。长春职业技术学院毕业设计（论文） 10 电网电压：交流
380V(±10%) 电网频率：50Hz（±1Hz）工作环境温度：5～40 度相对湿度：25°时80% （3）机床电气的构成 1）数控系统CNC 日本FANUC公司：FANUC Oi MATE 2）伺服驱动装置及伺服电动机 X 轴：β -SVM1-20 伺服驱动装置
aC12/2000 伺服电动机 Z 轴：β -SVM1-20 伺服驱动装置aC12/2000 伺服电动机本伺服电动机配有绝对值编码器，在加工过程中有断电保护功能 X 轴：理论最大进给速度6000m/min。 Z 轴：理论最大进给速度8000m/min。 3）强电控制单元主轴电动机M1：7.5KW 1000r/min 变频电动机刀台电动机M2：0.18KW 1500r/min 润滑电动机M3：0.09KW 1400r/min 冷却电动机M4：0.12KW 2900r/min 控制变压器
TC1：交流380V/220V/24V/26V/28V 630VA。主要为控制回路和冷却风扇提供220V 电源；为整流桥提供26V 交流电源；为稳压电源GS1 提供 220V 交流输入稳压电源GS1：为控
制回路提供稳定的220V 交流。控制变压器TC2：交流
380V/220V 2200VA。主要为稳压电源GS2、伺服驱动装置和
伺服电动机提供220V 交流。稳压电源 GS2：主要为 CNC 装置、LCD/MDI、I/O LINK、PLC I/O、伺服驱动装置等提供24V 稳定的直流电源。接触器构成该车床电气输出执行元件；
继电器构成该车床电气输出放大元件；各种压力开关、防护开关、脚踏开关、按钮等构成该车床电气输入元件。 5）保护接地本车床接地系统如图2-2 所示。长春职业技术学院毕业设计（论文） 11 图2-2 CK6140 数控车床接地系统电柜与车床接地线用 6mm 2 黄绿双色线；电柜与其它部件接
地线用 1～3mm 2 黄绿双色线。第二章CK6140 数控车床主轴驱动系统 2.1 变频器的选型方法 1、根据负载特性选择变频器。如负载为恒转矩负载可选择西门子MMV/MDV 变频器，FANUC变频器，ABB 公司ACS400 系列变频器等；如负载为
风机、泵类负载可选择西门子ECO 、MM430 变频器，ABB 公司ACS800 系列变频器等。 2、选择变频器时应以实际电机
电流值作为变频器选择的依据，电机的额定功率只能作为参考。另外，应充分考虑变频器的输出含有丰富的高次谐波，会使电动机的功率因数和效率变坏。因此，用变频器给电动
机供电与用工频电网供电相比较，电动机的电流会增加10％而温升会增加20％左右。所以在选择电动机和变频器时，应考虑到这种情况，适当留有余量，以防止温升过高，影响电动机的使用寿命。 3、变频器若要长电缆运行时，此时应该采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不够。所以变频器应放大一、两档选择或在变频器的输出端安装输出电抗器。 4、当变频器用于控制并联的几台电机时，一定要考虑变频器到电动机的电缆的长度总和在变频器的
容许范围内。如果超过规定值，要放大一档或两档来选择变频器。另外在此种情况下，变频器的控制方式只能为V/F 控制方式，并且变频器无法实现电动机的过流、过载保护，此时需在每台电动机侧加熔断器来实现保护。 5、对于一些特殊的应用场合，如高环境温度、高开关频率、高海拔高度等，此时会引起变频器的降容，变频器需放大一档选择。 6、使用变频器控制高速电机时，由于高速电动机的电抗小，会产生较多长春职业技术学院毕业设计（论文） 12 的高次谐波。而这些高次谐波会使变频器的输出电流值增加。因此，选择用于高速电动机的变频器时，应比普通电动机的变频器稍大一些。 7、变频器用于变极电动机时，应充分注意选择变频器的容量，使其最大额定电流在变频器的额定输出电流以下。另外，在运行中进行极数转换时，应先停止电动机工作，否则会造成电动机空转，恶劣时会造成变频器损坏。
8、驱动防爆电动机时，变频器没有防爆构造，应将变频器设置在危险场所之外。 9、使用变频器驱动齿轮减速电动机时，使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的制约。润滑油润滑时，在低速范围内没有限制；在超过额定转速以上的高速范围内，有可能发生润滑油用光的危险。因此，不要超过最高转速容许值。 10、变频器驱动绕线转子异步电动机时，由于绕线电动机与普通的鼠笼电动机相比，绕线电动机绕组的阻抗小，因此，容易发生由于纹波电流而引起的过电流跳闸现象，所以应选择比通常容量稍大的变频器。 11、变频器驱动同步电动机时，与工频电源相比，会降低输出容量10％～ 20％，变频器的连续输出电流要大于同步电动机额定电流与同步牵入电流的标幺值的乘积。 12、变频器驱动潜水泵电动机时，因为潜水泵电动机的额定电流比通常电动机的额定电流大，所以选择变频器时，其额定电流要大于潜水泵电动机的额定电流。 13、当变频器控制罗茨风机或特种风机时，由于其起动电流很大，所以选择变频器时一定要注意变频器的容量是否足够大。 14、选择变频器时，一定要注意其防护等级是否与现场的情况相匹配。否则现场的灰尘、水汽会影响变频器的长久运行。 15、单相电动机不适用变频器驱动。 2.2 变频器主轴伺服驱动电路如图3-2 所示，采用三相交流380V 电源供电；速度指令由0、L 脚输入(在数控车床上一般由数控装置或 PLC 的模拟量输出
接口输入)，指令电压范围是 0-10V；主轴电动机的启动/停止以及旋转方向由继电器KA1、KA2 控制，当KA1 闭合时电动机正转，当KA2 闭合时电动机反转，若KA1、KA2 同时都断开或闭合则电动机停止，也可以定义为 KA1 控制电动机的启动和停止，KA2 控制电动机的旋转方向。变频器根据输入的速度指令和运行状态指令输出相应频率和幅值的交流
电压，控制电动机旋转。长春职业技术学院毕业设计（论文） 13 图3-2 变频器主轴伺服驱动图第三章常用电器元件的选型 3.1 低压电器选型的一般原则 1、低压电器的额定电压应不小于回路的工作电压，即Ue≥Ug 2、低压电器的额定电流应不小于回路的计算工作电流，即Ie≥Ig 3、设备的遮断电流应不小于短路电流，即Izh≥Ich 4、热稳定保证值应不小于计算值 5、按回路起动情况选择低压电器。如，熔断器和自动空气开关就需按起动情况进行选择。 3.2 断路器的选型断路器其保护装置由三部部分组成，即过电流（电磁）脱扣器、热脱扣器、失电压（欠电压）脱扣器组成。断路器相当于电源开关、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进行短路、过载、失压（欠压）保护的电器。选用断路器时，断路器的额定电压应不小于被控线路的额定电压，断路器的额定电流应不小于其所安装的过流脱扣器和热脱扣器的额定电流。其中过电流脱扣器和热脱扣器的额定电流不应小于被保护线路的额定
电流。过电流脱扣器的瞬的脱扣整定电流应大于负载电路正常工作时的尖峰电流，对于电机负载，其断路器的电流脱扣器的瞬时脱扣整定电流应取电机允许启动电长春职业技术学院毕业设计（论文） 14 流的1.7 倍。热脱扣器的整定电流应取被控电机或其它负载额定电流的1.1 倍。选用断路器应参照断路器厂家样本中所示的电流脱扣曲线图和热脱扣
曲线图，作为选择断路器的依据。保护：过载，短路，欠电压一般选型： 1、断路器额定电压≥线路额定电压； 2、断路器额定电流≥线路计算负荷电流； 3、断路器脱扣器额定电流≥线路计算负荷电流； 4、断路器极限通断能力≥线路中最大短路电流； 5、线路末端单相对地短路电流不小于1.25 倍的自动开关瞬时（或短延时）脱扣整定电流； 6、断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。 3.3 电动机保护用自动开关的选型 1、长延时电流整定值＝电动机额定电流； 2、6 倍长延时电流整定值的可返回时间≥电动机起动时间； 3、鼠笼形瞬时整定电流为 8～15 倍脱扣器额定电流；绕线形瞬时整定电流为3～6 倍脱扣器额定电流。
3.4 接触器的选型交流接触器是利用电磁线圈的吸力特性使触头闭合或断开大电流电路，其可频繁接通或断开电机或其它负载。交流接触器的额定电压，其额定电压应不小于负载回路的电压。交流接触其的额定电流应不小于被控回路的额定电流。交流接触器的额定电流应依照以下公式计算：
式中：IKM 为接触器主触头电流 Pn 为负载的额定功率 Un 为负载的额定电压 K 为经验系数，取1～1.4 3.5 热继电器的选型 1、长期工作或间断长期工作电动机热继电器的选型（1）按电动机起动时间选择： t f 0 . 5 0 . 7 t d ＝（～）tf：热继电器在6Ie 下的可返回时间长春职业技术学院毕业设计（论文） 15 td：热继电器在6Ie 下的动作时间（2）按电动机额定电流选择：Iz＝（0.95～1.05）Ied Iz：热继电器整定电流 Ied：电动机额定电流（3）按断相保护要求选择：对于星形接法的电动机，采用三极热继电器即可；对于三角形接法的电动机，应采用带断相运转保护装置的热继电器。 2、反复短时工作电动机保护用热继电器的选用对于星形接法的电动机，采用三极热继电器即可；对于三角形接法的电动机，应采用带断相运转保护装置的热继电器。3.6 中间继电器中间继电器是继电器的一种，内置常开和常闭触点，其根据外界输入的一定电信号，使其线圈导通，常开触点闭合，常闭触点断开，实现对强电回路的控制，以达到弱电控制强电的目的。主要开关电器型号、规格如表6-1 表6-1 主要开关电器型号、规格长春职业技术学院毕业设计（论文） 16 第四章控制系统设计 4.1 CK6140 数控车床数控系统选型数控机床在数控系统的控制下，自动地按给定的程序进行机械零件的加工。数控系统是由程序输入/输出设备、计算机数字控制装置、可编程序控制器（PLC）、
数控机床电气控制 第一章机床控制线路的基本环节 内容机床常用电器的选择 机床电气原理图的画法及阅读方法 三相异步电动机的启动控制线路 三相异步电动机的运行控制线路 三相异步电动机的制动控制线路 电动机的保护环节 学习目标。通过本章的学习，熟练掌握低压电器的结构，工作原理，掌握控制线路 的基本环节及一些典型线路的工作原理，分析方法，从而具备正确选用机床常用电 器的能力，分析机床控制电路基本环节的能力和看懂电气控制原理图的能力。 第二章典型普通型机床电器线路的分析 内容电气控制线路分析基础 C650卧式车床的电气控制线路 X62卧式万能铣床的电气控制线路 学习目标。通过本章的学习，了解集中普通典型机床的基本结构，掌握其电气控制 原理熟练掌握阅读分析电气控制原理图的方法与步骤，培养读图能力，为机床及其 他生产机械电气控制系统的设计，安装，调试和维护打下一定的基础。 第三章机床电气控制系统的设计 机床电器控制系统的设计基本原则和设计步骤 电力拖动方案的确定和电动机的选择 机床电气控制线路设计的一般要求 机床电气控制线路的设计方法及实例 机床电气控制系统的工艺设计 学习目标。通过本章的学习，了解机床电器控制系统设计的基本原则，基本内容，正确理解和选用电力拖动方案，掌握机床电气原理图的设计以及电器工艺设计的方法和步骤，具有基本的电气控制系统设计的能力。 第四章可编程控制器plc的工作原理 内容概述 Plc的组成与工作原理 数控机床的plc 学习目标，通过本章的学习，了解可编程控制器的基本组成和编程语言，正确理解 可编程控制器的扫描工作方方式，等效电路，掌握可编程控制的工作原理，以及数 控机床中可编程控制器的形式，特点和功能。 第五章Plc的指令系统 内容Siemens s7-200plc性能简介 S7200plc的基本指令 S7200plc的顺序控制指令 S7200plc的功能指令 学习目标。通过本章的学习，了解西蒙子s7-200plc和fanuc pmc-pa1型的软器件的 特点，掌握其指令系统的功能以及编程的方法，正确理解功能基本指令。了解功能 图的主要内型，掌握顺序控制指令的应用。
C N C数控加工中心安全 操作规程 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
CNC数控加工中心安全操作规程 遵循数控的安全操作规程，不仅是保障人身和设备安全的需要，也是保证数控机床能够正常工作、达到技术性能、充分发挥其加工优势的需要。因此，在数控机床的使用和操作中必须严格遵循数控机床的安全操作规程。这里主要介绍在生产实际中应用厂泛的数控车床、床()和特种加工机床的安全操作规程 数控车床及(加工中心)的安全操作规程 数控车床及数控铣床(加工中心)主要用于非回转体类零件的加工，特别是在模具制造业应用广泛，其安全操作规程如下。 1．开机前应道守的操作规程 (1)穿戴好劳保用品，不要戴手套操作机床。 (2)详细阅读机床的使用说明书，在未熟悉机床操作前安全事故。 (3)操作的必须熟知每个按钮的作用以及操作注意事项。 (4)注意机床各个部位警示牌上所警示的内容。 (5)按照机床说明书要求加装润滑泊、液压油、 (6)机床周围的工具要摆放整齐，使十拿放。 (7)加上前必须关上机床的防护门。 2．在加工操作中应遭守的操作规程 〔1)文明生产，精力集中，杜绝酗洒和疲劳操作；禁止打闹、闲谈、睡觉和任意离开岗位。
(2)机床在温电状态时，操作者千万不要打开和接触机床上标示有闪电待号的、装有强电装置的部位，以防被电击伤。 (3)注意检查工件和刀具是否装夹正确、可靠：在刀具装夹完毕后，应采用手动方式进行试切。 (4)机床运转过程巾，不要清除切屑，要避免用手接触机床运动部件。 (5)清除切屑时，要使用一定的工具，应注意木要被切屑划伤手脚。 (6)在测量工件时，必须在机床停止状态下进行。 (7)在打雷时，不要开机床。因为雷击时的瞬时高电压和大电流易冲击机床，坏模块或丢失改变数据，造成不必要的损失。 3．工作结束后应避守的操作规程 〔1)如实填写好交接班记录，发现问题要及时反映。 (2)要打扫干净工作场地，擦拭干净机床，应注意保持机床及控制设备的清洁 (3)切断系统电源，关好门窗后才能离开。
数控机床的电气控制系统设计 发表时间：2017-11-30T16:05:48.220Z 来源：《防护工程》2017年第17期作者：张春喜周云龙 [导读] 就数控机床而言，属于一类配置软件程序调控模块的职能机床设备。 特变电工沈阳变压器集团有限公司辽宁沈阳 110144 摘要：数控机床电气控制系统设计较为复杂、专业。虽然我国在数控机床的生产和优化方面都已经达到了较高水平，但是伴随着我国经济的发展和社会的进步，人们对数控机床电力控制系统的设计升级又提出了新的标准和要求，未来将逐步向更高端的数字化、自动化的发展方向发展。因此，电气控制系统的改良对于数控机床行业的发展，具有至关重要的作用。 关键词：数控机床；电气控制系统；设计 1 数控机床的电气控制系统简介 就数控机床而言，属于一类配置软件程序调控模块的职能机床设备。当然详细系统构造能够解决一些包含调控编码或类似符号指令的程序内容，同时完成编译过程，以编译成为代码的数字进行表达，以对应载体完成对数控设备的注入。然后根据处理流从数控设备产生不同的调控信息，从而达到管控机床操作流程的目标，即根据设计图例的形态与规格标准完成零件的自动加工。此外，相对传统机床，其主要的优势在于有效处理了繁琐、精细、大量、多样的零部件加工流程，体现出更强的灵活性与高效性，标志着了当代机床调控技术研究重点，也是机电一体化研究的重要产物。电气调控规划图包含多个方面构成，即如线路装配调整、运用及维持的参考资源，主要涵盖了原理图、装配线路图、元件分布图等多种图纸的规划。而且整个体系内一切电气设施的调控原则就是依照对应的原理进行，除了电气设施的装配以外，还包含整个系统的调控等等。 2数控机床电气控制系统的重要性 现阶段，社会各界对电能的需求不断增大。尤其是很多电气工程企业，他们主要通过电力输出带动生产力。数控机床的广泛使用，能够增大工业化生产效率，促进企业发展和社会经济进步。数控机床通过高效率工作，可以准确把握产品的生产指标，保质保量地完成生产任务。相比于之前传统的手工加工，数控机床实现了量化和质化的双重飞跃。所以，数控机床的应用领域越来越广泛。 使用数控机床，其实就是编程人员提前编辑好各项生产指标和参数，数控机床只负责自动化的模式生产。生产过程中，产品的质量将提前固定好。数控机床在社会上的广泛应用，使得我国的工业生产能力得到了稳固、快速的提升。数控机床中，电力控制系统是核心、是关键。它是保证数控机床正常运营的大脑，所以世界上绝大部分发达国家将电气控制系统的设计技术列为专利，严格保密，被誉为国家的战略性资源。这种形势下，我国的数控机床电力控制系统的设计将无法借鉴其他发达国家的经验，只能自行摸索。为了保证工业化生产进程能够稳步发展，我国对数控机床电气控制系统设计的研究投入了大量资金、人力、资源，并且大力教育和定向培养相关专业的储备人才。 3数控机床电气控制系统的相关研究 数控机床电力控制系统设计研究是一项非常复杂的工作。但是，只有保证电气控制系统设计研究的合理化、科学化，才能够保证数控机床的高效使用。电气控制系统的设计研究通常分为三大部分，而三大部分中又充斥着很多不同内容的小部分。 3.1硬件系统 数控机床电气控制系统的硬件系统可以分为以下几个主要的小部分。 3.1.1 电源电路 电源电路是保证数控机床能够正常使用的最基本条件。在对电源电路进行设计时，需要采用至少两台伺服变压器，且合理化的电压设置尤为重要。 在数控机床电气控制系统中，主要有两路电源电路。这两条电路互不干扰，作用也不尽相同。一路是负责对电机、电控柜、冷却机等动力设备供电，另一路负责对NCU、PLC及继电器等控制设备供电。如果系统断电，数控机床可以做到断点及坐标记忆。当电路修复正常后，数控机床将可以自行恢复并继续加工。 3.1.2 急停保护电路系统 数控机床在高速运转时，为了保证相关操作人员的人身安全，早在最初设计的过程中，就已经安装了实时监控和急停保护电路系统。该部分的电路设计主要是对机床的电压、电流、速度、位置等进行检测，通过一系列参数判断数控机床是否处于安全的工作状态。如果出现问题，急停保护电路系统以及监控都可以发出相应的不同警报，从而对数控机床起到保护作用。 3.1.3 交流主传动电路设计 交流主传动电路设计是为了保证数控机床的稳定、高效运行。这些电路元器件包括NCU、伺服驱动器、电机、PLC、反馈检测模块等，其设计对于数控机床的正常运行至关重要，缺一不可。想要保证数控机床的稳定运行，还需要不断完善、设计优化各项系统参数。 3.2 软件系统设置 软件系统设置中，参数设置至关重要。数控机床电气控制系统的正常运行，主要依赖NCU控制系统的参数设置和PLC控制系统的程序编写。这些参数设置及程序编写可以保证数控机床根据实际生产需要进行运作，最终顺利完成生产过程。PLC程序设计是数控机床电气控制系统的软件核心，而CPU又是PLC程序设计的心脏。PLC程序设计分为高级和低级两个优先级。其中，高优先级一般是为了处理系统中的紧急信号，低优先级主要负责处理系统中的正常信息。PLC程序设计中，供电系统占据重要地位。供电的程序设计则主要包括系统上电和下电的时序。如果处理不好或者不合理，将严重影响整个控制系统的正常工作或是机床设备的使用寿命，甚至危及生产安全。所以，PLC的供电程序一直都备受关注。 4数控机床电气控制系统的工作原理及其特点 4.1 数控机床电气控制系统的工作原理 数控机床电气控制系统的工作原理非常简单。工作人员将生产的具体要求如各种参数输入到计算机程序，然后进行代码化的编程。这
操作规程编号：LX-FS-A38384 数控机床安全操作规程标准范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
数控机床安全操作规程标准范本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 一、安全操作基本注意事项 1、工作时穿好工作服、不允许戴手套操作机床。 2、未经允许不得打开机床电器防护门，不要对机内系统文件进行更改或删除。 3、，工作空间应足够大。 4、某一项工作如需要两人或多人共同完成时，应注意相互间的协调一致。 5、不允许采用压缩空气清洗机床、电气柜及NC单元。 6、未经指导老师同意不得私自开机。
7、请勿更改CNC系统参数或进行任何参数设定。 二、工作前的准备工作 l、认真检查润滑系统工作是否正常，如机床长时间未开动，可先采用手动方式向 各部分供油润滑。 2、使用的刀具应与机床允许的规格相符，有严重破损的刀具要及时更换。 3、调整刀具所用工具不要遗忘在机床内。 4、刀具安装好后应进行一、二次试切削。 5、加工前要认真检查机床是否符合要求，认真检查刀具是否锁紧及工件固定是否 牢靠。要空运行核对程序并检查刀具设定是否正确。 6、机床开动前，必须关好机床防护门。
(a) (c) (d) 图6-2-7 电气控制柜组装步骤 (a)在电气柜安装板上合理布局电气元件 (b)固定导轨线槽，用螺丝固定四件电器 (c)按照原理图、接口与控制电路图接线 (d)电器柜组装完成后加线槽盖板即成 (b)
一点的痕迹，山风呼呼，细雨微微。人行翦翦，心韵盈盈。思邃恒古，本义使然，让思想的光芒照亮每个心灵，让身心的热量变作普照大地的明媚，让蠕风的蠢蠢欲动万木复苏的定格。 在这片神圣的土地上，色彩是洁净的象征，静物是可修复的抱朴，人境是可绝缘的尘，合沓车马也无喧。吾生有无涯而也无涯，知也以有而随无也，有有也者，有无也者，有未始有无也者，有未始有夫未始有无也者。
俄而有无矣，而未知有无之果孰有孰无也。今我则已有谓矣，而未知吾所谓之其果有谓乎，其果无谓乎?摘自于《庄子·齐物论》。 多一事不如少一事，少一事不如没一事，没一事不如了一事，了一事不如空无一事。人之所以不开心，那是因为想要的太多，人之所以不顺心，是因为付出太少，之所以不如意，也是因为，总计较那些得与失。 一念起千山万水，一念灭沧海桑田。念人念心念天念地，随心律动，心随所动，虽有嘉肴，弗食不知其旨也;虽有至道，弗学不知其善也。是故学然后知不足，教然后知困。知不足，然后能自反也;知困，然后自强也。故曰：教学相长也。 她也惟有付之一叹，青年的容貌，盛气，都渐渐地消磨去了。她怕见旧时的挚友。她改变了的容貌，气质，无非添加他们或她们的惊异和窃议罢了。为了躲避，才来到这幽僻的一隅，而花，鸟，风，日，还要逗引她愁烦。她开始诅咒这逼人太甚的春光了。…… 灯光绿黯黯的，更显出夜半的苍凉。在暗室的一隅，发出一声声凄切凝重的磬声，和着轻轻的喃喃的模模糊糊的诵经声，（差一段）她心里千回百转地想，接着，一滴冷的泪珠流到冷的嘴 唇上，封住了想说话又说不出的颤动着的口。
中央广播电视大学2009-2010学年度第一学期“开放专科”期末考试 数控机床电气控制试题 （宝丰县教师进修学校-马全力提供） 2010年1月 一、单选题（每小题3分，共54分） 1·某数控机床的数控装置只要求能够精确地控制从一个坐标点到另一个坐标点的定位精度，而不管是按什么轨迹运动，在移动过程中不进行任何加工。那么这是属于( )。 A．直线控制的数控机床 B．轮廓控制的数控机床C．点位控制的数控机床 2．数控装置在硬件基础上必须有相应的系统软件来指挥和协调硬件的工作，两者缺一不可。数控装置的软件由( )组成。 A.控制软件 B．管理软件和控制软件两部分C．管理软件 3．( )不但能用于正常工作时不频繁接通和断开的电路，而且当电路发生过载、短路或失压等故障时，能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备。 A.刀开关 B．低压断路器C．组合开关 4．电流继电器与电压继电器在结构上的区别主要是( )不同。电流继电器的线圈匝数少、导线粗，与负载串联以反映电路电流的变化。电压继电器的线圈匝数多、导线细，与负载并联以反映其两端的电压。 A.线圈 B．衔铁C．触点 5．数控装置是整个数控系统的核心，按CNC装置中微处理器的个数可以分为单微处理器结构和( )。 A．专用型结构 B．功能模块式结构C．多微处理器结构 6．位置检测元件不直接安装在进给坐标的最终运动部件上，而是中间经过机械传动部件的位置转换（称为间接测量），亦即，坐标运动的传动链有一部分在位置闭环以外，这种伺服系统称为( )。 A．开环伺服系统 B．半闭环系统C．闭环伺服系统 7．( )是一种将电脉冲信号转换为机械角位移的机电执行元件。 A．交流电动机 B．直流电动机 C．步进电动机 8．( )又称无触点行程开关，当运动着的物体在一定范围内与之接近时，它就会发生物体接近而“动作”的信号，以不直接接触方式检测运动物体的位置。 A．接近开关 B．按钮开关C．组合开关 9．热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器，主要用于电动机或其他负载的( )保护。 A．过压 B．过载C．过流 10．( )即用电气自控驱动工作台运动替代了人工机械驱动工作台运动。
操作规程编号：YTO-FS-PD303 数控车床安全操作规程通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
数控车床安全操作规程通用版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1．工作前戴好防护眼镜，工作服要扎好袖口，长发应卷入工作帽中，不准戴手套及穿凉鞋工作。 2．开机前，应仔细查看车床各部分机构是否完好，须手动润滑的部位应先进行手动润滑；检查数控系统及各电器附件是否正常，各开关、按钮和按键是否正常、灵活；检查各坐标轴是否回零。 3．程序输入后，应仔细核对代码，数值、正负号及语法等；正确测量和计算坐标系，并请指导教师对结果进行检查，无误后方可上机操作。 4．未装工件前应先空运行一次程序，检验程序是否能顺利运行，刀具和卡具安装是否合理，有无超程现象。 5．每把刀首次使用时必须先验证刀补值是否合适，试切时，在刀具运行至工件表面20~30mm处，必须在进给保持下，验证Z轴和X轴坐标值与加工程序是否一致。 6．必须在确认工件夹紧后才能起动机床，严禁在工件转动工程中测量、触摸工件。
形成性作业1 (第1章、第2章) 一、单选题 1. 某数控机床的数控装置只要求能够精确地控制从一个坐标点到另一个坐标点的定位精度，而不管是按什么轨迹运动，在移动过程中不进行任何加工。那么这是属于（ C ） A直线控制的数控机床 B轮廓控制的数控机床 C点位控制的数控机床 2. 数控系统除了位置控制功能外，还需要主轴起／停、换刀、冷却液开／停等辅助控制功能。这部分功能一般由（ C ）实现。 A 输入/输出装置 B数控装置 C 可编程序控制器(PLC) 3. （ B ）不但能用于正常工作时不频繁接通和断开的电路，而且当电路发生过载、短路或失压等故障时，能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备。 A刀开关 B低压断路器 C 组合开关 4. 电流继电器与电压继电器在结构上的区别主要是( A )不同。电流继电器的线圈匝数少、导线粗，与负载串联以反映电路电流的变化。电压继电器的线圈匝数多、导线细，与负载并联以反映其两端的电压。 A 线圈 B衔铁 C 触点 5. 数控装置是整个数控系统的核心，按CNC装置中微处理器的个数可以分为单微处理器结构和（ C ）。 A专用型结构 B功能模块式结构 C多微处理器结构
6. 热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器，主要用于电动机或其他负载的( B )保护。 A过压B过载 C过流 7.（ B ）即用电气自控驱动工作台运动替代了人工机械驱动工作台运动。 A进给控制 B辅助控制 C主轴控制 8. 目前，数控机床主要采用变频调速等先进交流调速技术，由电动机学基本原理可知，该交流调速技术通过改变（ A ）进行调速。 A定子供电频率 B磁极对数 C定子供电电压 9. （ A ）一般要在两点间移动的同时进行加工，所以不仅要求有准确的定位功能，还要求从一点到另一点之间按直线规律运动，而且对运动的速度也要进行控制。 A直线控制的数控机床 B轮廓控制的数控机床 C点位控制的数控机床 二、判断题（对认为正确的题标注“√”、错题标注“×”） 1.绝对式位置检测是：每个被测点的位置都从一个固定的零点算起。（√） 2.接触器按其主触头通过电流的种类不同，分为交流、直流两种，机床上应用最多的是直流接触器。（×） 3.主轴定向控制又称主轴准停控制，即当主轴停止时能控制其停在固定位置，对M06和M19指令有效。（√） 4.中间继电器实际上也是一种电压继电器，只是它具有数量较多、容量较大的触点，起到中间放大的作用。（√） 5. 常用的位移执行机构有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。（√）
一、单项选择题（将正确答案的字母代号填在题后的括号中，每小题2分，共20分，多选错选不得分。） 1．下列关于世界第一台数控机床的描述正确的是（）。 A）1946年在美国研制成功的 B）它是一台3坐标数控铣床 C）用它来加工直升机叶片 D）它用晶闸管-直流电机驱动 2．数控机床半闭环控制系统的特点是（）。 A）结构简单、价格低廉、精度差 B）结构简单、维修方便、精度不高 C）调试与维修方便、精度高、稳定性好 D）调试较困难、精度很高 3．低压断路器即低压自动开关它相当于（）的组合。 A）刀开关、熔断器、热继电器、欠压继电器 B）刀开关、熔断器、热继电器、启动器 C）刀开关、熔断器、热继电器、压力继电器 D）刀开关、熔断器、热继电器、操作手柄 4．交流接触器常用于远距离接通和分断（）的电路。 A）电压至380V、电流至630A B）电压至1140V、电流至630A C）电压至1140V、电流至1000A D）电压至380V、电流至1000A 5．热继电器是一种利用（）进行工作的保护电器。 A）电流的热效应原理 B）监测导体发热的原理 C）监测线圈温度 D）测量红外线 6．数控机床的性能很大程度上取决于（）的性能。 A）计算机运算 B）伺服系统
C）位置检测系统 D）机械结构 7．数控机床主轴用三相交流电动机驱动时采取（）方式最佳。 A）调频和调压 B）变级和调压 C）调频和变级 D）调频 8．数控机床进给伺服系统的负载不大，加工精度不高时，可采用（）控制。 A）全闭环 B）半闭环 C）开环 9．使用闭环测量与反馈装置的作用是为了（）。 A）提高机床的安全性 B）提高机床的使用寿命 C）提高机床的定位精度、加工精度 D）提高机床的灵活性 10．数控机床进给控制的交流伺服电动机结构是（）。 A）转子、定子都装有永磁体和绕组 B）转子、定子都是绕组 C）定子装有永磁体，转子是绕组 D）转子装有永磁体，定子是绕组 二、填空题（将正确答案填在横线上，每空1分，共20分。） 1．数控机床电器控制系统由、、、（包括和、控制系统）等组成。2．数控机床低压电器包括、、。 3．脉冲编码器分为、和三种。 4．数控机床控制应用的接触器可分为接触器和接触器。 5．数控机床的控制分为两大部分，一部分是控制，另一部分是 控制。
数控车床安全操作规程 1、操作者必须了解机床的一般性能结构，严禁违章操作。 2、开机前检查各项润滑油量是否合适，机床各部位是否有异常，并按规定填写点检表。 3、开机后机床个私服轴必须回机械零点。必须热机5-10分钟，严禁不热机直接生产。 4、禁止用手接触刀尖和铁屑，铁屑必须要用铁钩子或钳子来清理。禁止用手或其它任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其它运动部位。 5、机床按程序加工时，操作人员不准接触运动的工件、刀具及传动部分，禁止将身体任意部位进入安全门以内。 6、工件伸出车床100mm以外时，须在伸出位置设防护物。 7、加工过程中，站立位置要合适，时刻观察机床运动和加工状态是否正常，遇到异常现象应立即停机，排除故障后方可继续加工。8、操作人员每天要对量具进行检查是否有损坏，是否能达到其测量要求。 9、严禁对机床参数修改，以防机床不正确运行，造成不必要的损事故。 10、每天下班前要打扫干净工作场地，擦拭干净机床，应注意保持机床及控制设备的清洁，搞好文明生产。
数控车床安全操作规程 1.进人数控实训场地后，应服从安排，不得擅自启动或操作车床数控系统。 2.按规定穿、戴好劳动保护用品。 3.不准穿高跟鞋、拖鞋上岗，不允许戴手套和围巾进行操作。 4.开机床前，应该仔细检查车床各部分机构是否完好，各传动手柄、变速手柄的位置是否正确，还应按要求认真对数控机床进行润滑保养。 5.操作数控系统面板时，对各按键及开关的操作不得用力过猛，更不允许用扳手或其它工具进行操作。 6.手动对刀时，应注意选择合适的进给速度；手动换刀时，刀架距工件要有足够的转位距离不至于发生碰撞。完成对刀后，要做模拟换刀试验，以防止正式操作时发生撞坏刀具、工件或设备等事故。 7.在数控车削过程中，因观察加工过程的时间多于操作时间，所以一定要选择好操作者的观察位置，不允许随意离开实训岗位，以确保安全。 8.操作数控系统面板及操作数控机床时，严禁两人同时操作。 9.机床在正常运行时不允许打开电气柜的门。 10.加工程序必须经过严格检验方可进行操作进行。 11.自动运行加工时，操作者应集中思想，左手手指应放在程序停止按钮上，眼睛观察刀尖运动情况，右手控制修调开关，控制
数控技术专业 《数控机床电气控制》课程标准 重庆工业职业技术学院
二○○九年五月 制定人员： 张光跃重庆工业职业技术学院机械学院教授姜秀华重庆工业职业技术学院机械学院副教授张新亮重庆工业职业技术学院机械学院讲师陈剑重庆机床集团公司高级工程师 刘学群重庆第二机床厂高级工程师 袁斌重庆长安汽车集团公司高级工程师 执笔人：张光跃 审核部门：数控技术专业建设指导委员会 实施部门：数控技术教研室 批准部门：教务处
《数控机床电气控制》课程标准 一、课程概述 （一）制定依据 本课程标准依据《数控机床装调维修工国家职业资格标准》、《数控技术专业人才培养方案》及本课程在人才培养方案中的作用和地位来制定。 （二）课程的性质与地位 《数控机床电气控制》（CNC Machine tool electric control）是指数控机床内部涉及电气控制的内容，包括数控机床电源电器控制、主轴和进给伺服运动电气控制，刀架电气控制、面板电气控制、I/O接口电气控制以及数控机床电气系统的控制和调试等。《数控机床电气控制》课程以数控设备应用技术为背景，理论与实际并重，是数控技术专业、数控设备应用与维护专业及相关的机电一体化等专业培养工程技术人才必备的一门核心专业课程，该课程为后续课程数控机床的故障诊断和维修打下基础，是一门理论与实践结合很紧密的课程。 通过本课程的学习，使学生掌握数控机床电气系统的基本知识和基本的动手操作方法，并得到必要的实践技能的训练，为后续专业课程学习和学生的顶岗实习作前期准备。本课程与其它课程的关系如下表所
（三）课程设计思路 1）课程内容设计 本专业人才培养目标提出的能力要求是：掌握数控机床的工作原理和结构知识，掌握主要数控系统的特点、CNC接口技术、PLC应用技术、电气参数设置和机电联调知识。具备数控机床的操作、手工编程和数控机床的机械和电气的调试和维护维修能力。 根据专业人才培养目标和本课程在专业目标的地位，课程的设计提出了在完整的工作过程中学习，以获得所需的知识和能力。工作过程知识是根据职业岗位职责、工作任务、工作规范、工具、手段与对象结合，并指向目标的职业行动过程所需要的知识，工作过程知识实现了理论知识与实践知识的结合，注重对知识的应用和能力的培养。按工作过程知识构建课程的学习内容，即按职业活动、岗位项目和具体的工作任务来组建学习内容，以具体的工作任务为圆心，凡是与工作过程任务有关的知识按圆周进行排列，纳入学习内容中，无关的知识尽量不讲，使课程的学习、内容构建从原来的学科体系的“平行结构”向工作任务体系的“圆周结构”转变。为使学生能很好学习和掌握本课程的知识和技能，我们结合职业教育特点和重庆地区数控设备构成和应用情况，选用典型的数控机床作为学习载体，按照数控机床电气控制的要求将数控机床的电气控制课程的学习领域分解为七个学习模块，每个学习模块选择一个到三个独立的工作任务，学生学习完这七个学习模块，就能基本掌握对数控机床电气连接与调试，达到教学的要求。在工作任务学习模块中，基
数控车床安全操作规程 一、安全操作基本注意事项 1.工作时请穿好工作服、安全鞋，戴好工作帽及防护镜，注意：不允许戴手套操作机床。 2.不要移动或损坏安装在机床上的警告标牌。 3.不要在机床周围放置障碍物，工作空间应足够大。 4.某一项工作如需要俩人或多人共同完成时，应注意相互间的协调一致。 5.不允许采用压缩空气清洗机床、电气柜及NC单元。 二. 工作前的准备工作 l.机床工作开始工作前要有预热，认真检查润滑系统工作是否正常，如机床长时间未开动，可先采用手动方式向各部分供油润滑。 2.使用的刀具应与机床允许的规格相符，有严重破损的刀具要及时更换。 3.调整刀具所用工具不要遗忘在机床内。 4.大尺寸轴类零件的中心孔是否合适，中心孔如太小，工作中易发生危险。 5.刀具安装好后应进行一、二次试切削。 6.检查卡盘夹紧工作的状态。 7.机床开动前，必须关好机床防护门。 三. 工作过程中的安全注意事项 l.禁止用手接触刀尖和铁屑，铁屑必须要用铁钩子或毛刷来清理。 2.禁止用手或其它任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其它运动部位。 3.禁止加工过程中量活、变速，更不能用棉丝擦拭工件、也不能清扫机床。 4.车床运转中，操作者不得离开岗位，机床发现异常现象立即停车。 5.经常检查轴承温度，过高时应找有关人员进行检查。 6.在加工过程中，不允许打开机床防护门。 7.严格遵守岗位责任制，机床由专人使用，他人使用须经本人同意。 四. 工作完成后的注意事项 l.清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态。 2.注意检查或更换磨损坏了的机床导轨上的油察板。 3.检查润滑油、冷却液的状态，及时添加或更换。 4.依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。 1 / 1
毕业设计 题目数控车床电气控制系统设计 专业机电一体化 分院工程技术分院
摘要 数控技术发展飞速的今天，数控技术在现代制造业发挥越来越重要的作用，数控机床是数控制造业的核心，随着经济的快速发展，机床工业也有了飞跃的发展：体现在新技术的广泛应用和企业效益的明显改善。目前机床行业的消费主流是数控机床。从国内外市场对数控机床的需求来看，以后数控机床市场具有以下特征：一是经济型数控机床是以后的主流产品。二采用新技术，降低成本，提高产品稳定性是企业生存的关键。本文主要介绍了对数控车床的电气系统设计的过程。 CK6140数控车床，对其电气系统设计使尤为重要的，其内容包括强电设计、弱点设计、PLC输入输出及接口设计，绘制出整个机床的电气系统原理图等。 本设计给出了整个机床的原理图绘制过程，重点部分模块化，较详细地介绍了各个部分的功能及用途。分为 380V强电回路，控制回路，PLC输入输出控制，主轴驱动模块和进给伺服驱动模块，并介绍了相关的电气知识。 通过本设计说明书可以基本上掌握数控车床的电气原理，以及基本的电气常识，使读者无论是从整体上还是各个模块中都能够了解到数控车床相关的一系列电气知识。 关键词：数控系统；数控车床；主电路；控制电路；PLC控制；电气原理图 II
目录 第一章绪论 (4) 1.1 引言 (4) 1.2 数控机床概述 (4) 1.3 数控技术的发展趋势 (4) 1.3.1 高速、高精加工技术及装备的新趋势...... 错误！未定义书签。 1.3.2 五轴联动加工和复合加工机床快速发展.... 错误！未定义书签。 1.3.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势错误！未定义书签。 1.3.4 重视新技术标准、规范的建立............ 错误！未定义书签。 1.4 CK6140数控车床主简介 (4) 第二章数控车床的基本组成和工作原理 (5) 2.1 数控车床组成 (5) 2.2 数控车床工作原理 (7) 2.3 CK6140数控车床运动分析 (8) 2.4 CK6140数控车床电气系统简述 (9) 第三章CK6140数控车床主轴驱动系统 (12) 3.1主轴驱动系统概述 (12) 3.1.1主轴电动机 (12) 3.1.2主轴电动机选型的要求： (12) 3.1.3主轴电动机选型 (13) 3.2变频器电动机主轴驱动装置 (14) 3.2.1 FANUC 0i Mate主轴驱动装置 ........... 错误！未定义书签。 3.2.2 设备的选型方法 (14) 3.2.3 FANUC通用变频器 ..................... 错误！未定义书签。 3.2.4 变频器主轴伺服驱动电路 (15) ............................................ 错误！未定义书签。 ............................................... 错误！未定义书签。 第四章常用电器元件的选型 (16) 6.1 低压电器选型的一般原则 (16) 6.2 断路器的选型 (16) 6.3 电动机保护用自动开关的选型 (17) 6.4 熔断器选型................................. 错误！未定义书签。 第五章结论 (35)
数控机床电气控制中控制电器的选用 数控机床电气控制中控制电器的选用 如今传统的加工设备已经无法满足社会对产品复杂多样化的需求，因此高精度和高效率的自动化生产设备数控机床就此诞生。数据机 床电气控制性能的好坏，取决于数据机床电器控制方式的，所以机 床实质上只是一台将机电能力进行转换的装置，其主要的功能就是 将电能转化成机床加工工艺所需的机械能。 本文主要以数控机床的控制电器为主要讨论对象，并在相关的分析讨论当中诠释数控机床的电器原理，使其看起来更加清晰明了。 一、简述数控机床电气控制 数控机床是一种需要长时间连续运行的设备，因此在实际的运用当中，对数控机床的可靠性要求比较高，所以在选用电气控制系统 的设计以及部件其方面应当充分运用容错技术和冗余技术，还有可 靠性技术为基础和保障。同时，在这个基础之上还应当要求其具有 先进性的特点，比如在一些电器元件的新型组合功能和信息电子电 器的使用，还有电力电子功率器件的使用等。要求所选用的部件必 须是最成熟的，同时能够符合国家相关的标准，并却有相关的授权 认证的`产品。此外，电气控制系统还必须具有一定的可维护性和稳 定安全性以及人性化操作，还有良好的控制特性等良好的性能。 二、数控机床电气控制中控制电器的选用 1继电器的选用 继电器是一种需要通过输入信号的变化来对控制电路的电器元件进行接通或者是断开处理，输入到继电器当中的通常是电压和电流，还有温度压力等此类物理量，而进行输出的则为相应的触点动作。 一般继电器的选用原则要求按照所需使用的具体环境来进行选型， 然后再根据输入信号的特点来确定好继电器所具有的种类，也可输 入相应的参量来对其选定，主要可以根据负载的情况来选择继电器
附录A： 数控机床安全操作规程 一、安全操作基本注意事项 1、工作时穿好工作服、不允许戴手套操作机床（可在停机情况下戴手套装卸工件）。 2、未经允许不得打开机床电器防护门，不要对机内系统文件进行更改或删除。 3、工作空间应足够大。 4、某一项工作如需要两人或多人共同完成时，应注意相互间的协调一致。 5、不允许采用压缩空气清洗机床、电气柜及NC单元。 6、学工未经指导老师同意不得私自开机。 7、请勿更改CNC系统参数或进行任何参数设定。 二、工作前的准备工作 l、认真检查润滑系统工作是否正常，如机床长时间未开动，可先采用手动方式向各部分供油润滑。 2、使用的刀具应与机床允许的规格相符，有严重破损的刀具要及时更换。 3、调整刀具所用工具不要遗忘在机床内。 4、刀具安装好后应进行一、二次试切削。 5、加工前要认真检查机床是否符合要求，认真检查刀具是否锁紧及工件固定是否牢靠。要空运行核对程序并检查刀具设定是否正确。 6、机床开动前，必须关好机床防护门。 三、工作过程中的安全注意事项 l、不能接触旋转中的主轴或刀具；测量工件、清理机器或设备时，请先将机器停止运转。 2、机床运转中，操作者不得离开岗位，机床发现异常现象立即停车。 3、加工中发生问题时，请按重置键“RESET”使系统复位。紧急时可按紧急停止按钮来停止机床，但在恢复正常后，务必使各轴再复归机械原点。 4、手动换刀时应注意刀具不要撞到工件、夹具。加工中心刀塔装设刀具时应注意刀具是否互相干涉。 四、工作完成后的注意事项 l、清除切屑、擦拭机床，使机床与环境保持清洁状态。 2、检查润滑油、冷却液的状态，及时添加或更换。 3、依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。
数控机床电气控制作业2 一、单项选择题 1.用来表明各种电气元件在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置的电气控制系统图是（ B ） A．电气原理图 B.电器元件布置图 C.电气安装接线图 2. 数控机床的进给运动是由（ A ）完成的。 A.进给伺服系统 B.位置检测系统 C.可编程序控制器 3.（ B ）是数控系统的核心 A.进给伺服系统 B.数控装置 C.可编程序控制器 4. 装置在硬件基础上必须有相应的系统软件来指挥和协调硬件的工作，两者缺一不可。数控装置的软件由（ B ）组成。 A.控制软件 B.管理软件和控制软件两部分 C.管理软件 5.（ A ）用来检测工作台的实际位移或丝杠的实际转角。 A. 位置检测装置 B.进给伺服系 C.数控装置 6.（ B ）是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。 A.自动空气开关 B.接触器 C.电流继电器 7. （ B ）不仅控制起点和终点位置，而且要控制加工过程中每一点的位置和速度，加工出任意形状的曲线或曲面组成的复杂零件。
A.直线控制的数控机床 B.轮廓控制的数控机床 C.点位控制的数控机床 8. 数控系统的干扰一般是指那些与信号无关的，在信号输入、传输和输出过程中出现的一些（ C ）的有害的电气瞬变现象。 A.可预见 B.确定 C. 不确定 9.（ A ）是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。电网的许多干扰都是通过这条途径对机床起作用的。 A.接地 B.电动机 C.检测元件 二、判断题（正确的题标注“√”，错误标注“×”） 1. 直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式，也适合于较大容量（大于10KW）的电动机。（√） 2.开环伺服系统即为无位置反馈的系统，其驱动元件主要是步进电动机。 （ √ ）3. 继电器的输入信号是能是电流、电压等电学量。（×） 4.热继电器的作用是对电路进行短路保护。（×） 5.以交流伺服电机为驱动单元的数控系统称为闭环数控系统。
数控机床电气控制形考作业 4 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
数控机床电气控制 形成性作业4 (第5章、第6章 一、单选题 1. （ B ）是各种PLC 通用的一种图形编程语言，在形式上类似于继电器控制电路。它直观、易懂，是目前应用最多的一种编程语言。 A 语句表 B 梯形图 C 功能表图 2. 梯形图中当输入点I0.1的状态为“0”、输入点I 0.0 的状态为“l ”时，输出Q 0.2为（ A ）。 A “l ” B “0” C 都不是 3.如图，PLC 中块的“或”操作就是将梯形 图中以LD 起始的电路块和另外以LD 起始的 电路块并联起来。当输入点I0.1与输入点I 0.2的状态都为“l ”时，输出Q 0.0为 （ A ）。 A “l ” B “0” C 都不是 4. 由于（ A ）存在着一些固有的缺点， （比如，有电刷，限制了转速的提高，而且结构复杂，价格贵 ），使其应用范围受到限制。 A 直流伺服电动机 B 交流伺服电动机 C 步进电动机 5. （ B ）又称主轴准停控制，即当主轴停止时能控制其停在固定位置。 A 开环控制 B 主轴定向控制 C 辅助控制 姓 名：＿＿＿＿＿ 学 号：＿＿＿＿＿ 得 分：＿＿＿＿＿ 教师签名：＿＿＿＿＿
6. 位置检测装置能检测的最小位置变化量称作分辨率。位置检测装置的分辨率应适当（ A ）机床加工精度。 A高于 B低于 C等于 7. 位置检测装置输出信号的变化量相对于输入信号变化量的比值为( A )。 A灵敏度 B测量范围 C零漂 8. 采用安装在电机或丝杠轴端的回转型检测元件测量机床直线位移的检测方法叫做（ C ）。 A绝对测量 B直接测量 C间接测量 9.按照电动机学原理，当（ A ）的定子三相绕组接通三相交流电源时，就会产生旋转磁场。 A交流电动机 B直流电动机 C步进电动机 二、判断题（对认为正确的题标注“√”、错题标注“×”） 1. 步进电动机驱动装置由环形脉冲分配器、功率放大驱动电路两大部分组成。（√） 2. PLC内部可以看作是由许多“硬继电器”等逻辑部件组成的。（×） 3. 由电动机学基本原理可知，交流电动机的同步转速与定子供电频率无关。（×） 4. 语句表又叫做指令表，是各种PLC通用的一种图形编程语言，在形式上类似于继电器控制电路。（×）
数控加工中心机床安全操作规 程(通用版) The safety operation procedure is a very detailed operation description of the work content in the form of work flow, and each action is described in words. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：YK-AQ-0457
数控加工中心机床安全操作规程(通用版) 1．必须遵守机床工一般安全操作规程。 2．工作前按规定应穿戴好防护用品，扎好袖口，不准戴围巾、戴手套、打领带、围围裙；女工发辫应挽在帽子内。 3．开车前检查刀具补偿、机床零点、工件零点等是否正确。 4．各按钮相对位置应符合操作要求。 5．要检查设备上的防护、保险、信号、位置、机械传动部分、电气、液压、数显等系统的运行状况，在一切正常的情况下方可进行切削加工。 6．加工前机床试运转，应检查润滑、机械、电气、液压、数显等系统的运行状况，在一切正常的情况下方可进行切削加工。 7．机床按程序进入加工运行后，操作人员不准接触运动着的工件、刀具和传动部分，禁止隔着机床转动部分传递或拿取工具等物
品。 8．调整机床、装夹工件和刀具以及擦拭机床时，必须停车进行。 9．工具或其它物品不许放在电器、操作柜及防护罩上。 10．不准用手直接清除铁屑，应使用专门工具清扫。 11．发现异常情况及报警信号，应立即停车，请有关人员检查。 12．不准在机床运转时离开工作岗位，因故要离开时，将工作台放在中间位置，刀杆退回，必须停车，并切断主机电源。 13、工作结束时，清扫机床上的铝屑及杂物，擦拭机床，打扫周围环境。先关闭液压系统，后切断电源。 安徽省恒泰动力科技有限公司 XXX图文设计 本文档文字均可以自由修改