激光加工设备电气控制 ppt课件 (2)

国家标准激光设备和设施的电气安全激光设备和设施在现代工业和科研领域中起着非常重要的作用，然而，由于其特殊的性质，使得其在使用过程中可能存在一定的电气安全风险。

因此，国家标准激光设备和设施的电气安全成为了一项非常重要的议题。

国家标准激光设备和设施的电气安全包括了以下几个方面：首先，对激光设备和设施的电气部分进行了严格的规范，包括电气线路的设计和布置、设备的接地和绝缘等，以确保在设备运行过程中不会因为电气问题而造成安全事故。

其次，对激光设备和设施的电气控制系统进行了规范，包括电气控制系统的设计和安装、电气设备的保护和检测等，以确保在激光设备和设施正常运行过程中，可以对电气系统进行有效的控制和管理。

此外，国家标准还对激光设备和设施的电气安全管理提出了一系列要求，包括对设备的定期维护和检测、对人员的电气安全教育和培训等，以确保激光设备和设施的电气安全工作得到了有效的管理和控制。

总的来说，国家标准激光设备和设施的电气安全是非常重要的，它不仅涉及到了设备运行的安全性，而且也关系到了人员的生命财产安全。

因此，我们在进行激光设备和设施的电气安全管理工作时，应该严格按照国家标准进行规范，并注重对电气安全管理工作的持续改进和提升。

激光设备和设施的电气安全在现代工业和科研领域中非常重要。

激光设备和设施的使用范围非常广泛，包括激光切割、激光打标、激光焊接、激光医疗、激光测量等领域。

然而，由于激光本身的极高能量密度和特殊性质，使得其在使用过程中可能存在一定的电气安全风险。

因此，国家标准激光设备和设施的电气安全就显得尤为重要。

首先，激光设备和设施的电气部分需要符合国家标准的电气工程设计规范。

这意味着在设备的电气设计和布置过程中，需要考虑诸如电气线路的安全性、电气设备的绝缘和接地等方面的要求。

这些规范的制定是为了确保在设备运行过程中不会因为电气问题而造成安全事故。

例如，激光设备的电气线路需要采用防火、防爆等特殊的材料和结构，以确保在激光设备正常运行过程中，不会因为电气线路的故障而引发火灾或爆炸。

使用激光加工设备的危险和安全防护激光加工设备在工业领域的应用越来越广泛，但其高能量激光束也带来了一些安全隐患。

为了保障工作人员和设备的安全，必须加强对激光加工设备的危险性认识，并采取相应的安全防护措施。

危险激光辐射激光加工设备产生的激光束是高能量、高密度的辐射，对人体和设备都具有潜在的危害。

激光束可以直接进入人眼，引起视网膜的损伤甚至失明；同时，激光束也能穿透人体皮肤，并对内部组织造成损伤。

因此，正确使用激光加工设备及相应的安全防护措施是非常重要的。

安全防护措施1. 屏蔽和防护措施激光加工设备应设置合适的固定屏蔽，以防止激光辐射向周围环境辐射。

同时，工作区域应设置防护门和安全警示标识，确保只有经过培训的人员才能进入工作区域。

2. 个人防护措施操作人员必须正确佩戴个人防护装备，包括激光防护眼镜、防护面罩、防护手套、防护鞋等，确保个人的安全。

同时，气体检测器也应在工作区域内设置，以及时检测有害气体。

3. 安全操作规程操作人员必须经过专业培训，并掌握激光加工设备的安全操作规程。

操作过程中应避免直接观察激光束，以免对视力造成伤害；同时，应保持安全距离，避免身体接触激光辐射。

4. 紧急停机装置激光加工设备应配备紧急停机装置，以便在紧急情况下能够及时停止激光加工过程。

操作人员应熟悉紧急停机装置的使用方法，并随时保持警觉。

5. 定期检查和维护激光加工设备应定期进行检查和维护，确保设备的正常运行。

防护设备如固定屏蔽、防护门等也需要定期检查，保证其完好可靠。

6. 防火措施激光加工设备产生的激光束具有高温、高能量特性，容易引起火灾。

因此，工作区域内应配备合适的灭火设备，并进行定期维护。

紧急救援措施在发生意外事故时，应当迅速采取紧急救援措施，以保障人员的生命安全。

以下是常见的紧急救援措施：1. 眼部受伤：如果激光束直接射入眼睛，应立即用清洁的水冲洗至少15分钟，并及时就医。

2. 皮肤烧伤：如果皮肤被激光束烧伤，应立即用大量清水冲洗伤口，并及时就医。

第八节手控电器及主令电器一、刀开关刀开关是手控电器中结构最简单，应用最广泛的一种。

主要用于照明、电热设备及小容量电动机的控制电路中，供手动不频繁地接通和分断电路，或用于电源侧作隔离开关。

刀开关主要由动触刀、静夹座、操作手柄和绝缘底座组成，靠手动来实现触刀与夹座的接触或分离，以便实现对电路的控制。

按不同结构形式刀开关可分为开启式负荷开关和封闭式负荷开关；按刀的极数可分为单极、双极和三极。

为确保动触刀和静夹座在合闸位置上接触良好，它们之间必须具备一定的接触压力。

因此，额定电流较小的刀开关，其静夹座多用硬紫铜片制成，以铜材料的弹性来达到所需的接触压力；对于额定电流大的刀开关，在原有基础上还要通过在插座两侧加弹簧片来进一步增加接触压力。

刀开关的主要技术参数有额定电压、额定电流、通断能力、动稳定性电流、热稳定性电流等。

刀开关在长期工作中能承受的最大电压和最大工作电流称为额定电压和额定电流。

目前生产的刀开关的额定电压一般为交流500V、直流440V以下，额定电流有10、15、20、30、60A等五个等级，大电流刀开关还有100、200、400、600、1000A等级别。

分断能力是指在规定条件下，刀开关在额定电压下接通和分断的最大电流值。

动稳定性电流是指电路在发生短路故障时，刀开关不因短路电流峰值所产生的电动力作用而发生变形、损坏或触刀自动弹出等现象，这个短路峰值电流即为动稳定性电流。

热稳定性电流是指电路发生短路故障时，刀开关在一定时间内通过某一最大短路电流，并不因温度骤升而发生熔焊现象，这一短路电流就称为刀开关的热稳定性电流。

通常刀开关的动稳定性电流和热稳定性电流都为其额定电流的数十倍。

刀开关在电路图中的符号如图2-50所示，其文字符号为QS（有些也用Q表示）。

图2-51 刀开关实物图(a)单极（b）双极（c）三极图2-50刀开关的符号图2-51为刀开关的实物图。

在刀开关的基础上，人们设计出多种专用的隔离开关，由于不直接控制负责电路的通断，只起负载和电源之间的隔离作用。

第五章激光电源激光电源是激光器的重要组成部分，它可将普通交流电（或其它电能）转换成与激光器相适应的供电方式，向激光器提供满足其要求的电能。

本章主要介绍激光电源的分类、中小功率激光电源的工作原理、控制器件和控制方法。

同时简单介绍了激光电源的开关拓扑结构和主控芯片—单片机及其控制方法。

第一节激光电源的分类一、激光电源的分类方法激光电源在工作实际中有许多不同种类和不同类型，不同种类和类型的激光电源用于激光熔覆加工）；激光打标电源（也可以用于激光雕刻加工）。

按激光器的类型可分为固体激光器电源，如掺钕钇铝石榴石（Nd：Y AG）激光器电源和掺钕钒酸钇(Nd:YVO4)晶体激光器电源；气体激光电源，如He-Ne激光器电源和CO2激光器电源，半导体激光电源，如镓(Ga)、砷(As)制作的激光二极管（LD)电源。

二、连续激光电源是高性能自动引燃恒流电源，电源通过定频调宽的方式，来实现高精度的恒流输出。

输出电流波纹小，稳定度高。

引燃部分采用串联高压包引弧，LC次高压接力，低压恒流接续电弧电流的三级续流方式，配合点火监测电路，实现自动点火，使一次点火成功率高达99%以上。

高压脉冲波形上升和缓，强度可以分级调节，以适应不同激光器特性。

图5-1是武汉中谷电源公司生产的连续激光电源外形图。

图5-1 武汉中谷电源公司生产的连续激光电源外形图连续激光电源是一种高性能自动引燃恒流电源，能为产生连续激光的激光器提供电能。

电源采用PWM控制技术，以定频调宽的方式工作，可以实现高精度的恒流输出。

采用IGBT 换能技术，电源转换效率在90%以上。

连续激光电源组成框图如图5-2所示，电源是由三相输入、整流滤波电路、能量变换电路、检测及保护电路、恒流控制电路、触发/预燃电路和激光器组成。

图5-2 连续激光电源组成框图如图连续激光电源的主要技术指标：（1）最高输出电压，一般电源控制在400V左右；（2）输出电流一般在30A左右;（3）电流调节范围控制在6~30A左右；（4）开关频率一般工作在15~20KHz之间；（5）电源的输出功率一般在2KW—8KW之间。

《激光设备控制技术》课程标准课程代码：学时：48 学分：3一、课程的地位与任务“激光设备控制技术”课程是光电制造与应用技术专业（五年一贯制）开设的一门3学分的必选专业基础课，该课程为激光设备中机械部分的控制知识和技能而设置的，重点讲述低压电气设备与控制系统，PLC控制，伺服控制，数控技术，光机电系统控制案例。

本课程是光电制造与应用技术专业的理论实践教学课程，旨在提高学生的专业基础理论与设计水平。

通过本门课程综合性的学习，让学生了解激光设备中机械部分控制的整体结构、总体设计和，初步掌握简单的、典型的光机电系统机械部分控制的基本技能。

二、课程的主要内容和学时分配1. 课程的主要内容课程的基本内容：低压电器，交流电机控制。

PLC基本单元和定位单元硬件、PLC基本单元和定位单元的基本指令和定位指令及激光加工编程。

步进电机及驱动器、伺服电机及驱动器和激光加工伺服控制。

数控系统和G指令 M指令及激光数控加工编程。

第1章激光设备低压电气设备与控制系统1.1 低压电气控制设备1.2 电机基本控制线路1.3 变频控制器1.4 激光电源中电气控制应用1.5 激光冷却设备控制1.6 典型控制系统电气分析第2章激光设备PLC控制2.1 PLC基本控制单元2.2 PLC基本指令2.3 PLC基本指令编程2.4 PLC定位单元2.5 PLC定位指令及编程2.6 PLC编程开发软件2.7 PLC在激光设备中应用实例第3章激光设备伺服控制3.1 伺服系统3.2 直流电机与驱动3.3 步进电机与驱动器3.4 步进电机及驱动器在激光焊接系统应用实例3.5 伺服电机与驱动器3.6 伺服电机及驱动器在激光设备应用实例3.7 激光切割机XYZ轴伺服控制系统3.8 激光设备电气控制图阅读与分析第4章激光设备数控技术4.1 计算机数控硬件系统4.2 PA8000数控系统指令及编程4.3 G代码指令介绍4.4 M代码指令介绍4.5 参数编程指令4.6 PA8000数控系统在激光加工设备中使用4.7 激光加工设备中数控编程2. 学时分配三、课程的基本要求1．本课程注重学生对光机电系统机械部分控制的基础设计能力培养；2．采取理论教学和实验相结合的方式以增强课程学习的理实性；四、课程的实践环节安排实验一三相异步电动机正反转运行控制实验二三台电动机顺序启动控制实验三 PLC编程实验四使用PLC控制三相异步电动机正反转运行实验五使用PLC控制步进电机实验六数控指令编程实验七数控参数指令编程五、推荐教材和主要参考书《激光加工设备电气控制》杨晟主编电子工业出版社，2014。

常用机床的电气控制1. 引言机床是制造业中常见的设备，它被用于加工、成形和加工材料等工艺过程。

电气控制是机床工作的重要组成部分之一，通过电气控制，机床可以实现自动化和精确的加工操作。

本文将介绍常用机床的电气控制系统，包括主要的控制器、传感器和执行器等。

2. 机床电气控制系统机床电气控制系统主要由以下几部分组成：•控制器：控制器是机床电气控制系统的核心部分，它接收操作指令，并将其转化为控制信号。

常见的控制器有数控系统和可编程逻辑控制器（PLC）等。

•传感器：传感器用于感知机床工作状态和环境条件。

常见的传感器有接近传感器、压力传感器、温度传感器等。

传感器将感知到的信息转化为电信号，并传输给控制器。

•执行器：执行器根据控制信号，驱动机床进行相应的运动。

常见的执行器有电机、液压缸和气动缸等。

执行器将控制信号转化为机械能，从而使机床进行加工工作。

3. 数控系统数控系统是一种通过数字方式控制机床加工的系统。

它由数控设备、控制器、传感器和执行器等组成。

数控系统可以实现高精度、高效率的加工，广泛应用于各种机床中。

数控系统的控制器通常包括以下几个部分：•数控设备：数控设备是数控系统的用户界面，它通过输入加工程序和操作指令，向控制器发送控制信号。

数控设备可以是电脑、数控终端或专用的人机界面。

•控制器：数控系统的控制器接收数控设备发送的控制信号，并处理这些信号，生成控制指令。

控制器通常由计算机、数控信号处理器和接口电路等组成。

•传感器：传感器用于感知机床的工作状态和环境条件，如工件位置、速度和力等。

传感器将感知到的信息转化为电信号，并传输给控制器。

•执行器：执行器是根据控制信号驱动机床进行相应的运动。

常见的执行器有伺服电机、步进电机和液压系统等。

4. PLC控制系统可编程逻辑控制器（PLC）是一种通过编程方式控制机床的系统。

它由中央处理器、输入模块、输出模块和编程软件等组成。

PLC控制系统具有灵活、可靠和易扩展的特点，被广泛应用于自动化机床中。