数控机床强电控制电路.共40页

二、行程开关
二 章
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。
数
结构：行程开关是由操作机构、触点系统和外
控
壳等部分成。
机
分类：
按结构分为
直杆式
单轮旋转式
床
旋转式 双轮旋转式
电
气
系
统
第 行程开关结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。 二
章
未撞击
撞击
数
控
机
床
电
气
系
统
(a)外形图
(b)示意图
数
1）控制交流负载应选用交流接触器，控制直流负载则选 用直流接触器。
控 2）接触器的使用类别应与负载性质相一致。 使用类别
机 3）主触点额定电压应大于或等于负载回路的额定电压。
床 4）主触点的额定电流应大于或等于负载的额定电流。
电
5）吸引线圈电流种类和额定电压应与控制回路电压相一 致，接触器在线圈额定电压85%及以上时应能可靠吸合。
数 器。适用于定时控制。
控
机 床
按工作原理分
空气阻尼式 电磁式 电动式 电子式等。
按延时方式分
通电延时型 断电延时型
电
气 数控机床中一般由计算机软件实现时间控制。
系
统
第
时间继电器的文字符号和图形符号
二
章
KT
KT
KT
数
控
a)
b)
c)
d)
机
KT
KT
KT
KT
KT
床
电
e)
f)
g)
h)
i)
气
系
a) 一般线圈符号 b) 通电延时线圈 c) 断电延时线圈 d) 延时闭 合的动断触点 e) 延时断开的动断触点 f) 延时断开的动合触点

（1）降压起动控制线路 常用的降压起动方法有定子绕组串接电阻降压起动、星形─三角形 降压起动和自耦变压器降压起动。 ① 定子绕组串接电阻降压起动控制线路
在定子绕组串接电阻降压起动控 制线路中，电动机起动时在定子绕组 上串接电阻或电抗器，起动电流在电 阻或电抗上产生电压降，使定子绕组 上的电压低于电源电压、起动电流减小。 待电动机转速接近额定转速时，再将电 阻或电抗器短接，使电动机在额定电压 下运行。
4.照明及指示电路
照明电路由控制变压器供给 交流24V安全电压，经照明开 关Q控制照明灯EL。指示电路 由变压器供给6V电压，指示 灯HL作为电源指示，当机床 引入电源后HL亮。
5.保护环节
熔断器FUl、FU2作为各部分的短路 保护;热继电器KRl、KR2分别为电动 机Ml、M2的过载保护;断路器QF对机 床供电回路实现总的保护。 为了保护人身安全，通过行程开 关SQl、SQ2进行断电保护。当SA2左 旋打开电器控制盘璧笼时，SQ2行程 开关闭合，QF自动断开;当打开主轴 箱后，SQl断开，使主拖动电动机停 止，以确保人身安全。 当需要打开控制壁笼门进行带电 维修时，只要将SQ2的传动杆拉出， QF仍可合上。关上壁笼门后，SQ2复 原，保护作用正常。
第二章
数控机床强电控制电路
第一节 机床常用低压电器的工作原理与选用

第二节 机床强电控制系统的基本环节
第三节 典型机床电气控制线路分析
2.2
机床强电控制系统的基本环节
一、电气控制线路的绘制 电气控制系统图有三类：电气原理图、电器元件布置图 和电气安装接线图。 1、电气原理图 电气原理图是表达所有电气元件的导电部件和接线端子 之间的相互关系。电气原理图一般分为主电路和辅助电路 两部分。

第其主要用途是当其他电器的触点数量或触点容量不够时，可借助中间 继电器来增加它们的触点数量或触点容量，起到中间信号的转换和放大作用。
中间继电器的图形符号和文字符号如图所示。
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常用的中间继电器有JZ7、JZ8等系列。适用于交流电压380V、电流5A以下的控 制电路。
开关的额定电流一般取电动机额定电流的1.5～2.5倍。
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组合开关的图形符号和文字符号如图所示。
主要根据电源种类、电压等级、所需触头数及电动机容量进行选用。 组合开关的常用产品有HZ5、HZ10系列。
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3．低压断路器(自动空气开关)
它常作为不频繁接通和断开电路的总电源开关或部分电路的电源开关，当发生过 载、短路或欠压故障时能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电器设备。
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4）元器件和设备的可动部分在图中通常均以自然状态画出。所谓自然状态是指各种电器 在没有通电和外力作用时的状态。对于接触器、电磁式继电器等是指其线圈未加电压，而 对于按钮、限位开关等，则是指其尚未被压合。
5）在原理图中，有直接电联系的交叉导线的连接点，要用黑圆点表示。无直接电联系 的交叉导线，交叉处不能画黑圆点。
七、直流稳压电源（开关电源）
直流稳压电源的功能是将非稳定交流电源变成稳定直流电源。
选择开关电源时需要考虑电源的输出电压路数、电源的尺寸、环境条件等条件。
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第二节 机床电气原理图的画法及阅读方法
一、电气原理图的画法
电气原理图是为了便于阅读和分析控制线路，根据简单清晰的原则，采用电气 元件展开的形式绘制成的表示电气控制线路工作原理的图形。
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二、主令电器

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一、电气控制电三相路异基步本电控动制机规正反律转控1.制自电锁路与互锁的控制
（2）互锁控制电路
三相异步电动机正反转控制电路 a) 无互锁电路 b) 具有电气互锁电路 c) 具有双重互锁电路
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一、电气控制电路基本控制规律 1.自锁与互锁的控制
6/9/2019 8:15 PM
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电气控制系统图是根据国家电气制图标准，用规定的电气符号、文 字符号、图线来表示系统中各电气设备、装置、元器件的连接关系的电 气工程图。
常用的电气控制系统图包括： 电气原理图 电器元件布置图 电气安装接线图
6/9/2019 8:15 PM
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电气原理图是用来表示电路各电气元件中导电部件的连接关系和工 作原理的图，表示电流从电源到负载的传送情况和各电气元件的动作原 理及相互关系。
电气原理图采用电气元器件展开形式来绘制，而不按电气元器件的 实际位置来画，同时也不反映电气元器件的大小、安装位置，只采用电 气元器件的导电部件及接线端子按照国家标准规定的图形符号来表示电 气元器件，再用导线将这些导电部件连接起来以反映其连接关系。
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例：YL569型0i mate TD数控车床电气原理图
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（1）文字符号
文字符号是用来表示电气设备、装置、元器件的名称、功能、状态和特 征的字符代码。
2）图形符号
图形符号是用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符。例如，“～” 表示交流，
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。

急停控制。急停按钮复位时，继电器KA2线圈得电，其常开触点闭合并 连接SVPM的CX4接口，使SVPM正常工作。一旦进行急停操作，则通 过CX4接口切断SVPM的工作电源。
感谢观看
机床启动电路的 床上电控制，包含强电部分和弱电部分，启动 时按照先上强电，再开弱电，关闭时先关弱电，再下 强电的逻辑进行操作。
二、介绍数控机床主电路图
1. 主电路图 三相交流电
380V，通过电 源总开关，分 别给伺服驱动、 主轴驱动、刀 架电源和控制 电源提供电源。
三、介绍数控机床主控制路图
1. 控制电路电气原理图
三、介绍数控机床主控制路图
2. 控制原理图
机床按下启动按钮SB1,给系统提供24V直流电源，同时继电器KA1的线 圈得电，常开触点闭合，给系统电源接口CPI、1/0模块电源接口CP1、 SVPM的CXA2C接口、刀架线路板工作电源接口提供DC24V电源。
二、介绍数控机床主电路图
2. 控制原理
为一体化伺服放大器SVPM供电，380V三相交流电经过低压断路器QF1、 AC 380V/AC 220V伺服变压器降压后，成为220V交流电，经过交流接 触器KM1的主触点、电抗器后连接，只有在交流接触器KM1的线圈接 通的时候，常开触点才闭合，伺服驱动器才能供电。

图5.1 数控机床电气组成结构框图
1
第一节 数控车床电气控制线路
数控车床的机械部分比同规格的普通车床更为紧凑简洁。 主轴传动为一级传动,去掉了普通机床主轴变速齿轮箱， 采用了变频器实现主轴无级调速。进给移动装置采用滚 珠丝杠，传动效率高、精度高、摩擦力小。
2
1.1 数控车床的主要工作情况
一般经济型数控车床的进给均采用步进电动机，进给电 动机的运动由NC装置实现信号控制。 数控车床的刀架能自动转位。换刀电动机有步进、直流 和异步电动机之分，这些电动刀架的旋转、定位均由NC 数控装置发出信号，控制其动作。而其他的冷却、液压 等电气控制跟普通机床差不多。 现以经济型CK0630型数控车床为例，说明普通数控车床
20
图 5.11 数控系统控制步进驱动接线图原理图
21
4、数控系统对电动刀架的控制:
(1)、直流型电动机电动刀架
数控系统控制电动刀架,主要控制刀架电动机的正反转, 所反应的刀号数送给数控系统.从数控系统输入信号接 口来看，低电平有效。由于电动机电流不是太大，故 选用数控系统能驱动的功率继电器。
数控系统控制电动刀架电动机的接线原理图如图5.12 所 示 。 P3 口 的 O6(P3.6) 和 O7 （ P3.7) 控 制 KA3 、 KA4继电器,由于输出低电平有效,故中间继电器另一端 接+24V。三个微动开关信号SQ1～ SQ3分别接P3口 的I1（P3.21)、I2（P3.22）、I3（P3.23），信号低 电平有效。图5.12中，用 KA3、KA4的触点控制直流 电动机正反转，而直流电源 DC27V的产生通过变压器 和整流桥等电路产生。
31
图5.19 CLK脉冲与DIR信号波形
图5.20 数控系统与步进驱动的接口图

2.2.5 电气原理图识图
1、必须熟悉图中各器件的符号和作用。 2、识主电路 3、识控制电路 4、对于机电液配合比较紧密的生产机械，深入了解 机械传动和液压传动。 5、识读照明、信号指示、检测、保护等部分。 即：从机到电、先主后控、化整为零、连成系统
例1：
例1：
数控车床电气控制原理图分析
机床电气
机起 串动 KT得电 计时
KM2得电 电动机全压运行
停止
图中电动机由降压起动转为
全压运行后KM1和KT均断电，
起动
只有KM2得电。
按下SB1，电动机停
2 Y -△降压起动
⑴ 原理：起动时，定子绕组接成星形，每相绕组所承 受的电压为电源的相电压（220V），待转速上升到接 近额定转速时，再将定子绕组的接线换接成三角形， 每相绕组所承受的电压为电源的线电压（380V），电 动机进入全电压正常运行状态。 ⑵应用：用于正常运行时定子绕组为△联结的电动机。
二、能耗制动控制 原理： 电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组 加直流电源，以产生起阻止旋转作用的静止磁场， 达到制动的目的。
二、能耗制动控制 1.单向能耗制动控制
工作原理：
按SB2
KM1通电
电动机起动
KM1断电 能耗 按SB1 KM2通电 制动
KT通电 延时
KM2断电（制动 结束）
桥式整流电路
的启动、运行（调速）、制动等继电器接触器控 制基本线路识图、绘图、设计等；
2.2.1 电气原理图图形符号和文字符号
1、文字符号 用来表示电气设备、装置、元器件的名称、功能、
状态和特征的字符代码。例如， FR表示热继电器。 2、图形符号
用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符。 例如，“～”表示交流，R表示电阻等。

AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7
PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7
C
行程控制模块
VCC GND
1 2 3 4 5 6 7 8
Q0---Q7 DS5 DPY a a b c f b g d e e c d f dp g dp 29 30 31 32 33 34 35 36
21 22 23 24 25 26 27 28
P2.0---P2.4 P2. 0 P2. 1 P2. 2 P2. 3 P2. 4 P2. 5 P2. 6 P2. 7
1 2 3
U?
PQ0---PQ7 U1 10 A0 9 A1 8 A2 7 A3 6 A4 5 A5 4 A6 3 A7 25 A8 24 A9 21 A10 23 A11 2 A12 10 9 8 7 6 5 4 3 25 24 21 23 2 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 10 9 8 7 6 5 4 3 25 24 21 23 2
PQ0---PQ7 U2 10 A0 9 A1 8 A2 7 A3 6 A4 5 A5 4 A6 3 A7 25 A8 24 A9 21 A10 23 A11 2 A12
PQ0---PQ7 U3 10 A0 9 A1 8 A2 7 A3 6 A4 5 A5 4 A6 3 A7 25 A8 24 A9 21 A10 23 A11 2 A12
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
RD WR PSEN ALE/P TXD RXD

触器在线圈额定电压85%及以上时应能可靠吸合。
6）接触器的主触点和辅助触点的数量应满足控制系统的要求。
项目一 数控机床电器系统
交流接触器按使用类别分为12种，使用类别代号和相应典型用途 举例如下：
使用类别代 AC-1 AC-2 AC-3 AC-4 AC-5a AC-5b AC-6a
典型用途举例 无感或微感负载、电阻炉 绕线转子异步电动机的起动、分断 笼型电动机的起动、运转中分断 笼型电动机的起动、反接制动 控制放电灯的通断 控制白炽灯的通断 变压器的通断
主要有控制按钮、行程开关、接近开关 开关等。
项目一 数控机床电器系统
一、控制按钮
按钮的外形图和结构 常用于接通和断开控制电路。
(a) 外形图
(b) 结构
常闭触点
常开触点
项目一 数控机床电器系统
一、控制按钮
按钮图形符号和文字符号
SB
SB
动合（常开）触头 动断（常闭）触头
SB
复合触头
按钮的选择应根据使用场合、控制电路所需触点数目及 按钮颜色等要求选用。
KA
KA KA
线圈
常开触头 常闭触头
项目一 数控机床电器系统
二、时间继电器
时间继电器是从得到输入信号(线圈通电或断电)起，经过 一段时间延时后触头才动作的继电器。适用于定时控制。
按工作原理分
空气阻尼式 电磁式 电动式 电子式等。
按延时方式分
通电延时型 断电延时型
数控机床中一般由计算机软件实现时间控制。
符号 SQ
常开（动合）触点
SQ
常闭（动断）触点
项目一 数控机床电器系统
三、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。