3数控机床电气控制基础.ppt

1、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。,一、低压电器的分类,1、按用途分： （1）控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器，如接触器、继电器等。 （2）主令电器：用于自动控制系统中发送控制指令的电器，如按钮、行程开关等。 （3）保护电器：用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器等。 （4）配电电器：用于电能的输送和分配的电器。如低压断路器、隔离器

2、、 （5）执行电器：用于完成某种动作或传动功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等。,2、按工作原理分 （1）电磁式电器：依据电磁感应原理来工作的电器，如交直流接触器。 （2）非电量控制器：电器的工作是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器，如按钮、压力继电器等。,3、按执行机能分 （1）有触点电器：利用触点的接触和分离来通断电路的电器，如接触器、继电器等。 （2）无触点电器：利用电子电路发出检测信号，达到执行指令并控制电路目的的电器，如电子接近开关等。,二、低压电器的发展方向,当前，低压电器继续沿着体积小、重量轻、安全可靠、使用方便的方向发展，主要途径是利用微电子技术提高传统电器的性能；在产品品

3、种方面大力发展电子化的新型控制电器，如接近开关、光电开关、电子式时间继电器、固态继电器与接触器等以适应控制系统迅速电子化的需要。,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,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,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

4、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。,框架式（万能式） 塑料外壳式（装置式）,按结构分为,1.低压断路器的结构和工作原理,由触点系统、灭弧装置、各种脱扣器、脱扣机构和操作机构等部分组成。 1.触点系统和灭弧装置：用于接通和分断主电路，为了加强灭弧能力，在主触点处装有灭弧装置。 2.脱扣器是断路器的感测元件，当电路出现故障时，脱扣器收到信号后，经脱扣机构动作，使触点分断。 欠压脱扣器 过电流脱扣器 过载脱扣器 分励脱扣器 3.脱扣机构和操作机构是断路器的机械传动部件，当脱扣结构接收到信号后由断路器切断电路。,图3-2 低压断路器工作原理 1-分闸弹簧 2-主触头 3-传

5、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触点,B操作机构,C灭弧系统,D脱扣器,组成：,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,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

6、四种是引进国外技术生产的产品。,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。,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

7、定电流为36倍电动机额定电流。,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,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 。,1、接触器的结构及工作原理,接触器主要由,电磁系统 触点系统 灭弧装置,组成。,（1）电磁系统由,铁心 衔铁 励磁线圈,等几部分组成。,（2）触头系统,主触点： 用来通断电流较大的主电路。 辅助触点： 用来通断

8、电流较小的控制电路。,（3）灭弧装置 作用：用来迅速熄灭主触点在分断电路时所产生的电弧，保护触点不受电弧灼伤，并使分断时间缩短。 （4）其它部件 接触器的其它部件包括复位弹簧、缓冲土黄、触电压力弹簧、传动机构、接线柱等。,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,接触器的工作原理： 当接触器的励磁线圈通电后，在衔铁气隙处产生电磁吸力，使衔铁吸合。由于主触点支持件与衔铁固定在一起，衔铁吸合带动主触点也闭合，接通主电路。与此同时，衔铁还带动辅助触电动作，使动合触点闭合，动断触点断开。 当线

9、圈断电或电压显著降低时，电磁吸力消失或变小，衔铁在复位弹簧的作用下打开，使主、辅触电恢复到原来的状态，把电路切断。,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,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

10、列。,3、接触器的电气符号,图3-4 交流接触器电气符号,4、常用典型接触器简介,（1）空气电磁式交流接触器,交流接触器用于远距离控制电压至380V，电流至600A的交流电路，以及频繁起动和控制交流电动机的控制电器。,CJ20系列型号含义：,B系列型号含义：,（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。,（4）直流接触

11、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：CZ18、CZ21、CZ22和CZ0系列等。,CZ18系列接触器型号含义：,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

12、线圈的额定电压应由所接控制电路电压确定。,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。,1. 电磁式继电器的基本结构及分类,（

13、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,（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,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,电压继电器是反映

14、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,电压继电器电气符号,（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=（1.13.5）IN，直流过电流继电器的吸合电流I0=（0.753）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。,直流欠电流继电器的吸合电流与释放电流调节范围I0=（0.30.65）IN和Ir=（0

15、.10.2）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。,电流继电器的结构示意图及符号,（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。,中间继电器的符号和结构外形图,（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、 JL

16、15等系列,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,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。,（1）直流电磁式时间继电器,直流电磁式时间继电器,（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,

17、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,（3）时间继电器的电气符号,d),e),f),g),h),i),KT,KT,KT,KT,KT,KT,KT,KT,一般线圈符号 b) 通电延时线圈 c) 断电延时线圈 d) 延时闭合的动合触点 e) 延时断开的动断触点 f) 延时断开的动合触点 g) 延时闭合的动断触点 h) 瞬时动合触点 i) 瞬时动断触点,KT,热继电器是

18、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,(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,(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

19、 11-弹簧,热继电器的工作原理： 热元件串接在电动机定子绕组中，在电动机正常运行时，热元件产生的热量不会使触点系统动作；当电动机过载，流过热元件的电流加大，经过一定的时间，热元件产生的热量使双金属片的弯曲程度超过一定值，通过导板推动热继电器的触点动作（动断触点断开，动合触点闭合）。通过其串接在接触器线圈电路的动断触点来切断线圈电流，使电动机主电路失电（排除故障）。当电源切断后，双金属片逐渐冷却，过一段时间后恢复原状。如果热继电器处于手动状态，则需按复位按钮，使触点复位；如果热继电器处于自动恢复状态时，在弓簧的作用下使触点复位。,(3) 热继电器的电气符号,热继电器的电气符号,(4) 热继电器

20、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,JR20系列热继电器技术数据,JR20系列热继电器技术数据(续),JR20系列型号含义:,(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。,6 . 速度继电器,速度继电器是根据电磁感

21、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,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,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,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

22、,C极限分断能力,D熔断电流,（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,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：,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,

23、3）熔体、熔断器额定电流的选择,4）熔断器额定电流的校验,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,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,(2)滚轮旋转式行程开关,滚轮式行程开关结构示意图,(

24、3)微动开关,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。,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,绝缘导线的种类和颜色 （1）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

25、（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。 （2）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。,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,3.布线的基本要求及方法 (1)导线接线正确，应符合配线图的要求。 (2)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

26、的线均拉直、捆扎并固定牢固）。 (3)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。 (4)行线方式: 捆扎法 行线槽法,4.配线附件 (1)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

27、管按标志需要组合排列于导线的端部,(2)冷压接端头,OT型和UT型冷压接端头,GT型管状冷压接端头,接线座 行线槽 捆扎带 其他,行线槽,捆扎带,本节作业 P83 3-2 3-4 3-5 3-6 3-7,1.线圈电压为220V的交流接触器，误接入380V交流电源上会发生什么问题?为什么? 答：线圈额定电压为220v ，线圈的电阻抗应不变，根据欧姆定律电压升高电流就会超过额定值，导致线圈烧毁。,d),e),f),g),h),i),一般线圈符号 b) 通电延时线圈 c) 断电延时线圈 d) 延时闭合的动合触点 e) 延时断开的动断触点 f) 延时断开的动合触点 g) 延时闭合的动断触点 h) 瞬时

28、动合触点 i) 瞬时动断触点,2.画出时间继电器的图形符号。,KT,KT,KT,KT,KT,KT,KT,KT,KT,3.两个110V交流接触器同时动作时，能否将其两个线圈串联到220V电路上? 答：不可以 。 4.接触器的作用是什么?分为哪几种? 答:(1)接触器是一种适用于远距离频繁地接通和断开交直流主电路及大容量控制电路的电器。具有低电压释放保护功能、控制容量大、能远距离控制等优点。 (2)接触器分为交流接触器，直流接触器两种。,5.说明热继电器和熔断器保护功能的不同之处? 答：热继电器有过载和断相保护功能，熔断器有短路保护功能。 6.中间继电器与接触器有何异同? 答：都有低压保护功能。

29、（1）接触器有主触点，控制容量大，能实现远距离控制，主要控制对象是电动机。 （2）中间继电器触点较多，起到中间放大作用。,7.按钮的颜色应符合哪些要求? 答： （1）“停止”和“急停”:红色，按红色按钮时，必须使设备断电、停车。 （2）“起动”:绿色。 （3）“点动”:黑色。 （4）“起动”与“停止”交替动作必须是黑色、白色或灰色，不得使用红色和绿色。 （5）“复位”:必须是蓝色;当其兼有停止作用时，必须是红色。,8.笼型异步电动机是如何改变转动方向的? 答： U、V、W任意换两相。 9.导线和电缆的载流量由哪些因素来确定? 答：导体的材质、截面积、环境温度等因素。,3.2.1电气控制线路图的

30、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,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.电路图 （1）主电路和辅助电路 （2）对图形符号、文字符号的规定 2.电气控制线路图,例：CW6132型普通车床电气原理图,（1）电气原理图 (a)主电路：首先要仔细看一遍电气图，弄清电路的性质，是交流电路还是直流电路。然后从主电路入手，根据各元器件的组合判断电动机的工作状可。如电动机的起停、正反转等。 (b)控制电路:：分析完主电路后，再分析控制电路，要按动作顺序对每条小回路逐一分析研究，然后再全面分析各条回路间的联系和制约关系

31、，要特别注意与机械、液压部件的动作关系。 (c)最后阅读保护、照明、信号指示、检测等部分。,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。,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： 左开右闭，下开上闭 。,F原理图的布局,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

32、。,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。,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。,接触器和继电器的触点位置可采用附图的方式表示例如 ：,图5734 / 26 / B 3,图区行号，列号。 （无行号时只写列号）,页次（仅一页时可省略）,图号（只有一个多页图样时，可省略）,KM,2 2 2,4 ,左栏 中栏 右栏,主触点的图区号,辅助动合触点的图区号,辅助动断触点的图区号,接

33、触器各栏的含义：,继电器各栏的含义：,左栏 右栏,动合触点的图区号,动断触点的图区号,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。,（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。,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

34、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。,例：CW6132型车床控制盘电器布置图,例：CW6132型车床电气设备安装布置图,（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。,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

35、。,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。,例：电气接线图,（4）电气原理图的电气常态位置 （5）原理图中连接端上的标志和编号 （6）控制线路原理图中的其他规定,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。,15.简述电气原理图分析的一般步骤。 答：对于传动系统： （1）先看主电

36、路，并了解所拖动的设备，及生产工艺要求，和对控制系统的要求。 （2）再看控制系统。对于控制系统也要分块，按系统，按功能分成若干块，再局部，再细节。 （3）对于电子线路，也是要先了解整体的系统功能，再按系统，按功能，逐步细化。,本节作业 P83 3-15 3-16,16.连线和布线有哪些要求? 答：（1）导线接线正确，应符合配线图的要求。 （2）导线排列 横平竖直 整齐划一 牢固美观 （3）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。 （

37、4）接线和行线 行线方式:捆扎法 行线槽法 接地回路应保证电气连接的连续性。,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,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，开关闭合状态;“0”则相反。,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=KA,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

38、.3顺序控制及时间控制 3.4.4电液控制,3.4.1正转、点动及两地控制,1.开关控制,2.接触器点动控制,3.接触器长动控制,4.点动、长动控制,5.两地（多地多条件）控制,3.4.2正反转控制,1.用倒顺开关实现正反转控制电路,2.用按钮、接触器实现正反转控制电路,行程控制实际上可以看作正反转控制的特殊应用。,3.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。,工作台的自动往返运动,3.4.3顺序控制及时间控制,1.

39、顺序（条件）控制,2.时间控制（星-三降压启动控制线路）,星-三降压启动控制线路工作原理：,先合上电源开关QF，,按下SB2,KM1线圈得电,KM1常开触点闭合,KM2线圈得电,KT线圈得电,计时,动作,KM3线圈得电,KM2常开触点闭合,KM3常开触点闭合,Y启动,KM1线圈断电,全压运行,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。,1、液压系统的组成,液压传动系统主要由四个部分组成：动力装置（液压泵及

40、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）。,B,图形符号含义： 1. 位用方格表示，几位即几个方格。 2. 通（） ，不通（ 、 ） 箭头首尾和堵截符号与一个方格有几个交点即为 几通。 3 .油口有固定方位和含义：P进油口(左下）， T回油口（右下）,A、B与执行元件连接的工作油口（上）。 4. 弹簧W、M，画在方格两侧。 5. 常态位置 原理图中，油路应该连接在常态位置。 二位阀，靠弹簧的一格； 三位阀，中间一格。,液压系统 工作原理：,2、液压动力滑台,控制电路分析,（1）选择开关SA合向自动工作位置的自动循环过程： 按

41、动SB1KA1线圈通电自锁YV1-1、YV2-1线圈通电，滑台快进； 至压下SQ2KA2线圈通电自锁YV2-1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YV1-2线圈通电，滑台快退； 压下SQ1KA3线圈断电YV1-2线圈断电，滑台在原位停止。循环过程结束。 （2）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。,10.什么是互锁（联锁）?什么是自锁?试举例说明各自的作用。 答：自锁：是在接触器线圈得电后，利用自身的常开辅助触点保持回路的接通状态。 具体是把常开辅助触点与启动的按钮并联。这样，当启动按钮按下，接触器动作

42、，辅助触点闭合，进行状态保持，此时再松开启动按钮，接触器也不会失电断开。 互锁：两个接触器之间，利用自己的辅助触点，去控制对方的线圈回路，进行状态保持。,本节作业 P83 3-10 3-11 3-12 3-13 3-14,11.长动与点动的区别是什么? 答：是否有自锁电路，长动为持续工作，点动为接触式工作。 12.常开触点串联或并联，在电路中起什么样的控制作用?常闭触点串联或并联，起什么控制作用? 答:(1)常开触点串联，设备开机需要同时按下，一般用在开机慎重或需对操作者保护的情况；(2)常开触点并联和常闭触点串联用于多地控制；(3)常闭触点并联，设备停机需要同时按下，一般用在停机慎重或需对操

43、作者保护的情况；,13.设计一个控制电路，要求第一台电动机起动10s以后，第二台电动机自动起动，运行5s以后，第一台电动机停止转动，同时第三台电动机起动，再运转15s后，电动机全部停止。,解: (1)主电路,(2)控制电路,(2)控制电路,(2)控制电路,(2)控制电路,14.为两台异步电动机设计一个控制线路，其要求如下: （1）两台电动机互不影响地独立操作; （2）能同时控制两台电动机的起动与停止; （3）当一台电动机发生过载时，两台电动机均停止工作。,解：（1）两台电动机互不影响地独立操作;,（2）能同时控制两台电动机的起动与停止;,（3）当一台电动机发生过载时，两台电动机均停止工作。,3

44、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。,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。,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

45、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,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,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,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,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

46、电路分析,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,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 。,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

47、获得。,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,上升按钮,下降按钮,松开按钮,夹紧按钮,(1)摇臂上升的控制：,2、控制电路分析,按着上升 按钮SB3,电磁铁YV 得电,到达所需位置后，,KT得电,KM4得电,M3旋转，松开,SQ2压下,KM4断开,KM2得电,M2旋转，上升,M3停止,松开SB3,KT断电,KM2断电,KM5得电,M2停转,M3反向旋转，夹紧,KM5,YV,SQ3压下,13S后,断电，结束,(2)摇臂下降的控制：,按着下降按钮SB4,电磁铁YV 得电,到达所

48、需位置后，,KT得电,KM4得电,M3旋转，松开,SQ2压下,KM4断开,KM3得电,M2旋转，下降,M3停止,松开SB4,KT断电,KM3断电,KM5得电,M2停转,M3反向旋转，夹紧,KM5,YV,SQ3压下,13S后,断电，结束,(2)立柱和主轴箱的松开与夹紧控制 松开按钮 SB5 夹紧按钮 SB6,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,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。,万能卧式铣

49、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。,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

50、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,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,主轴电动机M1正转（顺铣）与反转（逆铣） 进给电动机M2采用接触器构成正转与反转控制 冷却泵驱动电动机M3,1、主电路分析,（一）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,2、控制电

51、路分析,（二）进给电动机M2的控制,选择开关SA1,SA1-2 断开,SA1-1、SA1-3 闭合,是水平工作台工作，,（相反，是圆工作台工作）,1.水平工作台纵向进给运动的控制 如图3-55 工作台控制电路（a）,SQ1-2断开 SQ1-1闭合,纵向手柄扳在右位,合上纵向进给机械离合器,压下SQ1,KM2线圈得电,电动机M2正转，工作台右移,SQ2-2断开 SQ2-1闭合,纵向手柄扳在左位,合上纵向进给机械离合器,压下SQ2,KM3线圈得电,电动机M2反转，工作台左移,如图3-55 工作台控制电路（a）,SQ3-2断开 SQ3-1闭合,十字复合手柄扳在下方,合上垂直进给机械离合器,压下SQ3

52、,KM2线圈得电,电动机M2正转，工作台上移,2.水平工作台升降进给运动控制,如图3-55 工作台控制电路（a）,SQ4-2断开 SQ4-1闭合,十字复合手柄扳在上方,合上垂直进给机械离合器,压下SQ4,KM3线圈得电,电动机M2反转，工作台下移,如图3-55 工作台控制电路（a）,SQ3-2断开 SQ3-1闭合,十字复合手柄扳在右（前）方,合上横向进给机械离合器,压下SQ3,KM2线圈得电,电动机M2正转，工作台前移,3.水平工作台横向进给运动控制,如图3-55 工作台控制电路（a）,SQ4-2断开 SQ4-1闭合,十字复合手柄扳在左（后）方,合上横向进给机械离合器,压下SQ4,KM3线圈得电,电动机M2反转，工作台后移,如图3-55 工作台控制电路（a）,4.水平工作台进给运动的联锁控制 5.水平工作台的快速