項(xiàng)目三數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)連接(1)

1、項(xiàng)目三項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)連接數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)連接 數(shù)控機(jī)床調(diào)試與維修一、數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成一、數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成 1.1.數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成 二、數(shù)控機(jī)床常用電器認(rèn)識(shí)二、數(shù)控機(jī)床常用電器認(rèn)識(shí) 1.1.熔斷器（熔斷器（1 1） 熔斷器是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格低廉而有效的保 護(hù)電器。在使用時(shí)，熔斷器串接在所保護(hù)的電路中，作為電路及用 電設(shè)備的短路和嚴(yán)重過(guò)載保護(hù)，主要用作短路保護(hù)。當(dāng)電路發(fā)生嚴(yán)重過(guò)載或短路時(shí)，熔斷器的熔體熔斷而切斷 電路，達(dá)到保護(hù)的目的。 1.1.熔斷器（熔斷器（2 2） 熔斷器主要參數(shù)：額定電壓：指熔斷器長(zhǎng)期工作時(shí)和分?jǐn)?/p>

2、后能夠承受的電壓，其 值一般等于或大于電氣設(shè)備的額定電壓。額定電流：指熔斷器長(zhǎng)期工作時(shí)，設(shè)備部件溫升不超過(guò)規(guī)定值 時(shí)所能承受的電流。極限分?jǐn)嗄芰Γ菏侵溉蹟嗥髟谝?guī)定的額定電壓和功率因數(shù)(或時(shí) 間常數(shù))的條件下，能分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦怠?.1.熔斷器（熔斷器（3 3） 熔斷器圖形符號(hào)2.2.低壓斷路器低壓斷路器 （1 1） 又稱為自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，是將控制和保護(hù)的功能合為一體 的電器。常作為不頻繁接通和斷開(kāi)電路的總電源開(kāi)關(guān)或部分電 路的電源開(kāi)關(guān)。當(dāng)發(fā)生過(guò)載、短路或欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，有 效地保護(hù)串接在它后面的電器設(shè)備，并且在分?jǐn)喙收想?流后一般不需要更換零部件。2.2.低壓斷路器低壓斷路器 （2

3、2） 低壓斷路器的主要參數(shù)有額定電壓額定電流極數(shù)脫扣器類型額定電流整定范圍電磁脫扣器整定范圍主觸點(diǎn)的分?jǐn)嗄芰Φ取?.2.低壓斷路器低壓斷路器 （3 3） 2.2.低壓斷路器低壓斷路器 （4 4） 3.3.接觸器（接觸器（1 1） 是一種用來(lái)頻繁地接通或分?jǐn)嚯娐穾в胸?fù)載的自動(dòng)控制 電制器。接觸器由電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧裝置及其他部件四 部分組成。其工作原理是當(dāng)線圈通電后，鐵芯產(chǎn)生電磁吸力將銜鐵 吸合。銜鐵帶動(dòng)觸點(diǎn)系統(tǒng)動(dòng)作，使常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi) 觸點(diǎn)閉合。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在反作用彈簧力的 作用下釋放，觸點(diǎn)系統(tǒng)隨之復(fù)位。3.3.接觸器（接觸器（2 2） 3.3.接觸器（接觸器（3

4、3） 3.3.接觸器（接觸器（4 4） 接觸器按其主觸點(diǎn)通過(guò)電流的種類不同，分為:直流交流機(jī)床上應(yīng)用最多的是交流接觸器。 3.3.接觸器（接觸器（5 5） 4.4.熱繼電器熱繼電器 （1 1） 電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，短時(shí)過(guò)載是允許的，但如果長(zhǎng)期過(guò)載、欠電壓運(yùn)行或斷相運(yùn)行等都可能使電動(dòng)機(jī)的電流超過(guò)其額定值，這樣將引起電動(dòng)機(jī)發(fā)熱。繞組溫升超過(guò)額定溫升，將損壞繞組的絕緣，縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤щ妱?dòng)機(jī)繞組，因此必須采取過(guò)載保護(hù)措施。最常用的是利用熱繼電器進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。 4.4.熱繼電器熱繼電器 （2 2） 熱繼電器的結(jié)構(gòu)如圖所示。熱元件串接在電動(dòng)機(jī)定子繞組中，繞組電流即為流過(guò)熱元件的電流

5、。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，熱元件產(chǎn)生的熱量雖能使雙金屬片彎曲，但不足以使其觸點(diǎn)動(dòng)作。當(dāng)過(guò)載時(shí)，流過(guò)熱元件的電流增大，其產(chǎn)生的熱量增加，使雙金屬片產(chǎn)生的彎曲位移增大，從而推動(dòng)導(dǎo)板，帶動(dòng)溫度補(bǔ)償雙金屬片和與之相連的動(dòng)作機(jī)構(gòu)使熱繼電器動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)控制電路。4.4.熱繼電器熱繼電器 （3 3） 4.4.熱繼電器熱繼電器 （4 4） 5.5.按鈕（按鈕（1 1） 按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛的主令電器；。在低壓控制電路中，用于手動(dòng)發(fā)出控制信號(hào)；按鈕常做成復(fù)合式結(jié)構(gòu)，即具有常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)；按下時(shí)常閉觸點(diǎn)先斷開(kāi)，然后常開(kāi)觸點(diǎn)閉合；去掉外力后在復(fù)位彈簧的作用下，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)， 常閉觸點(diǎn)復(fù)位。 5.5.按鈕（按

6、鈕（2 2） 5.5.按鈕（按鈕（3 3） 6.6.繼電器（繼電器（1 1） 繼電器是一種根據(jù)輸入信號(hào)的變化接通或斷開(kāi)控制 電路的電器。繼電器的輸入信號(hào)可以是電流、電壓等電量，也可 以是溫度、速度、壓力等非電量，輸出為相應(yīng)的觸 點(diǎn)動(dòng)作。6.6.繼電器（繼電器（2 2） 繼電器的種類很多：按輸入信號(hào)的性質(zhì)：電壓繼電器、電流繼電器、時(shí) 間繼電器、溫度繼電器、速度繼電器等。按工作原理：電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器、電動(dòng) 式繼電器、熱繼電器等。 6.6.繼電器（繼電器（3 3） 電磁式繼電器6.6.繼電器（繼電器（4 4） 時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)及工作原理 是一種用來(lái)實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)延時(shí)接通或斷開(kāi)的控制電器；分為電磁式

7、、空氣阻尼式、電動(dòng)式和晶體管式類型；機(jī)床控制電路中應(yīng)用較多的是空氣阻尼式時(shí)間繼電 器，晶體管式時(shí)間繼電器等.6.6.繼電器（繼電器（5 5） 7.7.行程開(kāi)關(guān)（行程開(kāi)關(guān)（1 1） 行程開(kāi)關(guān)是根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件位置而切換電路的自動(dòng)控制電器；用來(lái)控制運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)方向、行程大小或位置保護(hù)；如果把行程開(kāi)關(guān)安裝在工作機(jī)械的各種行程終點(diǎn)處，限制 其行程，它就稱為限位開(kāi)關(guān)或終端開(kāi)關(guān)；當(dāng)工作機(jī)械運(yùn)動(dòng)到某一預(yù)定位置時(shí)，行程開(kāi)關(guān)就通過(guò)機(jī)械 可動(dòng)部分的動(dòng)作將機(jī)械信號(hào)變換為電信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械 的電氣控制。7.7.行程開(kāi)關(guān)（行程開(kāi)關(guān)（2 2） 8.8.機(jī)床變壓器（機(jī)床變壓器（1 1） 機(jī)床變壓器是一種將某一數(shù)值的交流電壓

8、變換成頻率相同但數(shù)值不同的交流電壓的電器。機(jī)床控制變壓器適用于頻率50 Hz-60 Hz，輸入電壓不超過(guò)交流660V的電路。8.8.機(jī)床變壓器（機(jī)床變壓器（2 2） 8.8.機(jī)床變壓器（機(jī)床變壓器（3 3） 9.9.直流穩(wěn)壓電源（直流穩(wěn)壓電源（1 1） 直流穩(wěn)壓電源的功能是將非穩(wěn)定的交流電源變成穩(wěn)定的 直流電源。在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，需要穩(wěn)壓電源給驅(qū)動(dòng)器、 控制單元、直流繼電器、信號(hào)燈等提供直流電源。9.9.直流穩(wěn)壓電源（直流穩(wěn)壓電源（2 2） 三、三、FANUC 0i-TDFANUC 0i-TD數(shù)控車(chē)床電氣數(shù)控車(chē)床電氣控制系統(tǒng)連接控制系統(tǒng)連接 1.1.主電路控制部分（主電路控制部分（1

9、1） （1 1）數(shù)控車(chē)床各部件所需電源規(guī)格）數(shù)控車(chē)床各部件所需電源規(guī)格 數(shù)控車(chē)床各部件所需要電源規(guī)格是不同的，具體如下：數(shù)控車(chē)床SVPM一體化伺服驅(qū)動(dòng)器電源（TB1接口）：三相200VAC；主軸電動(dòng)機(jī)風(fēng)扇電源：三相200VAC；回轉(zhuǎn)刀架電動(dòng)機(jī)電源：三相380VAC；數(shù)控車(chē)床SVPM一體化伺服驅(qū)動(dòng)器控制電源（CX3接口）：?jiǎn)蜗?10VAC；1.1.主電路控制部分（主電路控制部分（2 2） （1 1）數(shù)控車(chē)床各部件所需電源規(guī)格）數(shù)控車(chē)床各部件所需電源規(guī)格控制回路電源：24VDC；數(shù)控車(chē)床SVPM一體化伺服驅(qū)動(dòng)器伺服電源（CXA2C接口）：24VDC；數(shù)控系統(tǒng)控制單元電源（CPD1接口）：24VDC

10、；數(shù)控系統(tǒng)I/O模塊電源（CPD1接口）：24VDC；刀架線路板工作電源：24VDC；PMC信號(hào)接口電源：24VDC；1.1.主電路控制部分（主電路控制部分（3 3） （2）數(shù)控車(chē)床電氣控制主電路 數(shù)控車(chē)床電氣控制主電路原理圖如圖所示1.1.主電路控制部分（主電路控制部分（4 4） S V P M -TB1主軸風(fēng)扇電機(jī)動(dòng)力線接口回轉(zhuǎn)刀架電機(jī)動(dòng)力線接口SVPM-CX3 控制電路電源電源進(jìn)線電 源 總開(kāi)關(guān)伺服驅(qū)動(dòng)器電源主軸電機(jī)風(fēng)扇電源刀 架 電源控 制 電源1.1.主電路控制部分（主電路控制部分（5 5） （2）數(shù)控車(chē)床電氣控制主電路 數(shù)控車(chē)床電氣控制主電路實(shí)物接線圖如圖所示。1.1.主電路控制部

11、分（主電路控制部分（6 6） QF2回轉(zhuǎn)刀架交流接觸器KM1/KM2QF3QF0伺服變壓器380VAC/220VAC交流接觸器KM1電抗器13 15 17一體化伺服放大器SVPM-TB1QF1KM1線圈QF4控制變壓器380VAC/220VAC一體化伺服放大器SVPM-CX3開(kāi)關(guān)電源2.2.控制電路部分（控制電路部分（1 1） 數(shù)控車(chē)床控制電路原理圖如圖所示。 2.2.控制電路部分（控制電路部分（2 2） 啟動(dòng)電路 急停電路 系統(tǒng)電源 面板電源 伺服電源 刀架控制電源 控制單元 操作面板 伺服 刀架控 CP1接口 CP1接口 CXA2C接口 制電源3. PMC3. PMC控制部分（控制部分（1

12、 1） PMC控制部分原理圖如圖所示。涉及以下幾種信號(hào)的控制：刀架選刀傳感器霍爾元件信號(hào)傳遞；急停信號(hào)輸入；PMC通過(guò)控制中間繼電器KA3、KA4，去觸發(fā)刀架正反轉(zhuǎn) 接觸器KM2、KM3。3. PMC3. PMC控制部分（控制部分（2 2） 刀架控制電源 刀架霍爾元件信號(hào) 急停信號(hào) 刀架中間繼電器 刀架控制電源 接開(kāi)關(guān)電源 刀架傳感器信號(hào)線 中間繼電器線圈 接開(kāi)關(guān)電源 4.4.電動(dòng)刀架控制部分（電動(dòng)刀架控制部分（1 1） 電動(dòng)刀架控制原理圖如圖所示。電動(dòng)刀架控制包括以下內(nèi)容：刀架回轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)力電源380VAC；選刀信號(hào)控制；刀架控制電源24VDC。4.4.電動(dòng)刀架控制部分（電動(dòng)刀架控制部分（2

13、2） 電機(jī)電源 刀架控制電源 刀位信號(hào)KM2/KM3接觸器觸點(diǎn) 開(kāi)關(guān)電源 I/O模塊信號(hào)線5.5.一體化伺服驅(qū)動(dòng)控制部分（一體化伺服驅(qū)動(dòng)控制部分（1 1） 一體化伺服驅(qū)動(dòng)控制原理如圖所示。伺服驅(qū)動(dòng)控制包括以下內(nèi)容：（1）電源部分 一體化伺服驅(qū)動(dòng)器有以下工作電源：伺服驅(qū)動(dòng)器輸入三相電源220VAC，通過(guò)TB1接口輸入；伺服驅(qū)動(dòng)器控制電源單相110VAC，通過(guò)接觸器KM1線圈后由 接口CX3輸入，PMC內(nèi)部繼電器控制KM1通斷，從而控制TB1 接口電源通斷。伺服驅(qū)動(dòng)器控制電源24VDC，由CXA2C接口輸入。伺服驅(qū)動(dòng)器電源切斷信號(hào)，由急停中間繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)通過(guò)接 口CX4輸入。5.5.一體化伺服驅(qū)

14、動(dòng)控制部分（一體化伺服驅(qū)動(dòng)控制部分（2 2） 一體化伺服驅(qū)動(dòng)控制原理如圖所示。伺服驅(qū)動(dòng)控制包括以下內(nèi)容：（2）數(shù)控系統(tǒng)控制部分 來(lái)自控制單元CNC的控制信號(hào)由 JA7A輸出，通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)器JA7B輸入。（3）伺服驅(qū)動(dòng)部分 包括主軸驅(qū)動(dòng)及主軸速度反饋，X軸驅(qū) 動(dòng)及X軸反饋，Z軸驅(qū)動(dòng)及Z軸反饋。5.5.一體化伺服驅(qū)動(dòng)控制部分（一體化伺服驅(qū)動(dòng)控制部分（3 3） 三相220VAC接電抗器DC24V接開(kāi)關(guān)電源單相110VAC接控制變壓器急停信號(hào)輸入CNC控制信號(hào)輸入X軸伺服驅(qū)動(dòng)與反饋Y軸伺服驅(qū)動(dòng)與反饋Z軸伺服驅(qū)動(dòng)與反饋主軸控制與主軸反饋6.6.數(shù)控系統(tǒng)控制單元與操作面板數(shù)控系統(tǒng)控制單元與操作面板 連接部分（連接部分（1 1） 數(shù)控系統(tǒng)控制單元與操作面板連接原理圖如圖所示；通過(guò)開(kāi)關(guān)電源分別給控制單元和I/O模塊CPD1接口 提供DC24V電源。6.6.數(shù)控系統(tǒng)控制單元與操作面板數(shù)控系統(tǒng)控制單元與操作面板 連接部分（連接部分（2 2） 開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)電源7.7.數(shù)控車(chē)床機(jī)床電器布局（數(shù)控車(chē)床機(jī)床電器布局（1 1） 數(shù)控車(chē)床機(jī)床電器布局圖如圖所示。7.7.數(shù)控車(chē)床機(jī)床電器布局（數(shù)控車(chē)床機(jī)床電器布局（2 2） 漏電保護(hù)短路保護(hù)過(guò)載保護(hù)QF3 QF1QF2 QF4QF0KM1KM2KM3KA1KA2刀架霍爾元