项目三数控机床电气控制系统连接(1)

1、项目三项目三 数控机床电气控制系统连接数控机床电气控制系统连接 数控机床调试与维修一、数控机床电气控制系统构成一、数控机床电气控制系统构成 1.1.数控机床电气控制系统构成数控机床电气控制系统构成 二、数控机床常用电器认识二、数控机床常用电器认识 1.1.熔断器（熔断器（1 1） 熔断器是一种结构简单、使用方便、价格低廉而有效的保 护电器。在使用时，熔断器串接在所保护的电路中，作为电路及用 电设备的短路和严重过载保护，主要用作短路保护。当电路发生严重过载或短路时，熔断器的熔体熔断而切断 电路，达到保护的目的。 1.1.熔断器（熔断器（2 2） 熔断器主要参数：额定电压：指熔断器长期工作时和分断

2、后能够承受的电压，其 值一般等于或大于电气设备的额定电压。额定电流：指熔断器长期工作时，设备部件温升不超过规定值 时所能承受的电流。极限分断能力：是指熔断器在规定的额定电压和功率因数(或时 间常数)的条件下，能分断的最大电流值。1.1.熔断器（熔断器（3 3） 熔断器图形符号2.2.低压断路器低压断路器 （1 1） 又称为自动空气开关，是将控制和保护的功能合为一体 的电器。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、短路或欠压等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，并且在分断故障电 流后一般不需要更换零部件。2.2.低压断路器低压断路器 （2

3、2） 低压断路器的主要参数有额定电压额定电流极数脱扣器类型额定电流整定范围电磁脱扣器整定范围主触点的分断能力等。2.2.低压断路器低压断路器 （3 3） 2.2.低压断路器低压断路器 （4 4） 3.3.接触器（接触器（1 1） 是一种用来频繁地接通或分断电路带有负载的自动控制 电制器。接触器由电磁机构、触点系统、灭弧装置及其他部件四 部分组成。其工作原理是当线圈通电后，铁芯产生电磁吸力将衔铁 吸合。衔铁带动触点系统动作，使常闭触点断开，常开 触点闭合。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在反作用弹簧力的 作用下释放，触点系统随之复位。3.3.接触器（接触器（2 2） 3.3.接触器（接触器（3

4、3） 3.3.接触器（接触器（4 4） 接触器按其主触点通过电流的种类不同，分为:直流交流机床上应用最多的是交流接触器。 3.3.接触器（接触器（5 5） 4.4.热继电器热继电器 （1 1） 电动机在实际运行时，短时过载是允许的，但如果长期过载、欠电压运行或断相运行等都可能使电动机的电流超过其额定值，这样将引起电动机发热。绕组温升超过额定温升，将损坏绕组的绝缘，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会烧毁电动机绕组，因此必须采取过载保护措施。最常用的是利用热继电器进行过载保护。 4.4.热继电器热继电器 （2 2） 热继电器的结构如图所示。热元件串接在电动机定子绕组中，绕组电流即为流过热元件的电流

5、。当电动机正常工作时，热元件产生的热量虽能使双金属片弯曲，但不足以使其触点动作。当过载时，流过热元件的电流增大，其产生的热量增加，使双金属片产生的弯曲位移增大，从而推动导板，带动温度补偿双金属片和与之相连的动作机构使热继电器动作，切断电动机控制电路。4.4.热继电器热继电器 （3 3） 4.4.热继电器热继电器 （4 4） 5.5.按钮（按钮（1 1） 按钮是一种结构简单、应用广泛的主令电器；。在低压控制电路中，用于手动发出控制信号；按钮常做成复合式结构，即具有常开和常闭触点；按下时常闭触点先断开，然后常开触点闭合；去掉外力后在复位弹簧的作用下，常开触点断开， 常闭触点复位。 5.5.按钮（按

6、钮（2 2） 5.5.按钮（按钮（3 3） 6.6.继电器（继电器（1 1） 继电器是一种根据输入信号的变化接通或断开控制 电路的电器。继电器的输入信号可以是电流、电压等电量，也可 以是温度、速度、压力等非电量，输出为相应的触 点动作。6.6.继电器（继电器（2 2） 继电器的种类很多：按输入信号的性质：电压继电器、电流继电器、时 间继电器、温度继电器、速度继电器等。按工作原理：电磁式继电器、感应式继电器、电动 式继电器、热继电器等。 6.6.继电器（继电器（3 3） 电磁式继电器6.6.继电器（继电器（4 4） 时间继电器结构及工作原理 是一种用来实现触点延时接通或断开的控制电器；分为电磁式

7、、空气阻尼式、电动式和晶体管式类型；机床控制电路中应用较多的是空气阻尼式时间继电 器，晶体管式时间继电器等.6.6.继电器（继电器（5 5） 7.7.行程开关（行程开关（1 1） 行程开关是根据运动部件位置而切换电路的自动控制电器；用来控制运动部件的运动方向、行程大小或位置保护；如果把行程开关安装在工作机械的各种行程终点处，限制 其行程，它就称为限位开关或终端开关；当工作机械运动到某一预定位置时，行程开关就通过机械 可动部分的动作将机械信号变换为电信号，以实现对机械 的电气控制。7.7.行程开关（行程开关（2 2） 8.8.机床变压器（机床变压器（1 1） 机床变压器是一种将某一数值的交流电压

8、变换成频率相同但数值不同的交流电压的电器。机床控制变压器适用于频率50 Hz-60 Hz，输入电压不超过交流660V的电路。8.8.机床变压器（机床变压器（2 2） 8.8.机床变压器（机床变压器（3 3） 9.9.直流稳压电源（直流稳压电源（1 1） 直流稳压电源的功能是将非稳定的交流电源变成稳定的 直流电源。在数控机床电气控制系统中，需要稳压电源给驱动器、 控制单元、直流继电器、信号灯等提供直流电源。9.9.直流稳压电源（直流稳压电源（2 2） 三、三、FANUC 0i-TDFANUC 0i-TD数控车床电气数控车床电气控制系统连接控制系统连接 1.1.主电路控制部分（主电路控制部分（1

9、1） （1 1）数控车床各部件所需电源规格）数控车床各部件所需电源规格 数控车床各部件所需要电源规格是不同的，具体如下：数控车床SVPM一体化伺服驱动器电源（TB1接口）：三相200VAC；主轴电动机风扇电源：三相200VAC；回转刀架电动机电源：三相380VAC；数控车床SVPM一体化伺服驱动器控制电源（CX3接口）：单相110VAC；1.1.主电路控制部分（主电路控制部分（2 2） （1 1）数控车床各部件所需电源规格）数控车床各部件所需电源规格控制回路电源：24VDC；数控车床SVPM一体化伺服驱动器伺服电源（CXA2C接口）：24VDC；数控系统控制单元电源（CPD1接口）：24VDC

10、；数控系统I/O模块电源（CPD1接口）：24VDC；刀架线路板工作电源：24VDC；PMC信号接口电源：24VDC；1.1.主电路控制部分（主电路控制部分（3 3） （2）数控车床电气控制主电路 数控车床电气控制主电路原理图如图所示1.1.主电路控制部分（主电路控制部分（4 4） S V P M -TB1主轴风扇电机动力线接口回转刀架电机动力线接口SVPM-CX3 控制电路电源电源进线电 源 总开关伺服驱动器电源主轴电机风扇电源刀 架 电源控 制 电源1.1.主电路控制部分（主电路控制部分（5 5） （2）数控车床电气控制主电路 数控车床电气控制主电路实物接线图如图所示。1.1.主电路控制部

11、分（主电路控制部分（6 6） QF2回转刀架交流接触器KM1/KM2QF3QF0伺服变压器380VAC/220VAC交流接触器KM1电抗器13 15 17一体化伺服放大器SVPM-TB1QF1KM1线圈QF4控制变压器380VAC/220VAC一体化伺服放大器SVPM-CX3开关电源2.2.控制电路部分（控制电路部分（1 1） 数控车床控制电路原理图如图所示。 2.2.控制电路部分（控制电路部分（2 2） 启动电路 急停电路 系统电源 面板电源 伺服电源 刀架控制电源 控制单元 操作面板 伺服 刀架控 CP1接口 CP1接口 CXA2C接口 制电源3. PMC3. PMC控制部分（控制部分（1

12、 1） PMC控制部分原理图如图所示。涉及以下几种信号的控制：刀架选刀传感器霍尔元件信号传递；急停信号输入；PMC通过控制中间继电器KA3、KA4，去触发刀架正反转 接触器KM2、KM3。3. PMC3. PMC控制部分（控制部分（2 2） 刀架控制电源 刀架霍尔元件信号 急停信号 刀架中间继电器 刀架控制电源 接开关电源 刀架传感器信号线 中间继电器线圈 接开关电源 4.4.电动刀架控制部分（电动刀架控制部分（1 1） 电动刀架控制原理图如图所示。电动刀架控制包括以下内容：刀架回转电机动力电源380VAC；选刀信号控制；刀架控制电源24VDC。4.4.电动刀架控制部分（电动刀架控制部分（2

13、2） 电机电源 刀架控制电源 刀位信号KM2/KM3接触器触点 开关电源 I/O模块信号线5.5.一体化伺服驱动控制部分（一体化伺服驱动控制部分（1 1） 一体化伺服驱动控制原理如图所示。伺服驱动控制包括以下内容：（1）电源部分 一体化伺服驱动器有以下工作电源：伺服驱动器输入三相电源220VAC，通过TB1接口输入；伺服驱动器控制电源单相110VAC，通过接触器KM1线圈后由 接口CX3输入，PMC内部继电器控制KM1通断，从而控制TB1 接口电源通断。伺服驱动器控制电源24VDC，由CXA2C接口输入。伺服驱动器电源切断信号，由急停中间继电器常开触点通过接 口CX4输入。5.5.一体化伺服驱

14、动控制部分（一体化伺服驱动控制部分（2 2） 一体化伺服驱动控制原理如图所示。伺服驱动控制包括以下内容：（2）数控系统控制部分 来自控制单元CNC的控制信号由 JA7A输出，通过伺服驱动器JA7B输入。（3）伺服驱动部分 包括主轴驱动及主轴速度反馈，X轴驱 动及X轴反馈，Z轴驱动及Z轴反馈。5.5.一体化伺服驱动控制部分（一体化伺服驱动控制部分（3 3） 三相220VAC接电抗器DC24V接开关电源单相110VAC接控制变压器急停信号输入CNC控制信号输入X轴伺服驱动与反馈Y轴伺服驱动与反馈Z轴伺服驱动与反馈主轴控制与主轴反馈6.6.数控系统控制单元与操作面板数控系统控制单元与操作面板 连接部分（连接部分（1 1） 数控系统控制单元与操作面板连接原理图如图所示；通过开关电源分别给控制单元和I/O模块CPD1接口 提供DC24V电源。6.6.数控系统控制单元与操作面板数控系统控制单元与操作面板 连接部分（连接部分（2 2） 开关电源开关电源7.7.数控车床机床电器布局（数控车床机床电器布局（1 1） 数控车床机床电器布局图如图所示。7.7.数控车床机床电器布局（数控车床机床电器布局（2 2） 漏电保护短路保护过载保护QF3 QF1QF2 QF4QF0KM1KM2KM3KA1KA2刀架霍尔元