機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、1,機(jī)床電氣控制技術(shù),鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,第五章 機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),2,第五章 目 錄,5.1 機(jī)床電氣設(shè)計(jì)基本內(nèi)容 5.2 電氣控制線路原理圖設(shè)計(jì) 5.3 電氣控制工藝設(shè)計(jì) 5.4 組合電氣控制設(shè)計(jì)實(shí)例,3,1. 了解機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程 2. 掌握較簡(jiǎn)單設(shè)備電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。,主要要求,4,1. 機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的原理圖設(shè)計(jì) 2. 機(jī)床電氣控制系統(tǒng)工藝圖設(shè)計(jì),重點(diǎn)難點(diǎn),5.1 機(jī)床電氣設(shè)計(jì)基本內(nèi)容,機(jī)床：機(jī)械系統(tǒng)、電氣控制。 機(jī)床工作的可靠性在很大程度上取決于電氣控制系統(tǒng)的可靠性。 電氣控制設(shè)計(jì)：電氣原理圖、工藝設(shè)計(jì)。,5,5.1.1 機(jī)床電氣設(shè)計(jì)基本要求,（1）熟悉電氣線路

2、的總體技術(shù)要求及工作過(guò)程，取得電氣設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，最大限度地滿足機(jī)床和生產(chǎn)工藝對(duì)電氣控制的要求。 （2）設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、合理，不要盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。 （3）正確、合理地選用電器元件，確保控制系統(tǒng)安全可靠地工作。 （4）設(shè)備能力要留有適當(dāng)裕量，以利改進(jìn)。 （5）設(shè)計(jì)中要貫徹最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。,6,5.1.2 機(jī)床電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟,1、電氣原理設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容： （1）擬定電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)； （2）機(jī)床電氣傳動(dòng)方案的確定； （3）電機(jī)的選擇； （4）電氣控制方案的確定及控制方式的選擇； （5）電氣系統(tǒng)元器件選擇； （6）編寫(xiě)系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算說(shuō)明書(shū)； （7）繪制電氣原理圖(總圖及分圖)； （8）編

3、制電動(dòng)機(jī)和電氣元件器件明細(xì)表。,7,2、電氣工藝設(shè)計(jì),工藝設(shè)計(jì)主要內(nèi)容： （1）據(jù)電氣原理圖及選定電氣元件，設(shè)計(jì)并繪制總裝配圖及總接線圖。 （2）按照原理圖上劃分的組件，設(shè)計(jì)組件（如：電氣柜、操作臺(tái)或按鈕盒）裝配圖（電器元件布置圖與安裝圖）、電氣接線圖，圖中反映組件中各電氣元件的安裝方式與接線方式。 （3）根據(jù)組件裝配要求，繪制電器安裝板和非標(biāo)準(zhǔn)電器的安裝零件圖紙，標(biāo)明技術(shù)要求。這些圖紙是組件加工和外協(xié)加工所必須的技術(shù)資料。,8,5.1 機(jī)床電氣設(shè)計(jì)基本內(nèi)容,（4）設(shè)計(jì)控制柜：根據(jù)組件尺寸及安裝要求確定控制柜結(jié)構(gòu)與外形尺寸，設(shè)置安裝支架，標(biāo)明安裝尺寸、面板安裝方式、各器件的連接方式、通風(fēng)散熱及

4、開(kāi)門方式。在控制柜設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意操作維護(hù)方便與造型美觀。 （5）根據(jù)原理圖、總裝配圖以及各組件相關(guān)圖紙等資料，對(duì)所有器件及耗材進(jìn)行匯總。分別列出外購(gòu)件清單、標(biāo)準(zhǔn)件清單及主要材料消耗定額。這些是電氣工藝生產(chǎn)管理（如采購(gòu)、調(diào)度、配料等）和成本核算所必須具備的技術(shù)資料。 （6）編寫(xiě)使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)。,9,5.1.3 機(jī)床電氣設(shè)計(jì)技術(shù)條件,技術(shù)條件設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)： （1）用戶供電電網(wǎng)的種類、電壓、頻率及容量； （2）控制精度，生產(chǎn)效率要求； （3）機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)的基本特性是采用電氣傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)還是氣壓傳動(dòng)，有哪些運(yùn)動(dòng)部件，其負(fù)載特性、調(diào)速指標(biāo)如何，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反向和制動(dòng)有什么要求等； （4）機(jī)械設(shè)備電氣控

5、制的基本特性，即電氣控制系統(tǒng)的類型是采用繼電器-接觸器控制系統(tǒng)、可編程序控制器控制系統(tǒng)還是數(shù)字控制系統(tǒng)；,10,（5）有關(guān)控制系統(tǒng)操作的其他要求，如操作面板的布置，有否電壓和電流檢測(cè)、工況顯示、故障報(bào)警及照明等要求； （6）機(jī)床主要電氣設(shè)備(包括電動(dòng)機(jī)、帶有電動(dòng)機(jī)和電磁閥的液壓站、執(zhí)行電器和行程開(kāi)關(guān)等)的參數(shù)及布置草圖。,11,5.1.4 機(jī)床電氣傳動(dòng)方案確定,1、電氣傳動(dòng)方式：?jiǎn)螜C(jī)驅(qū)動(dòng)、多機(jī)驅(qū)動(dòng) 2、調(diào)速方案： （1）重型或大型設(shè)備主運(yùn)動(dòng)及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)盡可能采用無(wú)級(jí)調(diào)速，以簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，縮小齒輪箱體積，降低制造成本，提高機(jī)床利用率； （2）精密機(jī)械設(shè)備應(yīng)采用電氣無(wú)級(jí)調(diào)速方案，且交流調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用

6、日益增多； （3）一般中小型設(shè)備如無(wú)特殊要求時(shí)，多采用三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，配以適當(dāng)級(jí)數(shù)的齒輪變速箱。,12,3、負(fù)載特性：恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)、恒功率傳動(dòng) 恒功率傳動(dòng)雙速鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)定子繞組由三角形連接改接成雙星形連接時(shí)，轉(zhuǎn)速增加一倍，功率卻增加很少；他激直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)磁調(diào)速； 恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)雙速鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)于低速為星形連接的雙速電機(jī)改接成雙星形后，轉(zhuǎn)速和功率都增加一倍，而電動(dòng)機(jī)所輸出的轉(zhuǎn)矩卻保持不變；他激直流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速屬于恒功率調(diào)速,13,5.1 機(jī)床電氣設(shè)計(jì)基本內(nèi)容,4、啟動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)，只要允許均應(yīng)由電機(jī)完成 ： 主運(yùn)動(dòng)可用任何一種啟動(dòng)方式； 輔助運(yùn)動(dòng)可用高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩

7、的電動(dòng)機(jī)，或提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩（如繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串接對(duì)稱電阻的啟動(dòng)）；對(duì)于電網(wǎng)容量不大而啟動(dòng)電流較大的電動(dòng)機(jī)，一定要限制啟動(dòng)電流（定子電路串入電阻或電抗，星三角啟動(dòng)和延邊三角形啟動(dòng)，使用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)） 啟動(dòng)頻繁須限制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或制動(dòng)電流，選擇電動(dòng)機(jī)合適類型電機(jī)（反饋控制系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)、變頻調(diào)整系統(tǒng)） 5、結(jié)構(gòu)要求：應(yīng)與機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求相匹配。應(yīng)用凸緣或內(nèi)連式電動(dòng)機(jī)可以在一定程度上改善機(jī)械結(jié)構(gòu)；特殊條件下可用防護(hù)式、封閉式、防腐式甚至是防爆式,14,5.1.5 機(jī)床執(zhí)行元件的選擇,執(zhí)行元件是機(jī)床系統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)行機(jī)構(gòu)與控制電路的聯(lián)接部位的能量轉(zhuǎn)換元件，能將各種形式的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能 執(zhí)行元件

8、：電動(dòng)式、液動(dòng)式和氣動(dòng)式:電動(dòng)式執(zhí)行元件因操作方便、無(wú)污染、易控制等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最為廣泛；在大功率設(shè)備中，液動(dòng)式元件才被采用，能彌補(bǔ)電動(dòng)器件功率不足的缺點(diǎn),15,圖5-1 執(zhí)行元件的種類,表5-1 執(zhí)行元件的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn),17,1、電動(dòng)機(jī)選擇的基本原則,（1）機(jī)械特性應(yīng)與負(fù)載特性相適應(yīng)，以保證生產(chǎn)過(guò)程中運(yùn)行的穩(wěn)定性并具有一定的調(diào)速范圍和良好的啟動(dòng)、制動(dòng)性能。 （2）結(jié)構(gòu)形式應(yīng)滿足安裝要求，并適應(yīng)周圍環(huán)境的工作條件。 （3）容量應(yīng)滿足負(fù)載和工作方式要求：恒定負(fù)載長(zhǎng)期工作時(shí)，額定功率等于或大于負(fù)載所需要的功率；變動(dòng)負(fù)載長(zhǎng)期工作時(shí)，當(dāng)負(fù)載變到最大時(shí)，電動(dòng)機(jī)仍能給出所需要的功率，同時(shí)電動(dòng)機(jī)的溫升不超過(guò)允

9、許值；短時(shí)工作時(shí)，應(yīng)按照電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力來(lái)選擇；重復(fù)短時(shí)工作制時(shí)，可按照電動(dòng)機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)平均功耗來(lái)選。,18,（4）電壓應(yīng)據(jù)使用地點(diǎn)電源電壓確定：380V，220V。 （5）在沒(méi)有特殊要求場(chǎng)合，一般均采用交流電動(dòng)機(jī)，僅在啟動(dòng)、制動(dòng)和調(diào)速不滿足要求時(shí)，才選擇直流電動(dòng)機(jī)。 （6）根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的功率負(fù)載和轉(zhuǎn)矩負(fù)載選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率。 2、機(jī)床主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)容量選擇 （1）調(diào)查統(tǒng)計(jì)類比法：通過(guò)對(duì)機(jī)床主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)測(cè)、分析，找出電動(dòng)機(jī)容量與機(jī)床主要數(shù)據(jù)的關(guān)系，以這種關(guān)系作為選擇電動(dòng)機(jī)容量的依據(jù)。 例：臥式車床主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率： P-主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率(kW)，D-工件最大直徑(m)。,19,（

10、2）分析計(jì)算法 可據(jù)機(jī)械傳動(dòng)的功率，可計(jì)算出所需電動(dòng)機(jī)的功率： 式中P-電動(dòng)機(jī)功率； P1-機(jī)械傳動(dòng)軸上的功率； 1-生產(chǎn)機(jī)械效率； 2-電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械之間的傳動(dòng)效率。 3、機(jī)床進(jìn)給電機(jī)容量： 車床和鉆床，當(dāng)主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用同一電動(dòng)機(jī)時(shí)，只計(jì)算主運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率即可。,20,1、電氣控制方案的確定 需要綜合考慮各個(gè)控制方案的性能、設(shè)備投資、使用周期、維護(hù)檢修、發(fā)展趨勢(shì)等各方面因素。 選取原則： （1）自動(dòng)化程度與國(guó)情相適應(yīng) （2）控制方案應(yīng)與設(shè)備的通用化及專用化相適應(yīng) （3）控制方案隨控制過(guò)程的復(fù)雜和諧而變化 （4）控制系統(tǒng)的工作方式滿足工藝要求,21,5.1.6 機(jī)床電氣控制方案確定和控

11、制方式選擇,2、控制方式：時(shí)間控制、速度控制、電流控制和行程控制等。 一般對(duì)組合機(jī)床和自動(dòng)線等的自動(dòng)工作循環(huán)，為了保證加工精度而常用行程控制； 對(duì)反接制動(dòng)和速度反饋環(huán)節(jié)用速度控制； 對(duì)星三角降壓?jiǎn)?dòng)或多速電動(dòng)機(jī)的變速控制采用時(shí)間控制； 對(duì)過(guò)載保護(hù)、電流保護(hù)等環(huán)節(jié)采用電流控制。,22,5.1.7 機(jī)床電氣元器件選擇,1、常用電氣元器件的選擇原則 （1）根據(jù)對(duì)控制元器件功能的要求，確定電氣元器件的類型。 （2）確定元器件承載能力的臨界值及使用壽命。 （3）確定元器件預(yù)期的工作環(huán)境及供應(yīng)情況。 （4）確定元器件在供應(yīng)時(shí)所需的可靠性等。,23,2、電氣元器件的選用 （1）各種按鈕、開(kāi)關(guān) 按鈕通常是用來(lái)

12、短時(shí)接通或斷開(kāi)小電流控制電路的一種主令電器； 刀開(kāi)關(guān)又稱閘刀，主要用于接通和斷開(kāi)長(zhǎng)期工作設(shè)備的電源以及不經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)和容量小于75kW 的異步電動(dòng)機(jī)。刀開(kāi)關(guān)主要是根據(jù)電源種類、電壓等級(jí)、電動(dòng)機(jī)容量、所需極數(shù)及使用場(chǎng)合來(lái)選用； 組合開(kāi)關(guān)主要用于電源的引入與隔離，又叫電源隔離開(kāi)關(guān)；,24, 行程開(kāi)關(guān)主要用于控制運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)行程、位置或聯(lián)鎖等； 自動(dòng)開(kāi)關(guān)，又稱斷路器，由于具有過(guò)載、欠壓、短路保護(hù)作用，故在電氣設(shè)計(jì)的應(yīng)用中越來(lái)越多。 （2）接觸器的選擇 主要據(jù)主觸點(diǎn)的額定電壓、電流要求，輔助觸點(diǎn)的種類、數(shù)量及其額定電流，線圈電源種類，頻率與額定電壓，操作頻繁程度和負(fù)載類型等因素。 （3） 繼電器的選擇

13、電磁式繼電器的選用 1) 中間繼電器的選用：信號(hào)傳遞與轉(zhuǎn)換，擴(kuò)大控制路數(shù)。主要據(jù)觸點(diǎn)的數(shù)量及種類確定型號(hào)，吸引線圈額定電壓,25,2) 電流、電壓繼電器：主要據(jù)是被控制或被保護(hù)對(duì)象的特性、觸點(diǎn)的種類、數(shù)量、控制電路的電壓、電流、負(fù)載性質(zhì)等因素，線圈電壓、電流應(yīng)滿足控制線路的要求。 時(shí)間繼電器：延時(shí)方式(通電延時(shí)或斷電延時(shí))、延時(shí)范圍、延時(shí)精度要求、外形尺寸、安裝方式、價(jià)格等因素。 熱繼電器：一般電動(dòng)機(jī)都應(yīng)考慮過(guò)載保護(hù)；除工作時(shí)間較短、停歇時(shí)間長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)，可以不設(shè)過(guò)載保護(hù)，如機(jī)床的刀架或工作臺(tái)的快速移動(dòng)，橫梁升降、夾緊、放松等運(yùn)動(dòng)以及雖長(zhǎng)期工作但過(guò)載可能性很小的電動(dòng)機(jī)，如排風(fēng)扇等。,26,如遇到

14、下列情況，選擇的熱繼電器元件的額定電流要比電動(dòng)機(jī)額定電流高一些，以便保護(hù)設(shè)備： 1) 電動(dòng)機(jī)負(fù)載慣性轉(zhuǎn)矩非常大，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)。 2) 電動(dòng)機(jī)所帶的設(shè)備，不允許任意停電。 3) 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備負(fù)載為沖擊性負(fù)載，如沖床、剪床等設(shè)備。 （4）熔斷器的選擇： 熔斷器類型的選擇； 熔體額定電流的選擇； 熔斷器額定電壓的選擇。,27,5.2 電氣控制線路原理圖設(shè)計(jì),1、電氣控制系統(tǒng)原理圖 應(yīng)包括主電路、控制電路(含全自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)控制電路、輔助電路，如保護(hù)電路、變壓整流電路、照明電路等)、電器元件明細(xì)表（若電器元件的種類較多，圖中列表位置不夠，也可以單獨(dú)列明細(xì)表)；如果機(jī)械設(shè)備為自動(dòng)工作循環(huán)，還應(yīng)該有

15、工作循環(huán)圖和工步狀態(tài)表。 2、電氣控制線路設(shè)計(jì)的基本步驟 （1）根據(jù)選定的驅(qū)動(dòng)方案及控制方式設(shè)計(jì)系統(tǒng)的原理框圖，并擬定出各部分的主要技術(shù)要求和主要技術(shù)參數(shù)。,28,（2）根據(jù)各部的要求，設(shè)計(jì)出原理框圖中各個(gè)部分的具體電路。 （3）繪制總原理圖。按照系統(tǒng)框圖結(jié)構(gòu)將各部分聯(lián)成一個(gè)整體。 （4）正確選用原理線路中的每一個(gè)電氣元件，并制定元器件目錄清單。,29,5.2.1 原理圖設(shè)計(jì)的一般原則,1、應(yīng)最大限度地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械和工藝的要求 2、控制線路應(yīng)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì) （1）控制線路應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。 （2）盡量減少電器的數(shù)量，采用標(biāo)準(zhǔn)件，并盡可能選用相同型號(hào)的電器元件。,30,（3）控制線路應(yīng)簡(jiǎn)短。,（4）減少不必要的

16、觸點(diǎn)以簡(jiǎn)化線路,（4）減少不必要的觸點(diǎn)以簡(jiǎn)化線路,（4）減少不必要的觸點(diǎn)以簡(jiǎn)化線路,不合理 合理,35,KM1,減少觸點(diǎn)數(shù)量,（5）節(jié)約電能，盡量減少電器不必要的通電時(shí)間。,3、保證控制線路工作可靠和安全 （1）正確連接電器的線圈：交流電器線圈不能串聯(lián)； （2）正確聯(lián)結(jié)電器觸點(diǎn)：同一電器元件的常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)靠得很近，若分別接在電源的不同相線上，由于各相的電位不等，當(dāng)觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電弧形成短路。,37,觸頭合理連接,主輔觸頭的使用量不能超過(guò)限定的對(duì)數(shù)。 檢查觸頭容量是否滿足控制要求，避免使用不當(dāng)而出現(xiàn)觸頭燒壞、粘滯或釋放不了的故障，要合理安排接觸器主輔觸頭的位置，避免用小容量繼電器觸點(diǎn)去切斷

17、大容量負(fù)載，要計(jì)算觸頭通斷電流的容量是否滿足被控負(fù)載的要求,39,（3）合理使用電器觸頭,（4）應(yīng)盡量避免電器依次動(dòng)作的現(xiàn)象,（5）防止出現(xiàn)寄生回路,（6）避免發(fā)生觸點(diǎn)“競(jìng)爭(zhēng)”與“冒險(xiǎn)”現(xiàn)象,43,（7）兩電感量相差懸殊的直流電壓線圈不能直接并聯(lián),（8）應(yīng)考慮各種聯(lián)鎖關(guān)系：在頻繁操作的可逆運(yùn)行線路中，正反向接觸器之間不僅要有電氣聯(lián)鎖，而且要有機(jī)械聯(lián)鎖。 （9）要考慮操作、使用、調(diào)試與維修的方便,44,5.2.2 控制電路電源選擇及主回路設(shè)計(jì),1、控制電路電源選擇 應(yīng)盡量減少控制線路中電壓的種類，線路中控制電源的用量、控制電壓等級(jí)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)。 當(dāng)控制電路采用控制變壓器時(shí)，變壓器的容量，可根據(jù)

18、以下兩個(gè)條件選擇。 （1）根據(jù)控制電路在最大工作負(fù)載時(shí)所需要的功率進(jìn)行選擇，以保證變壓器在長(zhǎng)期工作時(shí)不至于超過(guò)允許溫升。,45,46,（2）變壓器的容量應(yīng)能保證部分已吸合的電器在啟動(dòng)其他電器時(shí)，仍能可靠地保持吸合，同時(shí)又能保證將要啟動(dòng)的電器也能啟動(dòng)吸合。此時(shí)變壓器容量按下式計(jì)算： 上式中的PXC。應(yīng)當(dāng)按啟動(dòng)時(shí)已經(jīng)吸合的電器進(jìn)行計(jì)算。 變壓器所需容量，應(yīng)由以上式Pb中所算出的最大容量決定。,47,2、主回路設(shè)計(jì) （1）根據(jù)全壓?jiǎn)?dòng)條件（見(jiàn)3.2.1節(jié)）確定電動(dòng)機(jī)是全壓?jiǎn)?dòng)還是降壓?jiǎn)?dòng)。 （2）對(duì)于正反轉(zhuǎn)控制方式，應(yīng)防止誤操作而引起的電源相間短路，必須在控制線路中采取互鎖保護(hù)的措施。 （3）必須注

19、意動(dòng)力線路中的熔斷器保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、過(guò)流保護(hù)及其他安全保護(hù)等元器件的選擇與設(shè)置。 （4）動(dòng)力線路與控制線路應(yīng)保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。,48,5.2.3 控制電路經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法,特點(diǎn)：無(wú)固定程序，簡(jiǎn)單靈活，初學(xué)者易理解掌握。對(duì)于有工作經(jīng)驗(yàn)的電氣人員來(lái)說(shuō)，也能較快的完成設(shè)計(jì)任務(wù)。 1、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的基本步驟 （1）主電路：電機(jī)啟動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)和調(diào)速。 （2）控制電路：如何滿足電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)功能及生產(chǎn)工藝要求，包括基本控制線路和一些特殊控制線路的設(shè)計(jì)，以及選擇控制參量和確定控制原則。 （3）連接各單元環(huán)節(jié)：構(gòu)成滿足生產(chǎn)工藝要求，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)或半自動(dòng)及調(diào)整的控制電路。,49,（4）連鎖保護(hù)化設(shè)計(jì)：

20、主要考慮如何完善整個(gè)控制線路的設(shè)計(jì)，包括各種連鎖環(huán)節(jié)及短路、過(guò)載、過(guò)流、失壓等保護(hù)環(huán)節(jié) （5）線路的綜合審查：反復(fù)審查所設(shè)計(jì)的控制線路是否滿足設(shè)計(jì)原則和生產(chǎn)工藝要求。在條件允許的情況下，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，直至動(dòng)作準(zhǔn)確無(wú)誤，并逐步完善整個(gè)電器控制線路的設(shè)計(jì)。,50,2、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的基本方法 （1）典型環(huán)節(jié)有機(jī)的組合，加以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和修改，綜合成所需要的電氣控制線路。 （2）無(wú)合適的典型環(huán)節(jié)，則可據(jù)工藝要求自行設(shè)計(jì)，邊分析邊畫(huà)圖，隨時(shí)增加所需的電器元件與觸頭，以滿足給定的工作要求。,51,3、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法舉例龍門刨床橫梁升降控制線路,（1）橫梁升降機(jī)構(gòu)的工藝要求 在龍門刨床上裝有橫梁機(jī)構(gòu)，刀架裝在橫梁上

21、，由于加工工件大小不同，要求橫梁能沿立柱作上升、下降的調(diào)整移動(dòng)。 在加工過(guò)程中，橫梁必須緊緊地夾在立柱上，不許松動(dòng)。夾緊機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)橫梁的夾緊或放松。橫梁的上升與下降由橫梁升降電動(dòng)機(jī)M1來(lái)驅(qū)動(dòng)；橫梁的夾緊與放松由橫梁夾緊放松電動(dòng)機(jī)M2來(lái)驅(qū)動(dòng)。 在動(dòng)作配合上，橫梁夾緊與橫梁移動(dòng)間操作程序： 夾緊機(jī)構(gòu)放松橫梁上下移動(dòng)橫梁到位夾緊橫梁夾緊電機(jī)停止 橫梁的上下移動(dòng)，必須設(shè)置極限位置限位保護(hù)。 正反向運(yùn)動(dòng)之間，以及橫梁夾緊與移動(dòng)之間要有必要的聯(lián)鎖。,（2）設(shè)計(jì)步驟,主電路設(shè)計(jì) 橫梁上下移動(dòng)電機(jī)M1； M1正反轉(zhuǎn)接觸器KM1、KM2； 夾緊放松M2 M2正反轉(zhuǎn)KM3、KM4據(jù)此可得主電路。,基本控制電路設(shè)計(jì)

22、,按鈕SB1和SB2橫梁升降和夾緊放松； 中間繼電器KA1和KA2升降時(shí)應(yīng)夾緊；無(wú)升降時(shí)才可放松； 控制電路初步設(shè)計(jì)圖,放松,夾緊,上移,下移,上下移動(dòng),夾緊放松,放松,夾緊,上移,下移,線路存在問(wèn)題分析：,按SB1KM1和KM4同時(shí)得電橫梁的上升與放松同時(shí)進(jìn)行不滿足“夾緊機(jī)構(gòu)先放松，橫梁后移動(dòng)” ；SB2的操作也存在同樣問(wèn)題； 上升或下降過(guò)程中KM4一直通電狀態(tài)使夾緊機(jī)構(gòu)持續(xù)放松，這樣做是不合理的，應(yīng)考慮設(shè)置檢測(cè)元件檢查橫梁放松程度，并采取相應(yīng)的控制措施。 松開(kāi)按鈕后，橫梁不再移動(dòng)，夾緊先驅(qū)得電吸合，橫梁持續(xù)夾緊，不能自動(dòng)停止。 根據(jù)這些問(wèn)題，需要恰當(dāng)?shù)剡x擇控制過(guò)程中的變化參量，實(shí)現(xiàn)上述自動(dòng)

23、控制要求。,放松,夾緊,上移,下移,上下移動(dòng),夾緊放松,放松,夾緊,上移,下移,選擇控制參量，確定控制原則,橫梁放松時(shí)間參量或行程參量行程參量更直接，用行程開(kāi)關(guān)SQ1進(jìn)行檢測(cè)； 按SB1KA1通電KM4通電M2放松運(yùn)動(dòng)放松到一定程度壓塊壓動(dòng)SQ1KM4失電(橫梁放松) ；上移動(dòng)接觸器KM1得電自動(dòng)上移； 既滿足“先放松，后移動(dòng)”的要求，又控制了放松機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)。橫梁向下移動(dòng)的過(guò)程與此類似。,完成橫梁夾緊反映夾緊程度變換參量時(shí)間、行程和電流采用行程參量，磨損測(cè)量精度不夠時(shí)間參量不宜調(diào)整準(zhǔn)確選擇電流參量進(jìn)行控制。 夾緊力大，電流也大電流繼電器檢測(cè)橫梁的夾緊程度。 M2正轉(zhuǎn)（夾緊方向）主電路串電流

24、繼電器KI檢測(cè)電流值（KI的動(dòng)作電流整定在電動(dòng)機(jī)額定電流的2倍左右）其常閉觸點(diǎn)串接在KM3線圈回路； 夾緊橫梁過(guò)程中，夾緊電動(dòng)機(jī)的電流逐漸增大，當(dāng)超過(guò)電流繼電器整定值時(shí)，KI的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM3線圈失電，自動(dòng)停止電動(dòng)機(jī)工作。,連鎖保護(hù)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì),限位保護(hù)用高、低位行程開(kāi)關(guān)SQ2和SQ3分別實(shí)現(xiàn)橫梁上、下行程的限位保護(hù)； 行程開(kāi)關(guān)SQ1檢測(cè)橫梁放松情況，且還起到了橫梁移動(dòng)和橫梁夾緊之間連鎖作用； KA1和KA2常閉觸點(diǎn)用于實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)M1和M2正反向運(yùn)動(dòng)的聯(lián)鎖。,圖5-13 完整的橫梁機(jī)構(gòu)控制電路圖,線路的完善與校核,總體的校核:是否存在不合理、遺漏或進(jìn)一步簡(jiǎn)化，是否滿足工藝要求，觸頭是否超出了允

25、許范圍，是否會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作，是否保證了設(shè)備與人身安全，必要的聯(lián)鎖保護(hù)，電路工作的可靠性，照明顯示及其他輔助控制要求等。 橫梁工作過(guò)程審核（假設(shè)橫梁處于低位）： 按點(diǎn)動(dòng)按鈕SB1升降電機(jī)M1不工作，夾緊放松電動(dòng)機(jī)M2工作KM4線圈得電M2正轉(zhuǎn)橫梁放松； 橫梁放松到位SQ1被壓下發(fā)出放松到位信號(hào)M2停機(jī)（KM4線圈失電）同時(shí)M1啟動(dòng)（KM1線圈得電）驅(qū)動(dòng)橫梁在放松狀態(tài)上移。,橫梁移動(dòng)到位松開(kāi)點(diǎn)動(dòng)按鈕SB1M1停轉(zhuǎn)（KM1線圈失電）； 橫梁放松SQ1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合M2反轉(zhuǎn)（KM3線圈得電）橫梁夾緊M2啟動(dòng)啟動(dòng)電流較大，過(guò)電流繼電器KI會(huì)動(dòng)作SQ1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合保證KM3線圈得電并自鎖； 橫梁繼續(xù)夾緊過(guò)程

26、中行程開(kāi)關(guān)SQ1復(fù)原，為下一次放松作準(zhǔn)備； 夾緊到一定程度過(guò)流繼電器KI常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)發(fā)出已夾緊信號(hào)切斷M2電源（KM3線圈失電）上升過(guò)程結(jié)束。 橫梁下降操作過(guò)程與上升操作過(guò)程類似,5.2.4 控制電路邏輯設(shè)計(jì)法,邏輯設(shè)計(jì)法就是從機(jī)床的生產(chǎn)工藝要求出發(fā)，將控制線路中的接觸器、繼電器等電器元件線圈的通電與斷電、觸頭的閉合與斷開(kāi)，以及主令元件觸頭的接通與斷開(kāi)等，看成是邏輯變量。 可簡(jiǎn)化線路，充分運(yùn)用電器元件得到較合理的線路。 邏輯電路：組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路兩種基本類型,64,組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟： （1）據(jù)生產(chǎn)工藝要求，確定邏輯變量； （2）列出控制元件與執(zhí)行元件的動(dòng)作狀態(tài)表，以滿足控制要求

27、； （3）寫(xiě)出執(zhí)行元件的邏輯表達(dá)式； （4）簡(jiǎn)化邏輯表達(dá)式； （5）繪制控制線路。,65,1、組合邏輯電路設(shè)計(jì),例,設(shè)計(jì)要求： 某電機(jī)只有在繼電器KA1、KA2、KA3中任何一個(gè)或兩個(gè)動(dòng)作時(shí)才能運(yùn)轉(zhuǎn)，而在其他條件下都不運(yùn)轉(zhuǎn)，試設(shè)計(jì)其控制線路。 設(shè)計(jì)過(guò)程： （1）確定邏輯變量 輸入邏輯變量：KA1、KA2、KA3； 輸出邏輯變量：KM。 （2）列出控制元件與執(zhí)行元件的動(dòng)作狀態(tài)表,據(jù)表5-3寫(xiě)出KM邏輯代數(shù)式,化簡(jiǎn)：,控制電路圖,特點(diǎn)：輸出狀態(tài)不僅與同一時(shí)刻的輸入狀態(tài)有關(guān)，而且還與輸出量的原有狀態(tài)及組合順序有關(guān)，即輸出量通過(guò)反饋?zhàn)饔?，?duì)輸入狀態(tài)產(chǎn)生影響； 要設(shè)置中間記憶元件（如中間繼電器等），記憶

28、輸入信號(hào)的變化，以達(dá)到各程序兩兩區(qū)分的目的。其設(shè)計(jì)過(guò)程比較復(fù)雜；,70,2、時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì),（1）先設(shè)計(jì)主回路，并選擇生產(chǎn)控制信號(hào)（包括主令信號(hào)與檢測(cè)信號(hào)）的主令元件（如按鈕、控制開(kāi)關(guān)、主令控制器等）和檢測(cè)元件（如行程開(kāi)關(guān)、壓力繼電器、速度繼電器、過(guò)電流繼電器等）； （2）據(jù)工藝要求作出工作循環(huán)圖，并列出主令元件、檢測(cè)元件以及執(zhí)行元件的狀態(tài)表，寫(xiě)出各狀態(tài)的特征碼（以二進(jìn)制數(shù)表示一組狀態(tài)的代碼）,71,時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)基本步驟,（3）增設(shè)必要的中間記憶元件（中間繼電器）以區(qū)分所有狀態(tài)（重復(fù)特征碼）； （4）據(jù)已區(qū)分的各種狀態(tài)特征碼，寫(xiě)出各執(zhí)行元件（輸出量）、中間繼電器、主令元件及檢測(cè)元件（羅輯

29、變量）間的邏輯關(guān)系式； （5）化簡(jiǎn)邏輯式，據(jù)此繪出相應(yīng)控制線路。 （6）檢查并完善設(shè)計(jì)電路。,72,例：大容量電機(jī)正反向驅(qū)動(dòng)、反接制動(dòng)的控制線路設(shè)計(jì),工藝要求： 采用速度繼電器為檢測(cè)信號(hào)元件控制大容量電機(jī)正反向驅(qū)動(dòng)、反接制動(dòng)的控制線路； 正反轉(zhuǎn)接觸器不允許同時(shí)得電； 在任何情況下啟動(dòng)電機(jī)或電機(jī)換向及反接制動(dòng)都必須在串聯(lián)降壓電阻接入的條件下才允許接通。,設(shè)計(jì)過(guò)程,（1）按控制要求畫(huà)出主電路圖,主回路圖,（2）控制過(guò)程：,電機(jī)反轉(zhuǎn),表示得電并自保；“+”表示線圈得電；“-”表示線圈失電；表示按下。,電機(jī)正轉(zhuǎn),（3）據(jù)工藝要求及動(dòng)作流程作出執(zhí)行元件動(dòng)作節(jié)拍表及檢測(cè)信號(hào)元件狀態(tài)表,（3）據(jù)工藝要求及動(dòng)

30、作流程作出執(zhí)行元件動(dòng)作節(jié)拍表及檢測(cè)信號(hào)元件狀態(tài)表,動(dòng)作節(jié)拍表,狀態(tài)表,（4）區(qū)分各機(jī)械程序的特征碼,程序特征碼是指在同一機(jī)械中，按照狀態(tài)表中各信號(hào)元件的狀態(tài)所構(gòu)成的二進(jìn)制數(shù)碼； 若同一程序中，某一信號(hào)元件有兩種狀態(tài)，則該程序特征碼就有兩個(gè)；若兩個(gè)信號(hào)元件都出現(xiàn)二種狀態(tài)，則其特征碼就有4個(gè)： 正轉(zhuǎn)降壓?jiǎn)?dòng)中SBZ二種狀態(tài)，兩個(gè)程序特征碼：00010和00000；反接制動(dòng)中SB二種狀態(tài)，SBZ為不定，也有兩種可能狀態(tài)出現(xiàn)，特征碼應(yīng)為4個(gè)，即：11010、11000、01010、01000。 程序特征碼實(shí)際上并不是“數(shù)”，而是開(kāi)關(guān)線路接點(diǎn)的一種組合狀態(tài)的反映，一個(gè)程序有幾個(gè)特征碼，就是反映該程序存在

31、幾個(gè)開(kāi)關(guān)組合狀態(tài)。 區(qū)分程序:只要兩程序特征碼有一位不同，則該兩程序就已相區(qū)分了。,各程序特征碼進(jìn)行兩兩區(qū)分避免引起邏輯混亂誤動(dòng)作。 檢查方法：第一次用0程序的全部程序特征碼分別與第1、2、3、4程序的特征碼比較；第二次用第1程序的全部程序特征碼分別與第2、3、4程序的特征碼相比較；直到都兩兩比較完； 將相同程序特征碼歸為一組，稱為待相區(qū)分組，為表達(dá)清楚起見(jiàn)，可在檢測(cè)信號(hào)元件狀態(tài)表的右側(cè)按狀態(tài)表的格式延伸畫(huà)出待相區(qū)分組，待相區(qū)分組數(shù)目的多少取決于相同程序特征碼的多少。,填寫(xiě)方法：每一待相區(qū)分組占一豎列，在這一豎列中的待相區(qū)分組必須是具有相同的特征碼。 如果同一程序有多個(gè)特征碼，它們分別和其它不

32、同程序的特征碼相同，則應(yīng)分屬不同的待相區(qū)分組。 如果同一程序有多個(gè)特征碼，它們和某個(gè)(或某幾個(gè))程序的特征碼完全相同，則可以用一個(gè)待相區(qū)分組。如表中的B組、C組。 在一個(gè)待相區(qū)分組中，將已區(qū)分的程序用粗直線劃去，相同特征碼的程序則留下空格，凡遇到相鄰兩程序或連續(xù)幾個(gè)程序?yàn)椴豢上鄥^(qū)分，則在它們的程序分界線上用粗圓點(diǎn)“”繪上。,三組待相區(qū)分組A、B、C：,A組0程序與1，2，3各程序比較的結(jié)果0，1，4，5程序重復(fù)于特征碼00000； B組2程序與3，4，5各程序比較的結(jié)果2，3 程序重復(fù)于特征碼01000；01010； C組6程序與7程序比較的結(jié)果，沒(méi)有標(biāo)出的說(shuō)明已相區(qū)分，6，7 程序重復(fù)于特征

33、碼00100；00101；,找出待相區(qū)分組的目的顯示哪些程序有待記憶元件中間繼電器才能彼此相區(qū)分； 邏輯設(shè)計(jì)方法基本思想據(jù)需要區(qū)分的原則設(shè)置中間記憶元件-中間繼電器，以實(shí)現(xiàn)全部程序兩兩相區(qū)分，就好象在相同電話號(hào)碼的未位再分別加上一個(gè)不同的數(shù)字一樣。,（5）設(shè)置中間按記憶元件-中間繼電器,設(shè)置中間記憶元件之后，對(duì)應(yīng)于具有相同特征碼的程序，中間繼電器的狀態(tài)組合碼應(yīng)各不相同，而對(duì)應(yīng)于不同特征碼的程序，中間繼電器的狀態(tài)組合碼可以隨意。 設(shè)置中間繼電器的方法是：所設(shè)置的繼電器的開(kāi)關(guān)邊界線應(yīng)能“割斷”待相區(qū)分組中的所有粗線及粗圓點(diǎn)。 盡可能使繼電器開(kāi)關(guān)邊界線取在割斷粗線多的程序分界線上，這樣可節(jié)省中間繼電

34、器的數(shù)目，使線路筒潔、可靠。 粗圓點(diǎn)必定是繼電器的開(kāi)關(guān)邊界線所在。 所設(shè)置繼電器的數(shù)目A視粗線及粗圓點(diǎn)N的數(shù)目及待相區(qū)分組M的多少而定，一般可按公式A=N2M計(jì)算，其中A為所設(shè)置的最少繼電器數(shù)目。,（5）設(shè)置中間按記憶元件-中間繼電器,本例待相區(qū)分組M=3，粗線、圓點(diǎn)N=9，則A=923=1.5，故最少設(shè)置2個(gè)中間繼電器。 共有4個(gè)圓點(diǎn)，故中間繼電器的開(kāi)關(guān)邊界線一定設(shè)置在有圓點(diǎn)的邊界線上。 在滿足對(duì)各待相區(qū)分組中粗線及圓點(diǎn)都割斷的前提下，繼電器的開(kāi)關(guān)邊界線的取法不是唯一的，本例中也可如表中虛線所示設(shè)置中間繼電器，但是，從執(zhí)行元件來(lái)看KMZ 的導(dǎo)通區(qū)間有一部分與K1重合，KMF的導(dǎo)通區(qū)間有一部分

35、與K2重合，這在列寫(xiě)執(zhí)行元件的邏輯表達(dá)式時(shí)就容易得多。 在設(shè)置繼電器開(kāi)關(guān)邊界線時(shí)，還應(yīng)兼顧控制元件的通斷區(qū)域來(lái)選擇取法。,（6）列寫(xiě)中間繼電器邏輯表達(dá)式,繼電器開(kāi)起及關(guān)閉邊界線上找出相應(yīng)的轉(zhuǎn)換信號(hào)，分別作為繼電器的開(kāi)起信號(hào)和關(guān)閉信號(hào)，開(kāi)起信號(hào)應(yīng)由“0”“1”，關(guān)閉信號(hào)應(yīng)由“l(fā)” “0”，如果狀態(tài)相反，則應(yīng)取其反變量； 本例K1的開(kāi)起信號(hào)為SBZ，它的狀態(tài)由“0”轉(zhuǎn)換到“l(fā)”，故取SBZ；K1的關(guān)閉信號(hào)為SB，它由“1”轉(zhuǎn)換到“0”狀態(tài)，故取其反變量。 為了防止繼電器在機(jī)械工作期間誤動(dòng)作，還必須找出防止誤開(kāi)的開(kāi)起約束信號(hào)和防止誤關(guān)的關(guān)閉約束信號(hào)。,開(kāi)起約束信號(hào)應(yīng)比對(duì)應(yīng)的繼電器提前接通，但提前接通

36、時(shí)間不得超過(guò)一個(gè)機(jī)械程序，而在其它區(qū)間應(yīng)保持?jǐn)嚅_(kāi)（繼電器導(dǎo)通區(qū)間除外）。 關(guān)閉約束信號(hào)應(yīng)比對(duì)應(yīng)的繼電器提前關(guān)閉，但提前關(guān)閉時(shí)間不得超過(guò)一個(gè)機(jī)械程序，而在繼電器接通區(qū)間的其它區(qū)間內(nèi)應(yīng)保持接通。 本例中采用聯(lián)鎖，故無(wú)需考慮約束信號(hào)，將開(kāi)起信號(hào)、關(guān)閉信號(hào)及有關(guān)約束信號(hào)或聯(lián)鎖觸點(diǎn)代入繼電器的通用邏輯表達(dá)式：,可得： 執(zhí)行元件邏輯表達(dá)式為：,執(zhí)行元件邏輯表達(dá)式為：,SR速度繼電器不具備二組常開(kāi)觸點(diǎn)，故用K3、K4 二個(gè)中間繼電器分別拓展SRZ、SRF的觸點(diǎn)，又為直接反映出KMZ與KMF間的聯(lián)鎖要求，取,，,，,（7）得到控制電路圖,5.2.5 機(jī)床電氣保護(hù)類型及實(shí)現(xiàn)方法,1、電流型保護(hù) （1）短路保護(hù)

37、（2）過(guò)電流保護(hù) （3）過(guò)載保護(hù) （4）欠電流保護(hù) （5）斷相保護(hù),90,2、電壓型保護(hù) （1）失壓保護(hù) （2）欠電壓保護(hù) （3）過(guò)電壓保護(hù) 3、位置保護(hù) 4、溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速等保護(hù),91,5.2.6 電氣控制圖繪圖規(guī)則,1、繪制原理圖的原則與要求 原理圖時(shí)應(yīng)遵循以下原則： （1）各個(gè)電器元件和部件在控制電路中的位置，根據(jù)便于閱讀的原則來(lái)安排； （2）電器部件都用規(guī)定的圖形符號(hào)表示，并在圖形符號(hào)附近用文字符號(hào)標(biāo)注它們屬于哪個(gè)電器。 （3）圖中電器元件觸點(diǎn)的開(kāi)閉，均以沒(méi)有受到外力作用或線圈沒(méi)有通電時(shí)的開(kāi)閉狀態(tài)畫(huà)出，多位置電器以手柄置于零位時(shí)觸點(diǎn)的開(kāi)閉狀態(tài)畫(huà)出，此時(shí)觸點(diǎn)呈斷開(kāi)狀態(tài)的稱“常開(kāi)觸

38、點(diǎn)”，觸點(diǎn)呈閉合狀態(tài)的稱“常閉觸點(diǎn)”；二進(jìn)制元件應(yīng)是置零時(shí)的狀態(tài)。,92,（4）繪制電氣控制電路原理圖的圖幅可按機(jī)械制圖的圖號(hào)，根據(jù)需要選用。如果需要加長(zhǎng)的圖紙，應(yīng)采用加長(zhǎng)圖紙，如A33(420891)、A45(2971051)。 （5）動(dòng)力電路、控制和信號(hào)電路應(yīng)分別繪出： （6）為了便于檢索分析、安裝、維修調(diào)整和尋找故障，電器元件接線端均用標(biāo)記編號(hào)，主電路圖上用回路標(biāo)號(hào)；輔助電路的電氣連接線用數(shù)字編號(hào)。 （7）線路平行排列，各分支電路基本上按動(dòng)作順序由左向右排列，導(dǎo)線交叉的電氣連接處用圓黑點(diǎn)或圓圈標(biāo)明。,93,（8）用導(dǎo)線直接連接的互連端子，因其電位相同、故應(yīng)采用相同的線號(hào)，互連端子的符號(hào)應(yīng)

39、與器件端子的符號(hào)有所區(qū)別。 （9）無(wú)論主電路還是輔助電路，各元件一般應(yīng)按動(dòng)作順序從上到下、自左至右依次排列。 （10）原理圖上各電路的安排應(yīng)便于分析、維修和尋找故障。對(duì)功能相關(guān)的電氣元件應(yīng)繪制在一起，使它們之間關(guān)系明確。,94,（11）原理圖應(yīng)注出下列數(shù)據(jù)或說(shuō)明。 各電源電路的電壓值、極性或頻率及相數(shù)； 某些元器件的特性(如電阻、電容器的數(shù)值等)； 不常用的電器(如位置傳感器、手動(dòng)觸頭、電磁閥或氣動(dòng)閥、定時(shí)器等)的操作方法和功能。 （12）原理圖中有直接電聯(lián)系交叉導(dǎo)線連接點(diǎn)，用實(shí)心圓點(diǎn)表示。無(wú)直接電聯(lián)系的交叉點(diǎn)則不畫(huà)圓點(diǎn)。,95,（13）對(duì)非電氣控制和人工操作的電器，必須在原理圖上用相應(yīng)的圖形

40、符號(hào)表示其操作方式及工作狀態(tài)。由同一機(jī)構(gòu)操作的觸頭，應(yīng)用機(jī)械連桿符號(hào)表示其聯(lián)動(dòng)關(guān)系。各個(gè)觸頭的運(yùn)動(dòng)方向和狀態(tài)，必須與操作件動(dòng)作方向和位置協(xié)調(diào)一致。 （14）對(duì)與電氣控制有關(guān)的機(jī)、液、氣等裝置，應(yīng)用符號(hào)繪出簡(jiǎn)圖，以表示其關(guān)系。,96,2、圖面區(qū)域：以便于檢索電氣線路，方便讀圖； 3、符號(hào)位置索引 由于接觸器、繼電器的線圖和觸頭在電氣原理圖中不是畫(huà)在一起，而觸頭是分布在圖中所需的各個(gè)圖區(qū)。為了讀圖方便，在接觸器、繼電器線圈下方面畫(huà)出其觸頭索引表。 對(duì)于接觸器，索引表中各欄含義如下：,97,5.3 電氣控制工藝設(shè)計(jì),5.3.1 電氣設(shè)備總體配置設(shè)計(jì) 劃分組件的原則是： 功能類似的元件組合在一起：如用

41、于操作的各類按鈕、開(kāi)關(guān)、鍵盤(pán)以及指示、檢測(cè)、調(diào)節(jié)等元件集中為控制面板組件；各種繼電器、接觸器、熔斷器、照明變壓器等控制電器集中為電氣板組件；各類控制電源、整流、濾波元件集中為電源組件等等。 盡可能減少組件之間的連線數(shù)量，連接關(guān)系密切的控制電器置于同一組件中。 強(qiáng)弱電控制器分離，以減少干擾。 力求整齊美觀，外型尺寸、重量相近電器組合在一起。 便于檢查與調(diào)試，需經(jīng)常調(diào)節(jié)、維護(hù)和易損元件組合在一起。,98,5.3.1 電氣設(shè)備總體配置設(shè)計(jì),電氣控制設(shè)備的各部分及組件之間的接線方式： 電器板、控制板、機(jī)床電器的進(jìn)出線一般采用接線端子（按電流大小及進(jìn)出線數(shù)選用不同規(guī)格的接線端子）。 控制柜與被控制設(shè)備或

42、控制柜之間采用多孔接插件，便于拆裝和搬運(yùn)。 印制電路板及弱電控制組件之間宜采用各種類型標(biāo)準(zhǔn)接插件。,99,5.3.2 電器元件布置圖的設(shè)計(jì)與繪制,電器元件布置圖某些電器元件按一定原則組合后的布局表達(dá)，主要表明電氣設(shè)備上所有電器元件的的實(shí)際位置，為電氣設(shè)備的安裝及維修提供必要的資料： （1）體積大和較重的電器應(yīng)安裝在電氣板的下面。 （2）發(fā)熱元件應(yīng)安裝在電氣板的上面，且必須注意電柜內(nèi)所有元件的溫升應(yīng)保持在它們的允許極限內(nèi)，對(duì)散熱量很大的元件，必須隔開(kāi)安裝，必要時(shí)可采用風(fēng)冷措施。 （3）為提高電子設(shè)備的抗干擾能力，除采取接參考電位電路或公共連接等措施外，還必須把靈敏的元件分開(kāi)、屏蔽或分開(kāi)屏蔽。,5

43、.3 電氣控制工藝設(shè)計(jì),（4）元件的安排必須遵守規(guī)定的間隔（參見(jiàn)GB5226-1985）。為方便電器的維修，電器元件的布置和安裝不宜過(guò)密，要留有一定的操作空間。 （5）經(jīng)常需要維護(hù)檢修和操作調(diào)整的電器（如插件部分、可調(diào)電阻、熔斷器等），安裝位置要適中，不宜過(guò)高或過(guò)低。 （6）盡量把外形尺寸相同的電氣元件安裝在一起，以利于安裝和補(bǔ)充加工，布置要適當(dāng)、勻稱、整齊、美觀。 （7）電器布置應(yīng)適當(dāng)考慮對(duì)稱，可從整個(gè)控制柜考慮，也可從某一部分布置考慮對(duì)稱，具體設(shè)計(jì)要按照實(shí)際情況進(jìn)行。,101,5.3.3 電氣接線圖的繪制,1、繪制接線圖的一般要求 （1）接線圖的繪制應(yīng)符合GB6988-1986電器制圖、接

44、線圖和接線表的規(guī)定。 （2）電器接線圖一律采用細(xì)實(shí)線繪制。 （3）各電器元件用規(guī)定的圖形符號(hào)繪制，同一電器元件的各部件必須畫(huà)在一起，各電器元件在圖中的位置應(yīng)與實(shí)際安裝位置一致。 （4）各電器元件的文字符號(hào)及端子排編號(hào)應(yīng)與原理圖一致，并按原理圖的接線進(jìn)行連接。、 （5）走向相同的多根導(dǎo)線可用單線表示。,102,5.3.3 電氣接線圖的繪制,（6）畫(huà)連接導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)標(biāo)明導(dǎo)線的規(guī)格、型號(hào)、根數(shù)和穿線管的尺寸。 （7）要清楚表示出接線關(guān)系和接線走向： 直接接線法 間接標(biāo)注接線法 （8）不在同一控制柜或配電屏上的電器元件電氣連接，除大線外，必須經(jīng)過(guò)端子排 （9）應(yīng)當(dāng)標(biāo)明接線的電線種類和標(biāo)稱截面。 （10）

45、端子排的排列要清楚，便于查找。,103,2、控制電路常用配線方式 （1）板前敞開(kāi)配線 （2）板后交叉配線 （3）板前行線槽走線,104,5.3.4 控制柜及非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的設(shè)計(jì),電氣控制柜設(shè)計(jì)注意問(wèn)題： （1）據(jù)控制面板及柜內(nèi)各電器元部件的尺寸，確定電氣柜總體尺寸和結(jié)構(gòu)方式。 （2）結(jié)構(gòu)緊湊外形美觀，要與機(jī)床本體相匹配，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)提出一定的裝飾要求。 （3）根據(jù)控制面板及柜內(nèi)各電器元部件的安裝尺寸，設(shè)計(jì)柜內(nèi)安裝支架（采用角鋼、槽鋼、扁鋼或直接由外殼彎出筋條作固定架），并標(biāo)出安裝孔或焊接安裝螺栓尺寸，或注明采用配作方式。,105,5.3.4 控制柜及非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的設(shè)計(jì),（4）從方便安裝、調(diào)整及維修的

46、角度，設(shè)計(jì)其開(kāi)門方式。 （5）為利于柜內(nèi)電器的通風(fēng)散熱，在柜體適當(dāng)部位設(shè)計(jì)通風(fēng)孔或通風(fēng)槽，并可考慮加裝排風(fēng)扇。 （6）為便于控制柜的搬運(yùn)，應(yīng)設(shè)計(jì)合適的起吊勾、起吊孔、副手架或柜體底部附帶活動(dòng)輪。,106,5.3.5 各類元件及材料清單的匯總,各種元件及材料綜合統(tǒng)計(jì)：按類別列出外購(gòu)件匯總清單表，標(biāo)準(zhǔn)件清單表，主要材料消耗定額表及輔助材料消耗定額表，以便采購(gòu)人員，生產(chǎn)管理部門按制造需要備料，作好制造準(zhǔn)備工作。,107,5.3.6 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及使用說(shuō)明書(shū),（1）驅(qū)動(dòng)方案選擇依據(jù)及設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)。 （2）主要參數(shù)計(jì)算過(guò)程。 （3）設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中要求各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的核算與評(píng)估。 （4）設(shè)備調(diào)試要求與調(diào)試方

47、法。 （5）使用、維護(hù)要求及注意事項(xiàng)。,108,5.3.7 檢查與試驗(yàn),1、初調(diào)檢查 經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、加工環(huán)節(jié)之后，機(jī)床電氣控制系統(tǒng)需經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的調(diào)試、檢查與試驗(yàn)，才能投入生產(chǎn)運(yùn)行。 2、故障的檢查與排除 機(jī)床電氣系統(tǒng)上電后，若不能正常運(yùn)行，則說(shuō)明系統(tǒng)中存在故障，需要查找與排除。常用的檢查和試驗(yàn)方法有電壓法、電阻法、短接法、開(kāi)路法和電流法等。,109,5.4 組合電氣控制設(shè)計(jì)實(shí)例,臥式單面組合機(jī)床的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1、機(jī)床工藝介紹 運(yùn)動(dòng)：主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)力箱和主軸箱減速驅(qū)動(dòng)；夾具的定位、拔銷、松開(kāi)和滑臺(tái)的快進(jìn)、工進(jìn)、快退等動(dòng)作液壓傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)。,圖5-27 組合機(jī)床液壓系統(tǒng)原理圖,表5-6 組合機(jī)

48、床工步狀態(tài)表,1. 液壓泵啟動(dòng)按工作循環(huán)啟動(dòng)按鈕SB4H的YV2和L的YV5得電（H換向后可立即失電，由閥內(nèi)機(jī)械定位機(jī)構(gòu)保持其工作狀態(tài)）關(guān)閉卸荷回路升壓,工作原理1,壓力油經(jīng)過(guò)H的右位A的下腔活塞上移到終點(diǎn)壓SQ2夾具定位； 壓力達(dá)到單向順序閥D的開(kāi)啟壓力B的上腔活塞下移將工件夾緊；,SP調(diào)定壓力微動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合已夾緊信號(hào)；,SQ2+SPF、G的電磁鐵YV3、YV4得電,YV5仍繼續(xù)保持得電F左位C的左位與閥F進(jìn)油路的壓力油匯合C的左腔差動(dòng)快進(jìn)； 接觸器KM2得電M2和滑臺(tái)快進(jìn)；,2 快進(jìn),快進(jìn)結(jié)束壓SQ5快進(jìn)結(jié)束 第3工步Y(jié)V4失電C切右位C右腔的回油流經(jīng)閥C右位和調(diào)速閥K流回油箱工進(jìn)；,第3工

49、步Y(jié)V4失電C切右位C右腔的回油流經(jīng)閥C右位和調(diào)速閥K流回油箱工進(jìn)；,壓SQ6工進(jìn)結(jié)束,第4工步快退YV3失電，YV4得電，油經(jīng)閥C右腔，C左腔油經(jīng)閥F的右位油箱快退； 壓SQ4快退結(jié)束,第5工步松開(kāi)、拔銷和主電動(dòng)機(jī)M2停止； YV4失電，閥C切換到右位，關(guān)閉快退回路； YV1此時(shí)得電，閥H切換到左位，壓力油流經(jīng)減壓閥J、單向閥I和閥H的左位，進(jìn)入油缸A的上腔和油缸B的下腔，油缸A下腔的油液直接排回油箱，油缸B上腔的油液經(jīng)單向順序閥D的單向閥流回油箱，實(shí)現(xiàn)松開(kāi)、拔銷。此時(shí)KM2也失電，于是M2停止。,該工步結(jié)束時(shí)，機(jī)床回到原位并壓合行程開(kāi)關(guān)SQ1、SQ3，發(fā)出原位卸荷信號(hào)，令YV1和YV5失電(YV5原來(lái)從第1工步起一直通電)，閥L到右位，液壓泵P輸出的壓力油經(jīng)閥L的右位流回油箱，液壓系統(tǒng)處于卸荷狀態(tài)。,2、電氣系統(tǒng)控制要求,執(zhí)行元件液壓泵電動(dòng)機(jī)M1、主軸電動(dòng)