數(shù)控機(jī)床電氣控制課件

1.1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程1.2數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)1.3數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)1.4進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制（插補(bǔ)）1.5開關(guān)量（順序）控制1.1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展歷程數(shù)控(NC)階段（１９５２－１９７０年）電腦數(shù)控(CNC)階段（１９７０－至今）

控制介質(zhì)1.2數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)

輸入裝置

數(shù)控裝置

驅(qū)動(dòng)裝置和檢測(cè)裝置

機(jī)床本體

輔助控制裝置基本結(jié)構(gòu)圖基本結(jié)構(gòu)圖基本結(jié)構(gòu)圖控制介質(zhì)

數(shù)控機(jī)床工作時(shí)必須編制加工程式，而加工程式需存儲(chǔ)在控制介質(zhì)上，常用的控制介質(zhì)有穿孔帶、磁帶和磁片等。輸入裝置輸入裝置的作用是將控制介質(zhì)上的數(shù)控代碼傳遞並存入數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)。輸入裝置根據(jù)控制介質(zhì)的不同分為光電閱讀機(jī)、磁帶機(jī)和軟碟驅(qū)動(dòng)器。數(shù)控裝置

數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的中樞。數(shù)控裝置從內(nèi)部記憶體中取出或接收輸入裝置送來的一段或幾段數(shù)控加工程式，經(jīng)過數(shù)控裝置的邏輯電路或系統(tǒng)軟體進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理後，輸出各種控制資訊和指令，控制機(jī)床各部分的工作，使其進(jìn)行規(guī)定的有序運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)裝置和檢測(cè)裝置驅(qū)動(dòng)裝置包括控制器（含功率放大器）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)大都採(cǎi)用直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)裝置接收來自數(shù)控裝置的指令資訊，經(jīng)功率放大後，嚴(yán)格按照指令資訊的要求驅(qū)動(dòng)機(jī)床的移動(dòng)部件，以加工出符合圖樣要求的零件。檢測(cè)裝置將數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移量檢測(cè)出來，經(jīng)回饋系統(tǒng)輸入到機(jī)床的數(shù)控中。數(shù)控裝置將回饋回來的實(shí)際位移量值與設(shè)定值進(jìn)行比較，控制驅(qū)動(dòng)裝置按指令值運(yùn)動(dòng)。輔助控制裝置輔助控制裝置包括主軸運(yùn)動(dòng)部件的變速、換向和啟停指令，刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤(rùn)滑裝置的啟停，工件和機(jī)床部件的鬆開、夾緊，分度工作臺(tái)轉(zhuǎn)位分度等開關(guān)輔助動(dòng)作。輔助控制裝置的主要作用是接收數(shù)控裝置輸出的開關(guān)量指令信號(hào)，經(jīng)過編譯、邏輯判別和運(yùn)算，再經(jīng)功率放大後驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電器，帶動(dòng)機(jī)床的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等輔助裝置完成指令規(guī)定的開關(guān)量動(dòng)作。輔助控制裝置普遍使用PLC。機(jī)床本體數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體與傳統(tǒng)機(jī)床相似，只是在整體佈局、外觀造型、傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及操作機(jī)構(gòu)等方面發(fā)生了很大的變化?？刂平橘|(zhì)輸入裝置數(shù)控裝置機(jī)床驅(qū)動(dòng)裝置輔助控制裝置檢測(cè)裝置數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)圖1.3數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)

系統(tǒng)組成圖

數(shù)控裝置（CNC）

進(jìn)給伺服系統(tǒng)

主軸伺服系統(tǒng)

機(jī)床強(qiáng)電控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)組成圖數(shù)控裝置（CNC）數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的控制中心。它能夠自動(dòng)地對(duì)輸入的數(shù)控加工程式進(jìn)行處理，將數(shù)控加工程式資訊按兩類控制量分別輸出：一類是連續(xù)控制量，送往伺服系統(tǒng)；另一類是離散的開關(guān)控制量，送往機(jī)床強(qiáng)電控制系統(tǒng)，從而協(xié)調(diào)控制機(jī)床各部分的運(yùn)動(dòng)，完成數(shù)控機(jī)床所有運(yùn)動(dòng)的控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的加工過程。

進(jìn)給伺服系統(tǒng)進(jìn)給伺服系統(tǒng)由進(jìn)給軸伺服電機(jī)(一般內(nèi)裝速度和位置檢測(cè)器件)和進(jìn)給伺服裝置組成。進(jìn)給伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)床各坐標(biāo)軸的切削進(jìn)給，提供切削過程中所需要的轉(zhuǎn)矩、運(yùn)轉(zhuǎn)速度。主軸伺服系統(tǒng)主軸伺服系統(tǒng)包括主軸電機(jī)(含速度檢測(cè)器件)和主軸伺服裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)控制，有的主軸伺服裝置還含有主軸定向控制功能。

機(jī)床強(qiáng)電控制系統(tǒng)

包括可編程控制器控制系統(tǒng)和繼電器接觸器控制系統(tǒng)。機(jī)床強(qiáng)電控制系統(tǒng)，除了對(duì)機(jī)床輔助運(yùn)動(dòng)和輔助動(dòng)作(包括電動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、冷卻箱及潤(rùn)滑油箱等)的控制外，還包括對(duì)保護(hù)開關(guān)、各種行程極限開關(guān)和操作盤上所有元件(包括各種按鍵、操作指示燈、波段開關(guān))的檢測(cè)和控制。在機(jī)床強(qiáng)電控制系統(tǒng)中，可編程控制器(PLC)可替代機(jī)床上傳統(tǒng)的強(qiáng)電控制中大部分機(jī)床電器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)潤(rùn)滑、冷卻、氣動(dòng)、液壓和主軸換刀等系統(tǒng)的邏輯控制。

1.4進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制（插補(bǔ)）

按運(yùn)動(dòng)軌跡分類

按伺服系統(tǒng)分類按運(yùn)動(dòng)軌跡分類

點(diǎn)位控制系統(tǒng)

直線控制系統(tǒng)

輪廓控制系統(tǒng)

示意圖

示意圖

示意圖數(shù)控鑽床點(diǎn)位控制示意圖點(diǎn)位控制系統(tǒng)只是精確地控制刀具相對(duì)工件從一個(gè)座標(biāo)點(diǎn)移動(dòng)到另一個(gè)座標(biāo)點(diǎn)，移動(dòng)過程中不進(jìn)行任何切削加工，點(diǎn)與點(diǎn)之間移動(dòng)軌跡、速度和路線決定了生產(chǎn)率的高低。為了提高加工效率，保證定位精度，系統(tǒng)採(cǎi)用“快速趨近，減速定位”的方法實(shí)現(xiàn)控制。這類數(shù)控機(jī)床有數(shù)控鑽床、數(shù)控鏜床和數(shù)控衝床等。

數(shù)控銑床直線控制示意圖直線控制系統(tǒng)不僅要求具有準(zhǔn)確的定位功能，而且要控制兩點(diǎn)之間刀具移動(dòng)的軌跡是一條直線，且在移動(dòng)過程中刀具能以給定的進(jìn)給速度進(jìn)行切削加工。直線控制系統(tǒng)的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡一般是平行於各坐標(biāo)軸的直線；特殊情況下，如果同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩套運(yùn)動(dòng)部件，其合成運(yùn)動(dòng)的軌跡是與坐標(biāo)軸成一定夾角的斜線。這類數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床等。

數(shù)控線切割機(jī)床加工示意圖輪廓控制系統(tǒng)能同時(shí)控制兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)軸，需要進(jìn)行複雜的插補(bǔ)運(yùn)算，即根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)代碼指令和進(jìn)給速度，計(jì)算刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制。這類數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控加工中心等。按伺服系統(tǒng)分類

開環(huán)控制系統(tǒng)

半閉環(huán)控制系統(tǒng)

閉環(huán)控制系統(tǒng)

系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)框圖開環(huán)控制系統(tǒng)框圖開環(huán)控制系統(tǒng)沒有檢測(cè)回饋裝置，以步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，由步進(jìn)驅(qū)動(dòng)裝置和步進(jìn)電機(jī)組成。在開環(huán)控制系統(tǒng)中，CNC裝置輸出的指令脈衝經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行功率放大，控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)。這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，調(diào)試和維修都比較方便，但無位置閉環(huán)控制，精度主要取決於步進(jìn)電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的精度，因而精度較差。半閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖

半閉環(huán)控制系統(tǒng)位置檢測(cè)裝置安裝在電動(dòng)機(jī)或絲杠軸端，通過角位移的測(cè)量，間接測(cè)量機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際位置，並與CNC裝置的指令值進(jìn)行比較，用差值進(jìn)行控制。半閉環(huán)控制系統(tǒng)以交、直流伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，由位置比較、速度控制、伺服電機(jī)等組成。

閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖閉環(huán)控制系統(tǒng)位置檢測(cè)裝置安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，直接測(cè)量工作臺(tái)的實(shí)際位移，並與CNC裝置的指令值進(jìn)行比較，用差值進(jìn)行控制。閉環(huán)控制系統(tǒng)以交直流伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，用於高精度設(shè)備的控制。1.5開關(guān)量（順序）控制輸入介面接收機(jī)床操作面板各開關(guān)、按鈕的信號(hào)，分為

輸出介面將機(jī)床各種工作狀態(tài)燈的資訊送到機(jī)床操作面板，把控制機(jī)床動(dòng)作的信號(hào)送到強(qiáng)電櫃，分為首先通過濾波吸收來抑制干擾信號(hào)的產(chǎn)生，然後採(cǎi)用光電隔離的辦法使微機(jī)與強(qiáng)電部件不共地，阻斷干擾信號(hào)的傳導(dǎo)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電子轉(zhuǎn)換。

觸點(diǎn)輸入的接收電路電壓輸入的接收電路繼電器輸出電路無觸點(diǎn)輸出電路光電隔離電路觸點(diǎn)輸入的接收電路電壓輸入的接收電路繼電器輸出電路無觸點(diǎn)輸出電路光電隔離電路2.1數(shù)控機(jī)床常用低壓電器及選擇2.2機(jī)床電氣控制系統(tǒng)識(shí)圖2.3機(jī)床電氣系統(tǒng)基本環(huán)節(jié)2.4典型數(shù)控機(jī)床電器控制線路分析2.1數(shù)控機(jī)床常用低壓電器及選擇2.1.1概述2.1.2主令電器2.1.4低壓斷路器2.1.5接觸器2.1.6繼電器2.1.7保護(hù)電器2.1.3組合開關(guān)2.1.8變壓器及直流穩(wěn)壓電源2.1.1概述對(duì)電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用起控制、調(diào)節(jié)、檢測(cè)、轉(zhuǎn)換及保護(hù)作用的電工器械稱電器。工作在交流電壓1200V，或直流電壓1500V及以下的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電器產(chǎn)品叫做低壓電器。一、低壓電器的分類1.按用途分類按用途分控制電器：用於各種控制電路和控制系統(tǒng)的電器，如接觸器、繼電器等。主令電器：用於自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)送控制指令的電器，如按鈕、行程開關(guān)等。保護(hù)電器：用於保護(hù)電路及用電設(shè)備的電器，如熔斷器、熱繼電器等。配電電器：用於電能的輸送和分配的電器。如低壓斷路器、隔離器、執(zhí)行電器：用於完成某種動(dòng)作或傳動(dòng)功能的電器，如電磁鐵、電磁離合器等。一、低壓電器的分類2.按工作原理分類：（1）電磁式電器：依據(jù)電磁感應(yīng)原理來工作的電器，如交直流接觸器、各種電磁式繼電器等。（2）非電量控制器：電器的工作是靠外力或某種非電物理量的變化而動(dòng)作的電器，如刀開關(guān)、行程開關(guān)、按鈕、速度繼電器壓力繼電器、溫度繼電器等。二、低壓電器的發(fā)展方向目前正沿著體積小、重量輕、安全可靠、使用方便的方向發(fā)展，大力發(fā)展電子化的新型控制電器，如接近開關(guān)、光電開關(guān)、電子式時(shí)間繼電器、固態(tài)繼電器與接觸器等以適應(yīng)控制系統(tǒng)迅速電子化的需要。2.1.2主令電器主令電器是用來發(fā)佈命令、改變控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的電器。主要有控制按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)開關(guān)等。一、控制按鈕按鈕的外形圖和結(jié)構(gòu)

常用於接通和斷開控制電路。(b)結(jié)構(gòu)(a)外形圖常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)按鈕圖形符號(hào)和文字元號(hào)SBSB動(dòng)合（常開）觸頭動(dòng)斷（常閉）觸頭複合觸頭按鈕的選擇應(yīng)根據(jù)使用場(chǎng)合、控制電路所需觸點(diǎn)數(shù)目及按鈕顏色等要求選用。

SB數(shù)控機(jī)床上的按鈕站一般用：紅色表示停止和急停；綠色表示起動(dòng)；黑色表示點(diǎn)動(dòng)；藍(lán)色表示複位；另外還有黃、白等顏色，供不同場(chǎng)合使用。二、行程開關(guān)作用：用來控制某些機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)行程和位置或限位保護(hù)。結(jié)構(gòu)：行程開關(guān)是由操作機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)和外殼等部分成。分類：按結(jié)構(gòu)分為直桿式旋轉(zhuǎn)式單輪旋轉(zhuǎn)式雙輪旋轉(zhuǎn)式(b)示意圖未撞擊撞擊(a)外形圖行程開關(guān)結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動(dòng)作要由機(jī)械撞擊。行程開關(guān)的選擇在選擇行程開關(guān)時(shí)，應(yīng)根據(jù)被控制電路的特點(diǎn)、要求、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)條件和觸點(diǎn)數(shù)量等因素進(jìn)行考慮。常用的行程開關(guān)有LX19、LX31、LX32、JLXK1等系列產(chǎn)品。符號(hào)常開（動(dòng)合）觸點(diǎn)常閉（動(dòng)斷）觸點(diǎn)SQSQ三、接近開關(guān)接近開關(guān)又稱無觸點(diǎn)行程開關(guān)，它是一種非接觸型的檢測(cè)裝置。1、作用：可以代替行程開關(guān)完成傳動(dòng)裝置的位移控制和限位保護(hù)，還廣泛用於檢測(cè)零件尺寸、測(cè)速和快速自動(dòng)計(jì)數(shù)以及加工程式的自動(dòng)銜接等。2、特點(diǎn)：工作可靠、壽命長(zhǎng)、功耗低、重複定位精度高、靈敏度高、頻率回應(yīng)快以及適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境等。3、分類：按工作原理分為高頻振盪型電容型永久磁鐵型霍爾效應(yīng)型4、高頻振盪型接近開關(guān)感應(yīng)頭

高頻振盪器整形放大器信號(hào)輸出金屬體振盪線圈交變磁場(chǎng)無金屬體接近金屬體接近

振盪器振盪後，在感應(yīng)頭的感應(yīng)面上產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物體進(jìn)入高頻振盪器的線圈磁場(chǎng)（感應(yīng)頭）時(shí)，金屬體內(nèi)部產(chǎn)生渦流損耗，吸收了振盪器的能量，使振盪減弱以致停振。振盪與停振兩種不同的狀態(tài)，由整形放大器轉(zhuǎn)換成二進(jìn)位的開關(guān)信號(hào)，從而達(dá)到檢測(cè)有無金屬物的目的。5、常用接近開關(guān)：主要系列產(chǎn)品有LJ2、LJ6、LXJ18和35G等系列。6、接近開關(guān)的文字符號(hào)及圖形符號(hào)a)動(dòng)合觸點(diǎn)SQb)動(dòng)斷觸點(diǎn)SQ

2.1.3組合開關(guān)常用在機(jī)床的控制電路中，作為電源的引入開關(guān)或是自我控制小容量電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速和停止的控制開關(guān)等。組合開關(guān)有單極、雙極和多極之分。它由動(dòng)觸片、靜觸片、轉(zhuǎn)軸、手柄、凸輪、絕緣桿等部件組成。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)，每層的動(dòng)觸片隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，使動(dòng)觸片分別和靜觸片保持接通和分?jǐn)?。為了使組合開關(guān)在分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)迅速熄弧，在開關(guān)的轉(zhuǎn)軸上裝有彈簧，能使開關(guān)快速閉合和分?jǐn)唷?/p>

組合開關(guān)外形圖組合開關(guān)的圖形符號(hào)和文字元號(hào)QQ（a）單極（b）三極組合開關(guān)的主要參數(shù)有額定電壓額定電流有10A、25A、60A等極數(shù)2.1.4、低壓斷路器(自動(dòng)開關(guān))低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣開關(guān)或自動(dòng)空氣斷路器，簡(jiǎn)稱自動(dòng)開關(guān)。一、低壓斷路器的作用及分類作用：用於電動(dòng)機(jī)和其他用電設(shè)備的電路中，在正常情況下，它可以分?jǐn)嗪徒油üぷ麟娏?；?dāng)電路發(fā)生超載、短路、失壓等故障時(shí)，它能自動(dòng)切斷故障電路，有效地保護(hù)串接於它後面的電器設(shè)備；還可用於不頻繁地接通、分?jǐn)嘭?fù)荷的電路，控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行和停止。分類：按結(jié)構(gòu)分為框架式（萬能式）塑膠外殼式（裝置式）鎖鉤主觸點(diǎn)手動(dòng)閉合

過流脫扣器

欠壓脫扣器銜鐵連桿裝置釋放彈簧超載脫扣器二、低壓斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理觸點(diǎn)系統(tǒng)和滅弧裝置：用於接通和分?jǐn)嘀麟娐罚瑸榱思訌?qiáng)滅弧能力，在主觸點(diǎn)處裝有滅弧裝置。脫扣器是斷路器的感測(cè)元件，當(dāng)電路出現(xiàn)故障時(shí)，脫扣器收到信號(hào)後，經(jīng)脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，使觸點(diǎn)分?jǐn)唷?/p>

①欠壓脫扣器

②過電流脫扣器

③超載脫扣器脫扣機(jī)構(gòu)和操作機(jī)構(gòu)是斷路器的機(jī)械傳動(dòng)部件，當(dāng)脫扣結(jié)構(gòu)接收到信號(hào)後由斷路器切斷電路。三、低壓斷路器的圖形符號(hào)和文字元號(hào)QF四、低壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)額定電壓額定電流極數(shù)脫扣器型整定電流範(fàn)圍分?jǐn)嗄芰?dòng)作時(shí)間等五、低壓斷路器的選用原則1）根據(jù)電氣裝置的要求確定斷路器的類型2）根據(jù)對(duì)線路的保護(hù)要求確定斷路器的保護(hù)形式3）低壓斷路器的額定電壓和額定電流應(yīng)大於或等於線路、設(shè)備的正常工作電壓和工作電流4）低壓斷路器的極限通斷能力大於或等於電路最大短路電流5）欠電壓脫扣器的額定電壓等於線路的額定電壓6）過電流脫扣器的額定電流大於或等於線路的最大負(fù)載電流2.1.5接觸器一、接觸器的用途和分類用途：用來頻繁接通和斷開電動(dòng)機(jī)或其他負(fù)載主電路。是機(jī)床電動(dòng)機(jī)主電路中最重要的控制電器。分類：接觸器分為交流接觸器

直流接觸器

二、接觸器的結(jié)構(gòu)接觸器結(jié)構(gòu)電磁系統(tǒng)觸點(diǎn)系統(tǒng)滅弧裝置電磁系統(tǒng)電磁系統(tǒng)由鐵心銜鐵勵(lì)磁線圈等幾部分組成

常用的磁路結(jié)構(gòu)1-銜鐵2-鐵心3-線圈觸頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有橋式指式點(diǎn)接觸式:用於電流不大的場(chǎng)合面接觸式:用於電流較大的場(chǎng)合:適合於觸頭分合次數(shù)多、電流大的場(chǎng)合觸頭分為主觸頭:用於通斷電流較大的主電路。輔助觸頭:用於通斷電流較小的控制電路。觸頭分為主觸頭:用於通斷電流較大的主電路。輔助觸頭:用於通斷電流較小的控制電路。滅弧裝置作用：用來迅速熄滅主觸點(diǎn)在分?jǐn)嚯娐窌r(shí)所產(chǎn)生的電弧，保護(hù)觸點(diǎn)不受電弧灼傷，並使分?jǐn)鄷r(shí)間縮短。滅弧措施：（1）機(jī)械滅?。?）磁吹滅?。?）窄縫滅?。?)柵片滅弧

柵片滅弧1-熄弧柵片2-觸點(diǎn)3-電弧三、接觸器的工作原理當(dāng)接觸器的勵(lì)磁線圈通電後，在銜鐵氣隙處產(chǎn)生電磁吸力，使銜鐵吸合。由於主觸點(diǎn)支持件與銜鐵固定在一起，銜鐵吸合帶動(dòng)主觸點(diǎn)也閉合，接通主電路。與此同時(shí)，銜鐵還帶動(dòng)輔助觸電動(dòng)作，使動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開。當(dāng)線圈斷電或電壓顯著降低時(shí)，電磁吸力消失或變小，銜鐵在複位彈簧的作用下打開，使主、輔觸電恢復(fù)到原來的狀態(tài)，把電路切斷。四、交流接觸器交流接觸器用於遠(yuǎn)距離控制電壓至380V，電流至600A的交流電路，以及頻繁起動(dòng)和控制交流電動(dòng)機(jī)的控制電器。常用的交流接觸器產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)有NC3（CJ46）、CJ12、CJ10X、CJ20、CJX1、CJX2等系列；引進(jìn)國(guó)外技術(shù)生產(chǎn)的有B系列、3TB、3TD、LC—D等系列。CJ20系列交流接觸器的主觸點(diǎn)均做成三極，輔助觸點(diǎn)則為兩動(dòng)合兩動(dòng)斷形式。此系列交流接觸器常用於控制籠型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)。

結(jié)構(gòu)示意圖1-動(dòng)觸頭2-靜觸頭3-銜鐵4-緩衝彈簧5-電磁線圈6-鐵心7-墊氈8-觸頭彈簧9-滅弧罩10-觸頭壓力簧片

五、直流接觸器直流接觸器與交流接觸器的工作原理相同。結(jié)構(gòu)也基本相同，不同之處是，鐵心線圈通以直流電，不會(huì)產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，所以不發(fā)熱。為方便加工，鐵心由整塊軟鋼製成。為使線圈散熱良好，通常將線圈繞製成長(zhǎng)而薄的圓筒型，與鐵心直接接觸，易於散熱。常用的直流接觸器有：CZ0、CZ18等系列。六、接觸器的圖形和文字元號(hào)KMKMKM

線圈常開（動(dòng)合）觸頭常閉（動(dòng)斷）觸頭

KM七、接觸器的主要技術(shù)參數(shù)1、額定電壓2、主觸頭額定電流3、輔助觸頭額定電流4、主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)數(shù)目5、吸引線圈額定電壓6、接通和分?jǐn)嗄芰Π?、接觸器的選用選用接觸器的原則：1）控制交流負(fù)載應(yīng)選用交流接觸器，控制直流負(fù)載則選用直流接觸器。2）接觸器的使用類別應(yīng)與負(fù)載性質(zhì)相一致。3）主觸點(diǎn)額定電壓應(yīng)大於或等於負(fù)載回路的額定電壓。4）主觸點(diǎn)的額定電流應(yīng)大於或等於負(fù)載的額定電流。5）吸引線圈電流種類和額定電壓應(yīng)與控制回路電壓相一致，接觸器線上圈額定電壓85%及以上時(shí)應(yīng)能可靠吸合。6）接觸器的主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)滿足控制系統(tǒng)的要求。

使用類別

繼電器交流接觸器按使用類別分為12種，使用類別代號(hào)和相應(yīng)典型用途舉例如下：

使用類別代號(hào)典型用途舉例AC-1無感或微感負(fù)載、電阻爐AC-2繞線轉(zhuǎn)子非同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、分?jǐn)郃C-3籠型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)中分?jǐn)郃C-4籠型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反接制動(dòng)AC-5a控制放電燈的通斷AC-5b控制白熾燈的通斷AC-6a變壓器的通斷繼電器是一種利用電流、電壓、時(shí)間、溫度等信號(hào)的變化來接通或斷開所控制的電路，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制或完成保護(hù)任務(wù)的自動(dòng)電器。2.1.6繼電器一、中間繼電器中間繼電器和接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同。主要區(qū)別：接觸器的主觸點(diǎn)可以通過大電流；繼電器的體積和觸點(diǎn)容量小，觸點(diǎn)數(shù)目多，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用於機(jī)床的控制電路中。KAKAKA

線圈

常開觸頭

常閉觸頭二、時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器是從得到輸入信號(hào)(線圈通電或斷電)起，經(jīng)過一段時(shí)間延時(shí)後觸頭才動(dòng)作的繼電器。適用於定時(shí)控制。按工作原理分空氣阻尼式電磁式電動(dòng)式電子式等。按延時(shí)方式分通電延時(shí)型斷電延時(shí)型數(shù)控機(jī)床中一般由電腦軟體實(shí)現(xiàn)時(shí)間控制。時(shí)間繼電器的文字符號(hào)和圖形符號(hào)

a)b)c)d)e)f)g)h)i)KTKTKTKTKTKTKTKTa)一般線圈符號(hào)b)通電延時(shí)線圈c)斷電延時(shí)線圈d)延時(shí)閉合的動(dòng)斷觸點(diǎn)e)延時(shí)斷開的動(dòng)斷觸點(diǎn)f)延時(shí)斷開的動(dòng)合觸點(diǎn)g)延時(shí)閉合的動(dòng)斷觸點(diǎn)h)暫態(tài)動(dòng)合觸點(diǎn)i)暫態(tài)動(dòng)斷觸點(diǎn)2.1.7保護(hù)電器熱繼電器電流繼電器熔斷器滅弧器電壓繼電器熱繼電器外形結(jié)構(gòu)(a)外形(b)結(jié)構(gòu)導(dǎo)板觸點(diǎn)熱元件手動(dòng)複位按鈕觸點(diǎn)接線柱主電路接線柱電流調(diào)節(jié)凸輪熱繼電器作用及分類熱繼電器是一種利用電流的熱效應(yīng)來切斷電路的保護(hù)電器。專門用來對(duì)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行超載及斷相保護(hù)，以防電動(dòng)機(jī)過熱而燒毀。按相數(shù)分為兩相熱繼電器三相熱繼電器不帶斷相保護(hù)帶斷相保護(hù)熱繼電器工作原理：發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長(zhǎng)時(shí)間超載，雙金屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹係數(shù)大，使其彎曲，推動(dòng)導(dǎo)板運(yùn)動(dòng)，常閉觸點(diǎn)斷開。

熱繼電器主要參數(shù)及常用型號(hào)主要參數(shù)1.熱繼電器額定電流：指可以安裝的熱元件的最大整定電流2.相數(shù)3.熱元件額定電流：指熱元件的最大整定電流。4.整定電流：指長(zhǎng)期通過熱元件而不引起熱繼電器動(dòng)作的最大電流。按電動(dòng)機(jī)額定電流整定。5.調(diào)節(jié)範(fàn)圍：是指手動(dòng)調(diào)節(jié)整定電流的範(fàn)圍。常用的熱繼電器有JR0、JR14、JR15、JR16、JR20等系列。熱繼電器的基本技術(shù)數(shù)據(jù)可查閱有關(guān)資料。熱繼電器的選擇1）根據(jù)實(shí)際要求確定熱繼電器的結(jié)構(gòu)類2）根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流來確定熱繼電器的型號(hào)、熱元件的電流等級(jí)和整定電流。a)熱元件b)動(dòng)斷觸點(diǎn)FR電流繼電器根據(jù)輸入電流大小而動(dòng)作的繼電器。使用時(shí)，電流繼電器的線圈和被保護(hù)的設(shè)備串聯(lián)，其線圈匝數(shù)少而線徑粗、阻抗小、分壓小，不影響電路正常工作。

按用途分為過電流繼電器：當(dāng)電路發(fā)生短路及過流時(shí)立即切斷電路欠電流繼電器：當(dāng)電路電流過低時(shí)立即切斷電路I＞KII＜KIa)過電流繼電器線圈b)欠電流繼電器線圈c)動(dòng)合觸點(diǎn)d)動(dòng)斷觸點(diǎn)電壓繼電器根據(jù)輸入電壓大小而動(dòng)作的繼電器。使用時(shí)，電壓繼電器的線圈與負(fù)載並聯(lián)，其線圈匝數(shù)多而線徑細(xì)。電壓繼電器分過電壓繼電器起過電壓保護(hù)作用欠電壓繼電器起欠電壓保護(hù)作用零電壓繼電器起零電壓保護(hù)作用U＞KVU＜KVa)過電壓繼電器線圈b)欠電壓繼電器線圈c)動(dòng)合觸點(diǎn)d)動(dòng)斷觸點(diǎn)電壓繼電器分過電壓繼電器起過電壓保護(hù)作用欠電壓繼電器起欠電壓保護(hù)作用零電壓繼電器起零電壓保護(hù)作用電壓繼電器分過電壓繼電器：起過電壓保護(hù)作用欠電壓繼電器：起欠電壓保護(hù)作用零電壓繼電器：起零電壓保護(hù)作用熔斷器用於低壓線路中的短路保護(hù)。常用的熔斷器有插入式熔斷器、螺旋式熔斷器、管式熔斷器和有填料式熔斷器。FU熔斷器的選擇1.根據(jù)線路的要求、使用場(chǎng)合和安裝條件選擇熔斷器類型。2.熔斷器額定電壓應(yīng)大於或等於線路的工作電壓。3.熔斷器額定電流應(yīng)大於或等於所裝熔體的額定電流。4.熔體額定電流的選擇1）電路上、下兩級(jí)都裝設(shè)熔斷器時(shí)，為使兩級(jí)保護(hù)相互配合良好，兩極熔體額定電流的比值不小於1.6：1。2）用於電爐、照明等電阻性負(fù)載的短路保護(hù)，熔體的額定電流等於或稍大於電路的工作電流。3）保護(hù)一臺(tái)非同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，考慮電動(dòng)機(jī)衝擊電流的影響，熔體的額定電流按下式計(jì)算：IfN≥（1.5～2.5）IN

式中：IfN---熔體額定電流；IN---電動(dòng)機(jī)額定電流4）保護(hù)多臺(tái)非同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，若各臺(tái)電動(dòng)機(jī)不同時(shí)起動(dòng)，則應(yīng)按下式計(jì)算：IfN≥（1.5～2.5）INmax+∑IN滅弧器(阻容吸收裝置）用途：消除交流電路中感性負(fù)載如：接觸器等通斷操作中的接點(diǎn)火花干擾。結(jié)構(gòu)：由一個(gè)電阻和一個(gè)電容串聯(lián)而成。分類：分為單相和三相。RCRCRCRCRC2.1.8變壓器及直流穩(wěn)壓電源變壓器直流穩(wěn)壓電源變壓器作用：將某一數(shù)值的交流電壓變換成頻率相同但數(shù)值不同的交流電壓。1、機(jī)床控制變壓器

適用於50HZ—60HZ，輸入電壓不超過交流600V的電路，常作為各類機(jī)床機(jī)械設(shè)備中一般電器的控制電源和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，局部照明及指示燈的電源。

2、三相變壓器

在三相交流系統(tǒng)中，三相電壓的變換一般採(cǎi)用三相變壓器來實(shí)現(xiàn)。在數(shù)控機(jī)床中三相變壓器主要是給伺服系統(tǒng)供電。

TT單相變壓器三相變壓器3、變壓器的選擇機(jī)床常用控制變壓器型號(hào)有：JBK系列，BK系列等。變壓器主要參數(shù)有：初級(jí)電壓；次級(jí)電壓。1）根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況選擇初級(jí)額定電壓U1，再選擇次級(jí)額定電壓U2，U3……。2）根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況，確定各次級(jí)繞組額定電流I1、I2……，一般繞組的額定輸出電流應(yīng)大於或等於額定負(fù)載電流。3）次級(jí)額定容量由總?cè)萘看_定?？?cè)萘垦菟惴ǎ篜2=U2I2+U3I3+U4I4+……直流穩(wěn)壓電源功能：將非穩(wěn)定交流電源變成穩(wěn)定直流電源。在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，為驅(qū)動(dòng)器控制單元，直流繼電器，信號(hào)指示燈等提供直流電源。

~-VC數(shù)控機(jī)床中主要使用開關(guān)電源一體化電源圖形符號(hào)及文字符號(hào)：1、開關(guān)電源被稱作高效節(jié)能電源。GZM-U40型開關(guān)電源的外觀圖。主要參數(shù)：輸入AC電壓；輸入頻率；冷態(tài)衝擊電流；保護(hù)方式；啟動(dòng)上升保持時(shí)間；安全標(biāo)準(zhǔn)；輸出電壓調(diào)整；紋波雜訊；效率等。

2、一體化電源是採(cǎi)用外殼傳導(dǎo)冷卻方式的AC/DC開關(guān)電源。4NIC系列電源的型號(hào)含義：外形圖：輸出功率上限4NIC—K2—2000輸出功率下限開關(guān)電源集成一體化3、直流穩(wěn)壓電源的選擇選擇時(shí)主要考慮：電源的輸出功率，輸出路數(shù)。電源的尺寸。電源的安裝方式和安裝孔位。電源的冷卻方式。電源在系統(tǒng)中的位置及走線。環(huán)境條件。絕緣強(qiáng)度。電磁相容性。2.2機(jī)床電氣控制系統(tǒng)識(shí)圖2.2.1電氣原理圖2.2.2電器元件佈置圖2.2.4電氣識(shí)圖方法與步驟2.2.3電氣安裝接線圖2.2.1電氣原理圖電氣控制系統(tǒng)圖：指根據(jù)國(guó)家電氣製圖標(biāo)準(zhǔn)，用規(guī)定的電氣符號(hào)、圖線來表示系統(tǒng)中各電氣設(shè)備、裝置、元器件的連接關(guān)係的電氣工程圖。電氣控制系統(tǒng)圖包括：1、電氣原理圖2、電器元件佈置圖3、電氣安裝接線圖電氣原理圖：表示電流從電源到負(fù)載的傳送情況和各電氣元件的動(dòng)作原理及相互關(guān)係，而不考慮各電器元件實(shí)際安裝的位置和實(shí)際連線情況。一、文字符號(hào)和圖形符號(hào)1、文字符號(hào)

用來表示電氣設(shè)備、裝置、元器件的名稱、功能、狀態(tài)和特徵的字元代碼。例如，F(xiàn)R表示熱繼電器。2、圖形符號(hào)

用來表示一臺(tái)設(shè)備或概念的圖形、標(biāo)記或字元。例如，“～”表示交流，表示電阻等。國(guó)家電氣圖用符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)GB/T4728規(guī)定了電氣簡(jiǎn)圖中圖形符號(hào)的畫法，該標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)家電氣製圖標(biāo)準(zhǔn)GB/T6988於1997年1月1日正式開始執(zhí)行。二、電氣原理圖繪製原則主電路用粗線條畫在左邊；控制電路用細(xì)線條畫在右邊。電器元件，採(cǎi)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號(hào)和文字元號(hào)表示。需要測(cè)試和拆、接外部引線的端子，應(yīng)用圖形符號(hào)“空心圓”表示。電路的連接點(diǎn)用“實(shí)心圓”表示。同一電器元件的各部件可不畫在一起，但文字符號(hào)要相同。若有多個(gè)同一種類的電器元件，可在文字符號(hào)後加上數(shù)字符號(hào)的下標(biāo)，如KM1、KM2等。所有按鈕、觸點(diǎn)均按沒有外力作用和沒有通電時(shí)的原始狀態(tài)畫出?？刂齐娐返姆种щ娐?，原則上按動(dòng)作順序和信號(hào)流自上而下或自左至右的原則繪製。電路圖應(yīng)按主電路、控制電路、照明電路、信號(hào)電路分開繪製。直流和單相電源電路用水平線畫出，一般畫在圖樣上方，相序自上而下排列。中性線（N）和保護(hù)接地線（PE）放在相線之下。主電路與電源電路垂直畫出。控制電路與信號(hào)電路垂直畫在兩條水準(zhǔn)電源線之間。耗電元件（如電器的線圈，電磁鐵，信號(hào)燈等）直接與下方水平線連接?？刂朴|點(diǎn)連接在上方水平線與耗電元件之間。當(dāng)圖形垂直放置時(shí)，各元器件觸點(diǎn)圖形符號(hào)以“左開右閉”繪製。當(dāng)圖形為水準(zhǔn)放置時(shí)以“上閉下開”繪製。

電氣原理圖三、圖區(qū)的劃分在圖樣的下方沿橫坐標(biāo)方向劃分圖區(qū)，並用數(shù)字編號(hào)。同時(shí)在圖樣的上方沿橫坐標(biāo)方向劃區(qū)，分別標(biāo)明該區(qū)電路的功能。四、符號(hào)位置的索引元件的相關(guān)觸點(diǎn)位置的索引用圖號(hào)、頁(yè)次和區(qū)號(hào)組合表示。

圖08/26/B

2圖區(qū)行號(hào)，列號(hào)（無行號(hào)時(shí)只寫列號(hào)）頁(yè)次（僅一頁(yè)時(shí)可省略）圖號(hào)（只有一個(gè)多頁(yè)圖樣時(shí)，可省略）接觸器和繼電器的觸點(diǎn)位置可採(cǎi)用附圖的方式表示。左欄中欄右欄主觸點(diǎn)的圖區(qū)號(hào)輔助動(dòng)合觸點(diǎn)的圖區(qū)號(hào)輔助動(dòng)斷觸點(diǎn)的圖區(qū)號(hào)接觸器各欄的含義：繼電器各欄的含義：左欄右欄動(dòng)合觸點(diǎn)的圖區(qū)號(hào)動(dòng)斷觸點(diǎn)的圖區(qū)號(hào)五、主電路各接點(diǎn)標(biāo)記三相交流電源引入線採(cǎi)用L1、L2、L3標(biāo)記。電源開關(guān)之後的分別按U、V、W順序標(biāo)記。分級(jí)三相交流電源主電路可採(cǎi)用1U、1V、1W；2U、2V、2W等。各電動(dòng)機(jī)分支電路各接點(diǎn)可採(cǎi)用三相文字代號(hào)後面加數(shù)字來表示如：U11、U21等，數(shù)字中的十位數(shù)字表示電動(dòng)機(jī)代號(hào)，個(gè)位數(shù)字表示該支路的接點(diǎn)代號(hào)?？刂齐娐窉?cǎi)用阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)，一般由三位或三位以下的數(shù)字組成

2.2.2、電器元件佈置圖電器元件佈置圖詳細(xì)繪製出電氣設(shè)備、零件的安裝位置。圖中各電器代號(hào)應(yīng)與有關(guān)電路和電器清單上所有元器件代號(hào)相同。2.2.3安裝接線圖安裝接線圖是用來表明電氣設(shè)備各單元之間的接線關(guān)係。圖中表明瞭電氣設(shè)備外部元件的相對(duì)位置及它們之間的電氣連接，是實(shí)際安裝接線的依據(jù)。2.2.4電氣識(shí)圖方法與步驟識(shí)圖方法1、結(jié)合電工基礎(chǔ)知識(shí)識(shí)圖在掌握電工基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確、迅速地識(shí)別電氣圖。如改變電動(dòng)機(jī)電源相序，即可改變其的旋轉(zhuǎn)方向的控制。2、結(jié)合典型電路識(shí)圖典型電路就是常見的基本電路，如電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、順序控制等。不管多複雜的電路，幾乎都是由若干基本電路組成的。因此，熟悉各種典型電路，是看懂較複雜電氣圖的基礎(chǔ)。3、結(jié)合製圖要求識(shí)圖在繪製電氣圖時(shí)，為了加強(qiáng)圖紙的規(guī)範(fàn)性、通用性和示意性，必須遵循一些規(guī)則和要求，利用這些製圖的知識(shí)能夠準(zhǔn)確地識(shí)圖。識(shí)圖步驟1、準(zhǔn)備：瞭解生產(chǎn)過程和工藝對(duì)電路提出的要求；瞭解各種用電設(shè)備和控制電器的位置及用途；瞭解圖中的圖形符號(hào)及文字符號(hào)的意義。2、主電路：首先要仔細(xì)看一遍電氣圖，弄清電路的性質(zhì)，是交流電路還是直流電路。然後從主電路入手，根據(jù)各元器件的組合判斷電動(dòng)機(jī)的工作狀可。如電動(dòng)機(jī)的起停、正反轉(zhuǎn)等。3、控制電路:：分析完主電路後，再分析控制電路，要按動(dòng)作順序?qū)γ織l小回路逐一分析研究，然後再全面分析各條回路間的聯(lián)繫和制約關(guān)係，要特別注意與機(jī)械、液壓部件的動(dòng)作關(guān)係。4、最後閱讀保護(hù)、照明、信號(hào)指示、檢測(cè)等部分。2.3機(jī)床電氣控制系統(tǒng)基本環(huán)節(jié)2.3.1籠型非同步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制2.3.2籠型非同步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制2.3.4籠型非同步電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制2.3.5按順序工作時(shí)的聯(lián)鎖控制2.3.3籠型非同步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制2.3.1籠型非同步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制點(diǎn)動(dòng)控制連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制既能長(zhǎng)動(dòng)又能點(diǎn)動(dòng)的控制電路點(diǎn)動(dòng)控制L1L2L3KMSBQSKM

M3～FU1FU2點(diǎn)動(dòng)按鈕KM主觸頭閉合按下SBKM線圈得電鬆開SBKM線圈斷電KM主觸頭複位電動(dòng)機(jī)斷電停轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)M通電起動(dòng).工作過程：先接通電源開關(guān)QS常用於機(jī)床主軸或工作臺(tái)的調(diào)整；機(jī)床的試車、檢修等。連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制KMSB1SB2KMQSKMFRM3~L1L2L3FRFU1FU2自鎖觸頭短路保護(hù)超載保護(hù)停止按鈕起動(dòng)按鈕工作過程：先接通電源開關(guān)QS按下SB2KM線圈得電KM主觸頭閉合電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)KM動(dòng)合輔助觸頭閉合自鎖保護(hù)環(huán)節(jié)短路保護(hù)：FU1、FU2超載保護(hù)：FR欠壓失壓保護(hù)：KM自鎖環(huán)節(jié)按下SB1KM線圈斷電電動(dòng)機(jī)停既能長(zhǎng)動(dòng)又能點(diǎn)動(dòng)的控制電路

複合按鈕點(diǎn)動(dòng)按鈕KMFRSB1KMSB2SB3停止按鈕起動(dòng)按鈕☆按下SB2，KM得電自鎖，電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)?！畎聪耂B1，KM斷電，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)☆按下點(diǎn)動(dòng)按鈕SB3，KM得電，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。鬆開SB3，KM斷電，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)?！铧c(diǎn)動(dòng)按鈕SB3的作用：(1)使接觸器線圈KM通電；(2)使線圈KM不能自鎖。2.3.2電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制用於機(jī)床工作臺(tái)的前進(jìn)與後退或主軸的正反轉(zhuǎn)等。由電動(dòng)機(jī)原理可知，只要把電動(dòng)機(jī)的三相電源進(jìn)線中的任意兩相對(duì)調(diào)，就可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。需要用兩個(gè)接觸器來實(shí)現(xiàn)這一要求。當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)反轉(zhuǎn)接觸器工作時(shí)，將電動(dòng)機(jī)接到電源的任意兩根聯(lián)線對(duì)調(diào)一下，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。1.按鈕控制的正反轉(zhuǎn)控制電路正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)電氣互鎖按鈕聯(lián)鎖（1）接觸器互鎖的正反轉(zhuǎn)控制完成“正轉(zhuǎn)-停-反轉(zhuǎn)”或“反轉(zhuǎn)-停-正轉(zhuǎn)”的電氣控制。

線路的動(dòng)作原理:合上電源開關(guān)QS按SB1正轉(zhuǎn)控制：按SB2

KM1線圈得電KM1自鎖觸頭閉合KM1主觸頭閉合

KM1互鎖觸頭斷開電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)KM1線圈失電電動(dòng)機(jī)M停轉(zhuǎn)SB1KM1SB3KM2KM2KM1KM2KM1SB2反轉(zhuǎn)控制：按SB3KM2線圈得電電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)按鈕互鎖互鎖互鎖（2）按鈕接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制可實(shí)現(xiàn)“正—反—停”或“反—正—?！钡牟僮骺刂?。線路的動(dòng)作原理SB1KM1SB3KM2KM2KM1KM2KM1SB2按下SB2KM1得電電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)按下SB3KM1斷電KM2得電電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)：反轉(zhuǎn)：按鈕聯(lián)鎖互鎖互鎖2、行程開關(guān)控制的正反轉(zhuǎn)電路自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)：SB1KM1SB3KM2KM2KM1SQ2SQ1KM2KM1SB2SQ3SQ4SQ1SQ3SQ4SQ2前進(jìn)(正轉(zhuǎn)）後退12行程開關(guān)擋塊到達(dá)預(yù)定位置擋鐵1撞擊SQ1按下SB2KM1通電電機(jī)正轉(zhuǎn)工作臺(tái)前進(jìn)停止正轉(zhuǎn)KM1斷電KM2得電電機(jī)反轉(zhuǎn)工作臺(tái)後退2.3.3籠型非同步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)控制定子串電阻降壓起動(dòng)Y-△降壓起動(dòng)定子串電阻降壓起動(dòng)工作原理：停止起動(dòng)按下SB2KM1得電KT得電計(jì)時(shí)電電動(dòng)阻機(jī)起串動(dòng)KM2得電電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行圖中電動(dòng)機(jī)由降壓起動(dòng)轉(zhuǎn)為全壓運(yùn)行後KM1和KT均斷電，只有KM2得電。按下SB1，電動(dòng)機(jī)停Y-△降壓起動(dòng)（一）三個(gè)接觸器控制的電路工作原理：起動(dòng)按下SB2KM1得電KM3得電KT得電Y起動(dòng)Y接計(jì)時(shí)KM3斷電KM2通電

KM1仍得電△運(yùn)行△接停止Y-△降壓起動(dòng)（二）兩個(gè)接觸器控制的電路（練習(xí)分析工作原理）2.3.4籠型非同步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制反接制動(dòng)控制線路能耗制動(dòng)控制電路反接制動(dòng)控制線路工作原理：按SB2起動(dòng)KM1通電電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)運(yùn)行KV動(dòng)合觸點(diǎn)閉合按SB1KM1斷電KM2通電（開始制動(dòng)）n≈0,KV複位KM2斷電（制動(dòng)結(jié)束）速度繼電器停止能耗制動(dòng)控制電路（1）按時(shí)間原則控制的能耗制動(dòng)線路工作原理：按SB2KM1通電電動(dòng)機(jī)起動(dòng)按SB1KM1斷電KM2通電KT通電能耗制動(dòng)延時(shí)KM2斷電（制動(dòng)結(jié)束）起停（2）速度原則控制的可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)控制線路練習(xí)：分析工作過程2.3.5按順序工作時(shí)的聯(lián)鎖控制

按下SB2KM1得電M1起動(dòng)先起按下SB4後起M2停按下SB1總停KM1斷電KM2斷電M1；M2均停工作原理：KM2得電M2起動(dòng)按下SB3KM2斷電M2停2.4典型數(shù)控機(jī)床電氣控制線路分析2.4.1機(jī)床主電路分析2.4.2機(jī)床交流控制電路分析2.4.3機(jī)床的電源線路分析2.4.1機(jī)床主電路分析QF1用來接通電源並對(duì)整個(gè)動(dòng)力線路進(jìn)行超載及短路保護(hù)；KM1和KM2用來控制主軸電動(dòng)機(jī)M1的正反轉(zhuǎn)；QF2作為主軸電動(dòng)機(jī)的超載及短路保護(hù)；KM3用來控制冷卻電動(dòng)機(jī)M2的啟動(dòng)和停止；QF3作為冷卻電動(dòng)機(jī)的超載及短路保護(hù)；KM4和KM5用來控制刀架電動(dòng)機(jī)M3的正反轉(zhuǎn)；QF4作為刀架電動(dòng)機(jī)的超載及短路保護(hù)；滅弧器RC1～RC3用來保護(hù)交流接觸器的主觸點(diǎn)；防止當(dāng)主觸點(diǎn)斷開時(shí)，在動(dòng)、靜觸點(diǎn)間產(chǎn)生強(qiáng)烈電弧，燒壞主觸點(diǎn)。主電路分析KM1線圈和KM2一對(duì)常閉輔助觸點(diǎn)串聯(lián)，KM2線圈和KM1一對(duì)常閉輔助觸點(diǎn)串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)主軸電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器間的互鎖控制；KM4線圈和KM5一對(duì)常閉輔助觸點(diǎn)串聯(lián)，KM5線圈和KM4一對(duì)常閉輔助觸點(diǎn)串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)刀架電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器間的互鎖控制；KM3線圈用來控制KM3的主觸點(diǎn)吸合。KA2～KA6觸點(diǎn)由可編程控制器或數(shù)控裝置I/O口控制，用來控制交流接觸器KM1～KM5的線圈得電或斷電。2.4.2機(jī)床交流控制電路分析2.4.3機(jī)床的電源線路分析變壓器TC2原邊接三相AC380V，副邊三組繞組分別提AC220V、AC24V、AC110V電壓。AC220V給開關(guān)電源供電，AC24V給電櫃風(fēng)扇供電，斷路器QF6～QF10用來對(duì)線路進(jìn)行超載及短路保護(hù)。3.1PLC概述3.2PLC的基本應(yīng)用知識(shí)3.3數(shù)控機(jī)床PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及調(diào)試3.4數(shù)控機(jī)床PLC應(yīng)用實(shí)例3.1PLC概述3.1.1PLC的特點(diǎn)與分類3.1.2PLC的組成及工作方式3.1.4梯形圖和語句表3.1.3常見的編程語言3.1.1PLC的特點(diǎn)與分類PLC的特點(diǎn)(1)PLC是一種專用於工業(yè)順序控制的微機(jī)系統(tǒng)。(2)PLC是專為在惡劣的工業(yè)環(huán)境下使用而設(shè)計(jì)的，所以具有很強(qiáng)的抗干擾能力。(3)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，很容易裝入機(jī)床內(nèi)部或電氣箱內(nèi)，便於實(shí)現(xiàn)動(dòng)作複雜的控制邏輯和數(shù)控機(jī)床的機(jī)電一體化。(4)採(cǎi)用梯形圖編程方式。(5)PLC可與編程器、個(gè)人電腦等連接，可以很方便地實(shí)現(xiàn)程式的顯示、編輯、診斷、存儲(chǔ)和傳送等操作。

3.1.1PLC的特點(diǎn)與分類PLC的分類

PLC的產(chǎn)品很多，型號(hào)規(guī)格也不統(tǒng)一，可以從結(jié)構(gòu)、原理、規(guī)模等方面分類。從數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的角度分，可編程控制器可分為兩類：一類是CNC的生產(chǎn)廠家將數(shù)控裝置(CNC)和PLC綜合起來而設(shè)計(jì)的“內(nèi)裝型”(Build—inType)PLC；另一類是專業(yè)的PLC生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，它們的輸入／輸出信號(hào)介面技術(shù)規(guī)範(fàn)、輸入／輸出點(diǎn)數(shù)、程式存儲(chǔ)容量以及運(yùn)算和控制功能均能滿足數(shù)控機(jī)床的控制要求，稱為“獨(dú)立型”(Sand—aloneType)PLC。

內(nèi)裝型PLC

獨(dú)立型PLC內(nèi)裝型PLC內(nèi)裝型PLC從屬於CNC裝置，PLC與CNC裝置之間的信號(hào)傳送在CNC裝置內(nèi)部即可實(shí)現(xiàn)。PLC與數(shù)控機(jī)床之間則通過CNC輸入／輸出介面電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳送。特點(diǎn)：(1)內(nèi)裝型PLC實(shí)際上是CNC裝置帶有的PLC功能。(2)內(nèi)裝型PLC系統(tǒng)適用於單機(jī)數(shù)控設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)合。(3)內(nèi)裝型PLC可與CNC共用CPU，也可以單獨(dú)使用一個(gè)CPU。(4)採(cǎi)用內(nèi)裝型PLC結(jié)構(gòu)，CNC系統(tǒng)可以具有某些高級(jí)控制功能。世界著名的CNC系統(tǒng)廠家在其生產(chǎn)的CNC產(chǎn)品中，大多開發(fā)了內(nèi)裝型PLC功能。

系統(tǒng)框圖內(nèi)裝型PLC的CNC系統(tǒng)框圖

獨(dú)立型PLC又稱外裝型或通用型PLC。對(duì)數(shù)控機(jī)床而言，獨(dú)立型PLC獨(dú)立於CNC裝置，具有完備的硬體結(jié)構(gòu)和軟體功能，能夠獨(dú)立完成規(guī)定的控制任務(wù)。採(cǎi)用獨(dú)立型PLC的數(shù)控系統(tǒng)框圖。特點(diǎn)：(1)獨(dú)立型PLC具有CPU及其控制電路，系統(tǒng)程式記憶體、用戶程式記憶體、輸入／輸出介面電路、與編程器等外部設(shè)備通信的介面和電源等基本功能結(jié)構(gòu)。(2)獨(dú)立型PLC一般採(cǎi)用積木式模組結(jié)構(gòu)或插板式結(jié)構(gòu)，各功能電路多做成獨(dú)立的模組或印刷電路插板，具有安裝方便、功能易於擴(kuò)展和變更的優(yōu)點(diǎn)。(3)性能／價(jià)格比不如內(nèi)裝型PLC。獨(dú)立型PLC

系統(tǒng)框圖獨(dú)立型PLC的CNC系統(tǒng)框圖

3.1.2PLC的組成及工作方式PLC的組成微處理器(CPU)、記憶體、用戶輸人／輸出部分、輸入／輸出擴(kuò)展介面、週邊設(shè)備以及電源等。對(duì)於內(nèi)裝型PLC，CPU、記憶體、週邊設(shè)備、電源等部分一般與CNC裝置共用。各組成部分的功能(1)CPU與通用微機(jī)CPU一樣，它是PLC的核心。(2)PLC有系統(tǒng)記憶體和用戶記憶體，前者用作存儲(chǔ)監(jiān)控程序、模組化應(yīng)用副程式和各種系統(tǒng)參數(shù)等。後者用作存放用戶程式。(3)用戶輸入／輸出部分包括輸入／輸出介面，輸入／輸出控制電路及隔離電路等，用作PLC與外部輸入／輸出設(shè)備進(jìn)行連接。(4)當(dāng)主機(jī)默認(rèn)的I／O點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，可選配I／O擴(kuò)展模組，但不能單獨(dú)使用。(5)週邊設(shè)備根據(jù)PLC的型號(hào)與廠家的不同，可配置編程設(shè)備、程式寫入器、用戶程式卡、磁帶機(jī)、印表機(jī)、A／D、D／A、高速計(jì)數(shù)器、RS232／485通信介面、光纖通信介面等。3.1.2PLC的組成及工作方式PLC的工作方式PLC的基本工作方式是順序執(zhí)行用戶程式，每一時(shí)鐘週期執(zhí)行一條指令。對(duì)用戶程式的執(zhí)行一般有迴圈掃描和定時(shí)掃描兩種，掃描過程分為三個(gè)階段，即輸入採(cǎi)樣階段、程式執(zhí)行階段和輸出刷新階段。掃描過程(1)輸入採(cǎi)樣階段。PLC在輸入採(cǎi)樣階段以掃描方式順序讀人所有輸入端子的狀態(tài)，存人輸人寄存器，接著轉(zhuǎn)入程式執(zhí)行階段。(2)程式執(zhí)行階段。PLC在程式執(zhí)行階段中順序?qū)γ織l指令進(jìn)行掃描。先從輸人寄存器讀人所有輸入端子的狀態(tài)。若程式中規(guī)定要讀人某輸出狀態(tài)，則也在此時(shí)讀入。然後進(jìn)行邏輯運(yùn)算，最後將結(jié)果送人輸出寄存器。(3)輸出刷新階段。所有指令執(zhí)行完畢後，將輸出寄存器中所有的輸出狀態(tài)送到輸出電路，成為PLC的實(shí)際輸出。PLC執(zhí)行完上述的三個(gè)階段稱為一個(gè)掃描週期。3.1.3常見的編程語言常見的編程語言

梯形邏輯圖(LAD)

指令語句表(STL)

電腦的通用語言3.1.4梯形圖和語句表梯形圖(1)梯形圖的結(jié)構(gòu)是採(cǎi)用“觸點(diǎn)”、“線圈”(或稱繼電器線圈)、“功能圖”等圖形符號(hào)表達(dá)輸出與輸入的邏輯關(guān)係。(2)梯形圖是沿從上到下、從左到右，一個(gè)梯級(jí)一個(gè)梯級(jí)地順序進(jìn)行工作，當(dāng)執(zhí)行至順序程式結(jié)束時(shí)，又返回開頭重複執(zhí)行。(3)高級(jí)順序和低級(jí)順序。應(yīng)把需要迅速處理的信號(hào)及快速回應(yīng)的順序編在高級(jí)順序中，如急停、坐標(biāo)軸極限超程等邏輯，其他信號(hào)則編在低級(jí)順序中。

繪製梯形圖的原則(1)梯形圖按從上到下、從左到右的順序繪製。繼電器線圈在最右側(cè)，若存在左右的電力軌線，則整個(gè)邏輯圖形似梯形。(2)對(duì)電路各元件分配編號(hào)。(3)在梯形圖中輸入觸點(diǎn)用來表示用戶輸入設(shè)備的輸入信號(hào)。(4)在梯形圖中，同一繼電器的常開、常閉觸點(diǎn)可以多次被使用，不受限制，但同一繼電器的線圈只能使用一次，否則僅最後一次操作有效。3.1.4梯形圖和語句表語句表(1)基本指令

(2)功能指令：包括有定時(shí)器指令、計(jì)數(shù)器指令、順序結(jié)束指令、解碼指令、旋轉(zhuǎn)指令及乘除運(yùn)算等。3.2PLC的基本應(yīng)用知識(shí)3．2．1CNC側(cè)與MT側(cè)的概念

3．2．2介面資訊

3．2．3安全互鎖3．2．1CNC側(cè)與MT側(cè)的概念“CNC側(cè)”包括CNC系統(tǒng)的硬體軟體以及CNC系統(tǒng)的外部設(shè)備?！癕T側(cè)”則包括機(jī)床的機(jī)械部分、液壓、氣壓、冷卻、潤(rùn)滑、排屑等輔助裝置，以及機(jī)床操作面板、繼電器線路、機(jī)床強(qiáng)電線路等。

MT側(cè)順序控制的最終對(duì)象的數(shù)量隨數(shù)控機(jī)床的類型、結(jié)構(gòu)、輔助裝置等的不同而有很大的差別。機(jī)床結(jié)構(gòu)越複雜，輔助裝置越多，受控對(duì)象數(shù)量就越多。相比而言柔性製造單元(FMC)、柔性製造系統(tǒng)(FMS)的受控對(duì)象數(shù)量多，而數(shù)控車床、數(shù)控銑床的受控對(duì)象數(shù)量較少。3．2．2介面資訊電氣介面從信號(hào)的流向來看包括輸入介面和輸出介面從信號(hào)的幅值特性來看包括模擬量介面和開關(guān)量介面

開關(guān)量輸入介面開關(guān)量輸出介面模擬量輸出介面開關(guān)量輸入介面開關(guān)量輸入介面等效電路——NPN型開關(guān)量輸入介面等效電路——PNP型開關(guān)量輸出介面開關(guān)量輸出介面等效電路——NPN型開關(guān)量輸出介面等效電路——PNP型模擬量輸出介面3．2．2介面資訊寄存器介面輸入寄存器(X／I)輸出寄存器(Y／O)輔助寄存器(R／M)計(jì)數(shù)器(C)定時(shí)器(T)

斷電保存寄存器(B／M)用戶指令寄存器(P)CNC狀態(tài)寄存器(F)CNC控制寄存器(G)

1、輸入寄存器(X／I)——保存各輸入介面的狀態(tài)。2、輸出寄存器(Y／O)——保存各輸出介面的狀態(tài)。3、輔助寄存器(R／M)。輔助寄存器又稱中間寄存器，用於保存運(yùn)算中所需要的中間變數(shù)的狀態(tài)。在PLC內(nèi)起傳遞信號(hào)的作用。4、計(jì)數(shù)器

計(jì)數(shù)器(COUNTER，簡(jiǎn)稱C或CNT)有一個(gè)時(shí)鐘脈衝端(CP)，它接受PLC內(nèi)各種軟繼電器送入的脈衝信號(hào)，在圖中為輸入繼電器觸點(diǎn)X00，當(dāng)X00由斷開到閉合，每變換一次輸入一個(gè)脈衝信號(hào)，計(jì)數(shù)器就從當(dāng)前值減1，直到計(jì)數(shù)器當(dāng)前值為0時(shí)，計(jì)數(shù)器線圈通電，它的常開觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開，這些觸點(diǎn)都可以在PLC內(nèi)選擇使用。5、定時(shí)器

當(dāng)輸入繼電器X00接受到輸入信號(hào)後，觸點(diǎn)X00接通，即為邏輯1狀態(tài)，定時(shí)器線圈通電開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過設(shè)定時(shí)間(圖中為10s)後，其常開觸點(diǎn)TOO閉合，輸出繼電器Y00線圈通電即為1狀態(tài)。

定時(shí)器(TIMER，簡(jiǎn)寫T)的工作時(shí)間即延時(shí)時(shí)間由程式設(shè)定。定時(shí)器線圈接受到輸入信號(hào)後，按數(shù)值遞減的方式進(jìn)行。當(dāng)前數(shù)值變?yōu)?時(shí)進(jìn)行一次輸出，即定時(shí)器常開觸點(diǎn)閉合。

6、斷電保存寄存器(B／M)。PLC上電工作時(shí)，除去已閉合的輸入條件，其他寄存器的值都為0。斷電保存寄存器除具有輔助寄存器功能外，還具有斷電保存的功能，即PLC上電時(shí)保持上次斷電時(shí)的狀態(tài)。7、用戶指令寄存器(P)。一般在內(nèi)裝式PLC中提供，各寄存器的含義由PLC定義。8、CNC狀態(tài)寄存器(F)。一般在內(nèi)裝式PLC中提供，各寄存器的含義由數(shù)控系統(tǒng)軟體定義。9、CNC控制寄存器(G)。一般在內(nèi)裝式PLC中提供，各寄存器的含義由數(shù)控系統(tǒng)軟體定義。3．2．3安全互鎖定義

若目前有A、B兩個(gè)過程，出於安全的目的，當(dāng)A動(dòng)作後將限制B的動(dòng)作，稱A對(duì)B有安全互鎖；若B對(duì)A也有安全互鎖，稱A、B之間安全互鎖。

功能1、急停2、限位3、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置4、主軸單元5、三相非同步電動(dòng)機(jī)換向6、換刀3.3數(shù)控機(jī)床PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及調(diào)試3．3．1PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟

3．3．2PLC程式設(shè)計(jì)3．3．3PLC調(diào)試3．3．1PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟-11、工藝分析

首先，對(duì)被控機(jī)床設(shè)備的工藝過程、工作特點(diǎn)、控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性進(jìn)行分析，估算I／O開關(guān)量的點(diǎn)數(shù)、I／O模擬量的介面數(shù)量和精度要求，從而對(duì)PLC提出整體要求。2．系統(tǒng)調(diào)研

根據(jù)設(shè)備的要求，對(duì)初步選定的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)研，瞭解其所提供的PLC系統(tǒng)的功能和特點(diǎn)。3．3．1PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟-23、確定方案主要是從PLC的角度對(duì)數(shù)控系統(tǒng)提出要求，從而確定數(shù)控系統(tǒng)的方案。在選擇獨(dú)立型PLC時(shí)主要考慮以下4個(gè)因素功能範(fàn)圍。

I／O點(diǎn)數(shù)。記憶體容量。根據(jù)系統(tǒng)大小不同，選擇用戶記憶體容量不同的PLC選擇方法主要憑經(jīng)驗(yàn)估算，其估算法有下列兩種：(a)PLC記憶體容量(指令條數(shù))約等於I／O總點(diǎn)數(shù)的10～15倍；(b)指令條數(shù)＝6×(I／O)+2×(Tm+Ctr)，式中，Tm為定時(shí)器總數(shù)，Ctr為計(jì)數(shù)器總數(shù)。有時(shí)可在其基礎(chǔ)上增加20％的裕量。處理時(shí)間。PLC從處理一個(gè)輸入信號(hào)到產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)所需的時(shí)間稱為處理時(shí)間。

3．3．1PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟-34．電氣設(shè)計(jì)

PLC控制系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)包括：原理圖、元器件清單、電櫃佈置圖、接線圖與互連圖。電氣設(shè)計(jì)時(shí)特別要注意：(1)PLC輸出介面的類型，是繼電器輸出還是光電隔離輸出等。(2)PLC輸出介面的驅(qū)動(dòng)能力，一般繼電器輸出為2A，光隔輸出為500mA。(3)模擬量介面的類型和極性要求，一般有電流型輸出(一29mA～+20mA)和電壓型輸出(一10V～+10V)兩種可選。(4)採(cǎi)用多直流電源時(shí)的共地要求。(5)輸出端接不同負(fù)載類型時(shí)的保護(hù)電路。執(zhí)行電器若為感性負(fù)載，需接保護(hù)電路，電源為直流可加續(xù)流二極體，電源為交流可加阻容吸收電路。(6)若電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大或附近有大的電磁干擾源，應(yīng)在電源與PLC間加設(shè)隔離變壓器、穩(wěn)壓電源或電源濾波器。(7)注意PLC的散熱條件，當(dāng)PLC的環(huán)境溫度大於55℃時(shí)，要用風(fēng)扇強(qiáng)制冷。3．3．2PLC程式設(shè)計(jì)PLC程式設(shè)計(jì)的常用方法

PLC程式設(shè)計(jì)的一般步驟

PLC程式設(shè)計(jì)的一般原則

PLC程式設(shè)計(jì)的常用方法1、狀態(tài)表法是從傳統(tǒng)繼電器邏輯設(shè)計(jì)方法繼承而來，經(jīng)過適當(dāng)改進(jìn)，適合於可編程控制器梯形圖設(shè)計(jì)的一種方法。但狀態(tài)表法僅適合於單一順序問題的程式設(shè)計(jì)，對(duì)於具有並行順序和選擇順序的問題就顯得無能為力了。２、功能圖法是先將控制要求表達(dá)為功能圖，用功能圖來說明可編程控制器所要完成的控制功能，然後由功能圖寫出邏輯方程，再畫出梯形圖或?qū)懗鲋噶?。３、流程圖法是熟悉電腦高級(jí)語言的程式設(shè)計(jì)人員常用的程式設(shè)計(jì)方法。PLC程式設(shè)計(jì)的一般步驟１、若所採(cǎi)用的PLC自帶有程式，應(yīng)該詳細(xì)瞭解程式已有的功能和對(duì)現(xiàn)有需求的滿足程度和可修改性。儘量採(cǎi)用PLC自帶的程式。２、將所有與PLC相關(guān)的輸入信號(hào)(按鈕、行程開關(guān)、速度及溫度等感測(cè)器)，輸出信號(hào)(接觸器、電磁閥、信號(hào)燈等)分別列表，並按PLC內(nèi)部介面範(fàn)圍，給每個(gè)信號(hào)分配一個(gè)確定的編號(hào)。３、詳細(xì)瞭解生產(chǎn)工藝和設(shè)備對(duì)控制系統(tǒng)的要求。畫出系統(tǒng)各個(gè)功能過程的工作迴圈圖或流程圖、功能圖及有關(guān)信號(hào)的時(shí)序圖。４、按照PLC程式語言的要求設(shè)計(jì)梯形圖或編寫程式清單。梯形圖上的文字符號(hào)應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)與PLC內(nèi)部介面對(duì)照表的規(guī)定標(biāo)注。PLC程式設(shè)計(jì)的一般原則

１、保證人身與設(shè)備安全的設(shè)計(jì)永遠(yuǎn)都不是多餘的。２、PLC程式的安全設(shè)計(jì)，並不代表硬體的安全保護(hù)可以省略。３、瞭解PLC自身的特點(diǎn)。４、設(shè)計(jì)調(diào)試點(diǎn)易於調(diào)試。５、模組化設(shè)計(jì)。６、儘量減少程式量。７、全面的注釋，便於維修。3．3．3PLC調(diào)試1、輸入程式2、檢查電氣線路3、模擬調(diào)試模擬調(diào)試可以採(cǎi)用系統(tǒng)提供的模擬臺(tái)調(diào)試，也可以在關(guān)閉系統(tǒng)強(qiáng)電的條件下模擬調(diào)試，例如關(guān)閉主軸強(qiáng)電空開，那麼調(diào)試中即使PLC動(dòng)作有誤，由於主軸電動(dòng)機(jī)不會(huì)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)，所以也不會(huì)引起事故。4、運(yùn)行調(diào)試5、非常規(guī)調(diào)試，驗(yàn)證安全保護(hù)和報(bào)警的功能這部分工作一般也分為模擬調(diào)試和運(yùn)行中調(diào)試，以防如果保護(hù)功能失效而損壞器件和設(shè)備。6、安全檢查並投入考驗(yàn)性試運(yùn)行3.4數(shù)控機(jī)床PLC應(yīng)用實(shí)例主軸系統(tǒng)

車床刀架

過程分析

安全互鎖

程式設(shè)計(jì)過程分析

安全互鎖

程式設(shè)計(jì)主軸系統(tǒng)-過程分析主軸的控制包括正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止、制動(dòng)和衝動(dòng)等。要求：按正轉(zhuǎn)按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；按反轉(zhuǎn)按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；按停止按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)停止，並控制制動(dòng)器制動(dòng)2s；按下衝動(dòng)按鈕電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)0.5s，然後停止；電動(dòng)機(jī)超載報(bào)警後正／反轉(zhuǎn)按鈕衝動(dòng)按鈕無效。

電氣設(shè)計(jì)圖電氣設(shè)計(jì)圖器件說明器件含義主軸系統(tǒng)-安全互鎖在電氣安全互鎖設(shè)計(jì)方面，主軸正/反轉(zhuǎn)在接觸器和繼電器分別進(jìn)行了安全互鎖；主軸正／反轉(zhuǎn)對(duì)刀具松進(jìn)行了安全互鎖；急停對(duì)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行了安全互鎖。主軸系統(tǒng)-程式設(shè)計(jì)與主軸控制相關(guān)的輸入／輸出寄存器包括：輸入寄存器：X1.4——正轉(zhuǎn)

X1.5——反轉(zhuǎn)

X1.6——停止

X1.7——衝動(dòng)

X8.5——報(bào)警輸出寄存器：Y5.0——正轉(zhuǎn)

Y5.1——反轉(zhuǎn)

Y5.2——制動(dòng)

Y5.3——松刀程式-11．LDX1.4讀取主軸正轉(zhuǎn)按鈕2．ORR0.0R0.0自鎖3．ANDX8.5無報(bào)警4．ANIY5.3刀具未鬆開5．ANDX1.6停止按鈕未按下(停止按鈕硬體上是常閉連接)6．ANIY5.1反轉(zhuǎn)無輸出7．ANIY5.2主軸未制動(dòng)8．OUTR0.0輸出中間變數(shù)R0.0，並自鎖—主軸正轉(zhuǎn)條件都滿足，則按下正轉(zhuǎn)按鈕後，輸出R0.0並自鎖—9．LDX1.7讀取主軸衝動(dòng)按鈕10．ORR0.1R0.1互鎖11．ANIT1若T1計(jì)時(shí)未完成12．OUTR0.1輸出R0.113．OUTT1K5T1計(jì)時(shí)0.5s—按下主軸衝動(dòng)按鈕後，R0．1輸出0.5s後關(guān)閉—程式-214．LDR0.0讀取R0.015．ORR0.1或R0.016．ANDX8.5無報(bào)警17．ANIY5.3刀具未鬆開18．ANDX1.6停止按鈕未按下19．ANIY5.1反轉(zhuǎn)無輸出20．ANIY5.2主軸未制動(dòng)21．OUTY5.0輸出Y5.0控制主軸正轉(zhuǎn)—主軸正轉(zhuǎn)條件滿足後，R0.0和R0.1任意一個(gè)有輸出則輸出Y5.0控制主軸正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了主軸連續(xù)正轉(zhuǎn)和每次按下主軸衝動(dòng)按鈕，主軸正向衝動(dòng)0.5s的功能—程式-322．LDX1.6讀取主軸停止按鈕23．ORY5.2主軸制動(dòng)自鎖24．ANIT2若T2計(jì)時(shí)未完成25．OUTY5.2輸出主軸制動(dòng)26．OUTT2K20T2計(jì)時(shí)2s—按下主軸停止按鈕後，Y5.2輸出制動(dòng)主軸2s後斷開—27．LDX1.5讀取主軸反轉(zhuǎn)按鈕28．ORY5.1主軸反轉(zhuǎn)自鎖29．ANDX8.5報(bào)警30．ANlY5.3刀具末鬆開31．ANDX1.6停止按鈕未按下32.ANIY5.0正轉(zhuǎn)無輸出33.ANIY5.2主軸未制動(dòng)34.OUTY5.1輸出Y5.1控制主軸反轉(zhuǎn)35.END—主軸反轉(zhuǎn)條件都滿足，則按下反轉(zhuǎn)按鈕後，輸出Y5.1並自鎖—車床刀架-過程分析換刀動(dòng)作由T指令或手動(dòng)換刀按鈕啟動(dòng)，換刀過程：(a)刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；(b)檢測(cè)到所選刀位的有效信號(hào)後，停止刀架電動(dòng)機(jī)，並延時(shí)(100ms)；(c)延時(shí)結(jié)束後刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)鎖死刀架，並延時(shí)(500ms)；(d)延時(shí)結(jié)束後停止刀架電動(dòng)機(jī)，換刀完成。車床刀架不存在刀具交換的問題，刀具選好後即可以開始加工，因此，車床的換刀由T指令(選刀指令)完成，而不需要換刀指令(M06指令)的參與。

車床刀架示意圖

電氣設(shè)計(jì)圖車床刀架示意圖

電氣設(shè)計(jì)圖器件說明器件含義車床刀架-安全互鎖刀架電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間旋轉(zhuǎn)(如20s)，而檢測(cè)不到刀位信號(hào)，則認(rèn)為刀架出現(xiàn)故障，立即停止刀架電動(dòng)機(jī)，以防止將其損壞並報(bào)警提示。

刀架電動(dòng)機(jī)過熱報(bào)警時(shí)，停止換刀過程，並禁止自動(dòng)加工。車床刀架-程式設(shè)計(jì)自動(dòng)刀架控制涉及的輸入／輸出寄存器X2.7——刀架電動(dòng)機(jī)過熱報(bào)警輸入X3.0～X3.3——1～4號(hào)刀到位信號(hào)輸入X30.6——手動(dòng)刀位選擇按鈕信號(hào)輸入X30.7——手動(dòng)換刀啟動(dòng)按鈕信號(hào)輸入Y0.6——刀架正轉(zhuǎn)繼電器控制輸出Y0.7——刀架反轉(zhuǎn)繼電器控制輸出PLC程式按定時(shí)迴圈掃描的方式執(zhí)行，與換刀相關(guān)的程式掃描週期為16ms，用plc1_time表示。程式中利用這一點(diǎn)實(shí)現(xiàn)定時(shí)(延時(shí))功能。程式中用到的變數(shù)1、*sys_ext_alm()：用於設(shè)定外部報(bào)警，為16位二進(jìn)位數(shù)，每一位代表一個(gè)報(bào)警，可設(shè)定0～15共16個(gè)外部報(bào)警。某位為1時(shí)，相對(duì)應(yīng)的外部報(bào)警顯示，為0時(shí)則清除相對(duì)應(yīng)的報(bào)警。2、mod_T_code(0)：T指令代碼，一般為三位十進(jìn)位數(shù)，百位表示刀號(hào)，個(gè)位、十位表示刀偏號(hào)。置“-1”時(shí)T指令完成。3、T_stage：定義換刀順序標(biāo)記的局部變數(shù)(字元型)。4、T_stage_dwell：定義換刀延時(shí)時(shí)間的局部變數(shù)(無符號(hào)整型)。5、T_NO：定義所選刀號(hào)的局部變數(shù)(字元型)。程式-1

if((X[2]&0x80)==0)／／若電動(dòng)機(jī)過熱(X2.7為0){*sys_ext_alm()|=4;／／則顯示2號(hào)外部報(bào)警：刀架／／電動(dòng)機(jī)過熱mod_T_code(0)=-1;／／強(qiáng)制T指令完成return;}／／從T指令處理程式返回到PLC主程序

(以下簡(jiǎn)稱“返回”)else／／否則

*sys_ext_alm()&=～4;／／清除2號(hào)外部報(bào)警

T_NO=mod_T_code(0)／100;／／由T指令獲得所要選／／的刀號(hào)／／例如T121，指選1號(hào)刀，刀偏值取21號(hào)程式-2if(T_stage_dwell>plcl_time)／／若設(shè)定的換刀延時(shí)／／時(shí)間未完成{T_stage_dwell-=plcl_time;／／則延時(shí)時(shí)間減去本／／程式執(zhí)行週期的掃描時(shí)間return;}／／並且返回else／／否則T_stage_dwell=0;／／清零為下次延時(shí)準(zhǔn)備／／進(jìn)入switch結(jié)構(gòu)，執(zhí)行換刀順序的下一步switch(T_stage)／／讀取換刀順序標(biāo)記{case0;／／換刀第0步Y(jié)[0]|=0x40;／／輸出Y0.6，刀架正轉(zhuǎn)break;／／退出switch結(jié)構(gòu)

(以下簡(jiǎn)稱“退出”)程式-3case1;／／換刀第1步if((X[3]&0xF)!=(1<<(T_NO-1))){／／若本掃描週期讀取的刀位信號(hào)不是所選刀T_stage=0;／／則回到換刀第0步，即保持正轉(zhuǎn)／／繼續(xù)找刀T_change_time+=plcl_time;／／記錄正轉(zhuǎn)時(shí)間If(T_change_time>8000)／／若超過8s沒有找到／／目標(biāo)刀位{*sys_ext_alm()|=8;／／則顯示3號(hào)外部報(bào)警換刀超時(shí)Y[0]&=～0x40;／／停止電動(dòng)機(jī)mod_T_code(0)＝-1;／／T指令強(qiáng)制完成break;}／／退出else程式-4*sys_ext_alm()&=～8;／／否則清除3號(hào)外部報(bào)警break;}／／退出Y[0]&=～0x40;／／否則表示以到達(dá)所選刀位，／／Y0.6置零，停止刀架正轉(zhuǎn)T_stage_dwell=100;／／設(shè)定停止延時(shí)=100msbreak;