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1、第二章第二章 数控机床电气控制基本环节数控机床电气控制基本环节2.1 数控机床电气原理图的绘图规则数控机床电气原理图的绘图规则2.2 数控机床电气控制的逻辑表示数控机床电气控制的逻辑表示2.3 数控机床电气控制线路的基本规律数控机床电气控制线路的基本规律2.1 数控机床电气数控机床电气原理图的绘图规则原理图的绘图规则 电力拖动控制系统由拖动机器的电动机和电气控制电路等组电力拖动控制系统由拖动机器的电动机和电气控制电路等组成。为了表达电气控制系统的设计意图，便于分析其工作原成。为了表达电气控制系统的设计意图，便于分析其工作原理、安装、调试和检修控制系统，必须采用统一的图形符号理、安装、调试和检修
2、控制系统，必须采用统一的图形符号和文字符号来表达。和文字符号来表达。一电气控制线路的图形及文字符号一电气控制线路的图形及文字符号电气图示符号有：图形符号、文字符号、回路标号以及坐标电气图示符号有：图形符号、文字符号、回路标号以及坐标标示和文字标示。标示和文字标示。1图形符号图形符号 图形符号通常用于图样或其它文件以表示一个图形符号通常用于图样或其它文件以表示一个设备或概念的图形、标记或字符。设备或概念的图形、标记或字符。 下一页2.1 数控机床电气数控机床电气原理图的绘图规则原理图的绘图规则（1）符号要素一种具有确定意义的简单图形，必须同其它图）符号要素一种具有确定意义的简单图形，必须同其它图
3、形组合才构成一个设备或概念的完整符号。形组合才构成一个设备或概念的完整符号。（2）一般符号用以表示一类产品和此类产品特征的一种简单）一般符号用以表示一类产品和此类产品特征的一种简单的符号。如电动机可用一个圆圈表示。的符号。如电动机可用一个圆圈表示。（3）限定符号用于提供附加信息的一种加在其它符号上的符）限定符号用于提供附加信息的一种加在其它符号上的符号。号。运用图形符号绘制电气系统图时应注意：运用图形符号绘制电气系统图时应注意：符号尺寸大小、线条粗细依国家标准可放大与缩小，但在符号尺寸大小、线条粗细依国家标准可放大与缩小，但在同一张图样中，同一符号的尺寸应保持一致，各符号问及符同一张图样中，同
4、一符号的尺寸应保持一致，各符号问及符号本身比例应保持不变。号本身比例应保持不变。下一页上一页2.1 数控机床电气数控机床电气原理图的绘图规则原理图的绘图规则标准中示出的符号方位，在不改变符号含义的前提下，可标准中示出的符号方位，在不改变符号含义的前提下，可根据图面布置的需要旋转，或成镜象位置，但文字和指示方根据图面布置的需要旋转，或成镜象位置，但文字和指示方向不得倒置。向不得倒置。大多数符号都可以加上补充说明标记。大多数符号都可以加上补充说明标记。有些具体器件的符号由设计者根据国家标准的符号要素、有些具体器件的符号由设计者根据国家标准的符号要素、一般符号和限定符号组合而成。一般符号和限定符号组
5、合而成。国家标准未规定的图形符号，可根据实际需要，按突出特国家标准未规定的图形符号，可根据实际需要，按突出特征、结构简单、便于识别的原则进行设计，但需要报国家标征、结构简单、便于识别的原则进行设计，但需要报国家标准局备案。准局备案。 下一页上一页2.1 数控机床电气数控机床电气原理图的绘图规则原理图的绘图规则2文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。 （1）基本文字符号有单字母与双字母两种。）基本文字符号有单字母与双字母两种。 （2）辅助文字符号是用以表示电气设备、装置和元器件以及电）辅助文字符号是用以表示电气设备、装置和元器件以及电路的功能，状态和特征
6、的。路的功能，状态和特征的。 （3）补充文字符号的原则）补充文字符号的原则 在不违背国家标准文字符号编制的条件下，可采用国际标在不违背国家标准文字符号编制的条件下，可采用国际标准中规定的电气技术文字符号。准中规定的电气技术文字符号。在优先采用基本和辅助文字符号的前提下，可补充未列出在优先采用基本和辅助文字符号的前提下，可补充未列出的双字母文字符号和辅助文字符号。的双字母文字符号和辅助文字符号。文字符号应按电气名词术语国家标准或专业技术标准中规文字符号应按电气名词术语国家标准或专业技术标准中规定的英文术语缩写而成。定的英文术语缩写而成。 下一页上一页2.1 数控机床电气数控机床电气原理图的绘图规
7、则原理图的绘图规则文字符号采用拉丁字母大写正体字。文字符号采用拉丁字母大写正体字。因拉丁字母中大写正体字因拉丁字母中大写正体字“I”和和“O”易同阿拉伯数字易同阿拉伯数字“l”和和“0”混淆，因此不允许单独作为文字符号使用。混淆，因此不允许单独作为文字符号使用。3电路各接点标记电路各接点标记三相交流电源引入线采用三相交流电源引入线采用L1、L2、L3标记。标记。电源开关之后的三相交流电源主电路分别按电源开关之后的三相交流电源主电路分别按U、V、W顺顺序标记。序标记。分级三相交流电源主电路采用三相文字代号分级三相交流电源主电路采用三相文字代号U、V、W的的前边加上阿拉伯数字前边加上阿拉伯数字l、
8、2、3等来标记，如等来标记，如lU、1V、1W；2U、2V、2W等。等。下一页上一页2.1 数控机床电气数控机床电气原理图的绘图规则原理图的绘图规则各电动机分支电路各接点标记采用三相文字代号后面加数各电动机分支电路各接点标记采用三相文字代号后面加数字来表示，数字中的个位数表示电动机代号，十位数字表示字来表示，数字中的个位数表示电动机代号，十位数字表示该支路各接点的代号，该支路各接点的代号，U21为第一相的第二个接点代号，以为第一相的第二个接点代号，以此类推。此类推。电动机绕组首端分别用电动机绕组首端分别用U、V、W标记，尾端分别用标记，尾端分别用U、V、W标记，双绕组的中点则用记。标记，双绕组
9、的中点则用记。控制电路采用阿拉伯数字编号，一般由三位或三位以下的控制电路采用阿拉伯数字编号，一般由三位或三位以下的数字组成。数字组成。 2电气控制线路的绘制电气控制线路的绘制电气控制线路的表示方法有两种电气控制线路的表示方法有两种, 一种是原理图，一种是安装一种是原理图，一种是安装图。由于它们的用途不同，绘制原则亦有所差别。图。由于它们的用途不同，绘制原则亦有所差别。下一页上一页2.1 数控机床电气数控机床电气原理图的绘图规则原理图的绘图规则（1）电气原理图绘制的基本规则）电气原理图绘制的基本规则电气控制电路原理图按所规定的图形符号、文字符号和回电气控制电路原理图按所规定的图形符号、文字符号和
10、回路标号进行绘制。路标号进行绘制。原理图分为主电路和辅助电路两部分画出：主电路就是从原理图分为主电路和辅助电路两部分画出：主电路就是从电源到电机绕组的大电流通过的路径。电源到电机绕组的大电流通过的路径。 原理图中所有电器触点，都按没有通电或没有外力作用时原理图中所有电器触点，都按没有通电或没有外力作用时的开闭状态画出。的开闭状态画出。 原理图中，各电器元件的导电部件如线圈和触点的位置，原理图中，各电器元件的导电部件如线圈和触点的位置，应根据便于阅读和分析的原则来安排，绘在它们完成作用的应根据便于阅读和分析的原则来安排，绘在它们完成作用的地方。地方。 下一页上一页2.1 数控机床电气数控机床电气
11、原理图的绘图规则原理图的绘图规则原理图中，有直接电联系的交叉导线的连接点，要用黑圆点表示。原理图中，有直接电联系的交叉导线的连接点，要用黑圆点表示。 原理图中，具有循环运动的机械设备，应在电气控制电路原理图原理图中，具有循环运动的机械设备，应在电气控制电路原理图上绘出工作循环图。上绘出工作循环图。 由若干元件组成的具有特定功能的环节，可用虚线框括起来，并由若干元件组成的具有特定功能的环节，可用虚线框括起来，并标注出环节的主要作用，如速度调节器、电流继电器等。标注出环节的主要作用，如速度调节器、电流继电器等。电气控制电路原理图的全部电机、电器元件的型号、文字符号、电气控制电路原理图的全部电机、电
12、器元件的型号、文字符号、用途、数量、额定技术数据，均应填写在元件明细表内。用途、数量、额定技术数据，均应填写在元件明细表内。（2）图面区域的划分）图面区域的划分图面分区时，竖边从上到下用拉丁字母，横边从左到右用阿拉伯图面分区时，竖边从上到下用拉丁字母，横边从左到右用阿拉伯数字分别编号。数字分别编号。下一页上一页2.1 数控机床电气数控机床电气原理图的绘图规则原理图的绘图规则（3）符号位置的索引）符号位置的索引在较复杂的电气原理图中，对继电器、接触器的线圈的文字在较复杂的电气原理图中，对继电器、接触器的线圈的文字符号下方要标注其触点位置的索引；而在触点文字符号下方符号下方要标注其触点位置的索引；
13、而在触点文字符号下方标注其线圈位置的索引。标注其线圈位置的索引。 （4）电气原理图中技术数据的标注）电气原理图中技术数据的标注电气元件的技术数据，除在电气元件明细表中标明外，有时电气元件的技术数据，除在电气元件明细表中标明外，有时也可用小号字体注在其图形符号的旁边。也可用小号字体注在其图形符号的旁边。3数控机床电气原理图数控机床电气原理图电气原理图包含有各种导线的标号及规格，电机功率，接触电气原理图包含有各种导线的标号及规格，电机功率，接触器的触点和线圈，继电器的触点，断路器，熔断器等。电器器的触点和线圈，继电器的触点，断路器，熔断器等。电器一般均标明了规格及参数。一般均标明了规格及参数。返回
14、上一页2.2 数控机床电气控制的逻辑表示数控机床电气控制的逻辑表示一机床电气的逻辑表示一机床电气的逻辑表示逻辑变量通常只有逻辑变量通常只有“1”，“0”两种取值，表示两种相反的两种取值，表示两种相反的逻辑状态，开关、线圈元件触点的开关状态，线圈的通断电逻辑状态，开关、线圈元件触点的开关状态，线圈的通断电状态。状态。 二逻辑运算法则二逻辑运算法则1逻辑与电路逻辑与电路如图如图2-2所示触点串联实现逻辑与运算，逻辑所示触点串联实现逻辑与运算，逻辑“与与”运算相运算相当于算术运算中的当于算术运算中的“乘乘”运算，用符号运算，用符号“”表示，表示，图图2-2中的电路可用逻辑表达式表示为中的电路可用逻辑
15、表达式表示为KM=KA1KA2下一页2.2 数控机床电气控制的逻辑表示数控机床电气控制的逻辑表示2逻辑或电路逻辑或电路如图如图2-3所示触点并联实现逻辑或运算，逻辑所示触点并联实现逻辑或运算，逻辑“或或”运算相运算相当于算术运算中的当于算术运算中的“加加”运算，用符号运算，用符号“+”表示，表示，图图2-3中中的电路可用逻辑表达式表示为的电路可用逻辑表达式表示为KM=KA1+KA23逻辑非电路逻辑非电路如如图图2-4所示触点联接实现逻辑非运算。逻辑所示触点联接实现逻辑非运算。逻辑“非非”用符号用符号“”表示，表示，图图2-5中的电路可用逻辑表达式表示为中的电路可用逻辑表达式表示为KM=KA返回
16、上一页2.3 数控机床电气控制数控机床电气控制线路的基本规律线路的基本规律一自锁控制一自锁控制如如图图2-5所示为三相异步电动机单向全压启动、停止控制线所示为三相异步电动机单向全压启动、停止控制线路，主电路由断路器路，主电路由断路器QA，接触器，接触器KM的主触点、电动机构成。的主触点、电动机构成。2互锁控制互锁控制生产中常需要电机能实现正反两个方向的转动，如数控机床生产中常需要电机能实现正反两个方向的转动，如数控机床主轴的正反转。由三相异步电机的原理可知，只要将电机接主轴的正反转。由三相异步电机的原理可知，只要将电机接到三相电源中的任意两根联线对调，即可使电动机反转。到三相电源中的任意两根联
17、线对调，即可使电动机反转。3实现按顺序工作的联锁控制实现按顺序工作的联锁控制生产实践中经常要求各种运动部件之间能够实现按顺序工作。生产实践中经常要求各种运动部件之间能够实现按顺序工作。例如车床主轴转动时要求油泵先给齿轮箱供油润滑，即要求例如车床主轴转动时要求油泵先给齿轮箱供油润滑，即要求保证润滑泵电动机启动后主电机才允许启动。保证润滑泵电动机启动后主电机才允许启动。 下一页2.3 数控机床电气控制数控机床电气控制线路的基本规律线路的基本规律4自动循环自动循环为了降低成本，提高劳动生产率，因而要求自动化生产。例为了降低成本，提高劳动生产率，因而要求自动化生产。例如车床车削螺纹通过使用行程开关达到
18、使刀架自动进刀、进如车床车削螺纹通过使用行程开关达到使刀架自动进刀、进给、退刀、返回等，给、退刀、返回等，图图2-8表示刀架的自动循环，要求刀架表示刀架的自动循环，要求刀架移动到位置移动到位置2后退刀，然后自动退回位置后退刀，然后自动退回位置1。 四数控机床电气控制线路应用示例四数控机床电气控制线路应用示例图图2-10为机床的动力线路，图中交流接触器为机床的动力线路，图中交流接触器KM1和和KM2用用来控制主轴电机来控制主轴电机M1的正反转，断路器的正反转，断路器QF2作为主轴电机的作为主轴电机的过载及短路保护；过载及短路保护；下一页上一页2.3 数控机床电气控制数控机床电气控制线路的基本规律
19、线路的基本规律交流接触器交流接触器KM4和和KM5用来控制刀架电机用来控制刀架电机M3的正反转，断的正反转，断路器路器QF3作为冷却电机的过载及短路保护；作为冷却电机的过载及短路保护； 图图2-11为机床的交流控制线路，图中交流接触器为机床的交流控制线路，图中交流接触器KM1线圈线圈和和KM2一对常闭辅助触点串接，交流接触器一对常闭辅助触点串接，交流接触器KM2线圈和线圈和KM1一对常闭辅助触点串接，从而实现主轴电机正反向接触一对常闭辅助触点串接，从而实现主轴电机正反向接触器间的互锁控制；器间的互锁控制； 图图2-12为机床的电源线路，图中变压器为机床的电源线路，图中变压器TC2原边接三相原边
20、接三相AC380V，副边三组绕组分别提供，副边三组绕组分别提供AC220V、AC24、AC110V电压，电压，AC220V给开关电源供电，给开关电源供电，AC24给工作灯给工作灯供电，供电，AC110V给电柜风扇供电，熔断器给电柜风扇供电，熔断器FU1FU3用来对用来对线路进行过载及短路保护。线路进行过载及短路保护。返回上一页图图2-2 “与与”电路电路返回图图2-3 “或或”电路电路返回图图2-4 “非非”电路电路返回图图2-5 接触器自锁电路接触器自锁电路返回图图2-5 接触器自锁电路接触器自锁电路返回图图2-8 刀架的自动循环刀架的自动循环返回图图2-10 机床动力线路机床动力线路返回图图2-11 机床交流控制线路机床交流控制线路返回图图2-12 机床电源线路机床电源线路返回
