【正文】 選，采用經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法選用。因此，在一定過載電流范圍內(nèi)至電流恢復(fù)正常，熔斷器不會熔斷，可以繼續(xù)使用。熔斷器是一種過電流保護(hù)電器。因?yàn)楫?dāng)電路短路時，若 采用熔斷器保護(hù)， 很有可能只有一相電源的熔斷器熔斷，造成缺相運(yùn)行。如防油、防塵、貨源等。 23 1QF92110642 124 V 6 AVC 1220 B1220 A1低通濾波器 ZL250 V 6 A4321220 B220 A45AC220V300W220 C1 QF8 2110 B110 A1 2M7電柜風(fēng)扇電柜風(fēng)扇M6211 QF7 2110 D1000 WTC 2控制變壓器67AC110V250W 工作燈24 VAC40 WHL24 A24 B24 C100 WAC24V98QF63AC380V2121UV 圖 54 車床的電源線路 （八） 車床電源線路 圖 54 為車床的電源線路， 圖中變壓器 TC2 原邊接三相 AC380V，副邊三組繞組分別提供 AC220V、 AC24V、 AC110V 電壓，其中 AC110V 給交流接觸器線圈和強(qiáng)電柜風(fēng)扇提供電源； AC24V 給工作燈供電； AC220V 通過低通濾波器給伺服模塊、電源模塊、DC24V 電源提供電源； VC1 為 24V 電源，將 AC220V 轉(zhuǎn)換為 DC24V 電源，給世紀(jì)星數(shù)控系統(tǒng)、 PLC 輸入 /輸出、 24V 繼電器線圈、伺服模塊、電源模塊提供電源； QF6~QF9 空氣開關(guān)為電路的短路保護(hù)。 圖 5圖 53 為車床的交流控制回路圖和直流控制回路圖。 2．邏輯設(shè)計(jì)法的一般步驟 （ 1）按工藝要求做出工作循環(huán)圖。 3．全面檢查所設(shè)計(jì)電路，有條件時，進(jìn)行模擬試驗(yàn)，以進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)。 2．控制線路設(shè)計(jì)。主電動機(jī) M1 的過載保護(hù)及短路保護(hù)可由斷路器 QF3 擔(dān)任。 3．必須注意主線路中的熔斷器保護(hù)、過載保護(hù)、過流保護(hù)及其他安全保護(hù)等元 19 件的選擇與設(shè)置。 （二） 控制線路電源的選擇 選擇控制線路的電源，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)手冊進(jìn)行選擇 。一般主電路用粗實(shí)線表示，畫在左邊（或上部）；輔助電路用細(xì)實(shí)線表示，畫在右邊（或下部）。 （ 6）電主軸。數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)要求包括各軸的進(jìn)給速度、整機(jī)加工精度、加工范圍、傳動方式等，它直接對進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)的性能提出了要求因此是進(jìn)給驅(qū)動裝置選型的基礎(chǔ)。 ③ 封閉式。 生產(chǎn)機(jī)械安裝的位置和場所不同，電動機(jī)的工作環(huán)境就不一樣。我國工廠內(nèi)的交流供電電壓，低壓一般為 380V，高壓一般為 10kV。 ③ 對于只需要幾種速度，而不要求無級調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，為了 簡化變速機(jī)構(gòu)，可選用多速異步電動機(jī)（如 YD 系列小型多速異步電動機(jī)等）。如常年環(huán)境溫度 0? 偏離 +40℃較多時，電動機(jī)容量可作相應(yīng)修正。 目前我國機(jī)床設(shè)計(jì)制造部門，往往采用這種方法來選擇電動機(jī)容量。 （ 2） 過載能力。 13 四、 電動機(jī)和驅(qū)動裝置的選擇 （一） 電動機(jī)的選擇 正確選擇電動機(jī)具有重要的意義，要在了解電動機(jī)發(fā)熱和冷規(guī)律的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)掌握電動機(jī)容量的選擇，熟悉電動機(jī)種類、電壓、轉(zhuǎn)速和形式的選用原則。它是 用操縱手柄通過機(jī)械的方法來改變主軸旋轉(zhuǎn)方向的。 （ 2） 車床的主要結(jié)構(gòu)及運(yùn)動形式； 教學(xué)型數(shù)控車床的工作原理與普通車床 CA6140 的工作原理相同，車床主要由床身、主軸變速箱、進(jìn)給變速箱、溜板箱、溜板與刀架、尾架、光杠和絲 杠等幾部分組成。一般這些不同的電壓等級，都是由一個控制變壓器實(shí)現(xiàn)的。 （ 2） 控制系統(tǒng)的工作方式應(yīng)在經(jīng)濟(jì)、安全的前提下最大限度地滿足工藝要 求。 （二） 控制方案的確定 隨著近代電子 技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、自動控制、精密測量以及機(jī)械機(jī)構(gòu)與工藝的發(fā)展，機(jī)床等各種機(jī)械設(shè)備的控制方式發(fā)生了深刻的變革。對于機(jī)床的輔助運(yùn)動，在起動時往往要克服較大的靜轉(zhuǎn)矩，所以在必要時也可選用高起動轉(zhuǎn)矩的電動機(jī)，或采用提高起動轉(zhuǎn)矩的措施。坐標(biāo)鏜床、精密磨床、數(shù)控機(jī)床以及某些精密機(jī)械手，為了保證加工精度和動作的準(zhǔn)確性，便于自動控制，也應(yīng)采取電氣的無級調(diào)速傳動方案。例如，數(shù)控機(jī)床，除必需的內(nèi)在聯(lián)系外，主軸、每個刀架、工作臺及其他輔助運(yùn)動機(jī)構(gòu)，都分別由單獨(dú)的電動機(jī)驅(qū)動。 3．便于組織生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量； 電氣控制電路設(shè)計(jì)時就應(yīng)該充分考慮元器件的品質(zhì)、供應(yīng)，并便于安 裝、調(diào)試和維修，以便于保證產(chǎn)品質(zhì)量和組織生產(chǎn)。弄清其他系統(tǒng)對 電氣控制系統(tǒng)的技術(shù)要求； 2．了解所設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備的現(xiàn)場工作條件、 電源及測量儀表種類等情況； 3．依據(jù)總體技術(shù)要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇出最佳的傳動方案和控制 方案； 4．設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)簡單、技術(shù)先進(jìn)、工作可靠、維護(hù)方便、經(jīng)濟(jì)耐用的大氣控制 電路，進(jìn)行模擬試驗(yàn)，驗(yàn)證其能滿足所設(shè)計(jì)機(jī)床的工藝要求； 5．保證使用安全，貫徹最新的國家標(biāo)準(zhǔn)。 在一般數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上，近年來加工中心機(jī)床（ MC）有了很大發(fā)展它可以自動選刀、換刀，自動連續(xù)地對各個加工面完成銑削、鏜削、鉸孔及攻螺紋等多工序加工。近 20 年來出現(xiàn)的各種機(jī)電一體化產(chǎn)品、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、柔性制造單元及系統(tǒng)等均是機(jī)床電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的成果，總之，電氣自動控制在 機(jī)床中占有及其重要的地位。 電力拖動系統(tǒng)主要分為直流拖動和交流拖動兩大類，直流拖動是以直流電動機(jī)為動力，交流拖動是以交流電動機(jī)為動力。機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)就是用電氣手段為機(jī)床提供動力，并實(shí)現(xiàn)上述控制任務(wù)的系統(tǒng)。 (5)總體檢查。 （ 1）分析主回路。 (2)繼電器的選擇 (a)在機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，用得較多的電流繼電器有 JL1 JL1 JL3等型號，主要根據(jù)主電路內(nèi)的電流種類和額定電流來選擇。 四 .設(shè)計(jì)內(nèi)容 教學(xué)型數(shù)控車床是針對數(shù)控技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)和數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)所開發(fā)研制的，本課題要求設(shè)計(jì)教學(xué)型數(shù)控車床；本文要求完成教學(xué)型數(shù)控車床的電氣部分的設(shè)計(jì)。特別是航空、造船、武器、模具生產(chǎn)等工業(yè)部門，所加工零件具有精度高、形狀復(fù)雜、經(jīng)常變動的特點(diǎn)。 1 論文題目 ： 教學(xué)型數(shù)控車床電氣設(shè)計(jì) 學(xué)校名稱： 呼和浩特市廣播電視大學(xué) 指導(dǎo)教師： 康 俐 學(xué)生姓名： 梁 志 軍 學(xué) 號： 1115001250320 專 業(yè)： 機(jī)電一體化 入學(xué)時間： “中央廣播電視大學(xué)人才培養(yǎng)模式改革和開放教育”機(jī)電一體化專業(yè)專科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 呼和浩特市廣播電視大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告表 課題名稱 教學(xué)型數(shù)控車床電氣設(shè)計(jì) 課題來源 現(xiàn)場 課題類型 導(dǎo) 師 康 莉 學(xué)生姓名 梁志軍 學(xué) 號 專 業(yè) 機(jī)電一體化 一 .選題背景及意義 數(shù)控技術(shù)是以數(shù)字量編程實(shí)現(xiàn)控制機(jī)械或其他設(shè)備自動工作的技術(shù)。這不僅對機(jī)床設(shè)備提出精度與效率的要求，也提出了通用性與靈活性的要求。 三 .基本要求 1．掌握數(shù)控 車床的設(shè)計(jì)方法； 2．掌握裝配圖的畫法； 3．了解數(shù)控機(jī)床的基本工作原理； 4．掌握各種元器件的選用方法； 5. 熟悉機(jī)床常用控制電路的結(jié)構(gòu)、工作原理及用途，并能正確選用； 6. 熟悉機(jī)床控制電路的基本環(huán)節(jié)及其應(yīng)用和分析方法。 (f)觸電數(shù)量和種類應(yīng)滿足電路和控制電路的要求。了解電氣控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、電動機(jī)和電氣元件的分布狀況及控制要求等內(nèi)容之后，便可以閱讀分析電氣原理圖。機(jī)床對于安全性和可靠性有很高的要求，實(shí)現(xiàn)這些要求，除了合理地選擇元件和控制方案外，在控制線路中還設(shè)置了一系列電氣保護(hù)和必要的電氣互鎖。機(jī)床的控制任務(wù)是實(shí)現(xiàn)對主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的控制，有時還要完成諸如各種保護(hù)、冷卻、照明等系統(tǒng)的控制。當(dāng)原動機(jī)為電動機(jī)時，也就是說由電動機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)帶動工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作時，這種拖動方式就稱為電力拖動?，F(xiàn)代化機(jī)床還可提高產(chǎn)品加工質(zhì)量，減少工人勞動強(qiáng)度，降低產(chǎn)品成本等?？删幊炭刂破鲗⒊蔀樯a(chǎn)機(jī)械設(shè)備中開關(guān)量控制的主要電氣控制裝置。 （二） 機(jī)床電氣設(shè)計(jì)的基本要求 1．熟悉所設(shè)計(jì)的機(jī)械設(shè)備的總體技術(shù)要求及工作過程。尤其在工業(yè)現(xiàn)場，因各種設(shè)備產(chǎn)生 的電磁干擾，造成電磁環(huán)境惡劣，所以就要求數(shù)控系統(tǒng)對電磁干擾應(yīng)有足夠的抗干擾水平，否則設(shè)備就無法正常運(yùn)行。一臺設(shè)備由多臺電動機(jī)分別驅(qū)動各個工作機(jī)構(gòu)。 （ 2）精密機(jī)械設(shè)備。 機(jī)床主運(yùn)動傳動系統(tǒng)的起動轉(zhuǎn)矩一般都比較小，因此，原則上可采用任何一種 11 起動方式?？紤]到現(xiàn)場環(huán)境，可選用防護(hù)式、封閉式、防腐式甚至是防爆式的電動機(jī)結(jié)構(gòu)形式。因此，可采用繼電器 — 接觸器控制系統(tǒng)，將控制線路在結(jié)構(gòu)上接成固定式的。一般機(jī)床照明電路為 36V 以下電源。 CA6140 型車床因加工范圍廣、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、自動化程度不高，所以一般用于單件、小批量生產(chǎn)。主軸一般只要求單方向旋轉(zhuǎn)，只有在車螺紋時才需要反轉(zhuǎn)來退刀。 ④ 必要的保護(hù)環(huán)節(jié)、聯(lián)鎖環(huán)節(jié)、照明和信號電路。 電動機(jī)在運(yùn)行時，必須保證電動機(jī)的實(shí)際最高工作溫度 max? 等于或略小于電動機(jī)絕緣的允許最高工作溫度 a? ，即 max? ? a? 。這種方法有實(shí)用價值，以切削實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行分析類比，符合實(shí)際情況。 另外，電動機(jī)銘牌上的額定功率是在一定得工況下電動機(jī)允許的最大輸出功率，如果工況變了，也應(yīng)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 ② 對于要求經(jīng)常起動、制動，且負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大、又有一定調(diào)速要求的生產(chǎn)機(jī)械，應(yīng)考慮選用線繞式異步電動機(jī)（如 YR、 YZR 系列等）；對于周期性波動負(fù)載的生產(chǎn)機(jī)械，為了削平尖峰負(fù)載，一般都采用電動機(jī)帶飛輪工作，這種情況下也應(yīng)選用線繞式異步電動機(jī)。 交流電動機(jī)額定電壓主要根據(jù)電動機(jī)運(yùn)行場所供電電網(wǎng)的電壓等級而定的。 （ 4）電動機(jī)結(jié)構(gòu)式的選擇 .。防護(hù)式電動機(jī)適用于比較干燥、灰塵不多、無腐蝕性氣體得場所。 （二） 驅(qū)動裝置的選擇 1．進(jìn)給驅(qū)動裝置的選型 進(jìn)給驅(qū)動裝置的選型是以數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)要求為基礎(chǔ)，與數(shù)控 裝置的選型緊密聯(lián)系的。 （ 5）伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)。輔助電路包括控制回路、照明電路、信號電路及保護(hù)電路等，一般由繼電器的線圈和觸點(diǎn)、接觸器的線圈和觸點(diǎn)、按鈕、照明燈、信號燈、控制變壓器等電氣元件組成。 6．原理圖中，無論是主電路還是輔助電路，各電氣元件一般應(yīng)按動作順序從上到下，從左到右依次排列，可水平或垂直布置。全壓起動的條件為： NBNNst PSII 443 .?? () 式中 stI —— 電動機(jī)全壓起動電流（ A）； NI —— 電動機(jī)額定電流（ A）； NP —— 電動機(jī)額定功率（ kW）； BNS. —— 電源變壓器額定容量（ kVA）； 2．對于正反轉(zhuǎn)控制方式，應(yīng)防止誤操作而引起的電源相間短路，必須在控制線路中考慮互鎖保護(hù)。低壓斷路器 QF2 對伺服強(qiáng)電電路作短路保護(hù)。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的基本步驟如下： 1．收集分析國內(nèi)外現(xiàn)有的同類設(shè)備的相關(guān)資料，使所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)合理，滿足設(shè)計(jì)要求。 （ 3）最后考慮如何完善整個控 制電路的設(shè)計(jì)、各種保護(hù)、聯(lián)鎖以及信號、照明輔助電路的設(shè)計(jì)。 （六） 控制線路的邏輯設(shè)計(jì)法 1．邏輯設(shè)計(jì)法基本概念 邏輯設(shè)計(jì)法，主要是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求（工作循環(huán)、液壓系統(tǒng) 圖等），將控制線路中的接觸器、繼電器線圈的通電與斷電，觸頭的閉合與斷開，以及主令元件的接通和斷開等，看成邏輯變量，并將這些邏輯變量關(guān)系表示為邏輯函數(shù)的關(guān)系式，再運(yùn)用邏輯函數(shù)基本公式和運(yùn)算規(guī)律，對邏輯函數(shù)式進(jìn)行簡化，然后由簡化的邏輯函數(shù)式畫出相應(yīng)的線路原理圖，最后再進(jìn)一步檢查、化簡和完善，以期獲得既滿足工藝要求，又經(jīng)濟(jì)合理的最佳設(shè)計(jì)方案。 （七 ） 控制電路的設(shè)計(jì)分析 。 當(dāng)有手動或自動冷卻指令時，這時在圖 53 中 PLC 輸出 Y05 有效， KA6 繼電器線圈通電，繼電器觸點(diǎn)閉合，在圖 52 中 KM4 交流接觸器線圈通電，交流接觸器主觸點(diǎn)吸合，冷卻電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動冷卻泵工作。 3．掌握元器件預(yù)期的工作環(huán)境及供應(yīng)情況。 使用低壓斷路器實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)要比使用熔斷器優(yōu)越。熔斷器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)及用電設(shè)備中，作為短路和過電流保護(hù)，是應(yīng)用最普遍的保護(hù)器件之一。具有反時延特性，當(dāng)過載電流小時，熔斷時間長；當(dāng)過載電流大時，熔斷時間短。如異步電動機(jī)，其起動電流為額定電流的 4～ 7 倍。從輸出能量看，它是一種功率放大器件。當(dāng)用交流接觸器控制直流負(fù)載時，必須降額使用，因?yàn)橹绷鳒缁±щy。廣泛用于生產(chǎn)過程自動化裝置，電力系統(tǒng)保護(hù)裝置，各類運(yùn) 動、遙控盒通信裝置，是現(xiàn)代自動控制系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的電器元件之一。 中間繼電