【文章內容簡介】 6 .斷路器 （ QM QM …… ） 既有開關作用，又有過壓、欠壓、短路保護功能。 在一個斷路器中，一般有三組主觸頭，用來對電機或者其它設備的主電路進行保護。還有常開和常閉輔助觸頭各一組 ，用來對控制電路進行保護。當主電路出現過壓、欠壓、短路等故障時，空氣斷路器首先跳閘實現對主電路的保護，同時輔助觸頭斷開對控制電路進行保護。 在數控機床里一般用到隔離變壓器和控制變壓器兩種，隔離變壓器用來對三相 380V 電壓進行轉換為驅動器和系統(tǒng)進行供電，當驅動器是三相供電時，要用到有三相輸出的隔離變壓器，二相供電時就要用到有二相輸出的隔離變壓器。注意各軸的驅動器和系統(tǒng)的供電容量不能超出變壓器的容量?？刂谱儔浩饔脕韺θ?380V 電壓進行轉換為控制電路，主軸制動和進給軸松閘供電。 橋堆由四個 二極管組成，如圖，一般用來對變壓器輸出的交流電壓進行整流，得到的直流電壓主軸制動和進給軸松閘供電。 22 電氣元器件的選擇 1. 控制主軸電機電路通斷的空氣開關的計算 (1) 主軸電機我們選的是 AC380V 的電機，由公式可以計算出電流的值 ： I=P/U=。 由于變頻器本身的耗電功率很小，一般變頻器器自身耗電功率是名牌上的功率（ ） 3%~5%，我們取最大值，所以變頻器的功率為 ： 5%=。 電流為 1A， 所以在 左右的空氣開關規(guī)格有10A 和 16A 的， 1016，所以我們可以選擇 AC400V 16A 的空氣開關。 ( 2 ) X、 Z 軸電機同時工作時兩個電流和為 2A=，所以可以選擇 6A/3P 的空氣開關，水泵電機 120W 是小功率電機，在允許的范圍內為了同意我們選擇的也是 6A/3P 的空氣開關，根據下面第 5點的計算，可以知道控制 220V 電源的空氣開關選擇為 16A/3P 的規(guī)格。同理，交流接觸器的規(guī)格也是根據以上的計算選取出來的。 總開關我們 選的是 AC400V 25A 的空氣開關，我們先計算一下大功率的用電器，其各個電流分別為，主軸電機 、刀架電機2A、 X、 Z 軸電機 2=、水泵電機 ，以上的總電流和為I 總 =+2++=，再加上操作面板、驅動器、變頻器及其他小功率的用電器，選 AC400V 25A 的空氣開關足夠了。 23 首先要計算出通過電線的最大電流，然后再根據 結果選取電線的粗細，其公式如下： I=P247。(UCOSΦ)，（ COSΦ為功率因素，其值一般取 ） 。主軸電機功率為 ，變頻器自身功率 ，由名牌上的參數可知， X、 Z 進給電機的功率為 P=I U= 220V 2=， 另外，水泵電機、操作面板顯示屏、刀架電機的功率分別為、 、 ，以上加起來的總功率為： P 總 =+++++= 為了方便計算，我們取其他小功率用電器的總功率取到 711W（其實沒有這么大），總功率為 P 總 =+=8KW，由公式： I=P247。(UCOSΦ)=8000247。(380)A= 我們可以查表知道， 20A 的電流， 4MM2的可以承受 33A 的電流，考慮到以后有可能會加上一些其他較大功率的設備，主線我們選的是 4MM2的電線，而一般線使用 。 對于普通的中小行電機，選取主軸電機為 的電機足夠了，其實我們也可以用公式來計算出我們所需要的功率，其大概過程如下：移動部位重量 =G，摩擦系數 =K(線軌一般取 ，硬軌一般取 左右 )，絲桿節(jié)距 =P，最大移動速度 =S，電機轉速 =V，電機扭力=F，首先，計算電機轉速， V=S/P，這很簡單。其次，計算扭力， F1=(G K P)/(2π N)+F2N 絲桿傳動效率，一般大于 ，根據絲桿決定， F2：絲桿傳動摩擦力，計算出來的 F1為空載的時候需要的扭力， 24 再選擇適當的加速度，車削的切削力，即可得到 F=F1+GA+F3F1， A為機床可獲得的最大加速度， F3為切削力（約電機功率 P=F V/），把實際值代入即可得出結果。 變壓器主要是作用于 220V 的控制電源，其功率較小，根據我們上面 （第 3 點）的計算，可取 220V 的用電器總功率約為120+120+711W=951W,我們取整約 1000W，功率因數按照 計算，由公式。 S=P/COSΦ， (其中： S 視在功率 ， P 有功功率， U 電壓 ，I 電流， COSΦ 功率因數 )，所以 P= SCOSΦ=1000/=， 即至少需要 2kVA 的變壓器。 那么最接近要求的型號是 3kVA 的變壓器。 25 第四章 數控機床的電路分析 機床電氣原理圖識圖 機床的種類繁多，加工工藝各異，因此所要求的控制線路也多種多樣 、千差萬別。但它們一般都是由一些基本控制環(huán)節(jié)組成的，只要分析研究這些基本控制線路的特點，掌據其規(guī)律，就能夠閱讀和設計電氣控制線路。 電氣控制線路的繪制 電氣控制系統(tǒng)圖有三類：電氣原理圖、電器元件布置圖和電氣安裝接線圖。 在電氣控制系統(tǒng)中必須使用國家統(tǒng)一規(guī)定的電氣元件圖形符號。國家規(guī)定從 1990 年 1 月 1日起，電氣系統(tǒng)圖中的圖形符號和文字符號必須符合最新的國家標準。 電氣原理圖（某機床電氣原理圖） 26 數控系統(tǒng)連接圖的了解 系統(tǒng)連線圖 由于系統(tǒng)較多，其每個系統(tǒng)的接口都不一樣，但 功能大致都相差不多，這里以 980TD系統(tǒng)為例簡單介紹（見圖 41）。 圖 41 980TD系統(tǒng)連線圖 接口說明 （ 1）電源盒：采用 GSKPB電源盒，提供 +5V、 +24V、 +12V、 12V、 GND電源 。 （ 2）濾波器（選配）：輸入端為交流 220V電源輸入， PE端接地，輸出端接 GSKPB電源盒的 L、 N端 。 （ 3） XS30： X軸， 15芯 D型孔插座，連接 X軸驅動器。 （ 4） XS31： Z軸， 15芯 D型孔插座，連接 Z軸驅動器。 （ 5） XS32：編碼器， 15芯 D型孔插座，連接主軸編碼器。 （ 6） XS36：通訊， 9芯 D型孔插座，連接 PC機 RS232接?？? 1： nCP+ 2： nDIR+ 3： nPC 4： +24V 5： nALM 6： nSET 7： nEN 8： 9： nCP 10： nDIR 11： 0V 12： +5V 13： +5V 14： 0V 15： 0V XS XS31 接口 （ 15 芯 D 型孔插座 ） 27 （ 7） XS37：變頻器， 9芯 D型針插座，連接變頻器。 （ 8） XS38：手輪， 9芯 D型針插座，連接手輪。 （ 9） XS39：輸出 1， 25芯 D型孔插座， CNC信號輸出到機床 的接口。 （ 10） XS40：輸入 1， 25芯 D型針插座， CNC接收機床信號的接口。 （ 11） XS41：輸入 2， 25芯 D型針插座，擴展輸入信號的接口。 （ 12） XS42：輸出 2， 25芯 D型孔插座，擴展輸 出信號的接口。 XS XS31接口信號定義及連接 (圖 42及表 1) （ 1） 接口定義 表 1 注： n代表 X或 Z，以下同。 （ 2）指令脈沖信號和指令方向信號 nCP+， nCP為指令脈沖信號， nDIR+， nDIR為指令方向信號，這兩組信號均為差分（ AM26LS31）輸出，外部建議使用 AM26LS32 接收，內部電路見下圖 43： 圖 43 指令脈沖信號和指令方向信號內部電路 信號 說明 nCP+、 nCP 指令脈沖信號 nDIR+、 nDIR 指令方向信號 nPC 零點信號 nALM 驅動器報警信號 nEN 軸使能信號 nSET 脈沖禁止信號 INA Out A Out A INB Out B Out B nDIR + nDIR – nCP + nDIR nCP 28 （ 3）驅動器報警信號 nALM 980TD系統(tǒng)由 CNC 參數№ .009的 Bit0、 Bit1 位設定驅動器報警電平是低電平還是高電平。內部電路見圖 44： 圖 44 驅動器報警信號內部電路 該 類型的輸入電路要求驅動器采用下圖 45的方式提供信號： 方法一 : 方法二 : 圖 45 驅動器提供信號的方式 （ 4）軸使能信號 nEN CNC 正常工作時， nEN 信號輸出有效（ nEN 信號與 0V 接通），當驅動器報警、急停報警時， CNC 關閉 nEN信號輸出（ nEN 信號與 0V斷開）。內部接口電路見下圖 46： +5V nALM +24V EN ULN2803 nEN 29 圖 46 軸 使能 980TD 系統(tǒng)信號內部接口電路 （ 5）脈沖禁止信號 nSET nSET 信號 用于控制 伺服輸入禁止，提高 CNC 和驅動器之間的抗干擾能力，該信號在 CNC 有脈沖信號輸出時為低電平，無脈沖信號輸出時為高阻態(tài)。內部接口電路見下圖 47： 圖 47 脈沖禁止信號電路 （ 6）零點信號 nPC 機械回零時用電機編碼器的一轉信號或接近開關信號等來作為零點信號。內部連接電路見下圖 48： 圖