【導(dǎo)讀】數(shù)控技術(shù)是以數(shù)字量編程實現(xiàn)控制機(jī)械或其他設(shè)備自動工作的技術(shù)。作者根據(jù)數(shù)控工作要求編制數(shù)控程序，并將數(shù)控程序記錄在控制介質(zhì)上。數(shù)控程序經(jīng)數(shù)控設(shè)。它的生產(chǎn)和發(fā)展是數(shù)控技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的重要標(biāo)志。的發(fā)展與競爭，使機(jī)械產(chǎn)品趨精密、復(fù)雜，而且產(chǎn)品的生命周期縮短，改型頻繁。提出精度與效率的要求，也提出了通用性與靈活性的要求。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。使用普通機(jī)床加工這類零件，不僅勞。隨著電子、自動化、計算機(jī)、精密機(jī)械、測量及人工智能技術(shù)的發(fā)展，機(jī)床的數(shù)控系。本方案用于實驗所需的數(shù)控機(jī)床。主要用于學(xué)校、工廠、以及科研所用，可用于數(shù)控機(jī)床，數(shù)控。本課題是要求在指導(dǎo)的情況下通過查閱相關(guān)的內(nèi)容的資料并進(jìn)行總體方。1．掌握數(shù)控車床的設(shè)計方法；3．了解數(shù)控機(jī)床的基本工作原理；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。

　　

【正文】 0 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)。 24 六、 電氣元件的選擇 電氣控制系統(tǒng)是由各電器元件組成的，一個 大型的自動控制系統(tǒng)所需要電器元件有幾千個、甚至幾萬個。例如，一臺初軋機(jī)要用 400 多種、 3300 多件低壓電器進(jìn)行控制。所以，如何正確選用低壓電器元件，對電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計是很重要的。 （一） 低壓電器元件選擇的基本原則 選擇低壓電氣元件時應(yīng)考慮以下方面： 1．根據(jù)對控制元件功能的要求，確定電氣元件的類型。如繼電器與接觸器，當(dāng)元件用于通、斷功率較大的主電路時，應(yīng)選交流接觸器；若元件用于切換功率較小的電路（如控制電路）時，則應(yīng)選擇中間繼電器；若伴有延時要求時，則應(yīng)選擇時間繼電器。 2．根據(jù)電氣控制的電壓、電流及功率的 大小來確定元件的規(guī)格，滿足元器件的承載能力及使用壽命。 3．掌握元器件預(yù)期的工作環(huán)境及供應(yīng)情況。如防油、防塵、貨源等。 4．為了保證一定得可靠性，應(yīng)采用相應(yīng)的降額系數(shù)，并進(jìn)行一些必要的計算和校核。 （二） 低壓斷路器（ QF）的選擇 低壓斷路器又稱為自動空氣開關(guān)，是將控制和保護(hù)的功能合為一體的電器。它常作為不頻繁接通和斷開的電路的總電源開關(guān)或部分電路的電源開關(guān)，當(dāng)發(fā)生過載、短路或欠壓等故障時能自動切斷電路，有效的保護(hù)串接在它后面的電器設(shè)備，并且在分?jǐn)喙收想娏骱笠话悴恍枰鼡Q零部件。因此，低壓斷路器在數(shù)控機(jī) 床上使用越來越廣泛。 低壓斷路器的主要參數(shù)有：額定電壓、額定電流、極數(shù)、脫扣器類型及其額定電流整定范圍、電磁脫扣器整定范圍、主觸點的分?jǐn)嗄芰Φ取? 選擇低壓斷路器時應(yīng)注意： 1．低壓斷路器的額定電流和額定電壓應(yīng)大于或等于線路、設(shè)備的正常工 作電壓和工作電流； 2．低壓斷路器的極限通斷能力應(yīng)大于或等于線路的最大短路電流； 3．欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓； 4．過電流脫扣器的額定電流應(yīng)大于或等于線路的最大負(fù)載電流。 使用低壓斷路器實現(xiàn)短路保護(hù)要比使用熔斷器優(yōu)越。因為當(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，造成缺相運行。對于低壓斷路器來說，只要短路都會使開關(guān)跳閘，將三相電源同時切斷。 DZ15 系列型號意義為： 25 表 61 列出了 DZ15 系列規(guī)格及參數(shù) 。 表 61 DZ15 系列規(guī)格及參數(shù) 型號 殼架額定電流 /A 額定電壓 /V 極數(shù) 脫扣器額定電流 /A 額定短路通斷能力 /kA DZ1540/1901 40 220 1 6， 10， 16， 20，25， 32， 40 3 DZ1540/2901 380 2 DZ1540/3901 380 3 DZ1540/3902 380 3 DZ1540/4901 380 4 DZ1563/1901 63 220 1 10， 16， 20，25， 32， 40，50， 63 5 DZ1563/1901 380 2 DZ1563/1901 380 3 DZ1563/1901 380 3 DZ1563/1901 380 4 根據(jù)主軸電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)，低壓斷路器 QF1 的型號選用為 DZ4010/3901，其殼架額定 電流 40A。 QF2~ QF9 的型號見元件名細(xì)表。 （三） 熔斷器（ FU）的選擇 1．熔斷器的基本結(jié)構(gòu) 熔斷器是一種廣泛應(yīng)用的最簡單的有效地保護(hù)電器。熔斷器是根據(jù)電流超過規(guī)定值一定時間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開的原理制成的一種塑料外殼式斷路器 設(shè)計代號 殼架等級額定電流 級數(shù) 3 級 液壓式電磁脫扣器 配 電保護(hù)用過電流脫扣器 26 電流保護(hù)器。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。熔斷器是一種過電流保護(hù)電器。熔斷器主要由熔斷體、外殼和支座 3 部分組成，其中熔體是控制熔斷特性的關(guān)鍵元件。熔斷體一般由熔點低、易于熔斷、導(dǎo)電性良好的合 金材料制成。熔斷體為一次性使用元件，熔斷后，再次工作必須更換。使用時，將熔斷器串聯(lián)于被保護(hù)電路中，當(dāng)被保護(hù)電路的電流超過規(guī)定值，并經(jīng)過一定時間后，由熔體自身產(chǎn)生的熱量熔斷熔體，使電路斷開，起到保護(hù)作用。 它以金屬導(dǎo)體作為熔體而分?jǐn)嚯娐返碾娖?。串?lián)于電路中，當(dāng)過載或短路電流通過熔體時，熔體自身發(fā)熱而熔斷，從而對電力系統(tǒng)、各種電工設(shè)備及家用電器起到保護(hù)作用。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。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。熔斷器的種類 很多，結(jié)構(gòu)也不同，有插入式熔斷器、有 /無填料封閉管式熔斷器及快速熔斷器等。 選擇熔斷器，主要是選擇熔斷器的種類、額定電壓、熔斷器額定電流等級和熔體的額定電流。 額定電壓是根據(jù)所保護(hù)電路的電壓來選擇的。熔體電流的選擇是熔斷器選擇的核心 。 2．選擇方法 （ 1） 負(fù)載較平穩(wěn)，無尖峰電流，如照明、信號、電阻爐等，按額定電流來選用，即： IIR? () 式中 RI —— 熔體額定電流； I —— 負(fù)載工作電流。 （ 2） 負(fù)載有尖峰電流。如異步電動機(jī)，其起動電流為額定電流的 4～ 7 倍。這樣就不能按其額定電流來選，采用經(jīng)驗計算方法選用。 ① 、 對于單臺工作（不經(jīng)常起動）的電動機(jī)，可用下式來選擇： edR II )~(? 或 stR II ? () 式中 edI —— 電動機(jī)的額定電流； stI —— 異步電動機(jī)起動電流。 ② 、 對于頻繁起動的電動機(jī)，上述系數(shù)應(yīng)增為 ~3 。 ③ 、 對于多臺電動機(jī)由一個熔斷器保護(hù)，熔體按下列關(guān)系選擇： ??? edeR III m a x)~( () 式中 maxeI —— 容量最大的電動機(jī)的額定電流； ?edI —— 除容量最大的電動機(jī)之外，其余為電動機(jī)額定電流之和。 也可用下列公式選擇： II ? () 27 式中 mI —— 可能出現(xiàn)的最大電流。 表 62 RL1 系列熔斷器 型號 熔斷體額定電流 （ A） 熔斷體額定電流等級 （ A） 交流 380V時極限分?jǐn)嗄芰Γ?A，有效值） RL115 15 15 20xx RL160 60 2 3 50、 60 5000 RL1100 100 60、 80、 100 RL1200 200 100、 12 150、 200 ④、如果幾臺電動機(jī)不同時起動，則 mI 為容量最大一臺電動機(jī)的起動電流，加上其他各自的額定電流，即： )7( m a x ???? edemR IIII () 機(jī)床電氣線路中常用的是 RL1 系列螺旋式熔斷器，其技術(shù)參數(shù)列 于表 62. 根據(jù)以上原則，選擇熔斷器 FU0 的型號為 BZ001，熔體額定電流為 40A。 （四） 接觸器（ KM）的選擇 接觸器是一種用來頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐穾в胸?fù)載（如電動機(jī)）的自動控制電器。從輸出能量看，它是一種功率放大器件。 接觸器由電磁機(jī)構(gòu)、觸電系統(tǒng)、滅弧裝置及其他部件四部分組成。其工作原理是剛線圈通電后，鐵芯產(chǎn)生電磁吸力將銜鐵吸合。銜鐵帶動觸電系統(tǒng)動作，使常閉觸電斷開，常開觸點閉合。當(dāng)線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在反作用彈簧力的作用下釋放，觸點系統(tǒng)隨之復(fù)位。 1．其主要技術(shù)數(shù)據(jù)有： （ 1）電源種 類：交流或直流； （ 2）主觸頭額定電壓、額定電流 。 （ 3）輔助觸頭的種類、數(shù)量及觸頭的額定電流； （ 4）電磁線圈的電源種類、頻率和額定電壓； （ 5）額定操作頻率（次 /h），即允許每小時接通的最多次數(shù)。 交流接觸器型號的含義： 28 選用時，一般交流負(fù)載用交流接觸器，直流負(fù)載用直流接觸器。當(dāng)用交流接觸器控制直流負(fù)載時，必須降額使用，因為直流滅弧困難。頻繁動作的負(fù)載，考慮到操作線圈的溫升，宜選用直流勵磁操作的接觸器。 對于單相交流負(fù)載可采用多極并聯(lián)（單個接觸器 自身的多觸頭并聯(lián)）運行方式，但由于各極電流分布不可能均勻，同時各觸頭也不可能完全同步地接通和分?jǐn)啵栽试S工作電流應(yīng)比各極允許工作電流之和小。 2．接觸器的主要選用原則： （ 1）根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的工作任務(wù)（輕任務(wù)、一般任務(wù)或重任務(wù)）來選擇相應(yīng)使用類別的接觸器； （ 2）交流接觸器的額定電壓（指觸點的額定電壓）一般為 500V 或 380V 兩種，應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電壓； （ 3）根據(jù)電動機(jī)（或）其他負(fù)載的功率和操作情況來確定接觸器主觸點的電流等級； （ 4） 接觸器線圈的電流種類和電壓等級應(yīng)與控制電路相同； （ 5） 觸點數(shù)量和種類應(yīng)滿足電路和 控制電路的要求。 控制電機(jī)時，一般根據(jù)電動機(jī)容量 Pd 計算接觸器的主觸頭電流，即 nomdC KUPI 310?? (式 ) 式中 K —— 經(jīng)驗常數(shù)，一般取 1~； dP —— 電動機(jī)功率（ kW）； nomU —— 電動機(jī)額定線電壓（ V）； CI —— 接觸器主觸頭電流（ A）。 CJ10 系列交流接觸器的基本技術(shù)數(shù)據(jù)見表 63。 表 63 CJ10 系列交流接觸器 型號 額定電流（ A） 額定操作頻率（次 /h） 可控電動機(jī)最大容量（ kW） 主觸點 輔助觸點 220V 380V 500V CJ105 5 5 600 CJ1010 10 5 600 4 4 CJ1020 20 5 600 10 10 接觸器 交流 設(shè)計代號 額定工作電流 10A 29 CJ1040 40 5 600 11 20 20 CJ1060 60 5 600 17 30 30 CJ10100 100 5 600 30 50 50 伺服強電接觸器 KM1 和主軸電動機(jī)接觸器 KM KM3 的型號選為 CJ010，觸頭額定電流為 10A，交流線圈額定電壓為 110V；冷卻泵電動機(jī)接觸器 KM4 型號為 CJ05，觸頭額定電流為 5A，交流線圈額定電壓為 110V；刀架電動機(jī)接觸器 KM KM6 型號為CJ05。 （五） 繼電器（ KA）的選擇 繼電器是當(dāng)輸入的物理量達(dá)到規(guī)定值時，其電氣輸出電路被接通或阻斷的一種自動電器。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 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。 工作原理是當(dāng)某一輸入量（如電壓、電流、溫度、速度、壓力等）達(dá)到預(yù)定數(shù)值時，使它動作，以改變控制電路的工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)既定的控制或保護(hù)的目的。在此過程中，繼電器主要起了傳遞信號的作用。繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。 1．中間繼電器的選擇。 中間繼電器實質(zhì)上是電 壓繼電器，但它的觸點對數(shù)相對較多，觸頭容量較大，動作靈活。一般來講，中間繼電器的觸頭容量與接觸器的輔助觸頭差不多，其額定電流多數(shù)為 5A，對于電動機(jī)額定電流不超過 5A 的電氣控制系統(tǒng)，也可以代替接觸器來使用。 中間繼電器