數(shù)控裝置與配電系統(tǒng)裝配講義課件

2.1數(shù)控裝置與配電系統(tǒng)裝配2.1數(shù)控裝置與配電系統(tǒng)裝配1數(shù)控系統(tǒng)輔助裝置機(jī)床本體進(jìn)給伺服主軸伺服數(shù)控系統(tǒng)輔助裝置機(jī)床本體進(jìn)給伺服主軸伺服22.1.1相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)一、數(shù)控機(jī)床常用電氣元件二、數(shù)控機(jī)床常用檢測(cè)元件三、數(shù)控裝置接口2.1.2數(shù)控裝置與配電系統(tǒng)裝配一、強(qiáng)電信號(hào)傳遞二、數(shù)控裝置與配電系統(tǒng)連接2.1.1相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)32.1.1相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)

一、數(shù)控機(jī)床常用電氣元件1、斷路器（低壓斷路器）說(shuō)明：低壓斷路器過(guò)去叫做自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，現(xiàn)采用IEC標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為低壓斷路器。定義：低壓斷路器是將控制電器\保護(hù)電器的功能合為一體的電器。功能：有效地保護(hù)串接在它后面的電器設(shè)備以下重點(diǎn)介紹數(shù)控機(jī)床常用的兩種低壓斷路器:2.1.1相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)

一、數(shù)控機(jī)床常用電氣元件1、斷路器（4組成:

手柄、操作機(jī)構(gòu)、脫扣裝置、滅弧裝置、觸頭系統(tǒng)等.作用：

1、配電保護(hù)

2、電動(dòng)機(jī)的過(guò)載、短路保護(hù)

3、線路不頻繁轉(zhuǎn)換

4、電動(dòng)機(jī)不頻繁起動(dòng)之用1）塑料外殼式斷路器組成:1）塑料外殼式斷路器5

圖2-1塑料外殼式斷路器外形圖

圖

2-2斷路器圖形及文字符號(hào)

DZ15系列型號(hào)意義為：

設(shè)計(jì)代號(hào)塑料外殼式斷路器保護(hù)種類(lèi)(見(jiàn)表2.1)液壓式電磁脫扣器極數(shù)(1:單極;2:二極;3:三極)殼架等級(jí)額定電流DZ

15-□/□

90

□表

2-1保護(hù)種類(lèi)含義及其對(duì)應(yīng)的代號(hào)

保護(hù)種類(lèi)代號(hào)配電保護(hù)用過(guò)電流脫扣器1電動(dòng)機(jī)保護(hù)用過(guò)電流脫扣器2圖2-1塑料外殼式斷路器外形圖圖2-2斷路6型號(hào)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/kADZ15-40/1901402201

6，10，16，20，25，32，40

3

DZ15-40/29013802DZ15-40/39013803DZ15-40/39023803DZ15-40/49013804DZ15-63/1901632201

10，16，20，25，32，40，50，63

5DZ15-63/29013802DZ15-63/39013803DZ15-63/39023803DZ15-63/49013804DZ15系列規(guī)格及參數(shù)型號(hào)額定電流（A）額定電壓（V）極數(shù)脫扣器額定電流（A）額定7作用：1、主要用于照明配電系統(tǒng)和控制回路。2、機(jī)床常用于過(guò)載、短路保護(hù)3、不頻繁地通斷電器裝置和照明線路。圖2-3小型斷路器外形圖

圖2-4小型斷路器圖形及文字符號(hào)(單極和三極)

2）小型斷路器作用：圖2-3小型斷路器外形圖圖2-4小型斷路器圖形及文字8DZ47-60系列型號(hào)意義為：DZ47-60系列分類(lèi)：

按額定電流In分有:

1A、2A、3A、4A、5（6）A、10A、15（16）A、20A、25A、32A、40A、50A、60A；

按級(jí)數(shù)分有:

單極、二極、三極、四極；

按斷路器瞬時(shí)脫扣器的型式分有:

C型（5In~10In）、D型（10In~14In）。

DZ47-60系列技術(shù)參數(shù)如表2-3~2-4所示：

殼架等級(jí)額定電流塑料外殼式斷路器設(shè)計(jì)序號(hào)DZ47-60DZ47-60系列型號(hào)意義為：殼架等級(jí)額定電流塑料外殼式斷路9序號(hào)脫扣器額定電流In(A)起始狀態(tài)試驗(yàn)電流規(guī)定時(shí)間預(yù)期結(jié)果備注A1~60冷態(tài)1.13Int≥1h不脫扣

B1~60緊接著A項(xiàng)實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行1.45Int<1h脫扣電流在5秒內(nèi)穩(wěn)定地上升至規(guī)定值CIn≤32冷態(tài)2.55In1s<t<60s脫扣

In>32冷態(tài)2.55In1s<t<120s脫扣

D1~60冷態(tài)5Int≥0.1s不脫扣C型E1~60冷態(tài)10Int<0.1s脫扣C型F1~60冷態(tài)10Int≥0.1s不脫扣D型G1~60冷態(tài)14Int<0.1s脫扣D型表2-3過(guò)電流保護(hù)特性序號(hào)脫扣器額定電流In(A)起始狀態(tài)試驗(yàn)電流規(guī)定時(shí)間預(yù)期結(jié)10

表2-4額定短路通斷能力型號(hào)額定電流In（A）極數(shù)電壓（V）通斷能力（A）DZ47-60（C）型1~401P23060001~402,3,4P400600050~601P230400050~602,3,4P4004000DZ47-60（D）型1~601P23040001~602,3,4P4004000

表2-4額定短路通斷能力型號(hào)額定電流In（A）極數(shù)11

(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)大于或等于電路的最大短路電流。(3)欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓。(4)過(guò)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。注意:

使用低壓斷路器來(lái)實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)比熔斷器優(yōu)越3）低壓斷路器的選擇3）低壓斷路器的選擇12用途：用來(lái)頻繁地接通或分?jǐn)鄮в胸?fù)載的主電路（如電動(dòng)機(jī)）的自動(dòng)控制電器。分類(lèi):

按主觸點(diǎn)通過(guò)電流的種類(lèi)，分為直流和交流兩種。機(jī)床上應(yīng)用最多的是交流接觸器。2.接觸器用途：用來(lái)頻繁地接通或分?jǐn)鄮в胸?fù)載的主電路2.接觸器13組成:電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧裝置及其它部件;工作原理:當(dāng)線圈通電后，靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力將銜鐵吸合。銜鐵帶動(dòng)觸點(diǎn)系統(tǒng)動(dòng)作，使常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在反作用彈簧力的作用下釋放，觸點(diǎn)系統(tǒng)隨之復(fù)位。

組成:14交流接觸器的結(jié)構(gòu)原理

交流接觸器利用主觸點(diǎn)來(lái)開(kāi)閉電路，用輔助觸點(diǎn)來(lái)執(zhí)行控制指令。主觸點(diǎn)一般只有常開(kāi)接點(diǎn)，而輔助觸點(diǎn)常有兩對(duì)具有常開(kāi)和常閉功能的接點(diǎn)。交流接觸器的結(jié)構(gòu)原理交流接觸器利用主觸點(diǎn)來(lái)開(kāi)閉電路15圖2-5交流接觸器圖外形圖

圖2-6接觸器圖形及文字符號(hào)

圖2-5交流接觸器圖外形圖圖2-6接觸器圖形及文字符號(hào)161）額定電壓:

接觸器銘牌上標(biāo)注的額定電壓是指主觸點(diǎn)的額定電壓。常用的額定電壓等級(jí)如表2-5所示。2）額定電流:

接觸器銘牌上標(biāo)注的額定電流是指主觸點(diǎn)的額定電流。常用的額定電流等級(jí)如表2-5所示。

直流接觸器交流接觸器額定電壓

（單位：V）110，220，440，660127，220，380，500，660額定電流

（單位：A）5，10，20，40，60，100，150，250，400，6005，10，20，40，60，100，150，250，400，600(1)、接觸器的主要技術(shù)參數(shù)表2-5接觸器的額定電壓和額定電流的等級(jí)表1）額定電壓:

直流接觸器交流接觸器額定電壓（單位：V）1173）線圈的額定電壓:直流線圈交流線圈24，48，100，220，44036，110，127，220，3804）接通和分?jǐn)嗄芰?

表2-6接觸器線圈的額定電壓等級(jí)表注意:

根據(jù)接觸器的使用類(lèi)別不同對(duì)主觸點(diǎn)的接通和分?jǐn)嗄芰Φ囊笠膊灰粯樱煌?lèi)別的接觸器是根據(jù)其不同控制對(duì)象（負(fù)載）的控制方式所規(guī)定的。常見(jiàn)的接觸器使用類(lèi)別及其典型用途如表2-7所示。

指主觸點(diǎn)在規(guī)定條件下能可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦怠?/p>

3）線圈的額定電壓:直流線圈交流線圈24，48，100，2218

a、AC1和DC1類(lèi)允許接通和分?jǐn)囝~定電流；

b、AC2、DC3和DC5類(lèi)允許接通和分?jǐn)?倍額定電流；

c、AC3類(lèi)允許接通6倍額定電流和分?jǐn)囝~定電流；

d、AC4類(lèi)允許接通和分?jǐn)?倍額定電流；電流類(lèi)型使用類(lèi)別典型用途AC交流AC1AC2AC3AC4無(wú)感或微感負(fù)載、電阻爐線繞式電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和中斷籠型電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和中斷籠型電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反接制動(dòng)、反向和點(diǎn)動(dòng)DC直流DC1DC3DC5無(wú)感或微感負(fù)載、電阻爐并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反接制動(dòng)、反向和點(diǎn)動(dòng)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反接制動(dòng)、反向和點(diǎn)動(dòng)表2-7常見(jiàn)接觸器使用類(lèi)別及其典型用途表

電流類(lèi)型使用類(lèi)別典型用途ACAC1無(wú)感或微感負(fù)載、電阻爐DC19

5）額定操作頻率:

指每小時(shí)的操作次數(shù)。

交流接觸器最高為600次/h，

直流接觸器最高為1200次/h。

型號(hào)額定絕緣電壓(V)壽命(百萬(wàn)次)額定工作電流（A）可控電機(jī)功率（kw）額定操作頻率(Hz)額定發(fā)熱電流（A）AC-3AC-4AC-3AC-4230V/400V/500V690V400VAC-3AC-4CJX1-96801093.32.445.55.51.4120030020CJX1-16680-10167.747.610113.5120030030CJX1-85100088542284559672260030090CJX1-1701000817075559011815640700200210CJX1-47510008475165148252342432110500150400表2-8CJX系列交流接觸器規(guī)格及參數(shù)5）額定操作頻率:型號(hào)額定絕緣電壓(V)壽命(百萬(wàn)次)額201）交流接觸器型號(hào)的含義

有Z表示直流操作接觸器交流小容量設(shè)計(jì)代號(hào)表示常開(kāi)輔助觸點(diǎn)數(shù)量額定工作電流(AC3、380V)CJX1-□/□□Z表示常閉輔助觸點(diǎn)數(shù)量(2)、接觸器的型號(hào)含義設(shè)計(jì)代號(hào)有TH表示濕熱帶額定工作電壓代號(hào)（03—380V，06—660V，11—1140V）用K表示組成礦用啟動(dòng)器的接觸器CJ20-□□/□□接觸器交流額定工作電流(AC3、380V)1）交流接觸器型號(hào)的含義有Z表示直流操作接觸器交流小容量設(shè)21設(shè)計(jì)代號(hào)常閉觸點(diǎn)數(shù)常開(kāi)觸點(diǎn)數(shù)CZ18-□/□□接觸器直流額定工作電流(AC3、380V)2）直流接觸器型號(hào)的含義設(shè)計(jì)代號(hào)常閉觸點(diǎn)數(shù)常開(kāi)觸點(diǎn)數(shù)CZ18-□/□□接觸器直流22交流接觸器選擇主要考慮:主觸點(diǎn)的額定電壓、額定電流；輔助觸點(diǎn)的數(shù)量與種類(lèi)；吸引線圈的電壓等級(jí)；操作頻率等。

（3）、交流接觸器的選擇交流接觸器選擇主要考慮:（3）、交流接觸器的選擇231）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(lái)選擇相應(yīng)使用類(lèi)別的接觸器。a、如果負(fù)載為一般任務(wù)（控制中小容量籠型電動(dòng)機(jī)等），選用AC3類(lèi)接觸器。

b、如果負(fù)載屬于重任務(wù)類(lèi)（電機(jī)容量大，且動(dòng)作較頻繁），則應(yīng)選用AC4類(lèi)接觸器。

c、如果負(fù)載為一般任務(wù)與重任務(wù)混合的情況，

則應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選用AC3或AC4類(lèi)接觸器。若確定選用AC3類(lèi)接觸器，它的容量應(yīng)降低一級(jí)使用，即使這樣，其壽命仍將有不同程度的降低。

d、適用于AC2類(lèi)的接觸器，一般也不宜用來(lái)控制AC3及AC4類(lèi)的負(fù)載，因?yàn)樗慕油芰^低，在頻繁接通這類(lèi)負(fù)載時(shí)容易發(fā)生觸點(diǎn)熔焊現(xiàn)象。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)24

2）交流接觸器的額定電壓（指觸點(diǎn)的額定電壓），應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的電壓。3）接觸器線圈的電流種類(lèi)（交流和直流兩種）和電壓等級(jí)應(yīng)與控制電路相同。4）觸點(diǎn)數(shù)量和種類(lèi)應(yīng)滿足電路和控制線路的要求。5）根據(jù)電動(dòng)機(jī)（或其它負(fù)載）的功率和操作情況來(lái)確定接觸器主觸點(diǎn)的電流等級(jí)。

2）交流接觸器的額定電壓（指觸點(diǎn)的額定電壓），應(yīng)大于或等于25

a、接觸器的額定電流（指主觸點(diǎn)的額定電流）應(yīng)大于或等于被控回路的額定電流。

b、對(duì)于電動(dòng)機(jī)負(fù)載可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般取1-1.4。

c、對(duì)于不同運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)備可按下列經(jīng)驗(yàn)選擇;

持續(xù)運(yùn)行的設(shè)備.接觸器按67-75%算.即100A的交流接觸器，只能控制最大額定電流是67-75A以下的設(shè)備;間斷運(yùn)行的設(shè)備.接觸器按80%算.即100A的流是80A以下的設(shè)備;

反復(fù)短時(shí)工作的設(shè)備.接觸器按116-120%算.即100A的交流接觸器，只能控制最大額定電流是116-120A以下的設(shè)備;

注意:如當(dāng)接觸器控制電容器或白熾燈時(shí)，由于接通時(shí)的沖擊電流可達(dá)額定值的幾十倍，因此從接通方面來(lái)考慮，宜選用AC4類(lèi)的接觸器；

a、接觸器的額定電流（指主觸點(diǎn)的額定電26

繼電器：是一種根據(jù)輸入信號(hào)的變化

接通或斷開(kāi)控制電路，實(shí)現(xiàn)控制目的電器。分類(lèi):按輸入信號(hào)的性質(zhì)分為：

電壓繼電器、電流繼電器、時(shí)間繼電器、溫度繼電器等。按工作原理可分為：

電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器、電動(dòng)式繼電器、熱繼電器等。3.繼電器繼電器：是一種根據(jù)輸入信號(hào)的變化3.271)、電磁式繼電器

工作原理:

由電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)和釋放彈簧等部分組成。根據(jù)外來(lái)信號(hào)（電壓或電流），利用電磁原理使銜鐵產(chǎn)生閉合動(dòng)作，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，使控制電路接通或斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)控制電路的狀態(tài)改變。注意:

繼電器的觸點(diǎn)不能用來(lái)接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路，這也是繼電器的作用和接觸器的作用的區(qū)別。1)、電磁式繼電器工作原理:注意:28

電磁式繼電器的種類(lèi)不同，但一般圖形符號(hào)是相同的，如圖2-8所示。電流繼電器的文字符號(hào)為KI，線圈方格中用I>（或I<）表示過(guò)電流（或欠電流）繼電器；電壓繼電器的文字符號(hào)為KV，線圈方格中用U>（或U<）表示過(guò)電壓（或欠電壓）繼電器。圖2-7電磁繼電器外形圖

圖2-7電磁繼電器外形圖29

電磁式繼電器按吸引線圈電流種類(lèi)不同,有交流和直流兩種。

由于電磁式繼電器具有工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，故在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛。圖2-8電磁繼電器圖形及文字符號(hào)

圖2-8電磁繼電器圖形及文字符號(hào)30表2-9JTX通用型小型電磁繼電器主要技術(shù)參數(shù)額定工作電壓（V）DC：6、12、24、48、110、220AC：6、12、24、48、110、220、380吸動(dòng)電壓（V）DC：≤75%

；AC：≤80%釋放電壓（V）DC：≥10%

；AC：≥30%功耗DC：≤2W；AC：≤3.5VA防塵型觸點(diǎn)最大控制容量（COSФ=1）7.5A250VAC；7.5A28VDC觸點(diǎn)形式2C3C電氣壽命（次）1x105機(jī)械壽命（次）1x107介質(zhì)耐壓≥1500V絕緣電阻≥500MΩ溫度范圍-25℃~+45℃振動(dòng)10~55Hz雙振幅1.0mm重量（克）≤125g裝置方式Plig-in插座式外形尺寸(cm)35X35X55表2-9JTX通用型小型電磁繼電器主要技術(shù)參數(shù)額定工作31

固態(tài)繼電器(SolidStateRelay)簡(jiǎn)稱(chēng)SSR

；

新型無(wú)觸點(diǎn)繼電器。固態(tài)繼電器是用晶體管或可控硅代替常規(guī)繼電器的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，而在前級(jí)中與光電隔離器融為一體。因此，固態(tài)繼電器實(shí)際上是一種帶光電隔離器的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。由于可靠性高、開(kāi)關(guān)速度快和工作頻率高、使用壽命長(zhǎng)、便于小型化、輸入控制電流小等一系列優(yōu)點(diǎn)。

SSR

圖2-9固態(tài)繼電器圖形及文字符號(hào)2）、固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器(SolidState32

（a）固態(tài)繼電器的分類(lèi)

固態(tài)繼電器具有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端的一種四端器件，按輸出端負(fù)載電源類(lèi)型可分為直流型和交流型兩類(lèi)。其中直流型是以功率晶體管的集電極和發(fā)射極作為輸出端負(fù)載電路的開(kāi)關(guān)控制，而交流型是以雙向三端晶體閘流管的兩個(gè)電極作為輸出端負(fù)載電路的開(kāi)關(guān)控制，如圖2-10所示。3+4+1~2~圖2-10交流固態(tài)繼電器內(nèi)部電路原理圖（a）固態(tài)繼電器的分類(lèi)3+4+1~2~圖33（b）固態(tài)繼電器主要技術(shù)數(shù)據(jù)表2-11國(guó)產(chǎn)固態(tài)繼電器主要技術(shù)數(shù)據(jù)輸入輸出隔離性能開(kāi)關(guān)速度驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)電流斷態(tài)重復(fù)峰值電壓有效輸出電流峰值單周浪涌電流工作頻率導(dǎo)通壓降輸入輸出絕緣耐壓換接時(shí)間3~30V3~10mA50110220V1~40A10~300A45~65Hz<2V1500V<10ms（b）固態(tài)繼電器主要技術(shù)數(shù)據(jù)表2-11國(guó)產(chǎn)固態(tài)繼電器主要技344.變壓器及直流穩(wěn)壓電源(1)、變壓器

變壓器是一種將某一數(shù)值的交流電壓變換成頻率相同但數(shù)值不同的交流電壓的靜止電器。1）機(jī)床控制變壓器機(jī)床控制變壓器適用于交流50～60Hz，輸入電壓不超過(guò)660V的電路，作為各類(lèi)機(jī)床、機(jī)械設(shè)備等一般電器的控制電源、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、局部照明及指示燈的電源。4.變壓器及直流穩(wěn)壓電源(1)、變壓器1）機(jī)床控制變壓器35T

圖2-12雙繞組變壓器圖形及文字符號(hào)圖2-11機(jī)床控制變壓器外形圖T圖2-12雙繞組變壓器圖形及文字符號(hào)圖2-1136JBK系列機(jī)床控制變壓器型號(hào)含義：

BK系列控制變壓器型號(hào)含義：

變壓器機(jī)床鐵芯形式“C”插片式，“P”卷片式額定容量（VA）設(shè)計(jì)序號(hào)（1、2、3、4、5）控制J

B

K

□-□

□B

K-控制額定容量（VA）變壓器表2-12JBK系列控制變壓器電壓型式規(guī)格初級(jí)電壓(V)次級(jí)電壓(V)控制照明指示信號(hào)40VA220或380110(127)(220)24(36)(48)6(12)63VA160VA400VA1000VAJBK系列機(jī)床控制變壓器型號(hào)含義：BK系列控制變壓器型37BK系列控制變壓器適用于

50-60Hz

的交流電路中，作為機(jī)床和機(jī)械設(shè)備中一般電器的控制電源、局部照明及指示電源。

表2-13BK系列控制變壓器規(guī)格參數(shù)及尺寸型號(hào)初級(jí)電壓次級(jí)電壓安裝尺寸（AxC）安裝孔(KxJ)外形尺寸BxDxEBK-25220、380或根據(jù)用戶需求而定6.3、12、24、36、110、127、220、380V或根據(jù)用戶需求而定62.5x465x780x75x89BK-15085x736x8105x103x110BK-700125x1008x11153x146x160BK-1500150.5x1598x11185x234x210BK-5000196.5x1928x11245x286x265BK系列控制變壓器適用于

50-60Hz

的交流38

2）三相變壓器

三相電壓的變換可用三臺(tái)單相變壓器也可用一臺(tái)三相變壓

器，從經(jīng)濟(jì)性和縮小安裝體積等方面考慮，可優(yōu)先選擇三相變壓器。在數(shù)控機(jī)床中三相變壓器主要是給伺服動(dòng)力等供電。圖2-16為三相變壓器外形圖，圖2-17圖形及文字符號(hào)（星型-三角形聯(lián)結(jié)）。

圖2-13三相變壓器外形圖圖2-14三相變壓器（星形—三角形聯(lián)結(jié)）圖形及文字符號(hào)2）三相變壓器圖2-13三相變壓器外形圖39

變壓器的選擇：a、根據(jù)實(shí)際情況選擇初級(jí)（原邊）額定電壓U1（380V,220V），再選擇次級(jí)額定電壓U2,U3,…(次級(jí)額定值是指初級(jí)加額定電壓時(shí)，次級(jí)的空載輸出，次級(jí)帶有額定負(fù)載時(shí)輸出電壓下降5%，因此選擇輸出額定電壓時(shí)應(yīng)略高于負(fù)載額定電壓)。b、根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況，確定次級(jí)繞組額定電流I1,I2,I3,…，一般繞組的額定輸出電流應(yīng)大于等于額定負(fù)載電流。c、次級(jí)額定容量由總?cè)萘看_定。總?cè)萘克惴ㄈ缦翽2=U2I2+U3I3+U4I4+…

根據(jù)次級(jí)電壓、電流（或總?cè)萘浚┛蛇x擇變壓器，d、變壓器的選用除了要滿足變壓比之外，還要考慮變壓器性價(jià)比，優(yōu)先選用變壓檔輸出全的變壓器.變壓器的選擇：40直流穩(wěn)壓電源的功能是將非穩(wěn)定交流電源變成穩(wěn)定直流電源?？刂茖?duì)象:

驅(qū)動(dòng)器、控制單元、小直流繼電器、信號(hào)指示燈等；

數(shù)控機(jī)床中主要使用開(kāi)關(guān)電源和一體化電源。

（2）、直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源的功能是將非穩(wěn)定交流電源變成穩(wěn)定直流電源。（2）41

1）開(kāi)關(guān)電源

開(kāi)關(guān)電源被稱(chēng)作高效節(jié)能電源，因?yàn)閮?nèi)部電路工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，所以自身消耗的能量很低，電源效率可達(dá)80%左右，比普通線性穩(wěn)壓電源提高近一倍。

目前生產(chǎn)的無(wú)工頻變壓器式中、小功率開(kāi)關(guān)電源，仍普遍采用脈沖寬度調(diào)制器（簡(jiǎn)稱(chēng)脈寬調(diào)制器PWM）或脈沖頻率調(diào)制器（簡(jiǎn)稱(chēng)脈頻調(diào)制器PFM）專(zhuān)用集成電路。它們是利用體積很小的高頻變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓變化及電網(wǎng)隔離，因此能省掉體積笨重且損耗較大的工頻變壓器。1）開(kāi)關(guān)電源42

主要性能指標(biāo)有：a、輸入AC電壓：85VAC-264VACb、輸入頻率：47-63Hzc、冷態(tài)沖擊電流：20A/115VAC;30A/220VACd、過(guò)流保護(hù)：105~150%的額定值開(kāi)始保護(hù)，過(guò)壓保護(hù)，過(guò)功率保護(hù)，短路保護(hù)，自動(dòng)恢復(fù)e、啟動(dòng)、上升、保持：500ms,50ms,大于20msf、抗電強(qiáng)度：輸入與輸出之間，輸入與大地可承受AC1.5KV/1ming、絕緣電阻：輸入與大地、輸入與輸出加DC500V絕緣電阻大于50MΩ主要性能指標(biāo)有：43h、工作環(huán)境溫度：-10oC至45oC，60oC時(shí)可用功率60%。70oC時(shí)可用滿功率35%i、效率：65%-87%j、紋波噪聲：小于輸出電壓1%k、存儲(chǔ)溫度：-20oC—+85oCl、輸出電壓調(diào)整：±10%范圍內(nèi)，總調(diào)整率（線形及負(fù)載）小于±2%m、安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)：參考UL1950圖2-15開(kāi)關(guān)電源外形圖VC圖2-16直流穩(wěn)壓電源圖形及文字符號(hào)h、工作環(huán)境溫度：-10oC至45oC，60oC時(shí)可用功率44

2）一體化電源

輸入?yún)?shù)：

AC220V±10%/50（47-63）Hz單相或AC380V±10%/50Hz三相輸出參數(shù)：DC5～300V

電流0.5～20A功率2～2000W

電壓調(diào)整率≤0.5%（5V時(shí)≤1%）電流調(diào)整率≤1.0%（5V時(shí)≤2%）紋波系數(shù)≤1.0%工作頻率50～100KHz

具有過(guò)熱、過(guò)流、短路保護(hù)；可另加過(guò)欠壓保護(hù)；負(fù)載率0～100%；使用率80%；效率80%

圖2-17一體化電源外形圖2）一體化電源圖2-17一體化電源外45

電源的選擇:

選擇電源時(shí)需要考慮的問(wèn)題主要有：

a.電源的輸出功率輸出路數(shù)；

b.電源的尺寸;c.電源的安裝方式和安裝孔位；

d.電源的冷卻方式；

e.絕緣強(qiáng)度；

f.電磁兼容

g.環(huán)境條件。電源的選擇:463)明確輸入電壓范圍；4)電源的散熱問(wèn)題；

如果系統(tǒng)能形成良好的自然對(duì)流風(fēng)道，且電源位于風(fēng)道上，可以考慮選擇自然冷卻的電源；如果系統(tǒng)的通風(fēng)比較差，或系統(tǒng)內(nèi)部溫度比較高，可以考慮選擇風(fēng)冷的電源。5)如果環(huán)境不是很惡劣或電柜中（符合防護(hù)等級(jí)IP54）可選用普通電源；如果在條件惡劣的環(huán)境中使用，比如油污、潮濕、腐蝕等選用全密封的一體化電源較好。

1)為了提高系統(tǒng)的可靠性，建議電源工作在50%-80%負(fù)載為佳；2)盡量選用廠家的標(biāo)準(zhǔn)電源；3)明確輸入電壓范圍；1)為了提高系統(tǒng)的可靠性，建議電源工作47

5.熔斷器

熔斷器是一種廣泛應(yīng)用的最簡(jiǎn)單的有效的保護(hù)電器。組成:熔體,熔座。熔體一般由熔點(diǎn)低，易于熔斷、導(dǎo)電性良好的合金材料制成。(a)快速熔斷器(芯為熔體)(b)螺旋式熔斷器

(c)熔斷隔離器圖2-18熔斷器及熔斷隔離器外形圖5.熔斷器(a)快速熔斷器(芯為熔體)(48(1)、熔斷器主要參數(shù):1）額定電壓。2）額定電流。3）極限分?jǐn)嗄芰Α?/p>

圖2-19熔斷器圖形及文字符號(hào)(1)、熔斷器主要參數(shù):圖2-19熔斷器圖形及文字符號(hào)49表2-14RT18系列熔斷隔離器主要技術(shù)參數(shù)RT18系列熔斷隔離器型號(hào)及其含義：

型號(hào)熔斷體額定電流（A）尺寸(cm)ABDEF重量（kg）RT18-322，4，6，10，16，20，25，3282786077180.075RT18-32X2，4，6，10，16，20，25，3282786077180.075RT18-632，4，6，10，16，2010610380110260.18RT18-63X2，4，6，10，16，2010610380110260.18表2-14RT18系列熔斷隔離器主要技術(shù)參數(shù)RT18系50表2-15RS1系列熔斷器主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電流（A）額定電壓（V）重量（kg）RS140.5,1,2,3,4,6,8,10,16,205006600.0045RS150.5,1,2,3,4,5,6,8,10,16,25,30,355006600.009RS161,2,3,4,5,6,8,10,16,20,25,30,32,40,50,635006600.022RS172,4,6,8,10,12,16,20,25,32,40,50,63,80,1005006600.06表2-15RS1系列熔斷器主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電流51

選擇熔斷器主要是選擇熔斷器的類(lèi)型、額定電壓、額定電流及熔體的額定電流。1）熔斷器的額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓。2）熔斷器的額定電流應(yīng)大于或等于熔體的額定電流。3)熔體的額定電流的選擇：

a、用于保護(hù)照明或電熱設(shè)備的熔斷器，因?yàn)樨?fù)載電流比較穩(wěn)定,所以熔體的額定電流應(yīng)等于或稍大于負(fù)載的額定電流，即Ire≥Ieb、用于保護(hù)單臺(tái)長(zhǎng)期工作電動(dòng)機(jī)（即供電支線）的熔斷器，考慮電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)不應(yīng)熔斷，即Ire≥(1.5～2.5)Ie

。(2)、熔斷器的選擇選擇熔斷器主要是選擇熔斷器的類(lèi)型、額定電壓、額定52c、用于保護(hù)頻繁啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)（即供電支線）的熔

斷器，考慮頻繁啟動(dòng)時(shí)發(fā)熱,熔斷器也不應(yīng)熔斷，即Ire≥(3～3.5)Ied、用于保護(hù)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)（即供電干線）的熔斷器，在出現(xiàn)尖峰電流時(shí)也不應(yīng)熔斷。通常，將其中容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，而其余電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的電流作為其尖峰電流，即Ire≥(1.5～2.5)Iemax+∑Ie，注意:為防止發(fā)生越級(jí)熔斷，上、下級(jí)（即供電干、支線）熔斷器間應(yīng)有良好的協(xié)調(diào)配合，為此，應(yīng)使上一級(jí)（供電干線）熔斷器的熔斷額定電流比下一級(jí)（供電支線）大1-2個(gè)級(jí)差。注意:為防止發(fā)生越級(jí)熔斷，上、下級(jí)（即供電干、支線）熔斷器53

如果把行程開(kāi)關(guān)安裝在工作機(jī)械各種行程終點(diǎn)處，限制其行程，它就稱(chēng)為限位開(kāi)關(guān)或終端開(kāi)關(guān)。因此，行程開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)和終端開(kāi)關(guān)是同一開(kāi)關(guān)。圖2-20行程開(kāi)關(guān)外形圖圖2-21行程開(kāi)關(guān)圖形及文字符號(hào)6.開(kāi)關(guān)電器(1)、行程開(kāi)關(guān)如果把行程開(kāi)關(guān)安裝在工作機(jī)械各種行程終點(diǎn)處，限制54

接近開(kāi)關(guān)是非接觸式的監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)運(yùn)動(dòng)著的物體接近它到一定距離范圍內(nèi)，就能發(fā)出信號(hào)，以控制運(yùn)動(dòng)物體的位置或計(jì)數(shù)。

圖2-22接近開(kāi)關(guān)外形圖

SQ

圖2-23霍爾接近開(kāi)關(guān)圖形及文字符號(hào)

圖2-24接近開(kāi)關(guān)圖形及文字符號(hào)(2)、接近開(kāi)關(guān)接近開(kāi)關(guān)是非接觸式的監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)運(yùn)動(dòng)著的物體接近55

微動(dòng)開(kāi)關(guān)是具有瞬時(shí)動(dòng)作和微小的行程，可直接由某一定的力經(jīng)過(guò)一定的行程使觸頭速動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)電路的轉(zhuǎn)換的靈敏開(kāi)關(guān)。圖2-25微動(dòng)開(kāi)關(guān)外形圖SA圖2-26腳踏開(kāi)關(guān)外形圖圖2-27腳踏開(kāi)關(guān)圖形及文字符號(hào)其它開(kāi)關(guān)還有刀開(kāi)關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、鑰匙開(kāi)關(guān)、組合開(kāi)關(guān)等。

(3)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、腳踏開(kāi)關(guān)微動(dòng)開(kāi)關(guān)是具有瞬時(shí)動(dòng)作和微小的行程，可直接由某56(1)、按鈕

按鈕通常用來(lái)接通或斷開(kāi)控制電路（其中電流很?。?，從而控制電動(dòng)機(jī)或其它電器設(shè)備的運(yùn)行:

原來(lái)就接通的觸點(diǎn)，稱(chēng)為常閉觸點(diǎn)；原來(lái)就斷開(kāi)的觸點(diǎn)，稱(chēng)為常開(kāi)觸點(diǎn)。

按鈕外形圖及符號(hào)如圖2-28，2-29所示。國(guó)標(biāo)對(duì)按鈕的顏色和標(biāo)識(shí)都有要求，根據(jù)這些要求可以正確地設(shè)計(jì)、識(shí)別按鈕的功能及含義。按鈕的顏色應(yīng)符合表2-16要求。

7.控制按鈕、指示燈(1)、按鈕7.控制按鈕、指示燈57圖2-28控制按鈕外形圖圖2-29按鈕的圖形及文字符號(hào)圖2-28控制按鈕外形圖圖2-29按鈕的圖形及文58表2-16按鈕的顏色代碼及其含義顏色含義說(shuō)明應(yīng)用示例紅緊急危險(xiǎn)或緊急情況時(shí)操作急停黃異常異常情況時(shí)操作干預(yù)制止異常情況干預(yù)重新起動(dòng)中斷了的自動(dòng)循環(huán)綠正常啟動(dòng)正常情況時(shí)操作

藍(lán)強(qiáng)制性的要求強(qiáng)制動(dòng)作的情況下操作復(fù)位功能白未賦予特定含義除急停以外的一般功能的啟動(dòng)起動(dòng)/接通（優(yōu)先）停止/斷開(kāi)灰起動(dòng)/接通停止/斷開(kāi)黑起動(dòng)/接通停止/斷開(kāi)（優(yōu)先）注：如果使用代碼的輔助手段（如形狀、位置、標(biāo)記）來(lái)識(shí)別按鈕操作件，則白、灰或黑同一顏色可用于不同功能（如白色用于起動(dòng)/接通和停止/斷開(kāi)）。表2-16按鈕的顏色代碼及其含義顏色含義說(shuō)明應(yīng)用示例紅緊急59

指示燈用來(lái)發(fā)出下列形式的信息：指示：

引起操作者注意或指示操作者應(yīng)該完成某種任務(wù)。紅、黃、綠和藍(lán)色通常用于這種方式；確認(rèn)：

用于確認(rèn)一種指令、一種狀態(tài)或情況，或者用于確認(rèn)一種變化或轉(zhuǎn)換階段的結(jié)束。藍(lán)色和白色通常用于這種方式，某些情況下也可用綠色。圖2-30示指示燈外形圖，圖2-31示指示燈圖形及文字符號(hào)。指示燈的顏色應(yīng)符合表2-18的要求。

(2)、指示燈指示燈用來(lái)發(fā)出下列形式的信息：(2)60圖2-30指示燈外形圖圖2-31指示燈圖形及文字符號(hào)圖2-30指示燈外形圖圖2-31指示燈圖形及文字符號(hào)61表2-18指示燈的顏色及其相對(duì)應(yīng)機(jī)械狀態(tài)的含義顏色含義說(shuō)明操作者的動(dòng)作紅緊急危險(xiǎn)情況立即動(dòng)作去處理危險(xiǎn)情況（如操作急停）黃異常異常情況

緊急臨界情況監(jiān)視和（或）干預(yù)（如重建需要的功能）綠正常正常情況任選藍(lán)強(qiáng)制性指示操作者需要?jiǎng)幼鲝?qiáng)制性動(dòng)作白無(wú)確定性質(zhì)其他情況監(jiān)視表2-18指示燈的顏色及其相對(duì)應(yīng)機(jī)械狀態(tài)的含義顏色含義說(shuō)62

數(shù)控機(jī)床上主要有三種導(dǎo)線：動(dòng)力線、控制線、信號(hào)線。導(dǎo)線的選擇應(yīng)適用于:

工作條件如:電壓、電流、電擊的防護(hù)外界影響如:環(huán)境溫度、濕度或存在腐蝕物質(zhì)燃燒危險(xiǎn)和機(jī)械應(yīng)力包括安裝期間的應(yīng)力。

導(dǎo)線的橫截面積、材質(zhì)（銅或鋁等）、絕緣材料

等都是設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的，可以參照相關(guān)書(shū)籍手冊(cè)。8.導(dǎo)線和電纜數(shù)控機(jī)床上主要有三種導(dǎo)線：8.導(dǎo)線63二、數(shù)控機(jī)床常用檢測(cè)元件1.光柵

光柵利用光的透射、衍射原理，通過(guò)光敏元件測(cè)量莫爾條紋移動(dòng)的數(shù)量來(lái)測(cè)量機(jī)床工作臺(tái)的位移量。一般用于機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的閉環(huán)控制。光柵主要由標(biāo)尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成，其原理可參看下面動(dòng)畫(huà)演示。二、數(shù)控機(jī)床常用檢測(cè)元件1.光柵64長(zhǎng)光柵莫爾條紋播放動(dòng)畫(huà)長(zhǎng)光柵莫爾條紋播放動(dòng)畫(huà)65環(huán)形莫爾條紋播放動(dòng)畫(huà)播放中……單擊準(zhǔn)備演示環(huán)形莫爾條紋播放動(dòng)畫(huà)播放中……單擊準(zhǔn)備演示66數(shù)控裝置與配電系統(tǒng)裝配講義課件67光柵讀數(shù)是利用莫爾條紋的形成原理進(jìn)行的。右圖是莫爾條紋形成原理圖。將指示標(biāo)光柵和標(biāo)尺光柵疊合在一起，中間保持0.01-0.1mm的間隙，并且指示光柵和標(biāo)尺光柵的線紋相互交叉保持一個(gè)很小的夾角θ，

兩條暗帶或兩條亮帶之間的距離叫莫爾條紋的間距B，設(shè)光柵的柵距為W，兩光柵線紋夾角為θ，則它們之間的幾何關(guān)系為因?yàn)閵A角θ很小，所以可取sin（θ/2）≈θ/2，故上式可改寫(xiě)成由上式可見(jiàn)，θ越小，則B越大，相當(dāng)于把柵距W擴(kuò)大了1/θ倍

光柵讀數(shù)是利用莫爾條紋的形成原理進(jìn)行的。右圖是莫爾條682.光電脈沖編碼器當(dāng)光電碼盤(pán)隨工作軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光源通過(guò)聚光鏡，透過(guò)光電碼盤(pán)和光欄板形成忽明忽暗的光信號(hào)，光敏元件把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后通過(guò)信號(hào)處理電路的整形、放大、分頻、計(jì)數(shù)、譯碼后輸出或顯示。2.光電脈沖編碼器當(dāng)光電碼盤(pán)隨工作軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光69信號(hào)處理裝置abz碼盤(pán)基片透鏡光源光敏元件透光狹縫光欄板節(jié)距τm+τ/4信號(hào)處理裝置abz碼盤(pán)基片透鏡光源光敏元件透光狹縫光欄板節(jié)距70三、數(shù)控裝置接口三、數(shù)控裝置接口71

1.電源接口—XS1引腳號(hào)信號(hào)名說(shuō)明1、5AC24V1/2交流24V電源2DC24V直流24V電源3空

－4DC24V地6PE地7空

－1.電源接口—XS1引腳號(hào)信號(hào)名說(shuō)明1、5A722.PC鍵盤(pán)接口—XS2引腳號(hào)信號(hào)名說(shuō)明1DATA數(shù)據(jù)－2空

3GND電源地4VCC電源－5CLOCK

6空時(shí)鐘2.PC鍵盤(pán)接口—XS2引腳號(hào)信號(hào)名說(shuō)明1DATA數(shù)據(jù)2733.以太網(wǎng)接口—XS3引腳號(hào)信號(hào)名說(shuō)明1TX_D1+發(fā)送數(shù)據(jù)2TX_D1-發(fā)送數(shù)據(jù)3RX_D2+接收數(shù)據(jù)4BI_D3+空置5BI_D3-空置6RX_D2-接收數(shù)據(jù)7BI_D4+空置8BI_D4-空置3.以太網(wǎng)接口—XS3引腳號(hào)信號(hào)名說(shuō)明1TX_D1+發(fā)送74引腳號(hào)信號(hào)名說(shuō)明1L1減小寫(xiě)電流2L2驅(qū)動(dòng)器選擇

A3L3寫(xiě)數(shù)據(jù)4L4寫(xiě)保護(hù)5+5V驅(qū)動(dòng)器電源6L5驅(qū)動(dòng)器A允許7L6步進(jìn)8L70磁道9L8盤(pán)面選擇10GND驅(qū)動(dòng)器電源地、信號(hào)地11L9索引12L10方向13L11寫(xiě)允許14L12讀數(shù)據(jù)15L13更換磁盤(pán)4.軟驅(qū)接口—XS4引腳號(hào)信號(hào)名說(shuō)明1L1減小寫(xiě)電流2L2驅(qū)動(dòng)器選擇A3L3寫(xiě)755.RS232接口—XS5引腳號(hào)信號(hào)名說(shuō)明1-DCD載波檢測(cè)2RXD接收數(shù)據(jù)3TXD發(fā)送數(shù)據(jù)4-DTR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好5GND信號(hào)地6-DSR數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好7-RTS請(qǐng)求發(fā)送8-CTS準(zhǔn)許發(fā)送9-R1振零指示5.RS232接口—XS5引腳號(hào)信號(hào)名說(shuō)明1-DCD載波766.遠(yuǎn)程I/O接口—XS6引腳號(hào)信號(hào)名說(shuō)明1EN+使能2SCK+時(shí)鐘3Dout+數(shù)據(jù)輸出4Din+數(shù)據(jù)輸入5GND地6EN-使能7SCK-時(shí)鐘8Dout-數(shù)據(jù)輸出9Din-數(shù)據(jù)輸入6.遠(yuǎn)程I/O接口—XS6引腳號(hào)信號(hào)名說(shuō)明1EN+使能2777.手持單元接口—XS8信號(hào)名說(shuō)明24V、24VGDC24V電源輸出ESTOP2、ESTOP3手持單元急停按鈕I32～I(xiàn)39手持單元輸入開(kāi)關(guān)量O28～O31手持單元輸出開(kāi)關(guān)量HA手搖A相HB手搖B相+5V、5VG手搖DC5V電源7.手持單元接口—XS8信號(hào)名說(shuō)明24V、24VGDC2788.主軸控制接口—XS9信號(hào)名說(shuō)明SA+、SA-主軸碼盤(pán)A相位反饋信號(hào)SB+、SB-主軸碼盤(pán)B相位反饋信號(hào)SZ+、SZ-主軸碼盤(pán)Z脈沖反饋+5V、GNDDC5V電源AOUT1、AOUT2主軸模擬量指令輸出GND模擬量輸出地8.主軸控制接口—XS9信號(hào)名說(shuō)明SA+、SA-主軸碼盤(pán)799.開(kāi)關(guān)量輸入、輸出接口—XS10、XS11信號(hào)名說(shuō)明24VG外部開(kāi)關(guān)量DC24V電源地I0～I(xiàn)39輸入開(kāi)關(guān)量O0～O31輸出開(kāi)關(guān)量ESTOP1，ESTOP3急?；芈放c超程回路的串聯(lián)的接入端子OTBS1，OTBS2超程限位開(kāi)關(guān)的接入端子9.開(kāi)關(guān)量輸入、輸出接口—XS10、XS11信號(hào)名說(shuō)明28010.模擬接口式、脈沖接口式伺服

信號(hào)名說(shuō)明A+、A-編碼器A相位反饋信號(hào)B+、B-編碼器B相位信反饋信號(hào)Z+、Z-編碼器Z脈沖反饋信號(hào)+5V，GNDDC5V電源OUTA模擬指令輸出(-20mA～+20mA)CP+、CP-指令脈沖輸出（A相）DIR+、DIR-指令方向輸出（B相）10.模擬接口式、脈沖接口式伺服信號(hào)名說(shuō)明A+、A-編碼器8111.串行接口式（HSV-11系列）伺服驅(qū)動(dòng)器控制接口—

XS40～XS43信號(hào)名說(shuō)明TXD數(shù)據(jù)發(fā)送RXD數(shù)據(jù)接收GND信號(hào)地11.串行接口式（HSV-11系列）伺服驅(qū)動(dòng)器控制接口—X8212.開(kāi)關(guān)量輸入接線端子板12.開(kāi)關(guān)量輸入接線端子板8313.

HC5301-R輸出繼電器板13.HC5301-R輸出繼電器板842.1數(shù)控裝置與配電系統(tǒng)裝配2.1數(shù)控裝置與配電系統(tǒng)裝配85數(shù)控系統(tǒng)輔助裝置機(jī)床本體進(jìn)給伺服主軸伺服數(shù)控系統(tǒng)輔助裝置機(jī)床本體進(jìn)給伺服主軸伺服862.1.1相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)一、數(shù)控機(jī)床常用電氣元件二、數(shù)控機(jī)床常用檢測(cè)元件三、數(shù)控裝置接口2.1.2數(shù)控裝置與配電系統(tǒng)裝配一、強(qiáng)電信號(hào)傳遞二、數(shù)控裝置與配電系統(tǒng)連接2.1.1相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)872.1.1相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)

一、數(shù)控機(jī)床常用電氣元件1、斷路器（低壓斷路器）說(shuō)明：低壓斷路器過(guò)去叫做自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，現(xiàn)采用IEC標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為低壓斷路器。定義：低壓斷路器是將控制電器\保護(hù)電器的功能合為一體的電器。功能：有效地保護(hù)串接在它后面的電器設(shè)備以下重點(diǎn)介紹數(shù)控機(jī)床常用的兩種低壓斷路器:2.1.1相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)

一、數(shù)控機(jī)床常用電氣元件1、斷路器（88組成:

手柄、操作機(jī)構(gòu)、脫扣裝置、滅弧裝置、觸頭系統(tǒng)等.作用：

1、配電保護(hù)

2、電動(dòng)機(jī)的過(guò)載、短路保護(hù)

3、線路不頻繁轉(zhuǎn)換

4、電動(dòng)機(jī)不頻繁起動(dòng)之用1）塑料外殼式斷路器組成:1）塑料外殼式斷路器89

圖2-1塑料外殼式斷路器外形圖

圖

2-2斷路器圖形及文字符號(hào)

DZ15系列型號(hào)意義為：

設(shè)計(jì)代號(hào)塑料外殼式斷路器保護(hù)種類(lèi)(見(jiàn)表2.1)液壓式電磁脫扣器極數(shù)(1:單極;2:二極;3:三極)殼架等級(jí)額定電流DZ

15-□/□

90

□表

2-1保護(hù)種類(lèi)含義及其對(duì)應(yīng)的代號(hào)

保護(hù)種類(lèi)代號(hào)配電保護(hù)用過(guò)電流脫扣器1電動(dòng)機(jī)保護(hù)用過(guò)電流脫扣器2圖2-1塑料外殼式斷路器外形圖圖2-2斷路90型號(hào)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/kADZ15-40/1901402201

6，10，16，20，25，32，40

3

DZ15-40/29013802DZ15-40/39013803DZ15-40/39023803DZ15-40/49013804DZ15-63/1901632201

10，16，20，25，32，40，50，63

5DZ15-63/29013802DZ15-63/39013803DZ15-63/39023803DZ15-63/49013804DZ15系列規(guī)格及參數(shù)型號(hào)額定電流（A）額定電壓（V）極數(shù)脫扣器額定電流（A）額定91作用：1、主要用于照明配電系統(tǒng)和控制回路。2、機(jī)床常用于過(guò)載、短路保護(hù)3、不頻繁地通斷電器裝置和照明線路。圖2-3小型斷路器外形圖

圖2-4小型斷路器圖形及文字符號(hào)(單極和三極)

2）小型斷路器作用：圖2-3小型斷路器外形圖圖2-4小型斷路器圖形及文字92DZ47-60系列型號(hào)意義為：DZ47-60系列分類(lèi)：

按額定電流In分有:

1A、2A、3A、4A、5（6）A、10A、15（16）A、20A、25A、32A、40A、50A、60A；

按級(jí)數(shù)分有:

單極、二極、三極、四極；

按斷路器瞬時(shí)脫扣器的型式分有:

C型（5In~10In）、D型（10In~14In）。

DZ47-60系列技術(shù)參數(shù)如表2-3~2-4所示：

殼架等級(jí)額定電流塑料外殼式斷路器設(shè)計(jì)序號(hào)DZ47-60DZ47-60系列型號(hào)意義為：殼架等級(jí)額定電流塑料外殼式斷路93序號(hào)脫扣器額定電流In(A)起始狀態(tài)試驗(yàn)電流規(guī)定時(shí)間預(yù)期結(jié)果備注A1~60冷態(tài)1.13Int≥1h不脫扣

B1~60緊接著A項(xiàng)實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行1.45Int<1h脫扣電流在5秒內(nèi)穩(wěn)定地上升至規(guī)定值CIn≤32冷態(tài)2.55In1s<t<60s脫扣

In>32冷態(tài)2.55In1s<t<120s脫扣

D1~60冷態(tài)5Int≥0.1s不脫扣C型E1~60冷態(tài)10Int<0.1s脫扣C型F1~60冷態(tài)10Int≥0.1s不脫扣D型G1~60冷態(tài)14Int<0.1s脫扣D型表2-3過(guò)電流保護(hù)特性序號(hào)脫扣器額定電流In(A)起始狀態(tài)試驗(yàn)電流規(guī)定時(shí)間預(yù)期結(jié)94

表2-4額定短路通斷能力型號(hào)額定電流In（A）極數(shù)電壓（V）通斷能力（A）DZ47-60（C）型1~401P23060001~402,3,4P400600050~601P230400050~602,3,4P4004000DZ47-60（D）型1~601P23040001~602,3,4P4004000

表2-4額定短路通斷能力型號(hào)額定電流In（A）極數(shù)95

(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)大于或等于電路的最大短路電流。(3)欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓。(4)過(guò)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。注意:

使用低壓斷路器來(lái)實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)比熔斷器優(yōu)越3）低壓斷路器的選擇3）低壓斷路器的選擇96用途：用來(lái)頻繁地接通或分?jǐn)鄮в胸?fù)載的主電路（如電動(dòng)機(jī)）的自動(dòng)控制電器。分類(lèi):

按主觸點(diǎn)通過(guò)電流的種類(lèi)，分為直流和交流兩種。機(jī)床上應(yīng)用最多的是交流接觸器。2.接觸器用途：用來(lái)頻繁地接通或分?jǐn)鄮в胸?fù)載的主電路2.接觸器97組成:電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧裝置及其它部件;工作原理:當(dāng)線圈通電后，靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力將銜鐵吸合。銜鐵帶動(dòng)觸點(diǎn)系統(tǒng)動(dòng)作，使常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在反作用彈簧力的作用下釋放，觸點(diǎn)系統(tǒng)隨之復(fù)位。

組成:98交流接觸器的結(jié)構(gòu)原理

交流接觸器利用主觸點(diǎn)來(lái)開(kāi)閉電路，用輔助觸點(diǎn)來(lái)執(zhí)行控制指令。主觸點(diǎn)一般只有常開(kāi)接點(diǎn)，而輔助觸點(diǎn)常有兩對(duì)具有常開(kāi)和常閉功能的接點(diǎn)。交流接觸器的結(jié)構(gòu)原理交流接觸器利用主觸點(diǎn)來(lái)開(kāi)閉電路99圖2-5交流接觸器圖外形圖

圖2-6接觸器圖形及文字符號(hào)

圖2-5交流接觸器圖外形圖圖2-6接觸器圖形及文字符號(hào)1001）額定電壓:

接觸器銘牌上標(biāo)注的額定電壓是指主觸點(diǎn)的額定電壓。常用的額定電壓等級(jí)如表2-5所示。2）額定電流:

接觸器銘牌上標(biāo)注的額定電流是指主觸點(diǎn)的額定電流。常用的額定電流等級(jí)如表2-5所示。

直流接觸器交流接觸器額定電壓

（單位：V）110，220，440，660127，220，380，500，660額定電流

（單位：A）5，10，20，40，60，100，150，250，400，6005，10，20，40，60，100，150，250，400，600(1)、接觸器的主要技術(shù)參數(shù)表2-5接觸器的額定電壓和額定電流的等級(jí)表1）額定電壓:

直流接觸器交流接觸器額定電壓（單位：V）11013）線圈的額定電壓:直流線圈交流線圈24，48，100，220，44036，110，127，220，3804）接通和分?jǐn)嗄芰?

表2-6接觸器線圈的額定電壓等級(jí)表注意:

根據(jù)接觸器的使用類(lèi)別不同對(duì)主觸點(diǎn)的接通和分?jǐn)嗄芰Φ囊笠膊灰粯?，而不同?lèi)別的接觸器是根據(jù)其不同控制對(duì)象（負(fù)載）的控制方式所規(guī)定的。常見(jiàn)的接觸器使用類(lèi)別及其典型用途如表2-7所示。

指主觸點(diǎn)在規(guī)定條件下能可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦怠?/p>

3）線圈的額定電壓:直流線圈交流線圈24，48，100，22102

a、AC1和DC1類(lèi)允許接通和分?jǐn)囝~定電流；

b、AC2、DC3和DC5類(lèi)允許接通和分?jǐn)?倍額定電流；

c、AC3類(lèi)允許接通6倍額定電流和分?jǐn)囝~定電流；

d、AC4類(lèi)允許接通和分?jǐn)?倍額定電流；電流類(lèi)型使用類(lèi)別典型用途AC交流AC1AC2AC3AC4無(wú)感或微感負(fù)載、電阻爐線繞式電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和中斷籠型電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和中斷籠型電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反接制動(dòng)、反向和點(diǎn)動(dòng)DC直流DC1DC3DC5無(wú)感或微感負(fù)載、電阻爐并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反接制動(dòng)、反向和點(diǎn)動(dòng)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反接制動(dòng)、反向和點(diǎn)動(dòng)表2-7常見(jiàn)接觸器使用類(lèi)別及其典型用途表

電流類(lèi)型使用類(lèi)別典型用途ACAC1無(wú)感或微感負(fù)載、電阻爐DC103

5）額定操作頻率:

指每小時(shí)的操作次數(shù)。

交流接觸器最高為600次/h，

直流接觸器最高為1200次/h。

型號(hào)額定絕緣電壓(V)壽命(百萬(wàn)次)額定工作電流（A）可控電機(jī)功率（kw）額定操作頻率(Hz)額定發(fā)熱電流（A）AC-3AC-4AC-3AC-4230V/400V/500V690V400VAC-3AC-4CJX1-96801093.32.445.55.51.4120030020CJX1-16680-10167.747.610113.5120030030CJX1-85100088542284559672260030090CJX1-1701000817075559011815640700200210CJX1-47510008475165148252342432110500150400表2-8CJX系列交流接觸器規(guī)格及參數(shù)5）額定操作頻率:型號(hào)額定絕緣電壓(V)壽命(百萬(wàn)次)額1041）交流接觸器型號(hào)的含義

有Z表示直流操作接觸器交流小容量設(shè)計(jì)代號(hào)表示常開(kāi)輔助觸點(diǎn)數(shù)量額定工作電流(AC3、380V)CJX1-□/□□Z表示常閉輔助觸點(diǎn)數(shù)量(2)、接觸器的型號(hào)含義設(shè)計(jì)代號(hào)有TH表示濕熱帶額定工作電壓代號(hào)（03—380V，06—660V，11—1140V）用K表示組成礦用啟動(dòng)器的接觸器CJ20-□□/□□接觸器交流額定工作電流(AC3、380V)1）交流接觸器型號(hào)的含義有Z表示直流操作接觸器交流小容量設(shè)105設(shè)計(jì)代號(hào)常閉觸點(diǎn)數(shù)常開(kāi)觸點(diǎn)數(shù)CZ18-□/□□接觸器直流額定工作電流(AC3、380V)2）直流接觸器型號(hào)的含義設(shè)計(jì)代號(hào)常閉觸點(diǎn)數(shù)常開(kāi)觸點(diǎn)數(shù)CZ18-□/□□接觸器直流106交流接觸器選擇主要考慮:主觸點(diǎn)的額定電壓、額定電流；輔助觸點(diǎn)的數(shù)量與種類(lèi)；吸引線圈的電壓等級(jí)；操作頻率等。

（3）、交流接觸器的選擇交流接觸器選擇主要考慮:（3）、交流接觸器的選擇1071）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(lái)選擇相應(yīng)使用類(lèi)別的接觸器。a、如果負(fù)載為一般任務(wù)（控制中小容量籠型電動(dòng)機(jī)等），選用AC3類(lèi)接觸器。

b、如果負(fù)載屬于重任務(wù)類(lèi)（電機(jī)容量大，且動(dòng)作較頻繁），則應(yīng)選用AC4類(lèi)接觸器。

c、如果負(fù)載為一般任務(wù)與重任務(wù)混合的情況，

則應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選用AC3或AC4類(lèi)接觸器。若確定選用AC3類(lèi)接觸器，它的容量應(yīng)降低一級(jí)使用，即使這樣，其壽命仍將有不同程度的降低。

d、適用于AC2類(lèi)的接觸器，一般也不宜用來(lái)控制AC3及AC4類(lèi)的負(fù)載，因?yàn)樗慕油芰^低，在頻繁接通這類(lèi)負(fù)載時(shí)容易發(fā)生觸點(diǎn)熔焊現(xiàn)象。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)108

2）交流接觸器的額定電壓（指觸點(diǎn)的額定電壓），應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的電壓。3）接觸器線圈的電流種類(lèi)（交流和直流兩種）和電壓等級(jí)應(yīng)與控制電路相同。4）觸點(diǎn)數(shù)量和種類(lèi)應(yīng)滿足電路和控制線路的要求。5）根據(jù)電動(dòng)機(jī)（或其它負(fù)載）的功率和操作情況來(lái)確定接觸器主觸點(diǎn)的電流等級(jí)。

2）交流接觸器的額定電壓（指觸點(diǎn)的額定電壓），應(yīng)大于或等于109

a、接觸器的額定電流（指主觸點(diǎn)的額定電流）應(yīng)大于或等于被控回路的額定電流。

b、對(duì)于電動(dòng)機(jī)負(fù)載可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般取1-1.4。

c、對(duì)于不同運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)備可按下列經(jīng)驗(yàn)選擇;

持續(xù)運(yùn)行的設(shè)備.接觸器按67-75%算.即100A的交流接觸器，只能控制最大額定電流是67-75A以下的設(shè)備;間斷運(yùn)行的設(shè)備.接觸器按80%算.即100A的流是80A以下的設(shè)備;

反復(fù)短時(shí)工作的設(shè)備.接觸器按116-120%算.即100A的交流接觸器，只能控制最大額定電流是116-120A以下的設(shè)備;

注意:如當(dāng)接觸器控制電容器或白熾燈時(shí)，由于接通時(shí)的沖擊電流可達(dá)額定值的幾十倍，因此從接通方面來(lái)考慮，宜選用AC4類(lèi)的接觸器；

a、接觸器的額定電流（指主觸點(diǎn)的額定電110

繼電器：是一種根據(jù)輸入信號(hào)的變化

接通或斷開(kāi)控制電路，實(shí)現(xiàn)控制目的電器。分類(lèi):按輸入信號(hào)的性質(zhì)分為：

電壓繼電器、電流繼電器、時(shí)間繼電器、溫度繼電器等。按工作原理可分為：

電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器、電動(dòng)式繼電器、熱繼電器等。3.繼電器繼電器：是一種根據(jù)輸入信號(hào)的變化3.1111)、電磁式繼電器

工作原理:

由電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)和釋放彈簧等部分組成。根據(jù)外來(lái)信號(hào)（電壓或電流），利用電磁原理使銜鐵產(chǎn)生閉合動(dòng)作，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，使控制電路接通或斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)控制電路的狀態(tài)改變。注意:

繼電器的觸點(diǎn)不能用來(lái)接通和分?jǐn)嘭?fù)載電路，這也是繼電器的作用和接觸器的作用的區(qū)別。1)、電磁式繼電器工作原理:注意:112

電磁式繼電器的種類(lèi)不同，但一般圖形符號(hào)是相同的，如圖2-8所示。電流繼電器的文字符號(hào)為KI，線圈方格中用I>（或I<）表示過(guò)電流（或欠電流）繼電器；電壓繼電器的文字符號(hào)為KV，線圈方格中用U>（或U<）表示過(guò)電壓（或欠電壓）繼電器。圖2-7電磁繼電器外形圖

圖2-7電磁繼電器外形圖113

電磁式繼電器按吸引線圈電流種類(lèi)不同,有交流和直流兩種。

由于電磁式繼電器具有工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、壽命長(zhǎng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，故在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛。圖2-8電磁繼電器圖形及文字符號(hào)

圖2-8電磁繼電器圖形及文字符號(hào)114表2-9JTX通用型小型電磁繼電器主要技術(shù)參數(shù)額定工作電壓（V）DC：6、12、24、48、110、220AC：6、12、24、48、110、220、380吸動(dòng)電壓（V）DC：≤75%

；AC：≤80%釋放電壓（V）DC：≥10%

；AC：≥30%功耗DC：≤2W；AC：≤3.5VA防塵型觸點(diǎn)最大控制容量（COSФ=1）7.5A250VAC；7.5A28VDC觸點(diǎn)形式2C3C電氣壽命（次）1x105機(jī)械壽命（次）1x107介質(zhì)耐壓≥1500V絕緣電阻≥500MΩ溫度范圍-25℃~+45℃振動(dòng)10~55Hz雙振幅1.0mm重量（克）≤125g裝置方式Plig-in插座式外形尺寸(cm)35X35X55表2-9JTX通用型小型電磁繼電器主要技術(shù)參數(shù)額定工作115

固態(tài)繼電器(SolidStateRelay)簡(jiǎn)稱(chēng)SSR

；

新型無(wú)觸點(diǎn)繼電器。固態(tài)繼電器是用晶體管或可控硅代替常規(guī)繼電器的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，而在前級(jí)中與光電隔離器融為一體。因此，固態(tài)繼電器實(shí)際上是一種帶光電隔離器的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。由于可靠性高、開(kāi)關(guān)速度快和工作頻率高、使用壽命長(zhǎng)、便于小型化、輸入控制電流小等一系列優(yōu)點(diǎn)。

SSR

圖2-9固態(tài)繼電器圖形及文字符號(hào)2）、固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器(SolidState116

（a）固態(tài)繼電器的分類(lèi)

固態(tài)繼電器具有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端的一種四端器件，按輸出端負(fù)載電源類(lèi)型可分為直流型和交流型兩類(lèi)。其中直流型是以功率晶體管的集電極和發(fā)射極作為輸出端負(fù)載電路的開(kāi)關(guān)控制，而交流型是以雙向三端晶體閘流管的兩個(gè)電極作為輸出端負(fù)載電路的開(kāi)關(guān)控制，如圖2-10所示。3+4+1~2~圖2-10交流固態(tài)繼電器內(nèi)部電路原理圖（a）固態(tài)繼電器的分類(lèi)3+4+1~2~圖117（b）固態(tài)繼電器主要技術(shù)數(shù)據(jù)表2-11國(guó)產(chǎn)固態(tài)繼電器主要技術(shù)數(shù)據(jù)輸入輸出隔離性能開(kāi)關(guān)速度驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)電流斷態(tài)重復(fù)峰值電壓有效輸出電流峰值單周浪涌電流工作頻率導(dǎo)通壓降輸入輸出絕緣耐壓換接時(shí)間3~30V3~10mA50110220V1~40A10~300A45~65Hz<2V1500V<10ms（b）固態(tài)繼電器主要技術(shù)數(shù)據(jù)表2-11國(guó)產(chǎn)固態(tài)繼電器主要技1184.變壓器及直流穩(wěn)壓電源(1)、變壓器

變壓器是一種將某一數(shù)值的交流電壓變換成頻率相同但數(shù)值不同的交流電壓的靜止電器。1）機(jī)床控制變壓器機(jī)床控制變壓器適用于交流50～60Hz，輸入電壓不超過(guò)660V的電路，作為各類(lèi)機(jī)床、機(jī)械設(shè)備等一般電器的控制電源、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、局部照明及指示燈的電源。4.變壓器及直流穩(wěn)壓電源(1)、變壓器1）機(jī)床控制變壓器119T

圖2-12雙繞組變壓器圖形及文字符號(hào)圖2-11機(jī)床控制變壓器外形圖T圖2-12雙繞組變壓器圖形及文字符號(hào)圖2-11120JBK系列機(jī)床控制變壓器型號(hào)含義：

BK系列控制變壓器型號(hào)含義：

變壓器機(jī)床鐵芯形式“C”插片式，“P”卷片式額定容量（VA）設(shè)計(jì)序號(hào)（1、2、3、4、5）控制J

B

K

□-□

□B

K-控制額定容量（VA）變壓器表2-12JBK系列控制變壓器電壓型式規(guī)格初級(jí)電壓(V)次級(jí)電壓(V)控制照明指示信號(hào)40VA220或380110(127)(220)24(36)(48)6(12)63VA160VA400VA1000VAJBK系列機(jī)床控制變壓器型號(hào)含義：BK系列控制變壓器型121BK系列控制變壓器適用于

50-60Hz

的交流電路中，作為機(jī)床和機(jī)械設(shè)備中一般電器的控制電源、局部照明及指示電源。

表2-13BK系列控制變