數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)

本書主要內(nèi)容項(xiàng)目1數(shù)控機(jī)床強(qiáng)電回路故障診斷與維修項(xiàng)目2FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)試項(xiàng)目3FANUC0i數(shù)控系統(tǒng)中PMC控制的應(yīng)用項(xiàng)目4SINUMERIK802Se/Ce數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)試項(xiàng)目5SINUMERIK802Se/Ce數(shù)控系統(tǒng)中PLC控制的應(yīng)用項(xiàng)目6數(shù)控機(jī)床機(jī)械部件的結(jié)構(gòu)與維修項(xiàng)目7數(shù)控機(jī)床典型故障診斷與維修項(xiàng)目8零件加工誤差分析與排除1.數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)的意義和要求數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備。目前，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)了大量的數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機(jī)床，同時(shí)，我國(guó)在數(shù)控系統(tǒng)的研究和開發(fā)上也做了也多年的研究，開發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)，并與多家機(jī)床生產(chǎn)廠進(jìn)行了配套，形成了一定的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)銷規(guī)模。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，數(shù)控機(jī)床在制造領(lǐng)域的作用越來(lái)越重要。

但是，數(shù)控機(jī)床是很復(fù)雜的設(shè)備，即使只是一般的操作使用人員也必須具備一定的專業(yè)知識(shí),而對(duì)于那些數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修人員，則有相當(dāng)高的專業(yè)技術(shù)水平的要求。數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)的基本概念1.1數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)的目的1.2數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)的主要內(nèi)容數(shù)控機(jī)床故障分類CNC裝置故障伺服系統(tǒng)故障主軸系統(tǒng)故障刀具系統(tǒng)故障其它部位故障電源及電氣控制部分維修、維護(hù)的內(nèi)容(1)驅(qū)動(dòng)電路(2)位置反饋電路(3)電源及保護(hù)電路(4)開/關(guān)信號(hào)連接電路特別注意：按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、繼電器、電磁閥等機(jī)床電器開關(guān)1.3數(shù)控機(jī)床的工作環(huán)境要求

數(shù)控機(jī)床的工作環(huán)境是指數(shù)控機(jī)床工作時(shí)的溫度、濕度、電網(wǎng)電壓、接地等諸多方面。如果忽視工作環(huán)境變化對(duì)數(shù)控機(jī)床的影響，輕則可能使機(jī)床不能正常使用，嚴(yán)重的可能損壞相關(guān)機(jī)床部件。1.溫度精密數(shù)控機(jī)床一般都有恒溫環(huán)境要求,只有在恒溫條件下,才能確保機(jī)床精度和加工精度。一般普通型數(shù)控機(jī)床對(duì)室溫沒(méi)有具體要求，但大量實(shí)踐表明，當(dāng)室溫過(guò)高時(shí)數(shù)控系統(tǒng)的故障率大大增加。數(shù)控系統(tǒng)中一般半導(dǎo)體工作溫度要求在40~45℃以下，室溫達(dá)到35℃時(shí)電氣柜內(nèi)部溫度經(jīng)?？赡苓_(dá)40℃以上，所以系統(tǒng)不能正常工作。此外避免陽(yáng)光對(duì)數(shù)控機(jī)床直接照射，室內(nèi)應(yīng)配有良好的燈光照明設(shè)備。2.濕度數(shù)控機(jī)床要求工作環(huán)境的相對(duì)濕度應(yīng)該小于75%，在高溫高濕中的數(shù)控機(jī)床，大多采用密封電氣柜，且配備空調(diào)進(jìn)行冷卻。由于濕度大，在數(shù)控機(jī)床關(guān)電后，空氣中的水分子在數(shù)控系統(tǒng)或驅(qū)動(dòng)裝置的線路板上產(chǎn)生結(jié)露。當(dāng)再次上電時(shí)，線路板上的結(jié)露產(chǎn)生短路，造成硬件模塊的損壞。

因此對(duì)于高溫高濕現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的數(shù)控機(jī)床，應(yīng)該采取相應(yīng)的措施，如配備去濕或烘干裝置，消除結(jié)露后再上電運(yùn)行，或者數(shù)控機(jī)床不關(guān)電。以一臺(tái)三個(gè)進(jìn)給軸和一個(gè)7.5kW伺服主軸的數(shù)控機(jī)床為例，在數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，功耗大約為15kW。但當(dāng)去掉伺服使能后，數(shù)控系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功耗大約只有100W3.電網(wǎng)電壓電源是維持系統(tǒng)正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接結(jié)果是造成系統(tǒng)的停機(jī)或毀壞整個(gè)系統(tǒng)。日本的數(shù)控系統(tǒng)一般以允許在電壓額定值的±10%范圍內(nèi)波動(dòng)，而歐美的一些數(shù)控系統(tǒng)要求在±5%以內(nèi)。我國(guó)電源波動(dòng)較大，質(zhì)量差，還隱藏有如高頻脈沖這一類的干擾，加上人為的因素（如突然拉閘斷電等）。電高峰期間，例如白天上班或下班前的一個(gè)小時(shí)左右以及晚上，往往超差較多，甚至達(dá)到±20％，使機(jī)床報(bào)警而無(wú)法進(jìn)行正常工作，并對(duì)機(jī)床電源系統(tǒng)造成損壞，甚至導(dǎo)致機(jī)床參數(shù)數(shù)據(jù)的丟失等。

建議在CNC機(jī)床較集中的車間配置具有自動(dòng)補(bǔ)償調(diào)節(jié)功能的交流穩(wěn)壓供電系統(tǒng)；單臺(tái)CNC機(jī)床可單獨(dú)配置交流穩(wěn)壓器來(lái)解決。4.導(dǎo)電粉塵如果機(jī)床長(zhǎng)期加工鑄鐵、鋁質(zhì)工件、石墨工件，數(shù)控機(jī)床的電氣柜采用內(nèi)外空氣循環(huán)冷卻，電氣柜密封不嚴(yán)，導(dǎo)電粉塵進(jìn)入電氣柜并且在模塊線路板上沉積，可能導(dǎo)致硬件部分損壞，特別是高壓部件，如驅(qū)動(dòng)器的電源模塊等。如果數(shù)控機(jī)床主要用于加工上述材料，在采購(gòu)機(jī)床時(shí)應(yīng)向機(jī)床制造廠提出明確要求——采用密閉的電氣柜，采用空調(diào)內(nèi)循環(huán)冷卻。5.生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的油霧生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的油霧可能造成數(shù)控機(jī)床顯示屏幕損壞。由于油霧具有很強(qiáng)的附著力和擴(kuò)散性，如果油霧隨空氣進(jìn)入數(shù)控機(jī)床操作站，可能影響液晶顯示器。油霧可能附著在顯示器的導(dǎo)電橡膠上，逐漸擴(kuò)散，使顯示器上開始出現(xiàn)黑色線條，且逐步擴(kuò)大，最終導(dǎo)致顯示器無(wú)法顯示信息。6.地線用中線替代數(shù)控機(jī)床的許多帶微處理器的部件都采用共地結(jié)構(gòu)，如數(shù)控系統(tǒng)、輸入輸出模塊、伺服驅(qū)動(dòng)器的控制模塊等，這些模塊的特點(diǎn)是系統(tǒng)的保護(hù)接地就是微處理器的基準(zhǔn)工作電壓。假如在用戶現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有保護(hù)接地，用戶將主電源的中線作為地線連接到數(shù)控系統(tǒng)的保護(hù)接地端子上，當(dāng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的三相動(dòng)力電源出現(xiàn)不平衡時(shí)，中性線上可能出現(xiàn)不平衡電流，將對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的硬件產(chǎn)生影響，輕則造成數(shù)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失，重則造成數(shù)控系統(tǒng)硬件模塊損壞。為了使數(shù)控機(jī)床能夠充分發(fā)揮作用，為數(shù)控機(jī)床提供專用的地線是十分重要。數(shù)控機(jī)床的地線要采用一點(diǎn)接地型，即輻射式接地法，以防止竄擾。這種接地要求將數(shù)控柜中的信號(hào)接地、強(qiáng)電接地、機(jī)床接地等連接到公共的接地點(diǎn)上，而且數(shù)控柜和強(qiáng)電柜之間應(yīng)該有足夠粗的保護(hù)接地電纜，總的接地電阻要小于4~7Ω，并且總接地點(diǎn)要十分可靠。7.伺服電機(jī)沒(méi)有保護(hù)伺服電機(jī)在數(shù)控機(jī)床上沒(méi)有保護(hù)，直接暴露在冷卻液的噴射范圍，或潤(rùn)滑油在伺服電機(jī)軸端、電機(jī)的電纜插頭處浸泡。冷卻液或潤(rùn)滑油可能進(jìn)入伺服電機(jī)內(nèi)部，并且在電機(jī)內(nèi)部積累，進(jìn)入編碼器，使測(cè)量系統(tǒng)出現(xiàn)故障。8.長(zhǎng)期超性能使用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)定了許多相關(guān)的過(guò)載極限參數(shù)，但是當(dāng)這些參數(shù)被更改后，可能造成伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在過(guò)流狀態(tài)下沒(méi)有保護(hù)，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)功率器件損壞。另外，數(shù)控機(jī)床可能長(zhǎng)期進(jìn)行大切削量的加工，使得驅(qū)動(dòng)器電源模塊或功率模塊過(guò)流損壞。因此，必須了解數(shù)控機(jī)床允許的加工范圍，才能保證在正確的范圍內(nèi)加工，避免硬件部件損壞。1.4數(shù)控機(jī)床的操作規(guī)范(簡(jiǎn))

一．運(yùn)行前1.

檢查程序與工件或毛坯是否一致。2.

檢查工件坐標(biāo)系與程序坐標(biāo)系是否相符。3.

檢查刀具表內(nèi)刀具是否與程序內(nèi)刀具信息一致；檢查刀具的完好程度。4.

檢查程序是否正確、切削用量的選擇是否合理。5.

確定機(jī)床狀態(tài)及各開關(guān)位置（進(jìn)給倍率開關(guān)應(yīng)為0）。6.

必須在確認(rèn)工件夾緊后才能啟動(dòng)機(jī)床。二．加工中1.

關(guān)閉防護(hù)門，啟動(dòng)機(jī)床；各坐標(biāo)軸手動(dòng)或自動(dòng)回零(機(jī)械原點(diǎn))。2.

對(duì)刀，確定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的位置。3.

運(yùn)行程序，觀察機(jī)床動(dòng)作及進(jìn)給方向與程序是否相符。4.

當(dāng)工件坐標(biāo)、刀具位置、剩余量三者相符后，逐漸加大進(jìn)給倍率開關(guān)。5.

當(dāng)正常加工時(shí)，需要暫停程序前，應(yīng)先將倍率開關(guān)緩慢關(guān)至0位。6.

中斷程序后恢復(fù)加工時(shí)，應(yīng)緩慢進(jìn)給至原加工位置，再逐漸恢復(fù)到正常切削速率。三．異常處理1.

當(dāng)機(jī)床因報(bào)警而停機(jī)時(shí)，應(yīng)先清除報(bào)警信息，將主軸安全移出加工位置，確定排除警報(bào)故障后，恢復(fù)加工。2.

當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí)，應(yīng)迅速停止程序，必要時(shí)可使用緊急停止按鈕。四.加工完畢清理機(jī)床；登記本次使用機(jī)床情況。1.5對(duì)維修人員的要求

1.專業(yè)知識(shí)面廣2.具有專業(yè)英語(yǔ)閱讀能力3.勤于學(xué)習(xí)不斷提高4.善于分析5.善于總結(jié)6.有較強(qiáng)的動(dòng)手能力和實(shí)踐技能7.具有使用智能化儀器的能力1.6數(shù)控機(jī)床故障的類型

數(shù)控機(jī)床故障的類型

1.按故障發(fā)生的原因分類數(shù)控機(jī)床自身故障數(shù)控機(jī)床外部故障2.按故障發(fā)生的性質(zhì)分類軟件故障硬件故障干擾故障3.按故障發(fā)生的位置分類數(shù)控系統(tǒng)故障伺服系統(tǒng)故障電氣控制部分故障主軸系統(tǒng)故障進(jìn)給系統(tǒng)故障刀架、刀庫(kù)、工作臺(tái)故障等1.8數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)的基本技術(shù)日常維護(hù)和保養(yǎng)1.機(jī)械部分的檢查保養(yǎng)2.電氣部分的維護(hù)保養(yǎng)3.數(shù)控系統(tǒng)中硬件部分的檢查維護(hù)4.伺服電機(jī)和主軸電機(jī)的檢查維護(hù)5.液壓系統(tǒng)的檢查調(diào)整6.氣動(dòng)系統(tǒng)的檢查調(diào)整7.檢測(cè)反饋元件的檢查8.潤(rùn)滑部分的檢查調(diào)整序號(hào)周期檢查部位檢查要求（內(nèi)容）1每天切削液、液壓油、潤(rùn)滑油檢查切削液、液壓油、潤(rùn)滑油的油量是否充足。2每天切屑槽切屑槽內(nèi)的切屑是否已處理干凈。3每天操作盤檢查操作盤上的各指示燈是否正常，各按鈕、開關(guān)是否處于正確位置。4每天CRT顯示屏CRT顯示屏上是否有任何報(bào)警顯示，若有問(wèn)題應(yīng)及時(shí)予以處理5每天液壓裝置的壓力表液壓裝置的壓力表是否指示在所要求的范圍內(nèi)。6每天冷卻風(fēng)扇各控制箱的冷卻風(fēng)扇是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。數(shù)控機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)例表1-17每天刀具刀具是否正確夾緊在刀夾上；刀夾與回轉(zhuǎn)刀架是否可靠夾緊；刀具是否有損傷。8每天主軸、滑板等運(yùn)轉(zhuǎn)中，主軸、滑板處是否有異常噪聲；有無(wú)與平常不同的異常現(xiàn)象。9每月主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)情況軸以最高轉(zhuǎn)速一半左右的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30min，用手觸摸殼體部分，若感覺(jué)溫和即為正常，以此了解主軸軸承的工作情況。10每月滾珠絲杠檢查X、Z軸的滾珠絲杠，若有污垢，應(yīng)清理干凈，若表面干燥，應(yīng)涂潤(rùn)滑脂。11每月超程限位開關(guān)檢查X、Z軸超程限位開關(guān)、各急停開關(guān)是否動(dòng)作正常，可用手按壓行程開關(guān)的滑動(dòng)輪，若CRT上有超程報(bào)警顯示，說(shuō)明限位開關(guān)正常。順便將各接近開關(guān)擦拭干凈。12每月刀架檢查刀架的回轉(zhuǎn)頭、中心錐齒輪的潤(rùn)滑狀態(tài)是否良好，齒面是否有傷痕；看換刀時(shí)其換位動(dòng)作是否平順，以刀架夾緊、松開時(shí)無(wú)沖擊為好。13每月導(dǎo)套內(nèi)孔檢查導(dǎo)套內(nèi)孔狀況，看是否有裂紋、毛刺，導(dǎo)套前面蓋帽內(nèi)是否積存切屑。14每月切削液槽檢查切削液槽內(nèi)是否積存切屑。15每月液壓裝置檢查液壓裝置，如壓力表的動(dòng)作狀態(tài)、液壓管路是否有損壞，各管接頭是否有松動(dòng)或漏油現(xiàn)象等。16每月潤(rùn)滑油裝置檢查潤(rùn)潤(rùn)滑泵的排油量是否合乎要求、潤(rùn)滑油管路是否損壞、管接頭是否松動(dòng)、漏油等17半年主軸主軸孔的振擺，主軸傳動(dòng)用V帶的張力及磨損情況，編碼盤用同步帶的張力及磨損情況。18半年導(dǎo)套裝置主軸以最高轉(zhuǎn)速的一半運(yùn)轉(zhuǎn)30min，用手觸摸殼體部分無(wú)異常發(fā)熱及噪聲為好。此外用手沿軸向拉導(dǎo)套，檢查其間隙是否過(guò)大19半年加工裝置①檢查主軸分度用齒輪系的間隙。以規(guī)定的分度位置沿回轉(zhuǎn)方向搖動(dòng)主軸，以檢查其間隙。若間隙過(guò)大應(yīng)進(jìn)行調(diào)整；②檢查刀具主軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)側(cè)的齒輪潤(rùn)滑狀態(tài)。若表面干燥應(yīng)涂敷潤(rùn)滑脂。20半年潤(rùn)滑泵裝置浮子開關(guān)可從潤(rùn)滑泵裝置中抽出潤(rùn)滑油；看浮子落至警戒線以下時(shí)，是否有報(bào)警指示以判斷浮子開關(guān)的好壞。21半年直流電動(dòng)機(jī)若換向器表面臟，應(yīng)用白布沾酒精予以清洗；若表面粗糙，用細(xì)金相砂紙予以修整；若電刷長(zhǎng)度為10mm以下時(shí)，予以更換。22半年其它①檢查各插頭、插座、電纜、各繼電器的觸點(diǎn)是否接觸良好；②檢查各印刷電路板是否干凈；③檢查主電源變壓器、各電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻應(yīng)在1MΩ以上；④檢查斷電后保存機(jī)床參數(shù)、工作程序用的后備電池的電壓值，看情況予以更換。故障處理1.調(diào)查故障現(xiàn)場(chǎng)，充分掌握故障信息特別要注意確定的故障信息(1)發(fā)生故障時(shí)的報(bào)警號(hào)和報(bào)警提示是什么？(2)如無(wú)報(bào)警，系統(tǒng)處于何種工作狀態(tài)？系統(tǒng)的工作方式診斷結(jié)果是什么？(3)故障發(fā)生在哪個(gè)程序段？執(zhí)行何種指令？故障發(fā)生前進(jìn)行了何種操作?(4)故障發(fā)生在何種速度下？軸處于什么位置？與指令值的誤差量有多大？(5)以前是否發(fā)生過(guò)類似的故障？現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)異常現(xiàn)象？故障是否重復(fù)發(fā)生？故障處理例如通過(guò)報(bào)警號(hào)診斷故障原因硬件報(bào)警顯示的故障:各單元裝置上的報(bào)警燈軟件報(bào)警顯示故障:CRT顯示器上顯示出來(lái)的報(bào)警號(hào)報(bào)警信息來(lái)自NC的報(bào)警和來(lái)自PLC的報(bào)警存儲(chǔ)器報(bào)警過(guò)熱報(bào)警伺服系統(tǒng)報(bào)警軸超程報(bào)警程序出錯(cuò)報(bào)警主軸報(bào)警過(guò)載報(bào)警斷線報(bào)警故障處理2.分析故障原因，確定檢查方法和步驟分析故障原因時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)(1)列出故障問(wèn)題(2)對(duì)引起故障的原因和解決的方法進(jìn)行綜合、判斷和篩選(3)擬定檢查內(nèi)容、步驟和方法故障處理3.故障的檢測(cè)和排除故障診斷原則(1)先外部后內(nèi)部外部的行程開關(guān)、按鈕開關(guān)、液壓氣動(dòng)元件、印刷電路板間的連接部位，接觸不良，是產(chǎn)生數(shù)控機(jī)床故障的重要因素。盡量避免隨意地啟封、拆卸，以避免擴(kuò)大故障，降低機(jī)床性能。(2)先機(jī)械后電氣機(jī)械故障容易察覺(jué)大部分故障是機(jī)械部件失靈造成的。(3)先靜后動(dòng)不盲目動(dòng)手，了解故障發(fā)生的過(guò)程及狀態(tài)，查閱說(shuō)明書、系統(tǒng)資料，先在機(jī)床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)，觀察、分析，確認(rèn)無(wú)惡性故障或破壞性故障，方可給機(jī)床通電，進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察檢驗(yàn)和測(cè)試。惡性故障或破壞性故障先排除故障才通電診斷。(4)先公用后專用如CNC、PLC、電源、液壓等公用部分。(5)先簡(jiǎn)單后復(fù)雜(6)先一般后特殊數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修的一般方法1.外觀常規(guī)檢查法2.參數(shù)檢查法3.功能程序測(cè)試法4.升降溫法5.敲擊法6.拉偏電源法7.交換法8.備板置換法9.隔離法10.系統(tǒng)更新重置法11.對(duì)比法12.原理分析法數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修的一般方法基本方法(與醫(yī)學(xué)方法的對(duì)比)醫(yī)學(xué)診斷方法設(shè)備診斷方法原理及特征信息中醫(yī)：望聞問(wèn)切西醫(yī)：望觸扣聽嗅聽嗅看聞通過(guò)形貌、聲音、溫度、顏色的變化來(lái)診斷聽心率做心電圖振動(dòng)與噪聲監(jiān)測(cè)通過(guò)振動(dòng)大小與變化規(guī)律來(lái)診斷量體溫溫度檢測(cè)觀察溫度變化驗(yàn)血常規(guī)

油波分析觀察物理化學(xué)成分及細(xì)胞形態(tài)的變化量血壓應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量觀察壓力或應(yīng)力變化問(wèn)病史查閱技術(shù)檔案資料找規(guī)律查原因做判別X射線超聲波檢查費(fèi)破壞性檢測(cè)(裂紋)觀察內(nèi)部肌體缺陷常用的維修工具及儀器

1.常用維修工具2.常用維修儀器1.常用維修工具(1)電烙鐵(2)吸錫器(3)旋具(4)鉗類工具(5)扳手(6)其它常用的維修工具及儀器

2.常用維修儀器(1)萬(wàn)用表(2)示波器(3)邏輯測(cè)試筆和脈沖信號(hào)筆(4)邏輯分析儀(5)離線IC測(cè)試儀(6)在線IC測(cè)試儀(7)短路追蹤儀(8)特征代碼分析儀(9)激光干涉儀(10)球桿儀邏輯分析儀離線IC測(cè)試儀短路追蹤儀特征代碼分析儀激光干涉儀球桿儀數(shù)控機(jī)床電氣控制基礎(chǔ)知識(shí)低壓斷路器接觸器繼電器變壓器及直流穩(wěn)壓電源熔斷器開關(guān)電器按鈕、指示燈導(dǎo)線和電纜配線技術(shù)

一、低壓斷路器低壓斷路器過(guò)去叫做自動(dòng)空氣開關(guān)，現(xiàn)采用IEC標(biāo)準(zhǔn)稱為低壓斷路器。低壓斷路器是將控制電器和保護(hù)電器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)電路發(fā)生過(guò)載、短路或欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路，有效地保護(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(lái)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(diǎn)的分?jǐn)嗄芰Φ?。以下重點(diǎn)介紹數(shù)控機(jī)床常用的兩種低壓斷路器。

1、塑料外殼式斷路器塑料外殼式斷路器由手柄、操作機(jī)構(gòu)、脫扣裝置、滅弧裝置及觸頭系統(tǒng)等組成，均安裝在塑料外殼內(nèi)組成一體。機(jī)床常用DZ10、

DZ15、DZ5-20、DZ5-50等系列塑料外殼式斷路器(以下簡(jiǎn)稱斷路器)，適用于交流電壓500V，直流電壓220V以下的電路，作不頻繁地接通和斷開電路用,塑料外殼式斷路器外形圖如圖2-1所示，斷路器圖形及文字符號(hào)如圖2-2所示。以DZ15系列為例，其適用于交流50Hz，額定電壓為220V或380V，額定電流至100A的電路，作為配電、電動(dòng)機(jī)的過(guò)載及短路保護(hù)用，亦可作為線路不頻繁轉(zhuǎn)換及電動(dòng)機(jī)不頻繁起動(dòng)之用。

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(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

□保護(hù)種類代號(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表2-1保護(hù)種類含義及其對(duì)應(yīng)的代號(hào)

2、小型斷路器小型斷路器主要用于照明配電系統(tǒng)和控制回路.

外形如圖2-3所示，圖2-4為斷路器圖形及文字符號(hào)。機(jī)床常用MB1-63、

DZ30-32、DZ47-60等系列小型斷路器。以DZ47-60高分?jǐn)嘈⌒蛿嗦菲鳛槔?，適用于照明配電系統(tǒng)（C型）或電動(dòng)機(jī)的配電系統(tǒng)（D型）。其主要用于交流50Hz/60Hz，單極230V，二、三、四極400V線路的過(guò)載、短路保護(hù)，同時(shí)也可以在正常情況下不頻繁地通斷電器裝置和照明線路。

2、小型斷路器小型斷路器主要用于照明配電系統(tǒng)和控制回路.

外形如圖2-3所示，圖2-4為斷路器圖形及文字符號(hào)。機(jī)床常用MB1-63、

DZ30-32、DZ47-60等系列小型斷路器。以DZ47-60高分?jǐn)嘈⌒蛿嗦菲鳛槔m用于照明配電系統(tǒng)（C型）或電動(dòng)機(jī)的配電系統(tǒng)（D型）。其主要用于交流50Hz/60Hz，單極230V，二、三、四極400V線路的過(guò)載、短路保護(hù)，同時(shí)也可以在正常情況下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)

3、低壓斷路器的選擇選擇低壓斷路器應(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。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，因?yàn)楫?dāng)三相電路短路時(shí)，很有可能只有一相的熔斷器熔斷，造成單相運(yùn)行。對(duì)于低壓斷路器來(lái)說(shuō)，只要造成短路都會(huì)使開關(guān)跳閘，將三相同時(shí)切斷。

二、接觸器接觸器是一種用來(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。接觸器由電磁機(jī)構(gòu)、觸點(diǎn)系統(tǒng)、滅弧裝置及其它部件四部分組成。其工作原理是當(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，常開觸點(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。接觸器按其主觸點(diǎn)通過(guò)電流的種類不同，分為直流、交流兩種，機(jī)床上應(yīng)用最多的是交流接觸器。目前我國(guó)常用的交流接觸器主要有：CJ20、CJX1、CJX2、CJ12和CJ10等系列，引進(jìn)德國(guó)BBC公司制造技術(shù)生產(chǎn)的B系列，德國(guó)SIEMENS公司的3TB系列，法國(guó)TE公司LC1系列等。交流接觸器外形如圖2-5所示，接觸器圖形及文字符號(hào)如圖2-6所示。

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)

1、接觸器的主要技術(shù)參數(shù)

（1）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。（3）線圈的額定電壓。常用的額定電壓等級(jí)如表2-6所示。選用時(shí)一般交流負(fù)載用交流接觸器，直流負(fù)載用直流接觸器，但交流負(fù)載頻繁動(dòng)作時(shí)可采用直流線圈的交流接觸器直流線圈電壓：24、48、100、220、440交流線圈電壓：36、110、127、220、380

三、繼電器

繼電器是一種根據(jù)輸入信號(hào)的變化接通或斷開控制電路，實(shí)現(xiàn)控制目的電器。繼電器的輸入信號(hào)可以是電流、電壓等電量，也可以是溫度、速度、壓力等非電量，輸出為相應(yīng)的觸點(diǎn)動(dòng)作繼電器的種類很多，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、速度繼電器等。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。1、電磁式繼電器電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理與電磁式接觸器相似，也是由電磁機(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，實(shí)現(xiàn)控制電路的狀態(tài)改變。值得注意的是，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。

圖2-7為電磁繼電器外形圖。

電磁式繼電器的種類不同，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

（1）電磁式繼電器的種類電磁式繼電器按吸引線圈電流種類不同,有交流和直流兩種。其結(jié)構(gòu)及工作原理與接觸器相似,但因繼電器一般用來(lái)接通和斷開控制電路，故觸點(diǎn)電流容量較小(一般5A以下)。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)

a、電流繼電器電流繼電器的線圈串聯(lián)在被測(cè)量的電路中，以反應(yīng)電路電流的變化。為了不影響電路工作情況，電流繼電器線圈匝數(shù)少，導(dǎo)線粗，線圈阻抗小。電流繼電器有欠電流繼電器和過(guò)電流繼電器兩類。欠電流繼電器的吸引電流為線圈額定電流的30%~65%，釋放電流為額定電流的10%~20%，因此，在電路正常工作時(shí)，銜鐵是吸合的，只有當(dāng)電流降低到某一整定值時(shí)，繼電器釋放，輸出信號(hào)。過(guò)電流繼電器在電路正常工作時(shí)不動(dòng)作，當(dāng)電流超過(guò)某一整定值時(shí)才動(dòng)作，整定范圍通常為1.1~4倍額定電流。在機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，用得較多的電流繼電器有JL14、JL15、JT3、JT9、JT10等型號(hào)，主要根據(jù)主電路內(nèi)的電流種類和額定電流來(lái)選擇。

b、電壓繼電器電壓繼電器的結(jié)構(gòu)與電流繼電器相似，不同的是電壓繼電器線圈并聯(lián)在被測(cè)量的電路的兩端，以反應(yīng)電路電壓的變化。為了不影響電路工作情況，電壓繼電器線圈匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，線圈阻抗大。電壓繼電器按動(dòng)作電壓值的不同，有過(guò)電壓、欠電壓和零電壓之分。過(guò)電壓繼電器在電壓為額定電壓的110%~115%以上時(shí)動(dòng)作；欠電壓繼電器在電壓為額定電壓的40%~70%時(shí)有保護(hù)動(dòng)作；零電壓繼電器當(dāng)電壓降至額定電壓的5%~25%時(shí)有保護(hù)動(dòng)作。機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，常用的有JT3、JT4型。

c、中間繼電器中間繼電器實(shí)質(zhì)上是電壓繼電器的一種，但它觸點(diǎn)多（多至六對(duì)或更多），觸點(diǎn)電流容量大（額定電流5~10A），動(dòng)作靈敏（動(dòng)作時(shí)間不大于0.05s）。其主要用途是當(dāng)其他繼電器的觸點(diǎn)數(shù)或觸點(diǎn)容量不夠時(shí)，可借助中間繼電器來(lái)擴(kuò)大它們的觸點(diǎn)數(shù)或觸點(diǎn)容量，起到中間轉(zhuǎn)換的作用。數(shù)控機(jī)床中使用最多的是小型中間繼電器。機(jī)床上常用的型號(hào)有J27系列交流中間繼電器和J28系列交直流兩用中間繼電器。

（3）中間繼電器的選擇

中間繼電器主要依據(jù)被控制電路的電壓等級(jí)，觸點(diǎn)的數(shù)量、種類及容量來(lái)選用。a、線圈電流的種類和電壓等級(jí)應(yīng)與控制電路一致。如數(shù)控機(jī)床的控制電路采用直流24V供電，則繼電器應(yīng)選擇線圈額定電壓為24V的直流繼電器。b、按控制電路的要求選擇觸點(diǎn)的類型（是常開還是常閉）和數(shù)量。c、繼電器的觸點(diǎn)額定電壓應(yīng)大于或等于被控制回路的電壓。d、繼電器的觸點(diǎn)電流應(yīng)大于或等于被控制回路的額定電流，若是電感性負(fù)載，則應(yīng)降低到額定電流50%以下使用。

2、時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器是一種用來(lái)實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)延時(shí)接通或斷開的控制電器，按其動(dòng)作原理與構(gòu)造不同，可分為電磁式、空氣阻尼式、電動(dòng)式和晶體管式等類型。機(jī)床控制線路中應(yīng)用較多的是空氣阻尼式時(shí)間繼電器，晶體管式時(shí)間繼電器也獲得愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床中一般由計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)各種時(shí)間控制，而不采用時(shí)間繼電器方式來(lái)進(jìn)行時(shí)間控制。時(shí)間繼電器的圖形符號(hào)如圖2-9所示，文字符號(hào)為KT。

圖2-9

時(shí)間繼電器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)

3、熱繼電器熱繼電器是一種利用電流的熱效應(yīng)時(shí)觸電動(dòng)作的保護(hù)電器。常用于電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)。當(dāng)電機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載時(shí)，熱繼電器的常閉觸點(diǎn)動(dòng)作，斷開相應(yīng)的回路，使電機(jī)得到保護(hù)。熱繼電器由發(fā)熱元件（電阻絲）、雙金屬片、傳導(dǎo)部分和常閉觸點(diǎn)組成，當(dāng)電機(jī)過(guò)載時(shí)，通過(guò)發(fā)熱元件上的電流增加，雙金屬片受熱彎曲，帶動(dòng)常閉觸點(diǎn)動(dòng)作。由于雙金屬片的熱慣性，即不能迅速對(duì)短路事故進(jìn)行反應(yīng)，而這個(gè)熱慣性也是合乎要求的，因?yàn)樵陔姍C(jī)起動(dòng)或短路過(guò)載時(shí)，熱繼電器不會(huì)動(dòng)作，避免了電動(dòng)機(jī)的不必要停車。

圖2-10為熱繼電器外形圖，圖2-11為熱繼電器圖形及文字符號(hào)。

圖2-10

熱繼電器外形圖

圖2-11

熱繼電器圖形及文字符號(hào)

4、固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器(SolidStateRelay)簡(jiǎn)稱SSR,是上世紀(jì)70年代中后期發(fā)展起來(lái)的一種新型無(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)開關(guān)。由于可靠性高、開關(guān)速度快和工作頻率高、使用壽命長(zhǎng)、便于小型化、輸入控制電流小以及與TTL、CMOS等集成電路有較好的兼容性等一系列優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)控機(jī)床的程控裝置以及微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。固態(tài)繼電器圖形及文字符號(hào)如圖2-12所示.。

圖2-12

固態(tài)繼電器圖形及文字符號(hào)

固態(tài)繼電器的使用固態(tài)繼電器的輸入端要求有從幾個(gè)mA至20mA的驅(qū)動(dòng)電流，最小工作電壓3V，所以MOS邏輯信號(hào)通常要經(jīng)晶體管緩沖級(jí)放大后再去控制固態(tài)繼電器，對(duì)于CMOS的電路可利用NPN晶體管緩沖器。當(dāng)輸出端的負(fù)載容量很大時(shí)，直流固態(tài)繼電器可通過(guò)功率晶體管（交流固態(tài)繼電器通過(guò)雙向晶閘管）再驅(qū)動(dòng)負(fù)載。當(dāng)溫度超過(guò)35oC左右后，固態(tài)繼電器的負(fù)載能力（最大負(fù)載電流）隨溫度升高而下降，因此使用時(shí)必須注意散熱或降低電流使用。對(duì)于容性或電阻負(fù)載，應(yīng)限制其開通瞬間的浪涌電流值（一般為負(fù)載電流的7倍），對(duì)于電感性負(fù)載，應(yīng)限制其瞬時(shí)峰值電壓，以防止損壞固態(tài)繼電器。具體使用時(shí)，可參照產(chǎn)品樣本或有關(guān)手冊(cè)。

四、電源電器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。圖2-14為機(jī)床控制變壓器外形圖，圖2-15為變壓器圖形及文字符號(hào)。表2-12為JBK系列控制變壓器電壓型式，表2-13為BK系列控制變壓器規(guī)格參數(shù)及尺寸。

圖2-15

雙繞組變壓器圖形及文字符號(hào)

圖2-14機(jī)床控制變壓器外形

（2）三相變壓器

現(xiàn)在普遍采用的三相交流系統(tǒng)中，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2-16三相變壓器外形圖

圖2-17三相變壓器（星形—三角形聯(lián)結(jié)）圖形及文字符號(hào)

（3）變壓器的選擇變壓器的選擇的主要依據(jù)是變壓器的額定值，根據(jù)設(shè)備的需要，變壓器有標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)兩類。以下分別是這兩類變壓器的選擇方法。1）標(biāo)準(zhǔn)變壓器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?？?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，三相變壓器也是按以上方法進(jìn)行選擇。

2）非標(biāo)準(zhǔn)變壓器設(shè)計(jì)時(shí)常常需要設(shè)計(jì)者根據(jù)要求自己制定變壓器的規(guī)格，這種非標(biāo)準(zhǔn)變壓器的選擇方法如下a、選擇初級(jí)額定電壓U1（如380V,220V），電源頻率(如50Hz)，次級(jí)繞組電壓、電流及總?cè)萘?，方法與標(biāo)準(zhǔn)變壓器相同。初級(jí)、次級(jí)之間屏蔽層根據(jù)要求選用，有特殊絕緣要求的次級(jí)繞組，應(yīng)提出耐壓要求。引出線端及排列有特殊要求的，應(yīng)該用圖示加以說(shuō)明。有防護(hù)等級(jí)要求、外形尺寸限制等其他條件，應(yīng)與制造商協(xié)商解決。b、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，以達(dá)到只用一個(gè)變壓器多電壓檔輸出，能夠同時(shí)滿足控制電路、照明電路、標(biāo)準(zhǔn)電器等對(duì)電壓大小的不同要求，這樣一方面節(jié)約成本，另一方面節(jié)省了安裝空間。

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。在數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中，需要穩(wěn)壓電源給驅(qū)動(dòng)器、控制單元、小直流繼電器、信號(hào)指示等提供直流電源，數(shù)控機(jī)床中主要使用開關(guān)電源和一體化電源。

（1）開關(guān)電源開關(guān)電源被稱作高效節(jié)能電源，因?yàn)閮?nèi)部電路工作在高頻開關(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、小功率開關(guān)電源，仍普遍采用脈沖寬度調(diào)制器（簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制器PWM）或脈沖頻率調(diào)制器（簡(jiǎn)稱脈頻調(diào)制器PFM）專用集成電路。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。以GZM-U40型為例,其外觀如圖2-18所示，圖2-19為直流穩(wěn)壓電源的圖形符號(hào)

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20ms

f、抗電強(qiáng)度：輸入與輸出之間，輸入與大地可承受AC1.5KV/1min

g、絕緣電阻：輸入與大地、輸入與輸出加DC500V絕緣電阻大于50MΩ

h、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—+85oC

l、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2-18開關(guān)電源外形圖

圖2-19直流穩(wěn)壓電源圖形符號(hào)及文字符號(hào)

（2）一體化電源一體化電源是采用傳導(dǎo)冷卻方式的AC/DC開關(guān)電源，應(yīng)用于數(shù)字電路、工業(yè)儀表、交通運(yùn)輸、通訊設(shè)備、工控機(jī)等大型設(shè)備及科研與實(shí)驗(yàn)設(shè)備，作為直流供電電源。一體化電源外形如圖2-20所示。

以下是4NIC系列電源的主要參數(shù)（所有電參數(shù)測(cè)試均在環(huán)境溫度25℃下進(jìn)行）：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2-20

一體化電源外形圖

（3）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.電源在系統(tǒng)中的位置及走線；f.環(huán)境溫度；g.絕緣強(qiáng)度；h.電磁兼容i.環(huán)境條件。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，即假設(shè)所用功率為20W，應(yīng)選用輸出功率為25W~40W的電源。2)盡量選用廠家的標(biāo)準(zhǔn)電源，包括標(biāo)準(zhǔn)的尺寸和輸出電壓。廠家的標(biāo)準(zhǔn)品一般都會(huì)有庫(kù)存，在送樣及以后的訂貨、交貨都比較快；相對(duì)而言，特殊的尺寸和特殊的輸出電壓，則會(huì)增加開發(fā)時(shí)間及成本。3)所需電源的輸出電壓路數(shù)越多，挑選標(biāo)準(zhǔn)電源的機(jī)會(huì)就越小，同時(shí)增加輸出電壓路數(shù)會(huì)帶來(lái)成本的增加，目前多電路輸出的電源以三路，四路輸出較為常見(jiàn)。所以，在選擇電源時(shí)應(yīng)該盡量減少輸出路數(shù)，盡量選用多路輸出共地的電源

4)明確輸入電壓范圍，以交流輸入為例，常用的輸入電壓規(guī)格有110V、220V，所以相應(yīng)就有了110V,220V交流切換，以及通用輸入電壓（AC:85V～264V）三種規(guī)格。在選擇輸入電壓規(guī)格時(shí)應(yīng)明確系統(tǒng)將會(huì)用到的地區(qū)，如果要出口美、日等市電為110V交流的國(guó)家，可以選擇110V交流輸入的電源；而只在國(guó)內(nèi)使用時(shí)，可以選擇220V交流輸入的電源。

5)電源在工作時(shí)會(huì)消耗一部分功率，并以熱量的形式釋放出來(lái)，所以用戶在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)（尤其是封閉的系統(tǒng)）應(yīng)考慮電源的散熱問(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。6)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。

五、

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。在使用時(shí)，熔斷器串接在所保護(hù)的電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，它的熔體能自動(dòng)迅速熔斷，從而切斷電路，使導(dǎo)線和電氣設(shè)備不致?lián)p壞。熔斷器主要由熔體和安裝熔體的熔管（或熔座）兩部分組成。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。熔體熔斷后再次工作必須更換熔體。圖2-21為熔斷器及熔斷隔離器外形圖，圖2-22為熔斷器圖形及文字符號(hào)。

(a)快速熔斷器(芯為熔體)(b)螺旋式熔斷器

(c)熔斷隔離器圖2-21熔斷器及熔斷隔離器外形圖

1、熔斷器主要參數(shù)（1）額定電壓。指熔斷器長(zhǎng)期工作時(shí)和分?jǐn)嗪竽軌虺惺艿碾妷海渲狄话愕扔诨虼笥陔姎庠O(shè)備的額定電壓。（2）額定電流。指熔斷器長(zhǎng)期工作時(shí)，設(shè)備部件溫升不超過(guò)規(guī)定值時(shí)所能承受的電流。廠家為了減少熔斷器管額定電流的規(guī)格，熔斷管的額定電流等級(jí)比較少，而熔體的額定電流等級(jí)比較多，也即在一個(gè)額定電流等級(jí)的熔斷管內(nèi)可以分裝幾個(gè)額定電流等級(jí)的熔體，但熔體的額定電流最大不能超過(guò)熔斷管的額定電流。

（3）極限分?jǐn)嗄芰?。是指熔斷器在?guī)定的額定電壓和功率因數(shù)（或時(shí)間常數(shù)）的條件下，能分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦?，在電路中出現(xiàn)的最大電流值一般是指短路電流值。所以，極限分?jǐn)嗄芰σ彩欠从沉巳蹟嗥鞣謹(jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰Α?/p>

圖2-22

熔斷器圖形及文字符號(hào)

2、熔斷器的選擇選擇熔斷器主要是選擇熔斷器的類型、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≥Ie式中Ire為熔體的額定電流，Ie為負(fù)載的額定電流。

b、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，

式中Ire

為熔體的額定電流，Ie為電動(dòng)機(jī)的額定電流，輕載啟動(dòng)或啟動(dòng)時(shí)間比較短時(shí)，系數(shù)可取進(jìn)1.5，帶重載啟動(dòng)時(shí)間比較長(zhǎng)時(shí)，系數(shù)可取進(jìn)2.5。c、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)Ie，式中Ire

為熔體的額定電流，Ie為電動(dòng)機(jī)的額定電流。d、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，為此，熔體的額定電流應(yīng)滿足下述關(guān)系：即Ire≥(1.5～2.5)Iemax+∑Ie，

式中Ire

為熔體的額定電流，Iemax

為多臺(tái)電動(dòng)機(jī)中容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流，∑Ie為其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和。f、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。

六、開關(guān)電器

1、

行程開關(guān)

行程開關(guān)是用來(lái)反映工作機(jī)械的行程發(fā)布命令以控制其運(yùn)動(dòng)方向或行程大小的主令電器。如果把行程開關(guān)安裝在工作機(jī)械各種行程終點(diǎn)處，限制其行程，它就稱為限位開關(guān)或終端開關(guān)。因此，行程開關(guān)、限位開關(guān)和終端開關(guān)是同一開關(guān)。它們被廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械以控制這些機(jī)械的行程。當(dāng)工作機(jī)械運(yùn)動(dòng)到某一預(yù)定位置時(shí)，行程開關(guān)就通過(guò)機(jī)械可動(dòng)部分的動(dòng)作將機(jī)械信號(hào)變換為電信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械的電氣控制，限制它們的動(dòng)作或位置，籍此對(duì)機(jī)構(gòu)提供必要的保護(hù)。圖2-23所示為行程開關(guān)外形圖，圖2-24所示為行程開關(guān)圖形及文字符號(hào)。

2、接近開關(guān)

接近開關(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)。從工作原理看，接近開關(guān)有高頻振蕩型、感應(yīng)電橋型、霍爾效應(yīng)型、光電型、永磁及磁敏元件型、電容型、超聲波型等多種形式。圖2-25為接近開關(guān)外形圖，圖2-26為霍爾接近開關(guān)圖形及文字符號(hào)，圖2-27為接近開關(guān)圖形及文字符號(hào)。圖2-25接近開關(guān)外形圖

圖2-26霍爾接近開關(guān)圖形及文字符號(hào)

圖2-27接近開關(guān)圖形及文字符號(hào)

3、微動(dòng)開關(guān)、腳踏開關(guān)

微動(dòng)開關(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)換的靈敏開關(guān)。圖2-28為微動(dòng)開關(guān)外形圖，圖2-29為腳踏開關(guān)外形圖，圖2-30腳踏開關(guān)圖形及文字符號(hào)。

圖2-28

微動(dòng)開關(guān)外形圖

圖2-29腳踏開關(guān)外形圖

圖2-30腳踏開關(guān)圖形及文字符號(hào)

其它開關(guān)還有刀開關(guān)、萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)、鑰匙開關(guān)、組合開關(guān)等。

七、控制按鈕、指示燈

1、按鈕

按鈕通常用來(lái)接通或斷開控制電路（其中電流很?。瑥亩刂齐妱?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)，稱為常閉觸點(diǎn)；原來(lái)就斷開的觸點(diǎn)，稱為常開觸點(diǎn)。按鈕外形圖及符號(hào)如圖2-31，2-32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。

圖2-31

控制按鈕外形圖

圖2-32

按鈕的圖形及文字符號(hào)

2、指示燈指示燈用來(lái)發(fā)出下列型式的信息：——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2-33示指示燈外形圖，圖2-34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。圖2-33

指示燈外形圖

圖2-34指示燈圖形及文字符號(hào)

八、導(dǎo)線和電纜數(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)）和可能存在的外界影響（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）。因而導(dǎo)線的橫截面積、材質(zhì)（銅或鋁等）、絕緣材料都是設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的，可以參照相關(guān)書籍手冊(cè)。1、導(dǎo)線的分類導(dǎo)線一般分為四類，如表2-19所示。1類導(dǎo)線主要用于固定的、不移動(dòng)的部件之間，但它們也可用于出現(xiàn)極小彎曲的場(chǎng)合,條件是截面積應(yīng)小于0.5mm2。易遭受頻繁運(yùn)動(dòng)（如機(jī)械工作每小時(shí)運(yùn)動(dòng)一次）的所有導(dǎo)線，均應(yīng)采用5或6類絞合軟線。

2、正常工作時(shí)的載流容量

一般情況，導(dǎo)線是為銅質(zhì)的。任何其他材質(zhì)的導(dǎo)線都應(yīng)具有承載相同電流的標(biāo)稱截面積,導(dǎo)線最高溫度不應(yīng)超過(guò)表2-20規(guī)定的值。如果用鋁導(dǎo)線,截面積應(yīng)至少為16mm2。

導(dǎo)線和電纜的載流容量由下面兩個(gè)因素來(lái)確定：

——正常條件下，通過(guò)最大可能的穩(wěn)態(tài)電流或間歇負(fù)載的熱等效均方根值電流時(shí)導(dǎo)線的最高允許溫度；

——短路條件下，允許的短時(shí)極限溫度。

導(dǎo)線截