控制柜電氣裝配工藝流程前言電氣裝配和電氣布線是控制柜設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，為了提高控制柜的可靠性，安全性和可維護(hù)性，并能有效地降低制造成本，應(yīng)從模塊化思想，電磁兼容和安全性等多個(gè)角度去設(shè)計(jì)。一、電氣布線的模塊思想模塊化思想是將復(fù)雜龐大的系統(tǒng)分解成多個(gè)規(guī)模較小的、相互間耦合性很小的模塊來實(shí)現(xiàn)。模塊化思想貫穿了產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，從設(shè)計(jì)到工藝制造，甚至延伸到市場(chǎng)開拓和售后服務(wù)階段。其每一個(gè)環(huán)節(jié)都可以通過模塊化思想來避免重復(fù)勞動(dòng)，同時(shí)便于每個(gè)功能的標(biāo)準(zhǔn)化，最終達(dá)到降低成本、提高效率、便于維護(hù)和升級(jí)的目的。對(duì)于電氣布線，模塊化思想主要體現(xiàn)在功能區(qū)域劃分和線束化兩大工作內(nèi)容。功能區(qū)域的獨(dú)立性越強(qiáng)，區(qū)域間的裝配、測(cè)試、維護(hù)等工作的相互影響程度就越小。線束化避免了布線前期工作與柜體制造、初期裝配等工作之間的影響，同時(shí)也避免了不同功能區(qū)域之間布線的相互影響。電氣布線功能區(qū)域劃分要結(jié)合電氣機(jī)械設(shè)計(jì)開展，通常除了獨(dú)立的大型電器設(shè)備（變頻器），還劃分?jǐn)嗦菲鏖_關(guān)電源模塊，濾波模塊，隔離模塊，接觸器繼電器模塊，伺服模塊，PLC模塊，對(duì)外端子排模塊。功能區(qū)域之間通過柜體布線線槽中分等級(jí)的線束進(jìn)行連接。這一工藝在電氣原理設(shè)計(jì)階段就要充分考慮。元器件空間位置定義的合理性直接影響到各個(gè)功能區(qū)域的獨(dú)立程度，進(jìn)而影響到電氣布線的模塊化效果。線束設(shè)計(jì)需要兩項(xiàng)重要輸入：一是各元器件的連接器和接線端子的空間位置，二是連接清單（包含電纜線號(hào)、電纜線兩端的器件和針腳號(hào)、線纜長(zhǎng)度，壓接工具等信息）。工藝人員根據(jù)這兩項(xiàng)信息，并考慮避開走線路徑上的干涉，同時(shí)要考慮走線的美觀和節(jié)約用料，這樣就可以設(shè)計(jì)出三維對(duì)的電氣線束；再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)制作的需要，將三維的電氣線束展平成平面圖形，繪制成線束模板圖。線束制作工人只需根據(jù)線束模板圖就可以加工出合格的線束，不用依賴于現(xiàn)柜，所加工出線束的一致性也較好。二、電氣布線的電磁兼容性隨著控制柜電氣功能的增加，柜內(nèi)電磁環(huán)境也變得愈為復(fù)雜。這就要求在做布線工藝設(shè)計(jì)時(shí)，需充分考慮電磁兼容性問題。電磁干擾的三要素為干擾源、傳輸途徑和干擾對(duì)象。對(duì)布線工藝設(shè)計(jì)來說，主要是通過掐斷或削弱電磁干擾的傳輸途徑來解決電磁兼容性問題，因?yàn)榱硗鈨蓚€(gè)要素在大多數(shù)情況下是由設(shè)備而不是由布線決定的。掐斷或削弱電磁干擾傳輸途徑的方法主要有電纜分級(jí)和屏蔽。電纜分級(jí)是指將電纜根據(jù)干擾強(qiáng)度和敏感程度分為若干等級(jí)。不同等級(jí)的電纜線之間必須保持一定的距離或敷設(shè)于不同的線槽之中，以避免相互之間的干擾耦合。例如，可將電纜分為５個(gè)等級(jí)，級(jí)號(hào)越低就表示其干擾強(qiáng)度越低，一般其敏感程度也就越高。不同等級(jí)的電纜線間最小距離可根據(jù)類似于表１的矩陣表來確定。屏蔽可分為兩種情況：一種是避免外界對(duì)自身電纜的干擾，如低壓信號(hào)線；另一種是避免自身對(duì)外界的干擾，如電機(jī)電源線。屏蔽的方式可采用金屬線槽、金屬軟護(hù)套管或電纜本身自帶屏蔽層來實(shí)現(xiàn)。屏蔽體接地設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到屏蔽的效果，也是工藝設(shè)計(jì)中的一大難點(diǎn)。一般來說，對(duì)共模干擾敏感的電纜宜采用單點(diǎn)接地，因?yàn)槎鄠€(gè)接地點(diǎn)間的電位差會(huì)在屏蔽體中形成電流。該電流會(huì)在電纜兩端產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，從而使電纜中的信號(hào)失真（如圖２所示）。裝配過程1、鈑金件檢查1）在設(shè)備鈑金件初到車間時(shí)，電氣裝配人員應(yīng)帶著圖紙去檢查所有電氣柜、電氣底板、電氣面板、按鈕盒及電氣小配件的尺寸是否正確？設(shè)備床身上的電氣走線孔是否缺少？所有安裝孔大小是否正確？2、找齊設(shè)備安裝所需的電氣材料1）電氣裝配人員要先找齊設(shè)備上需使用的已經(jīng)噴過漆的電氣柜、電氣底板、電氣面板、按鈕盒及電氣小配件。2）電氣裝配人員準(zhǔn)備好自己的工具包（含大號(hào)、中號(hào)十字起，小一字起、剝線鉗、斜口鉗、電工防水膠帶、萬用表、內(nèi)六角扳手、呆扳手、Φ2.5鉆頭、Φ3.2鉆頭、Φ4.2鉆頭、M3絲錐、M4絲錐、絲錐絞手、粗齒挫一套）、M3螺絲、M4螺絲、M4螺母、手電鉆，將所有工具整齊的放在一個(gè)手臂的范圍內(nèi)。3、安裝電氣底板1）根據(jù)電氣原理圖中的底板布置圖量好線槽與導(dǎo)軌的長(zhǎng)度，用切割機(jī)截?cái)?。（注：線槽要放在平坦的地方鋸，導(dǎo)軌要夾在臺(tái)虎鉗鋸，鋸縫要平直。）2）鋸?fù)旰罂梢栽谏拜啓C(jī)上磨直。兩根線槽如果搭在一起，其中一根線槽的一端應(yīng)磨成45度斜角。3）用手電鉆在線槽、導(dǎo)軌的兩端打固定孔（用Φ4.2鉆頭）。4）將線槽、導(dǎo)軌按照電氣底板布置圖放置在電氣底板上，用黑色記號(hào)筆將定位孔的位置畫在電氣底板上。5）先在電氣底板上用樣沖敲樣沖眼，然后用手電鉆在樣沖眼上打孔（用Φ4.2鉆頭）。6）用M4螺釘、螺母將線槽、導(dǎo)軌固定在電氣底板上。7）開關(guān)電源、印制線路板等不易拆卸的電氣元器件都要進(jìn)行打孔、功絲（用Φ2.5鉆頭打孔，然后用M3的絲錐功絲），印制線路板的下面要墊銅柱子（M3×20）。8）伺服控制驅(qū)動(dòng)器、變頻器要用Φ3.2鉆頭打孔，然后用M4的絲錐功絲。9）一般電氣元器件底下都有一道槽，是專門用來卡在C型導(dǎo)軌上的，接線端子一般也是卡在C型導(dǎo)軌上的，其他接線端子一般使用高低導(dǎo)軌。導(dǎo)線加工過程冷壓連接不同于繞接,與錫焊連接更有本質(zhì)的區(qū)別,冷壓連接是用機(jī)械的方法,應(yīng)用冷壓專用工具或設(shè)備對(duì)導(dǎo)線和接線片施加一定的壓力,使導(dǎo)線和接線片兩金屬表層晶格產(chǎn)生塑性變形。在塑性變形過程中,局部區(qū)域的溫度顯著升高,引起兩金屬接觸部分的塑流,消除了兩金屬表面的氧化膜,使兩金屬的接觸電阻近似為零。在塑流的過程中,溫度升高的區(qū)域擴(kuò)散進(jìn)行得更加激烈,經(jīng)過擴(kuò)散加強(qiáng)了兩金屬接合面的牢固性，從而實(shí)現(xiàn)可靠的電氣連接。冷壓連接使用范圍很廣,截面積0.35~70mm“范圍的銅、鋁、銀、鎳和鎳合金等金屬的單股或多股導(dǎo)線均可進(jìn)行壓接連接,它具有許多優(yōu)點(diǎn):1.操作工藝簡(jiǎn)便,容易掌握;2.在任何場(chǎng)所都能使用,手動(dòng)冷壓鉗不需要能源;3.不用焊料,熔劑和清洗劑等材料,節(jié)省了搪錫和清洗工序。生產(chǎn)效率高,成本低;4.無熱影響,無腐蝕隱患,不污染環(huán)境,由于專用工具的壓力固定,連接點(diǎn)壽命高,電氣性能和機(jī)械性能穩(wěn)定,5.能自測(cè)檢查質(zhì)量;6.容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,7.適用于單股和多股等各種導(dǎo)線,8.安裝密度高,9.接觸電阻極小,近似為零,10.避免了錫焊中的虛焊問題,提高了連接質(zhì)量。冷壓連接也還存在一些缺點(diǎn):1.不同型式和不同規(guī)格的接線片需要換用冷壓鉗的不同鉗口形式,2.手動(dòng)式冷壓鉗在批量生產(chǎn)中勞動(dòng)強(qiáng)度大,3.抗振能力低于繞接連接。鑒于冷壓連接的優(yōu)缺點(diǎn),在電氣連接中冷壓連接宜和繞接連接相互輔助使用,用于直徑1.3㎜以上導(dǎo)線的電氣連線。冷壓連接工藝要素1.冷壓連接工具和設(shè)備。冷壓連接工具有手動(dòng)冷壓鉗、液壓鉗和氣壓鉗。手動(dòng)冷壓鉗又可分為冷壓鉗(見圖5)、微型冷壓鉗(見圖6)。為了保證冷壓連接的質(zhì)量,對(duì)于各種冷壓連接的工具及冷壓設(shè)備的模具的選用應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線截面積及接線片的尺寸進(jìn)行選擇。否則會(huì)造成壓接不良的狀況。2.連接片冷壓用的接線片有管材和板材制造的兩種。板材制造的接線片,其合縫處必須用銀釬焊封縫見圖8所示,不能使用開口接線片。接線片的材料應(yīng)具有較大的塑性變形值,即在低溫下具有很大塑性的金屬,如銅、銀、鋁等。接線片常用型式見圖9所示。3．壓接導(dǎo)線壓接導(dǎo)線多半選用柔軟的銅線,為了獲得最佳的抗拉強(qiáng)度,較細(xì)的導(dǎo)線有時(shí)用銅合金制成。由于多股導(dǎo)線具有柔軟性和最大的抗振能力,因而壓接連接多半采用多股導(dǎo)線。4．冷壓工藝過程冷壓工藝過程見圖10所示。質(zhì)量檢驗(yàn)(1)目測(cè),不合格的冷壓連接點(diǎn)見圖11所示。A壓力不足:原因是小規(guī)格連接片用大規(guī)格鉗口冷壓所致，應(yīng)選用合適的連接片和鉗口。B壓力過大:原因是大規(guī)格連接片用小規(guī)格鉗口冷壓造成，改正方法同a。C部分導(dǎo)線未插入:由于多股線穿入前未擰頭,應(yīng)擰頭處理。D導(dǎo)線穿入不足:導(dǎo)線應(yīng)全部穿入后才能冷壓。E導(dǎo)線露出太多：剝除絕緣層部分太長(zhǎng)，應(yīng)控制剝除的尺寸。F壓痕偏心：由于接線片放在鉗口的位置不正造成，應(yīng)控制接線片放置位置。（2）實(shí)驗(yàn)檢測(cè):實(shí)驗(yàn)檢測(cè)主要做為冷壓工具進(jìn)廠的檢測(cè)和工藝抽查,一般進(jìn)行拉拔力(見表2)和接觸電阻的檢測(cè),接觸電阻不應(yīng)高于同長(zhǎng)度導(dǎo)線的電破值4、接線1）三相電路按照功率和線徑載流量的規(guī)則進(jìn)行布線。2）傳感器、儀表通訊、計(jì)算機(jī)通訊、模擬量板卡輸入、示波器輸入等信號(hào)線都要用屏蔽線連接。3）剝線鉗一般剝線長(zhǎng)度為6~9mm，不應(yīng)剝太長(zhǎng)，更不可以用斜口鉗剝線，容易損傷電線。4）繼電器、空氣開關(guān)等普通元器件要使用冷壓接頭連接，叉形接線柄，線環(huán)，接線端子、西門子PLC接線端子等小口徑接線端子要使用針型接線柄（管狀端頭），兩段導(dǎo)線的中間連接要使用中間過渡接線管。5）凡是拖在地上的電線要穿包塑軟管，露在外面的線要穿黑色波紋管，電氣線路沿線要貼吸盤（用AB膠固定），然后用尼龍?jiān)鷰Юυ谖P上?？偨Y(jié)工業(yè)的思想是將需求產(chǎn)品化，每個(gè)小模塊都可以當(dāng)成小產(chǎn)品來生產(chǎn)。怎么提高控制柜接線的效率，是熟練的工人加上先進(jìn)