机床电气控制系统

控
SB
机
SB
SB
床
动合（常开）触头
动断（常闭）触头
复合触头
电
气
按钮的选择应根据使用场合、控制电路所需触点数
系
目及按钮颜色等要求选用。
统
第
二 章
数控机床上的按钮站
数 一般用：
控
红色表示停止和急停； 绿色表示起动；
机
黑色表示点动；
床
蓝色表示复位； 另外还有黄、白等颜色，
电
供不同场合使用。
气
系
统
第
控
①欠压脱扣器
机
②过电流脱扣器
床
③过载脱扣器
电
脱扣机构和操作机构是断路器的机械传动部件，当脱扣 结构接收到信号后由断路器切断电路。
气
系
统
第 二
三、低压断路器的图形符号和文字符号
章
数
控
QF
机
床
电
气
系
统
第 二
四、低压断路器的主要技术参数
章
额定电压
数
额定电流
控
极数
机
脱扣器型
床
整定电流范围
电 气
数 器。适用于定时控制。
控
机 床
按工作原理分
空气阻尼式 电磁式 电动式 电子式等。
按延时方式分
通电延时型 断电延时型
电
气 数控机床中一般由计算机软件实现时间控制。
系
统
第
时间继电器的文字符号和图形符号
二
章
KT
KT
KT
数
控
a)
b)
c)
d)
机
KT
KT
KT
KT
KT
床
电
e)
f)
g)
h)
i)
气
系
a) 一般线圈符号 b) 通电延时线圈 c) 断电延时线圈 d) 延时闭 合的动断触点 e) 延时断开的动断触点 f) 延时断开的动合触点
统
第 二
组合开关外形图
章
数
控
机
床
电
气
系
统
第
二
组合开关的图形符号和文字符号
章
数
Q
Q
控
机
（a）单极
（b）三极床Biblioteka 电组合开关的 额定电压
气
主要参数有 额定电流 有10A、25A、60A等 极数
系
统
第 二
2.1.4、低压断路器(自动开关)
章
低压断路器又称自动空气开关或自动空气
数
断路器，简称自动开关。
床
电物理量的变化而动作的电器，如刀开关、行程
开关、按钮、速度继电器压力继电器、温度继电
电
器等。
气
系
统
第
二、低压电器的发展方向
二
章
数
目前正沿着体积小、重量轻、安全可靠、
控
使用方便的方向发展，大力发展电子化的 新型控制电器，如接近开关、光电开关、
机
电子式时间继电器、固态继电器与接触器
床
等以适应控制系统迅速电子化的需要。
第
二
章 2.1 数控机床常用低压电器及选择
数 控
2.2 机床电气控制系统识图
机 2.3 机床电气系统基本环节
床 2.4 典型数控机床电器控制线路分析
电
气
系
统
第 二 章
数 控 机 床 电 气 系 统
第 二 2.1 数控机床常用低压电器及选择
章
2.1.1 概述
数
2.1.2 主令电器
控
2.1.3 组合开关
电 CJ20系列交流接触器的主触点均做成三极，
气
辅助触点则为两动合两动断形式。此系列 交流接触器常用于控制笼型电动机的起动
系
和运转。
统
结构示意图
第
二
章
数
控
机
床
电
气
系
1-动触头 2-静触头 3-衔铁 4-缓冲弹簧 5-电磁线圈
统
6-铁心 7-垫毡 8-触头弹簧 9-灭弧罩 10-触头压力簧片
第 二
机 床
2.1.4 低压断路器
电
2.1.5 接触器
气
2.1.6 继电器
系
2.1.7 保护电器
统
2.1.8 变压器及直流稳压电源
第 二
2.1.1 概述
章
对电能的生产、输送、分配和使用起控制、
数
调节、检测、转换及保护作用的电工器械
控
称电器。
机
床
工作在交流电压1200V，或直流电压 1500V及以下的电路中起通断、保护、控
电
制或调节作用的电器产品叫做低压电器。
气
系
统
第
二
一、低压电器的分类
章 1.按用途分类
数
控制电器：用于各种控制电路和控制系统
控
的电器，如接触器、继电器等。 主令电器：用于自动控制系统中发送控制
机
指令的电器，如按钮、行程开关等。
床
按用途分 保护电器：用于保护电路及用电设备的电 器，如熔断器、热继电器等。
气 6）接触器的主触点和辅助触点的数量应满足控制系统的
系 要求。
统
继电器
第
二
交流接触器按使用类别分为12种，使用类别代号和
章
相应典型用途举例如下：
数
使用类别代号
典型用途举例
控
AC-1
无感或微感负载、电阻炉
机
AC-2
绕线转子异步电动机的起动、分断
床
AC-3
笼型电动机的起动、运转中分断
电
AC-4 AC-5a
电
框架式（万能式）
气
按结构分为
系
塑料外壳式（装置式）
统
第 二
二、低压断路器的结构和工作原理
章
数
控
释放弹簧
锁钩
过载脱 扣器
过流 脱扣器
欠压 脱扣器
机
床
电
主触点 手动闭合
气
连杆装置 衔铁
系
统
第
二
触点系统和灭弧装置：用于接通和分断主电路，为了加
章 强灭弧能力，在主触点处装有灭弧装置。
数
脱扣器是断路器的感测元件，当电路出现故障时，脱扣 器收到信号后，经脱扣机构动作，使触点分断。
笼型电动机的起动、反接制动 控制放电灯的通断
气
AC-5b
控制白炽灯的通断
系
AC-6a
变压器的通断
统
第
2.1.6 继电器
二
章
继电器是一种利用电流、电压、时间、温度等信号 的变化来接通或断开所控制的电路，以实现自动控
数
制或完成保护任务的自动电器。
控
机
床
电
气
系
统
第 二
一、 中间继电器
中间继电器和接触器的结构和工作原理大致相同。
电
配电电器：用于电能的输送和分配的电器。
气
如低压断路器、隔离器、 执行电器：用于完成某种动作或传动功能
系
的电器，如电磁铁、电磁离合器等。
统
第 二
一、低压电器的分类
章
2.按工作原理分类：
数
（1）电磁式电器：依据电磁感应原理来工作的电器，
控
如交直流接触器、各种电磁式继电器等。
机
（2）非电量控制器：电器的工作是靠外力或某种非
电
气
系
统
第
二
2.1.2 主令电器
章
数
主令电器是用来发布命令、改变控制系统
控
工作状态的电器。
机
床 电
主要有控制按钮、行程开关、接近开关开 关等。
气
系
统
第 二
一、控制按钮
章 按钮的外形图和结构
数
常用于接通和断开控制电路。
控
常闭触点
机
床
电
常开触点
气
系
(a) 外形图
(b) 结构
统
第
二
章 按钮图形符号和文字符号 数
电 6）过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载
气 电流
系
统
第 二
2.1.5 接触器
章
数
控
机
床
电
气
系
统
第 二
一、接触器的用途和分类
章
用途：用来频繁接通和断开电动机或其他负载
数
主电路。是机床电动机主电路中最重要的控制电 器。
控
分类：
机
床
接触器分为
交流接触器
电
直流接触器
气
系
统
第
二
二、接触器的结构
数
转、调速和停止的控制开关等。
控 组合开关有单极、双极和多极之分。
机 它由动触片、静触片、转轴、手柄、凸轮、绝
床 电
缘杆等部件组成。当转动手柄时，每层的动触 片随转轴一起转动，使动触片分别和静触片保 持接通和分断。为了使组合开关在分断电流时
气
迅速熄弧，在开关的转轴上装有弹簧，能使开
系
关快速闭合和分断。
系
统
第 二
六、接触器的图形和文字符号
章
数
控
KM
KM
KM
KM
机
床
电
线圈 常开（动合）触头 常闭（动断）触头
气
系
统
第 二
七、接触器的主要技术参数
章
1、额定电压
数
2、主触头额定电流
控
3、辅助触头额定电流
机
4、主触点和辅助触点数目
床
5、吸引线圈额定电压
电
6、接通和分断能力
气
系
统
第 二
八、接触器的选用
章 选用接触器的原则：
二、行程开关
二 章
作用：用来控制某些机械部件的运动行程和位
置或限位保护。
数
结构：行程开关是由操作机构、触点系统和外
控
壳等部分成。
机
分类：
按结构分为
直杆式
单轮旋转式
床
旋转式 双轮旋转式
电
气
系
统
第 行程开关结构与按钮类似，但其动作要由机械撞击。 二
章
未撞击
撞击
数
控
机
床
电
气
系
统
(a)外形图
(b)示意图
章
数
电磁系统
控 机
接触器结构
触点系统
床
灭弧装置
电
气
系
统
第 二
电磁系统
章 数
电磁系统由
铁心 衔铁
等几部分组成
控
励磁线圈
机
床
电
气
系
常用的磁路结构 1-衔铁 2-铁心 3-线圈
统
第 二
触头系统
章
点接触式: 用于电流不大的场合
数
桥式
控 机 结构有
面接触式:用于电流较大的场合
床
指式 :适合于触头分合次数多、电
控
机
床
电
气
系
统
第 二
一、低压断路器的作用及分类
章
作用：用于电动机和其他用电设备的电路中，
数
在正常情况下，它可以分断和接通工作电流；当电 路发生过载、短路、失压等故障时，它能自动切断
控
故障电路，有效地保护串接于它后面的电器设备；
机
还可用于不频繁地接通、分断负荷的电路，控制电 动机的运行和停止。
床
分类：
气
开，使主、辅触电恢复到原来的状态，把
系
电路切断。
统
第 二
四、交流接触器
章 交流接触器用于远距离控制电压至380V，
数
电流至600A的交流电路，以及频繁起动和 控制交流电动机的控制电器。
控 常用的交流接触器产品，国内有NC3
机 床
（CJ46）、CJ12、CJ10X、CJ20、CJX1、
CJX2等系列；引进国外技术生产的有B系 列、3TB、3TD、LC—D等系列。
系
栅片灭弧
统
1-熄弧栅片2-触点3-电弧
第 二
三、接触器的工作原理
章
当接触器的励磁线圈通电后，在衔铁气隙
数
处产生电磁吸力，使衔铁吸合。由于主触
控
点支持件与衔铁固定在一起，衔铁吸合带 动主触点也闭合，接通主电路。与此同时，
机
衔铁还带动辅助触电动作，使动合触点闭
床
合，动断触点断开。
电
当线圈断电或电压显著降低时，电磁吸力 消失或变小，衔铁在复位弹簧的作用下打
分断能力 动作时间等
系
统
第 二
五、低压断路器的选用原则
章 1）根据电气装置的要求确定断路器的类型
数
2）根据对线路的保护要求确定断路器的保护形式 3）低压断路器的额定电压和额定电流应大于或等于线路、
控 设备的正常工作电压和工作电流
机
4）低压断路器的极限通断能力大于或等于电路最大短路 电流
床 5）欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压
第
二 行程开关的选择
章
在选择行程开关时，应根据被控制电路的特点、要
数
求、生产现场条件和触点数量等因素进行考虑。 常用的行程开关有LX19、LX31、LX32、JLXK1等系
控
列产品。
机 符号
床
SQ
SQ
电
气
系
常开（动合） 常闭（动断）
触点
触点
统
第
三、接近开关
二 接近开关又称无触点行程开关，它是一种非接 章 触型的检测装置。
五、直流接触器
章 直流接触器与交流接触器的工作原理相同。结
数
构也基本相同，不同之处是，铁心线圈通以直 流电，不会产生涡流和磁滞损耗，所以不发热。
控
为方便加工，铁心由整块软钢制成。为使线圈
机
散热良好，通常将线圈绕制成长而薄的圆筒型，
床
与铁心直接接触，易于散热。
电 气 常用的直流接触器有：CZ0、CZ18等系列。
第 二
4、高频振荡型接近开关
章 数
金 属 体
感 应 头
高频 振荡器
整形放大器
交变磁场
信号输出
控
振荡线圈
机
无金属体接近
金属体接近
床
振荡器振荡后，在感应头的感应面上产生交变磁场，
电
当金属物体进入高频振荡器的线圈磁场（感应头）时， 金属体内部产生涡流损耗，吸收了振荡器的能量，使振
气 荡减弱以致停振。振荡与停振两种不同的状态，由整形
系
放大器转换成二进制的开关信号，从而达到检测有无金 属物的目的。
统
第
二 5、常用接近开关：主要系列产品有LJ2、LJ6、
章
LXJ18和35G等系列。
数 6、接近开关的文字符号及图形符号
控
机
SQ
SQ
床
电
a)动合触点 b)动断触点
气
系
统
第
2.1.3 组合开关
二
章
常用在机床的控制电路中，作为电源的引入开 关或是自我控制小容量电动机的直接起动、反