实验二 0i-0iMateTC实训系统电气控制原理

实验二0i-0iMateTC实训系统电气控制原理
一、实验目的
1、掌握系统电气逻辑控制基本原理
2、了解各元器件工作原理及导线的选型
二、实验设备
RS-SX-0iTC数控机床综合实训系统
三、实验必备知识
1、柜内电气回路中基本组件及各自功能说明（详见实验一）。

2、导线和电缆的选择
（1）一般要求
·导线和电缆的选择应适用于工作条件（如电压、电流、电击的防护、电缆的分组）和可能存在的外界影响（如环境温度、存在水或腐蚀物质和机械）。

·只要可能就应选用有阻燃性能的绝缘导线和电缆。

（2）一般情况导线应为铜质的，任何其他材质的导线都应具有承载相同电流的标称截面积，如果用铝导线，截面积应至少为16mm2。

（3）导线绝缘的机械强度和厚度应使得工作时或铺设时，尤其是电缆装入通道时绝缘不受损伤。

（4）为确保适当的机械强度，导线截面积应不小于下表示出值。

3、配线技术
（1）一般要求
·所有连接，尤其是保护接地电路的连接应牢固，没有意外松脱的危险。

·连接方法应与被连接导线的截面积及导线的性质相适应。

·只有专门设计的端子，才允许一个端子连接两根或多根导线。

但一个端子只应连接一根保护接地电路导线。

·接线座的安装和接线应使内部和外部配线不跨越端子。

（2）导线和电缆铺设
·导线和电缆的铺设应使两端子之间无接头或拼结点。

·为满足连接和拆卸电缆和电缆束的需要，应提供足够的附加长度。

·如果导线端部会受到不适当的张力，则多芯电缆端部应夹牢。

（3）导线的标识
·一般要求：导线应在每个端部做出标记。

·保护导线的标识：应依靠形状、位置、标记或颜色使保护导线容易识别。

当只采用色标时，应在导线全长上采用黄／绿双色组合。

保护导线的色标是绝对专用的。

如果保护导线能容
易地从其形状、结构（如编织导线）或位置上识别，或者绝缘导线一时难以购得，则不必
在整个长度上使用颜色代码，而应在端头或易接近位置上清楚地标示或用黄／绿双色组合
标记。

·绝缘单芯导线应使用下列颜色代码：
―黑色：交流和直流动力电路；
―红色：交流控制电路；
―蓝色：直流控制电路；
4、动力电源及控制电源部分说明
（1）伺服系统的供电：
1）三相380V电源（1L1、1L2、1L3）经空气开关QF2到变压器TC1变压为三相AC200V为伺服系统提供动力电源，两相380V电源（1L1、1L2）经空气开关QF5到TC2变压为两相220V（1、10）为开关电源提供控制电源。

2）当伺服系统的MCC准备好后，接触器线圈得电吸合，伺服驱动器得以同时上电启动。

并为伺服电机提供动力电源。

（2）变频器的供电：
1）AC220V（1L3、1N）经空气开关QF4由KM3实现逻辑控制给变频器供电。

U、V、W三相给主轴电机供电。

由数控系统的JA40提供模拟电压（4，5）供转速的设定。

主轴正反转通过继电器KA3、KA4的控制实现。

（3）、AC24V的提供：
1 ）220V控制电源（1，10）经空气开关QF6，钥匙开关SA4（11，10）给开关电源供电，输出直流DC24V，由接触器控制为数控系统、伺服系统、输入输出信号等提供24V电源。

5、各元气件之间的连接及控制原理
（1）系统的启动与停止（NC ON/OFF）
1）数控系统的启动
按下系统的启动按钮SB4（常开），继电器线圈KA1得电，使得它的一组触点吸合，实现自锁功能。

另一组触点吸合，使线圈KM1得电吸合，数控系统上电。

2）强电回路的接通
待数控系统启动完成后，输出一个信号送至X轴驱动器的MCC，使控制MCC的接触器KM2得电吸合，使所有驱动器同时上电启动。

与此同时数控系统I/O输出端的Y1.7输出一个信号，如下图：继电器线圈KA2得电吸合，使控制变频器电源接通的接触器KM3得电吸合，从而变频器上电。

实现整个强电电源的接通，数控机床得以启动。

3）系统的停止
按下停止按钮SB1（常闭），KA1线圈失电触点断开，控制驱动器电源接通及数控系统上电的线圈KM1失电，触点断开，数控系统断电停止，驱动器断电停止。

所有的输出信号都没有，继电器线圈KA2失电断开，使控制变频器接通的线圈KM3失电，触点断开，变频器断电。

数控机床停止工作。

（2）主轴的正反转控制
当按下机床控制面板上主轴正转按钮或执行M03指令时，I/O口Y1.0输出一个信号，继电器线圈KA3得电吸合，从而接通变频器正转指令，实现主轴的正转。

当按下主轴反转按钮或执行M04指令时，I/O口Y1.1输出一个信号，继电器线圈KA4得电吸合，从而接通变频器反转指令，实现主轴的反转。

（3）刀架换位与紧锁
刀架换刀时，I/O口Y1.2输出一个信号，使控制刀架正转的继电器线圈KA5得电吸合，接触器线圈KM4得电，常开触点吸合，刀架电机正转，刀架换位。

而常闭触点断开，此时反转不可能接通。

当系统检测到刀位后，I/O口Y1.3输出一个信号，使控制刀架反转的继电器KA6得电吸合，接触器线圈KM5得电，常开触点吸合，通过调整电机的相序实现反转使刀架锁紧。

常闭触点断开，正转此时不可能接通。

彼此间形成了互锁。

从而实现了刀架的换位与紧锁控制。

四、实验内容:
1、电气原理图的正确连接
2、了解各元器件逻辑控制及各部件上电时序
五、实验步骤:
1、检验器材质量
在不通电的情况下，用万用表或肉眼检查各元器件各触点的分合情况是否良好；检查按钮中的螺丝是否完好，是否滑丝；检查接触器的线圈电压与电源电压是否相符。

2、实训板上线路的连接
①按照图纸正确连接实训板上各部件
②把电源进线，所用按钮、指示灯的线号，回参考点线号等引到相应的端子上
布线时应符合平直整齐、紧贴敷设面，走线合理及节点不得轻动、露铜不得过长等要求。

其原则：
·同一平面的导线应高低一致或前后一致，不能交叉。

但必须交叉时，该根导线在接线端子
引出时，水平架空跨越，但必须属于走线合理；
·布线应横平竖直，变换走向应垂直；
·一个电器元件接线端子上的连接导线一般只允许连接一根；
·布线和剥线时严禁划伤线芯和导线绝缘；
2、实训板与外围电路的连接
①把系统把驱动器通过光纤连接起来
②把系统上JD1A与I/O上JD1B连接起来
③连接驱动器与电机的动力电缆与反馈电缆
④连接变频器与主电机的动力电缆
⑤限位、回参考点等信号线引到相应端子上
3、通电前线路检查
·通电前务必断开数控系统、伺服驱动单元、变频器等设备。

·测量各电源输出端对地是否短路。

·通电前，测量各电源电压是否正常。

4、系统通电
①按下启动按钮，观察各继电器、接触器的吸合情况及先后顺序
②选择MDA方式，用M03、M04指令实现主轴的正反转控制
六、思考题：
1、在电路部线时，怎样走线更合理、美观
2、当执行MO3指令时，实际主轴为反转，执行M04指令时，实际主轴为正转。

这时该如何处理，
使MO3对应正转，M04对应反转。

3、自锁与互锁的区别，以及它们各自的作用。