第二章,试验台电气控制原理图

第二章
试验台电气控制原理与分析
王晶
武汉华中数控
回路分析：
强电
回路反映直接使用交流强电的部件控制情况反映各部件所需电源的来源情况
控制
回路
交流控制回路
直流控制回路其他元器件的供电
负载电路的互锁控制
PLC信号或外部设备信号的控制回路急停回路
其他：各部件间的接线和其他输入/输出信号的定义设计原则：弱电控制强电；强电控制动作
武汉华中数控
380V
24V
M 3~
220V
KM1KM2
R S T
GND +V1
QF4KA9
24V1100
QF2
伺服变压器
TC2
380VAC/220VAC
TC1
QF3
+V
220A
220B
24V
KA4
KA5KM2KM1KM1
KM2
QF1
L1L2L3PE
强电/（部分）控制回路
武汉华中数控
32547
613
25417
6（针）（孔）24VG PE
24VG
+24V
+24V 100PE
100
24V
24V 电源插座
+P-XS1 电源插头
+P-XP1 世纪星电源线
武汉华中数控
急停控制回路
作用：
当数控系统或数控机床出现紧急情况，需要使数控机床立即停止运动或切断动力装置（如伺服驱动器等）的主电源。

当数控系统出现自动报警信息后，须按下急停按钮。

设计思路
当回路中任何一个信号有效时，都会使KA9线圈
失电，从而断开所有以24V和24V1为控制电源的器件，使机床停止所有动作，以保护机床。

相关信号：X0.0-X0.3，ESTOP1，ESTOP3
武汉华中数控
X 轴负极限
X 轴正极限
100 201
100 X 轴参考点
-SQX-2 -SQX-3 -SQX-1 X04 X01 X00
201 202 COM COM COM
NC NC NO NO
NO
Z 轴负极限
Z 轴正极限
100 204
202 Z 轴参考点
-SQZ-2 -SQZ-3 -SQZ-1 X05 X03 X02
204 127
COM COM COM
NC NC NO NO
NO
KA9
24V
X0.0
X0.1
X0.2
X0.3
X正限位201
204
X负限位
正限位负限位
127
ESTOP1128
超程解除
急停按钮
外部运行允许
ESTOP3
x 轴限位开关
Z 轴限位开关
武汉华中数控
进给轴控制回路
武汉华中数控
伺
服
驱
动
器
与
系
统
连
接
框
图
武汉华中数控
位置指令
位置反馈
伺服准备
伺服报警伺服复位
伺服使能武汉华中数控
步
进驱动器与系统连接框图
-+
14
7
15
8
1
9
2
10
3
11
4
12
5
13
世纪星
HNC-21
XS30
A+
A-
B+
B-
Z+
Z-
+5V
+5V
GND
GND
CP+
CP-
DIR+
DIR-
PUL+
PUL-
DIR+
DIR-
P1P2
步进驱动器
MS535B+D+
A+
C+
B-D-
A-C-
电机
A+
A-
B+
B-
AC 36V 速度方向
位置指令
武汉华中数控
HC5301-R继电器板
武汉华中数控
继电器板集成八个单刀单投继电器和两个双
刀双投继电器
最多可接16路NPN开关量信号输出及急停
（两位）与超程（两位）信号;
其中8路NPN开关量信号输出用于控制八个
单刀单投继电器;
剩下的8路NPN开关量信号输出通过接线端
子引出，可用来控制其它电器，两个双刀双投继
电器可由外部单独控制。

武汉华中数控
伺服复位
输
出
信
号
管
脚
定
义
武汉华中数控
25:O1
24:O3 23:O5 22:O7 21:O9 20:O11 19:O13 18:O15
17:ESTOP3
16:OTBS2
15:24VG 14:24VG
13:O0 12:O2 11:O4 10:O6 9 :O8 8 :O10 7 :O12 6 :O14 5 :空
4 :ESTOP1
3 :OTBS1 2 :24VG 1 :24VG XS20（头孔座针）
25:O17 24:O19 23:O21 22:O23 21:O25 20:O27 19:O29 18:O31 17:空 16:空 15:24VG 14:24VG
13:O16 12:O18 11:O20 10:O22 9 :O24 8 :O26 7 :O28 6 :O30 5 :空 4 :空 3 :空 2 :24VG 1 :24VG XS21（头孔座针）
开关量输出接口：XS20、XS21
武汉华中数控
输入信号转接板
武汉华中数控
变频器故障输入100
X 轴正限位
X 轴负限位Z 轴正限位X 轴回零Z 轴回零外部运行允许24V
Z 轴负限位伺服准备好手摇选择X 轴手摇选择Z 轴1号刀2号刀3号刀4号刀电源ON 允许+T-KA9X00X10
X01X02X03X04X05X06X07
X11X12X13X14X15X16X17X20X21X22X2324VG 14,15,1,2,6789101112
134516171819202122232425I0
I1
I2I3I4I5I6I7I8I9I10I11I12I13I14I15I16I17I18I1914,15,1,2,678910111213
4516171819202122232425+M-SQX-1
+M-SQZ-3+M-SQZ-1+M-SQX-3+M-SQX-1+M-SQZ-259K1K0输入信号管脚定义
武汉华中数控
14:24VG
15:24VG
16:I19
17:I17
18:I15
19:I13
20:I11
21:I9
22:I7
23:I5
24:I3
25:I1
1 13 14 25
1 :24VG
2 :24VG
3 :空
4 :I18
5 :I16
6 :I14
7 :I12
8 :I10
9 :I8
10:I6
11:I4 12:I2
13:I0
XS10
14:24VG
15:24VG
16:I39
17:I37
18:I35
19:I33
20:I31
21:I29
22:I27
23:I25
24:I23
25:I21
1 13 14 25
1 :24VG
2 :24VG
3 :空
4 :I38
5 :I36
6 :I34
7 :I32
8 :I30
9 :I28
10:I26
11:I24 12:I22
13:I20
XS11（头针座孔）
开关量输入接口：XS10、XS11
武汉华中数控
O M U V W
KA1
KA2 W V U 0V
100
U1 V1 W1
X22
DAS+ DAS0 505 506 509 正转
反转
公共端 转速指令 主轴电机 故障输出
L1 L2 L3 1 2 P24
L
AL1
AL0 接XS9口
主轴控制回路
武汉华中数控
15:GND 14:AOUT2 13:GND 12:+5V 11:SZ- 10:SB- 9 :SA-
8:GND 7:GND 6:AOUT1 5:GND 4:+5V 3:SZ+ 2:SB+ 1:SA+
信号名
说
明
SA+、SA-主轴码盘A 相位反馈信号
SB+、SB-主轴码盘B 相位反馈信号SZ+、SZ-主轴码盘Z 脉冲反馈
+5V 、GND DC5V 电源AOUT1、AOUT2主轴模拟量指令输出
GND
模拟量输出地
主轴控制接口：XS9
主轴D/A 选用接口AOUT1和AOUT2应注意：AOUT1的输出电压为-10V ～+10V ，
AOUT2的输出电压为0V ～+10V 。

武汉华中数控
刀架控制回路
TC1
380V
QF2
QF1
L1L2L3PE
220V
220A
QF4
220B
KA4KA5KM2
KM1KM1
KM2
M 3~
KM2
KM1
武汉华中数控
动作控制过程
系统接收到换刀指令后，发出换刀信号Y03/Y04；控制继电器KA4/KA5吸合使接触器KM1/KM2的线圈
得电；主触点吸合；使刀架电机得电，完成换刀动作。

控制回路中，利用接触器的常闭辅助触点相互串接，以实现互锁控制。

刀架控制回路的动作过程是典型的弱电控制
强电，强电控制动作的设计思想。

武汉华中数控
武汉华中数控
谢谢。