数控机床电气控制电路设计实例
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数控机床及编程：三菱PLC机床电气控制案例
（三菱）FX2N系列PLC机床电气控制案例一、C650车床控制元件配置图1 C650车床电气控制主电路图1是C650车床的主电路，配置三台电动机M1、M2、M3。
主电动机M1由停止按钮SB、点动按钮SB1、正转按钮SB2、反转按钮SB3、热继电器常开触头FR1、速度继电器正转触头KS1、速度继电器反转触头KS2、正转接触器主触头KM1、反转接触器主触头KM2、制动接触器主触头KM3等控制。
冷却泵电动机M2由停止按钮SB4、起动按钮SB5、热继电器常开触头FR1、接触器主触头KM4等控制；快移电动机M3由限位开关SQ、接触器主触头KM5控制；电流表A由中间继电器触头KA控制。
电气控制元件PLC控制的I/O配置见下表，C650车床PLC控制I/O接线见图2。
表 C650车床PLC控制元件配置表电气控制元件符号功能PLC编程元件电气控制元件符号功能PLC编程元件SB M1停止按钮X0KS1速度继电器正转触头X11SB1M1点动按钮X1KS2速度继电器反转触头X12SB2M1正转按钮X2KM1M1正转接触器主触头Y0SB3M1反转按钮X3KM2M1反转接触器主触头Y1SB4M2停止按钮X4KM3M1制动接触器主触头Y2SB5M2起动按钮X5KM4M2接触器主触头Y3SQ M3限位开关X6KM5M3接触器主触头Y4FR1M1热继电器常开触头X7KA电流表中间继电器触头Y5FR2M2热继电器常开触头X10图2 C650车床PLC控制I/O接线图图3是C650车床PLC控制梯形图，编程时使用了MC主控指令和MCR主控复位指令。
车床上电后，由于停止按钮SB、热继电器FR未动作，所以第4支路的X0、X7闭合，M110通电，导致第5支路M110闭合，程序执行MC主控指令至MCR主控复位指令之间的主控程序。
图3 C650车床PLC控制梯形图二、主电动机正反转控制1.正转控制按下主电机正转按钮SB2，第6支路X2闭合，由于X3、M102均未动作，所以M101通电并通过第7支路的M101自锁。
数控机床电气控制电路设计及实例分析_郑小年(1)
证电动机的实际最高工作温度 T J 日 ] I *等 于或略小于电动机绝缘的允许 最高工
不到额定功率的, 转速越低, 输出功率
就越小 图1 中主轴电机的功率特性为
作温度T a, 即几习 兀 *
. 过载能力:电动机在运行时, 必 须具有一定的过载能力 特别是在短
期工作时, 由于电动机 的热惯性很大, 电动机在短期 内承受高于额定功率的
c ) 主轴电机容量选择还是按上述
方法
产效率降低, 另一方面电动机经常过 载下运行, 会使它过早损坏, 同时还可
能 出现启动 困难, 经 受不起 冲击负载
升或最大允许电流而报警, 说明电机
容量选小 了, 应重新选择
这里, 请读者注意, 在进给电机 主
轴 电机设计 选配时, 应该考虑这些电 机 的输 出都 包括含有某种类型的机械 环 节和元 件, 关 于增量运 动 系统的最
难 以显 著 地 加 以更 改, 远 不 如 电 气 部
分 灵 活 易 变 因此 , 数 控 机 床 的机 械 与
商 品生 产 的基 本 要 求是 以最 低 的
S e r o C o ntro l v
49
粉 步 J碑 / 价 穴士 古十 夕入 二 不
流伺服 电机 a )进给伺服电动机容量选择 电动 机 的选 择 主 要是 容 量 的选 择, 如果 电动机 的容量选小了, 一方面
的转速并 不高时, 就不 必选用 刚性 攻 螺纹功能 (5 )网络数控功能 近年来发展的数字化 网络制造是 指 利用网络技术和数字控制技术进行 产 品的加 工制造, 其基础 是网络数 控 技术 它是 各种先进制造 技术 的基 本
可 以选择直角坐标系中的二个不同平 面, 也可选择 不同视 角的三维立体, 可 以在 加工的 同时做实 时的显 示, 也 可 在机械锁定的方式下作加工过 程的快
数控机床电气控制电路设计实例
身、主轴箱、大拖板(纵向拖板)、中拖板(横向拖板)、电动 刀架、尾座、防护罩、电气部分、CNC系统、冷却、润滑等 部分组成。 2．TK1640数控车床的技术参数
下一页
6.2 TK1640数控车床电气控制电路
二．TK1640数控车床的电气控制电路
1．电气原理图分析的方法与步骤 电气控制电路一般由主回路、控制电路和辅助电路等部分组
上一页 下一页
6.3 XK714A数控铣床电气控制电路
2．电源电路分析 图6-10为电源回路，图中TC2为控制变压器，原方为
AC380V，副方为AC110V、AC220V、AC24V，其中 AC110V给交流接触器线圈、电柜热交换器风扇电机； 3．控制电路分析 （1）主轴电机的控制 如图6-11、图6-12分别为交流控制回路图和直流控制回路 图。 （2）冷却电机控制 （3）换刀控制
3．DNC-B通信功能的选择 众所周知，由非圆曲线或面组成的零件加工程序的编制是十
分困难的，通常的办法是借助于通用计算机的计算，将它们 细分为微小的三维直线段组成的加工程序 4．刚性攻螺纹功能 攻螺纹是数控机床的一项常用功能，到底采用什么方式是一 个值得考虑的问题，刚性攻螺纹功能必须采用伺服电机驱动 主轴
1
伺服强电
2
U
L2 3
4
V
L3 5
6
W
50A
主轴强电
TC1
R2
S2
T2
13 5
QF2
20A
246
1
QF3
20A
35
24 6
W12
V12
U12
主变压器
KM2 1 3 5
R1
S1
T1
(22A) 1 3 5
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6.2 TK1640数控车床电气控制电路
二．TK1640数控车床的电气控制电路
1．电气原理图分析的方法与步骤 电气控制电路一般由主回路、控制电路和辅助电路等部分组
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6.3 XK714A数控铣床电气控制电路
2．电源电路分析 图6-10为电源回路，图中TC2为控制变压器，原方为
AC380V，副方为AC110V、AC220V、AC24V，其中 AC110V给交流接触器线圈、电柜热交换器风扇电机； 3．控制电路分析 （1）主轴电机的控制 如图6-11、图6-12分别为交流控制回路图和直流控制回路 图。 （2）冷却电机控制 （3）换刀控制
3．DNC-B通信功能的选择 众所周知，由非圆曲线或面组成的零件加工程序的编制是十
分困难的，通常的办法是借助于通用计算机的计算，将它们 细分为微小的三维直线段组成的加工程序 4．刚性攻螺纹功能 攻螺纹是数控机床的一项常用功能，到底采用什么方式是一 个值得考虑的问题，刚性攻螺纹功能必须采用伺服电机驱动 主轴
1
伺服强电
2
U
L2 3
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L3 5
6
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主轴强电
TC1
R2
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QF2
20A
246
1
QF3
20A
35
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W12
V12
U12
主变压器
KM2 1 3 5
R1
S1
T1
(22A) 1 3 5
数控机床电气控制电路设计
第八章 数控机床电气控制电路 设计实例
前面分别介绍了计算机数控系统的各个组 成部分、控制系统所用到的元器件和执行部件， 可以说是“化整为零”的叙述。本章通过介绍 典型数控机床控制电路实例及分析，则可以说 是“集零为整”，使读者了解数控系统的全貌。
电气控制电路设计原则
1．最大限度的实现机械设计和工艺的要求 2．保证数控机床能稳定、可靠运行 3．便于组织生产、降低生产成本、保证产品质 4. 安全
电气原理图分析的方法与步骤
分析主回路 分析控制电路 分析辅助电路 分析连锁与保护环节 总体检查
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
XK714A数 控床身 铣床及电气 控制电路
图 8.7 XK714A 数控铣床
主回路分析
电源电路分析
交流控制电路分析
直流控制电路分析
前面分别介绍了计算机数控系统的各个组 成部分、控制系统所用到的元器件和执行部件， 可以说是“化整为零”的叙述。本章通过介绍 典型数控机床控制电路实例及分析，则可以说 是“集零为整”，使读者了解数控系统的全貌。
电气控制电路设计原则
1．最大限度的实现机械设计和工艺的要求 2．保证数控机床能稳定、可靠运行 3．便于组织生产、降低生产成本、保证产品质 4. 安全
电气原理图分析的方法与步骤
分析主回路 分析控制电路 分析辅助电路 分析连锁与保护环节 总体检查
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
XK714A数 控床身 铣床及电气 控制电路
图 8.7 XK714A 数控铣床
主回路分析
电源电路分析
交流控制电路分析
直流控制电路分析
数控机床电气控制电路设计实例
的继电器。电流继电器的线圈串入电路中，以反映电路电流的变化， 且其线圈匝数少、导线粗、阻抗小。 2电压继电器
电压继电器的输入量是电路电压的大小，它根据输入电压的大 小而动作。与电流继电器类似，电压继电器也分为欠电压继电器和 过电压继电器两种。
四、时间继电器 时间继电器在控制电路中用于时间的控制。
按其动作原理可分为电磁式、空气阻尼式、电动式和电子式等； 按延时方式可分为通电延时型和断电延时型。
而且要求刀具由一点到另一点之间的运动轨迹为一条直线，并能控 制位移的速度。 （3）轮廓控制系统
也称连续控制系统。其特点是能够同时对两个或两个以上的坐 标轴进行连续控制。
2. 按伺服系统控制方式分类 （1）开环伺服系统
数控装置根据信息载体上的指令信号，经控制运算发出指令脉
冲，使伺服驱动元件转过一定的角度，并通过传动齿轮、滚珠丝杠 螺母副，使执行机构(如工作台)移动或转动。 （2）闭环伺服系统
4. 按功能水平分类 （1）经济型数控系统(又称简易数控系统) 这一类型的数控系统一般为开环控制，采用的CPU为单板机或单片 机，用数码管显示或单色小液晶显示或CRT字符显示。 （2）普及型数控系统(又称全功能数控系统) 这类系统一般为半闭环控制，采用16位或32位CPU，9 in(228 6mm)单色显示器（1 in=25 4mm）。 （3）高性能数控系统 这类系统一般为全闭环控制，采用的微型计算机为32位以上的CPU， 显示器为彩色CRT或TFT液晶显示器．内存大于150 KB。
从第一台数控机床问世到现在的50多年中，数控技术的发展非 常迅速，集计算机技术、现代控制技术、微电子技术、传感检测技 术、信息处理技术、网络通信技术、液压气动技术、光电子技术以 及传统的机械制造技术为一体，得到了广泛的应用，在数控机床是 关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业， 其水平高低和拥有量多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志， 在国防建设上亦具有重要的战略意义。
电压继电器的输入量是电路电压的大小，它根据输入电压的大 小而动作。与电流继电器类似，电压继电器也分为欠电压继电器和 过电压继电器两种。
四、时间继电器 时间继电器在控制电路中用于时间的控制。
按其动作原理可分为电磁式、空气阻尼式、电动式和电子式等； 按延时方式可分为通电延时型和断电延时型。
而且要求刀具由一点到另一点之间的运动轨迹为一条直线，并能控 制位移的速度。 （3）轮廓控制系统
也称连续控制系统。其特点是能够同时对两个或两个以上的坐 标轴进行连续控制。
2. 按伺服系统控制方式分类 （1）开环伺服系统
数控装置根据信息载体上的指令信号，经控制运算发出指令脉
冲，使伺服驱动元件转过一定的角度，并通过传动齿轮、滚珠丝杠 螺母副，使执行机构(如工作台)移动或转动。 （2）闭环伺服系统
4. 按功能水平分类 （1）经济型数控系统(又称简易数控系统) 这一类型的数控系统一般为开环控制，采用的CPU为单板机或单片 机，用数码管显示或单色小液晶显示或CRT字符显示。 （2）普及型数控系统(又称全功能数控系统) 这类系统一般为半闭环控制，采用16位或32位CPU，9 in(228 6mm)单色显示器（1 in=25 4mm）。 （3）高性能数控系统 这类系统一般为全闭环控制，采用的微型计算机为32位以上的CPU， 显示器为彩色CRT或TFT液晶显示器．内存大于150 KB。
从第一台数控机床问世到现在的50多年中，数控技术的发展非 常迅速，集计算机技术、现代控制技术、微电子技术、传感检测技 术、信息处理技术、网络通信技术、液压气动技术、光电子技术以 及传统的机械制造技术为一体，得到了广泛的应用，在数控机床是 关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业， 其水平高低和拥有量多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志， 在国防建设上亦具有重要的战略意义。
7-实例-数控机床电气控制
第7章
第7章 数控机床控制应用实例
7.1 CK6132(SYC-2E)数控卧式车床
7.2 数控新技术介绍——基于PC平台的 工控数控机床
7.3 普通车床数控改造 7.4 XH714立式加工中心电气控制
第7章
7.1 CK6132（SYC-2E）数控卧式车床 7.1.1 主要用途和适用范围
CK6132（SYC-2E）车床采用卧式车床布局，数控系统控制横（X）、纵（Z） 两坐标移动。适用于短轴类及盘类零件的各种内外回转表面，如圆柱面、圆锥面、 特形面等，以及内外公制英制螺纹的自动化切削加工，并能够进行切槽、镗、铰等 加工。 该机床加工效率高、适用性强、操作简便、精度高、稳定性好，特别适用于复杂 零件或对精度要求较高的中、大批量生产。 该机床可根据用户要求配置数控系统，编程采用ISO国际通用代码，编程简单易 用，并具有掉电记忆功能。 该机床还可以根据用户需要增减螺纹车削功能，刀架可选用四工位、六工位等多 工位电动刀架，还可以为用户特制专用的排刀架。工件夹紧可选用普通卡盘、液压卡 盘或者其他专用夹具。
第7章
7.1.3 电气系统
2.主轴电气控制
由图7-1可知，“SYC-2E”数控系统通过J3接口、变频器、主轴 电机、主轴编码器和数控系统的J9接口组成数控机床的主轴闭环控 制。主轴控制用于加工中心换刀时，作为主轴准停用。使主轴定向 控制准停在某一固定位置上，以便在该处进行换刀等动作，只要数 控系统发出M19指令，利用装在主轴上的位置编码器（通过1∶1齿 轮传动）输出的信号使主轴准停在规定的位置上。主轴控制用于车 床加工。在车床上，按主轴正反转两个方向使工件定位，作为车削 螺纹的进刀点和退刀点，利用Z向脉冲作为起点和终点的基准，保 证不乱扣（A、B相差90°，Z向为一圈的基准信号，产生零点脉 冲）。
第7章 数控机床控制应用实例
7.1 CK6132(SYC-2E)数控卧式车床
7.2 数控新技术介绍——基于PC平台的 工控数控机床
7.3 普通车床数控改造 7.4 XH714立式加工中心电气控制
第7章
7.1 CK6132（SYC-2E）数控卧式车床 7.1.1 主要用途和适用范围
CK6132（SYC-2E）车床采用卧式车床布局，数控系统控制横（X）、纵（Z） 两坐标移动。适用于短轴类及盘类零件的各种内外回转表面，如圆柱面、圆锥面、 特形面等，以及内外公制英制螺纹的自动化切削加工，并能够进行切槽、镗、铰等 加工。 该机床加工效率高、适用性强、操作简便、精度高、稳定性好，特别适用于复杂 零件或对精度要求较高的中、大批量生产。 该机床可根据用户要求配置数控系统，编程采用ISO国际通用代码，编程简单易 用，并具有掉电记忆功能。 该机床还可以根据用户需要增减螺纹车削功能，刀架可选用四工位、六工位等多 工位电动刀架，还可以为用户特制专用的排刀架。工件夹紧可选用普通卡盘、液压卡 盘或者其他专用夹具。
第7章
7.1.3 电气系统
2.主轴电气控制
由图7-1可知，“SYC-2E”数控系统通过J3接口、变频器、主轴 电机、主轴编码器和数控系统的J9接口组成数控机床的主轴闭环控 制。主轴控制用于加工中心换刀时，作为主轴准停用。使主轴定向 控制准停在某一固定位置上，以便在该处进行换刀等动作，只要数 控系统发出M19指令，利用装在主轴上的位置编码器（通过1∶1齿 轮传动）输出的信号使主轴准停在规定的位置上。主轴控制用于车 床加工。在车床上，按主轴正反转两个方向使工件定位，作为车削 螺纹的进刀点和退刀点，利用Z向脉冲作为起点和终点的基准，保 证不乱扣（A、B相差90°，Z向为一圈的基准信号，产生零点脉 冲）。
数控机床强电控制电路2
（1）降压起动控制线路 常用的降压起动方法有定子绕组串接电阻降压起动、星形─三角形 降压起动和自耦变压器降压起动。 ① 定子绕组串接电阻降压起动控制线路
在定子绕组串接电阻降压起动控 制线路中，电动机起动时在定子绕组 上串接电阻或电抗器，起动电流在电 阻或电抗上产生电压降，使定子绕组 上的电压低于电源电压、起动电流减小。 待电动机转速接近额定转速时，再将电 阻或电抗器短接，使电动机在额定电压 下运行。
4.照明及指示电路
照明电路由控制变压器供给 交流24V安全电压，经照明开 关Q控制照明灯EL。指示电路 由变压器供给6V电压，指示 灯HL作为电源指示，当机床 引入电源后HL亮。
5.保护环节
熔断器FUl、FU2作为各部分的短路 保护;热继电器KRl、KR2分别为电动 机Ml、M2的过载保护;断路器QF对机 床供电回路实现总的保护。 为了保护人身安全，通过行程开 关SQl、SQ2进行断电保护。当SA2左 旋打开电器控制盘璧笼时，SQ2行程 开关闭合，QF自动断开;当打开主轴 箱后，SQl断开，使主拖动电动机停 止，以确保人身安全。 当需要打开控制壁笼门进行带电 维修时，只要将SQ2的传动杆拉出， QF仍可合上。关上壁笼门后，SQ2复 原，保护作用正常。
第二章
数控机床强电控制电路
第一节 机床常用低压电器的工作原理与选用
第二节 机床强电控制系统的基本环节
第三节 典型机床电气控制线路分析
2.2
机床强电控制系统的基本环节
一、电气控制线路的绘制 电气控制系统图有三类：电气原理图、电器元件布置图 和电气安装接线图。 1、电气原理图 电气原理图是表达所有电气元件的导电部件和接线端子 之间的相互关系。电气原理图一般分为主电路和辅助电路 两部分。
三种车床的PLC控制电路图及程序
三种车床的PLC控制电路图及程序
大家好，今天给大家分享几种车床的PLC控制，都是控制电机的，希望对大家有所帮助，
C650卧式车床的PLC控制
主电路如下：
C650卧式车床主电路
硬件电路及I/O分配表：
I/O接口电路如图:
I/O接口电路
程序梯形图如下:
梯形图
梯形图2
摇臂钻床的PLC控制主电路如图：
主电路
I/O分配表如下：
I/O接口电路如下：
I/O接口电路梯形图如下：
其工作时序如下：
工作时序
卧式镗床的PLC控制主电路如下：
I/O分配表如下：
输入信号
输出信号
I/O接口电路如下：
I/O接口电路梯形图：
程序1
程序2
程序3
程序4
工作时序如下：
工作时序。
数控车床电路
3.3 数控车床主轴的具体电路控制
1．数控机床主轴控制电路数控机床主轴控制电路如图3-12所示。
2．主轴控制电路分析
• 1)主轴控制回路主电路连接 • 三相电源U、V、W通过空气开关QFI、交 流接触器KM1、变频器、连接到 交流异步电动机M
• 2)主轴控制回路控制电路的连接 • 电动机转动方向控制：变频器FWD正转 控制端通过继电器KA1的常开触点 • 连接到COM公共端，REV反转控制端通过 继电器KA2的常开触点连接到COM • 公共端。继电器KAl.KA2的线圈连接到数控 系统的SX39接口的第7、第8脚， • 通过继电器KAI.KA2控制主轴的正转与反转。
例3-4 故障现象：主轴不能转动
• 故障分析与处理：操作数控系统，发现主轴电动 机无论正转反转都不能转动，打开控制柜观察发 现变频器已上电处于待机状态，继电器KA1、Ⅺ 也均能按照数控系统的功能实现闭合，用万用表 测量变频器的VCI、GND两脚已经有电压，用万 用表测量FWD.REV对COM之间已有电压变化， 打开变频器参数杳看，发现变频器F0.00号参数 （频率给定通道选择）已由原来的VCI模拟给定 改为数字给定1面板操作，把参数恢复上电测试， 功能正常故障排除。
3．主轴启动后立即停止
3-4 主轴启动后立即停止的故障分析与处理表
故障原因
处理方法
系统输出脉冲时间不够 变频器处于点动状态 主轴线路的控制元器件损 坏
主轴电动机短路，造成热 继电器保护 主轴控创回路没有带自锁 电路，而把参数设置为脉冲 信号输出，使主轴不能正常 运转
调整系统的M代码输出时间 参阅变频器的使用说明书，设置好 参数 检查电路上的各触点接触是否良好， 检查直流继电器、交流接触器是否 损坏，造成触头不自锁 查找短路原因，使热继电器复位
1．数控机床主轴控制电路数控机床主轴控制电路如图3-12所示。
2．主轴控制电路分析
• 1)主轴控制回路主电路连接 • 三相电源U、V、W通过空气开关QFI、交 流接触器KM1、变频器、连接到 交流异步电动机M
• 2)主轴控制回路控制电路的连接 • 电动机转动方向控制：变频器FWD正转 控制端通过继电器KA1的常开触点 • 连接到COM公共端，REV反转控制端通过 继电器KA2的常开触点连接到COM • 公共端。继电器KAl.KA2的线圈连接到数控 系统的SX39接口的第7、第8脚， • 通过继电器KAI.KA2控制主轴的正转与反转。
例3-4 故障现象：主轴不能转动
• 故障分析与处理：操作数控系统，发现主轴电动 机无论正转反转都不能转动，打开控制柜观察发 现变频器已上电处于待机状态，继电器KA1、Ⅺ 也均能按照数控系统的功能实现闭合，用万用表 测量变频器的VCI、GND两脚已经有电压，用万 用表测量FWD.REV对COM之间已有电压变化， 打开变频器参数杳看，发现变频器F0.00号参数 （频率给定通道选择）已由原来的VCI模拟给定 改为数字给定1面板操作，把参数恢复上电测试， 功能正常故障排除。
3．主轴启动后立即停止
3-4 主轴启动后立即停止的故障分析与处理表
故障原因
处理方法
系统输出脉冲时间不够 变频器处于点动状态 主轴线路的控制元器件损 坏
主轴电动机短路，造成热 继电器保护 主轴控创回路没有带自锁 电路，而把参数设置为脉冲 信号输出，使主轴不能正常 运转
调整系统的M代码输出时间 参阅变频器的使用说明书，设置好 参数 检查电路上的各触点接触是否良好， 检查直流继电器、交流接触器是否 损坏，造成触头不自锁 查找短路原因，使热继电器复位
数控机床第8章 数控机床电气控制电路设计与案例(2015-08))
周德卿 2015.8
图8-4 保护接地连接
11
(2）工作接地
为了保证设备的正常工作，如直流电源常需要有一极接地，作为参 考零电位，其他极与之比较，形成直流电压，例如±15V、±5V、±24V 等；信号传输也常需要有一根线接地，作为基准电位，传输信号的大小 与该基准电位相比较，这类地线称工作地线。在系统中一定要注意工作 地线的正确接法，否则非但起不到作用反而可能产生干扰，如共地线阻 抗干扰、地环路干扰、共模电流辐射等等。
周德卿 2015.8
2
图8-1 某数控车床的机床主电路与继电控制电路原理图
周德卿 2015.8
3
① 主电路如图8-1左半部分所示。该电路是指3相交流380V电源和起 拖动作用的电动机之间的电路，它由电源开关、熔断器、断路器或电动 机保护器的过流过压触点、热继电器的热元件、交流接触器的主触点、 电动机以及其它要求配置的电器如电源变压器、控制变压器、变频器、 交流开关稳压电源等电气元件连接而成。
在数控系统中，常用的隔离变压器有伺服变压器和控制变压器， 其产品与电气符号如图8-7所示。
图8-5 单点接地几种形式
周德卿 2015.8
12
(3）屏蔽接地
为了抑制噪声，电缆、变压器等的屏蔽层需接地，相应的地线称为 屏蔽地线。在低阻抗网络中，低电阻导体可以降低干扰作用，故低阻抗 网络常用作电气设备内部高频信号的基准电平（如机壳或接地板），连 接时应标明符号“ ” 作为屏蔽地。以屏蔽电缆为例，数控系统中有很 多弱信号传输线，传输模拟信号或数字信号，如CNC到伺服驱动信号线、 编码器反馈电动机位置与速度的信号线等，它们极易受干扰必须使用屏 蔽电缆。
该电路的控制原理同典型的电动机拖动控制电路，只是控制 触点的信号来自CNC数控单元和I/0接口单元输出电路中的直流 继电器的常开（或常闭）触点，如图8-1中控制主轴电动机正、 反转的直流继电器KA1、KA2；控制刀架电动机正、反转的直流 继电器KA4、KA5等，均是由PLC相应输出接口控制的。
图8-4 保护接地连接
11
(2）工作接地
为了保证设备的正常工作，如直流电源常需要有一极接地，作为参 考零电位，其他极与之比较，形成直流电压，例如±15V、±5V、±24V 等；信号传输也常需要有一根线接地，作为基准电位，传输信号的大小 与该基准电位相比较，这类地线称工作地线。在系统中一定要注意工作 地线的正确接法，否则非但起不到作用反而可能产生干扰，如共地线阻 抗干扰、地环路干扰、共模电流辐射等等。
周德卿 2015.8
2
图8-1 某数控车床的机床主电路与继电控制电路原理图
周德卿 2015.8
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① 主电路如图8-1左半部分所示。该电路是指3相交流380V电源和起 拖动作用的电动机之间的电路，它由电源开关、熔断器、断路器或电动 机保护器的过流过压触点、热继电器的热元件、交流接触器的主触点、 电动机以及其它要求配置的电器如电源变压器、控制变压器、变频器、 交流开关稳压电源等电气元件连接而成。
在数控系统中，常用的隔离变压器有伺服变压器和控制变压器， 其产品与电气符号如图8-7所示。
图8-5 单点接地几种形式
周德卿 2015.8
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(3）屏蔽接地
为了抑制噪声，电缆、变压器等的屏蔽层需接地，相应的地线称为 屏蔽地线。在低阻抗网络中，低电阻导体可以降低干扰作用，故低阻抗 网络常用作电气设备内部高频信号的基准电平（如机壳或接地板），连 接时应标明符号“ ” 作为屏蔽地。以屏蔽电缆为例，数控系统中有很 多弱信号传输线，传输模拟信号或数字信号，如CNC到伺服驱动信号线、 编码器反馈电动机位置与速度的信号线等，它们极易受干扰必须使用屏 蔽电缆。
该电路的控制原理同典型的电动机拖动控制电路，只是控制 触点的信号来自CNC数控单元和I/0接口单元输出电路中的直流 继电器的常开（或常闭）触点，如图8-1中控制主轴电动机正、 反转的直流继电器KA1、KA2；控制刀架电动机正、反转的直流 继电器KA4、KA5等，均是由PLC相应输出接口控制的。
数控机床强电控制电路
图2.7 低压断路器工作原理
过流脱扣器5的线圈和热脱扣器6的热元件与主电路串联， 欠压脱扣器7的线圈与电路并联。当电路发生短路或严 重过载时，过流脱扣器的衔铁被吸合，使自由脱扣机构 4动作。当电路过载时，热脱扣器的热元件产生的热量 增加，使双金属片向上弯曲，推动自由脱扣机构动作。 当电路电压过低时，欠压脱扣器7的衔铁释放，也使自 由脱扣机构动作。
①组合开关的结构组成和工作原理
组合开关由动触点、静触点、转轴、手柄、定位机 构及外壳等部分组成。根据动触片和静触片的不同组 合，组合开关有多种接线方式，其结构示意图及外形 图如图2.5所示。
②组合开关的主要技术参数和电气符号
组合开关的主要技术参数有额定电压、额定电流、极 数等。组合开关一般有单极、双极和三极。
接近开关具有工作稳定可靠、使用寿命长、重复定位精 度高、操作频率高等优点，其主要参数有：工作电压、 输出电流、动作距离、重复精度及工作响应频率等。
3.交流接触器
接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动 机）的主电路自动控制电器。接触器按其主触头通过电 流的种类不同，分为交流、直流两种，机床上应用最多 的是交流接触器，下面我们仅介绍交流接触器。
图2.9 按钮结构示意图,按钮的图形及外形照片
按钮的结构形式很多。紧急式按钮装有突出的蘑茹形 钮帽，用于紧急操作；旋钮式按钮用于旋转操作；指 示灯式按钮在透明的钮帽内装有信号灯显示信号；钥 匙式按钮须插入钥匙方可操作。按钮帽有多种颜色， 一般红色用作停止按钮，绿色用作起动按钮。
2）行程开关
第五讲 数控机床强电控制电路
在这一讲，我们一起学习 机床常用低压电器的工作原理 机床强电控制系统的基本环节
一、机床常用低压电器的工作原理
1.开关电器
机床控制电路（精编）
机床控制电路一、C620车床的电气控制线路一、实验目的1、通过对C620车床电气控制线路的接线，使学生真正掌握机床控制的原理。
2、使学生真正从书本走向实际，接触实际的机床控制。
二、选用组件1、实验设备2D63、D61三、实验方法1、调节三相输出线电压220V，按下“关”按钮，按图7-19接线。
图中FR1、SB1、SB2、KM1、T、HL1、HL2选用D61挂件，Q1、Q2、Q3、FU1、FU2、FU3、EL选用D63挂件，电机M1用DJ16（Δ/220V），M2用DJ24（Δ/220V）。
接线完毕后，检查无误后，按以下步骤操作：（1）启动控制屏，合上开关Q1，接通220V交流电源。
（2）按下SB1按钮，KM1通电吸合，主轴电动机M1起动运转。
（3）合上开关Q2，冷却泵电动机M2起动运转。
（4）按下SB2按钮，KM1线圈断电，主轴电动机M1断电停止运转，同时冷却泵电动机M2也停止运转。
（5）图中EL为机床工作灯（借用SB灯），由开关Q3控制。
四、讨论题1、试分析冷却泵电机为什么接在KM1下面。
2、分析C620车床控制线路具有什么保护？220V主轴电动机冷却泵电机图7-19 C620车床的电气控制线路二、 M7130平面磨床的电气控制线路一、实验目的1、通过对M7130平面磨床的电气控制线路的实际接线和操作，初步掌握另一种工厂机床磨床的基本工作原理。
2、熟悉掌握平面磨床一些独特的控制线路。
二、选用组件1、实验设备2D63、D62、D61、D51三、实验方法1、调节三相可调输出线电压220V，按下“关”按钮，按图8-22接线。
图中FR1、SB1、SB2、SB3、KM1、KM2、KM3、选用D61挂件，FR2、KA1、Q1、Q2、SB4、ST1、ST2、ST3、ST4选用D63挂件， Q3选用D51挂件，电机M1选用DJ16（Δ/220V），M2选用DJ24（Δ/220V），M3选用DJ17（Y/220V）。
机床电气控制电路设计
机床电气控制电路设计引言在机床的制造过程中，电路设计起着至关重要的作用。
机床电气控制电路设计涉及到各种传感器、执行器、开关和控制器的选择和配置。
本文将介绍机床电气控制电路设计的基本原则和常用组件，并提供一些实际案例来帮助读者更好地理解。
基本原则机床电气控制电路设计的基本原则是确保系统的可靠性、稳定性和安全性。
以下是一些常见的设计原则：1.分离电源：将电源分为主电源和控制电源，以确保不会因为控制电路故障而影响整个系统的运作。
2.使用合适的传感器：选择适合机床应用的传感器，例如位置传感器、压力传感器和温度传感器等。
3.合理配置执行器：根据机床的具体要求，选择合适的执行器，例如伺服电机、步进电机和液压执行器等。
4.使用适当的开关：选择合适的开关设备，例如按钮开关、刀闸开关和继电器等，确保系统的正常操作。
常用组件PLC（可编程逻辑控制器）PLC是一种专门用于工业控制的计算机设备，能够根据预定程序来控制机床的操作。
PLC通常由中央处理单元（CPU）、输入/输出模块（I/O 模块）和通信模块组成。
PLC的设计要考虑到机床的需求，合理选择适当的输入和输出模块。
通过编程，可以实现对机床的自动化控制。
PLC编程语言常用的PLC编程语言有梯形图（Ladder Diagram）、指令列表（Instruction List）、功能块图（Function Block Diagram）和结构化文本（Structured Text）等。
选择合适的编程语言，可以提高编程效率和可读性。
变频器变频器是控制电动机转速的装置。
它通过改变电源的频率和电压来调整电动机的转速。
变频器能够提供精确的转速控制和启动/停止控制，适用于需要频繁改变转速的机床应用。
电气元件机床电气控制电路设计中常用的电气元件有继电器、断路器、按钮开关和接触器等。
这些元件用于控制电路的开关和保护。
实际案例数控铣床控制电路设计在数控铣床的控制电路设计中，需要考虑到以下几个方面：1.位置控制：选择合适的位置传感器，如光电开关或编码器，以获取工件和刀具的准确位置信息。
5.第五章 数控机床电气控制线路
图5.1 数控机床电气组成结构框图
1
第一节 数控车床电气控制线路
数控车床的机械部分比同规格的普通车床更为紧凑简洁。 主轴传动为一级传动,去掉了普通机床主轴变速齿轮箱， 采用了变频器实现主轴无级调速。进给移动装置采用滚 珠丝杠，传动效率高、精度高、摩擦力小。
2
1.1 数控车床的主要工作情况
一般经济型数控车床的进给均采用步进电动机，进给电 动机的运动由NC装置实现信号控制。 数控车床的刀架能自动转位。换刀电动机有步进、直流 和异步电动机之分，这些电动刀架的旋转、定位均由NC 数控装置发出信号，控制其动作。而其他的冷却、液压 等电气控制跟普通机床差不多。 现以经济型CK0630型数控车床为例，说明普通数控车床
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图 5.11 数控系统控制步进驱动接线图原理图
21
4、数控系统对电动刀架的控制:
(1)、直流型电动机电动刀架
数控系统控制电动刀架,主要控制刀架电动机的正反转, 所反应的刀号数送给数控系统.从数控系统输入信号接 口来看，低电平有效。由于电动机电流不是太大，故 选用数控系统能驱动的功率继电器。
数控系统控制电动刀架电动机的接线原理图如图5.12 所 示 。 P3 口 的 O6(P3.6) 和 O7 （ P3.7) 控 制 KA3 、 KA4继电器,由于输出低电平有效,故中间继电器另一端 接+24V。三个微动开关信号SQ1～ SQ3分别接P3口 的I1（P3.21)、I2（P3.22）、I3（P3.23），信号低 电平有效。图5.12中，用 KA3、KA4的触点控制直流 电动机正反转，而直流电源 DC27V的产生通过变压器 和整流桥等电路产生。
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图5.19 CLK脉冲与DIR信号波形
图5.20 数控系统与步进驱动的接口图
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第一节 数控车床电气控制线路
数控车床的机械部分比同规格的普通车床更为紧凑简洁。 主轴传动为一级传动,去掉了普通机床主轴变速齿轮箱， 采用了变频器实现主轴无级调速。进给移动装置采用滚 珠丝杠，传动效率高、精度高、摩擦力小。
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1.1 数控车床的主要工作情况
一般经济型数控车床的进给均采用步进电动机，进给电 动机的运动由NC装置实现信号控制。 数控车床的刀架能自动转位。换刀电动机有步进、直流 和异步电动机之分，这些电动刀架的旋转、定位均由NC 数控装置发出信号，控制其动作。而其他的冷却、液压 等电气控制跟普通机床差不多。 现以经济型CK0630型数控车床为例，说明普通数控车床
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图 5.11 数控系统控制步进驱动接线图原理图
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4、数控系统对电动刀架的控制:
(1)、直流型电动机电动刀架
数控系统控制电动刀架,主要控制刀架电动机的正反转, 所反应的刀号数送给数控系统.从数控系统输入信号接 口来看，低电平有效。由于电动机电流不是太大，故 选用数控系统能驱动的功率继电器。
数控系统控制电动刀架电动机的接线原理图如图5.12 所 示 。 P3 口 的 O6(P3.6) 和 O7 （ P3.7) 控 制 KA3 、 KA4继电器,由于输出低电平有效,故中间继电器另一端 接+24V。三个微动开关信号SQ1～ SQ3分别接P3口 的I1（P3.21)、I2（P3.22）、I3（P3.23），信号低 电平有效。图5.12中，用 KA3、KA4的触点控制直流 电动机正反转，而直流电源 DC27V的产生通过变压器 和整流桥等电路产生。
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图5.19 CLK脉冲与DIR信号波形
图5.20 数控系统与步进驱动的接口图
设计FANUC 数控机床刀架继电器接触器控制电路.
刀架的接触器继电器控制电路的 安装与调试
小组制作
设计内容
设计要求： （1）：理解刀架基本原理 1）：数控车床回转刀架概述 2) ：四方刀架的主要构成部分 3) ：工作过程 （2）：刀架的电气设计图 1）：刀架电气控制设计原理图 2）：转体刀架控制设计电路图
3）：四工位刀架PLC接线设计原理图
1）将停止按钮SB3换成常开按钮； 2）将KM1的常开辅助触点与SB1串连,KM2的常开辅助触点与SB2串连； 3）将KM2和KM2的常开辅助触点交换位置； 4）将KM1线圈断路； 5）将KM1和KM2的常开主触点直接并联而不换相； 6）将KM1主触点的三个接线端子断开一个不接｡
9 RC3 三相灭弧器
10 RC9、RC10 单相灭弧器 自动刀架控制涉及到的I/O 信号如下： PLC输入信号： X3.0~X3.3：1~4号刀到 位信号输入； X30.6：手动刀位选择按钮信号输入； X30.7：手动换刀启动按钮信号输入； PLC输出信号： Y0.6：刀架正转继电器控制输出； Y0.7：刀架反转继电 器控制输出。 接线回路图简析：假设，PLC输入/输出电路中输入1号刀 同时选择手动刀选择。这时，SB11闭合KA6线圈得电反 转KA6触点断开实现互锁。接触器回路中的KA6触点导通 （KA1始终处于闭合状态）KM5线圈得电反转KM5反转 触点断开实现双重互锁。刀架正转接触器回路导通，在强 电回路总的KM5触点闭合刀架正转。当霍尔元件检测到1 号刀的到位信号时，刀架开始定位锁紧，电机停转，换到 结束。其他3把刀换刀方式依次类推
2.1刀架电气控制设计原理图
刀架的电气控制设计
2.2转体刀架控制设计电路图
2.3四工位刀架PLC接线设计原理图
小组制作
设计内容
设计要求： （1）：理解刀架基本原理 1）：数控车床回转刀架概述 2) ：四方刀架的主要构成部分 3) ：工作过程 （2）：刀架的电气设计图 1）：刀架电气控制设计原理图 2）：转体刀架控制设计电路图
3）：四工位刀架PLC接线设计原理图
1）将停止按钮SB3换成常开按钮； 2）将KM1的常开辅助触点与SB1串连,KM2的常开辅助触点与SB2串连； 3）将KM2和KM2的常开辅助触点交换位置； 4）将KM1线圈断路； 5）将KM1和KM2的常开主触点直接并联而不换相； 6）将KM1主触点的三个接线端子断开一个不接｡
9 RC3 三相灭弧器
10 RC9、RC10 单相灭弧器 自动刀架控制涉及到的I/O 信号如下： PLC输入信号： X3.0~X3.3：1~4号刀到 位信号输入； X30.6：手动刀位选择按钮信号输入； X30.7：手动换刀启动按钮信号输入； PLC输出信号： Y0.6：刀架正转继电器控制输出； Y0.7：刀架反转继电 器控制输出。 接线回路图简析：假设，PLC输入/输出电路中输入1号刀 同时选择手动刀选择。这时，SB11闭合KA6线圈得电反 转KA6触点断开实现互锁。接触器回路中的KA6触点导通 （KA1始终处于闭合状态）KM5线圈得电反转KM5反转 触点断开实现双重互锁。刀架正转接触器回路导通，在强 电回路总的KM5触点闭合刀架正转。当霍尔元件检测到1 号刀的到位信号时，刀架开始定位锁紧，电机停转，换到 结束。其他3把刀换刀方式依次类推
2.1刀架电气控制设计原理图
刀架的电气控制设计
2.2转体刀架控制设计电路图
2.3四工位刀架PLC接线设计原理图
机床电气控制线路
在垂线左侧的触点是常开触点，右侧是常闭触点，水平线上方为常闭触点，下方为常开触点。
用途栏：说明相对应电路的用途
垂线左边为常开触点，右边为常闭触点
分区栏：便于看图，查找元器件触点
普通车床电气控制线路
普通车床主要结构及运动形式
切削运动
主运动——主轴旋转
调速—变速箱
正反转—离合器、电气
矩形工作台与圆形工作台互锁。
01
03
02
04
KM1
（一）主电路
KM1
主轴电机Ｍ1：KM1 SA5正反转换开关；KM2串接电阻反接制动
1
冷却电机Ｍ3：KM6
2
进给电机Ｍ2：KM3 KM4正反转，通过进给离合器YC来切换进给状态。
3
KM1
（二）控制电路 a .主轴电机控制电路 １.主轴起动 按下SB1—KM1(+)并自锁—M1起动—n上升—KV (+)为反接制动作好准备 ２.主轴停止 按下SB3—KM1(－)同时KM2(+)反接制动—n下降—KV（－）—KM2(－) —M (－) ３.主轴变速（瞬时点动以有利于滑移齿轮啮合） 变速手柄拉出SQ7受压，KM1 (－)同时KM2(+) －M点动。推回原位电路切断。
常态时，矩形工作台工作，圆形工作台不工作。进给运动与主运动有联锁关系。
b .进给运动控制电路
纵向手柄三个工作位置，常态中位，往左压下SQ2，往右压下SQ1。
１.工作台左右进给
同由SQ3 SQ4开关控制，十字手柄五个工作位置，常态中位，手柄上下接垂直离合器，手柄左右接前后进给离合器。手柄往前下压下SQ3，手柄往后上压下SQ4。 工作台前后、上下、左右同一时刻只能一个方向，由KM3 KM4 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4互锁实现。
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6.3 XK714A数控铣床电气控制电路
二．XK714A数控床身铣床的电气控制 电路
XK714A数控床身铣床的电气控制电路的分析方法、步骤与 前述数控车床相同，XK714A数控床身铣床的电气控制电路 分析。
1．主回路分析 图6-9为380V强电回路，图中QF1为电源总开关。QF3、
QF2、QF4、分别为主轴强电、伺服强电、冷却电机的空气 开关，它的作用是接通电源及电源在短路、过流时起保护作 用；
供基本的技术基础，如远程制造、远程诊断与远程维护。
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6.2 TK1640数控车床电气控制电路
一．TK1640数控车床的功能
TK1640数控车床如图6-1所示，是我国宝鸡机床厂研制、 开发的产品，主轴变频调速，三档无级变速，采用HNC21T车床数控系统实现机床的两轴联动。
1．TK1640数控车床的组成 TK1640数控车床传动简图如图6-2所示。机床由底座、床
一．机床的功能 1．XK714A数控床身铣床的组成 XK714A数控床身铣床传动图如图6-7所示。机床主要由底
座、立柱、工作台、主轴箱、电气、CNC系统及冷却、润滑 等部分组成。 XK714A传动简图如图6-8所示。机床的立柱部分，工作台 部分安装在底座上，主轴箱通过联接座在立柱上移动。其它 各部件自成一体与底座组成整机。 2．XK714A数控床身铣床的技术参数
控制系统绝大多数是机电式的，其输出都包括含有某种类型 的机械环节和元件，它们是控制系统的重要组成部分，其性 能直接影响数控机床的品质。 2．保证数控机床能稳定、可靠运行 数控机床运行的稳定性、可靠性在某种程度上决定于电气控 制部分的稳定性、可靠性。
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6.1数控机床电气控制电路设计原则
3．便于组织生产、降低生产成本、保证产品质量 商品生产的基本要求是以最低的成本，最高的质量，生产出
身、主轴箱、大拖板(纵向拖板)、中拖板(横向拖板)、电动 刀架、尾座、防护罩、电气部分、CNC系统、冷却、润滑等 部分组成。 2．TK1640数控车床的技术参数
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6.2 TK1640数控车床电气控制电路
二．TK1640数控车床的电气控制电路
1．电气原理图分析的方法与步骤 电气控制电路一般由主回路、控制电路和辅助电路等部分组
满足用户要求的产品，数控机床的生产也不例外。 4．安全 电气控制电路的设计应高度重视保证人身安全、设备安全，
符合国家有关的安全规范和标准。
二．数控系统功能的选择
1．动画/轨迹显示功能的选择 2．软盘驱动器的选择
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6.1数控机床电气控制电路设计原则
这是一种数据传送的极好工具，可以通过它将系统中已经调 试完毕的加工程序存入软盘后存档，也可以通过它将在其它 计算机中生成的加工程序软盘中的加工程序存入CNC系统， 也可以通过它来做各种机床数据的备份和存储。
第六章 数控机床电气控制 电路设计实例
6.1 数控机床电气控制电路设计原则 6.2 TK1640数控车床电气控制电路 6.3 XK714A数控铣床电气控制电路
6.1数控机床电气控制电路设计原则
一．电气控制电路设计原则
1．最大限度的实现机械设计和工艺的要求 数控机床是机电一体化产品，数控机床的主轴、进给轴伺服
频主轴电机实现，与机械变速配合得到低速、中速和高速三 种无级变速。 （2）主回路分析 如图6-3所示是380V强电回路。 （3）电源电路分析 如图6-4所示为电源回路图。
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6.2 TK1640数控车床电气控制电路
（4）控制电路分析 ①主轴电机的控制 如图6-5、图6-6分别为交流控制回路图和直流控制回路图。 ②刀架电机的控制 当有手动换刀或自动换刀指令时，经过系统处理转变为刀位
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6.1数控机床电气控制电路设计原则
不仅要求在主轴上增加一个位置传感器，而且对主轴传动机 构的间隙和惯量都有严格的要求，电气设计和调整也有一定 的工作量，所以这个功能的成本不能忽略。
5．网络数控功能 近年来发展的数字化网络制造是指利用网络技术和数字控制
技术进行产品的加工制造，其基础是网络数控技术。 它是各种先进制造技术的基本单元，为各种先进制造环境提
信号，这时是PLC输出Y06有效，KA6继电器线圈通电，继 电器触点闭合，KM4交流接触器线圈通电，交流接触器主触 点吸合，刀架电机正转，当PLC输入点检测到指令刀具所对 应的刀位信号时，PLC输出Y06有效撤消、刀架电机正转停 止； ③冷却电机控制
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6.3 XK714A数控铣床电气控制电路
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6.3 XK714A数控铣床电气控制电路
2．电源电路分析 图6-10为电源回路，图中TC2为控制变压器，原方为
AC380V，副方为AC110V、AC220V、AC24V，其中 AC110V给交流接触器线圈、电柜热交换器风扇电机； 3．控制电路分析 （1）主轴电机的控制 如图6-11、图6-12分别为交流控制回路图和直流控制回路 图。 （2）冷却电机控制 （3）换刀控制
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图6-1 TK1640数控车床
图 8.1 TK1640 数控车床
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图6-2 TK1640传动简图
3．DNC-B通信功能的选择 众所周知，由非圆曲线或面组成的零件加工程序的编制是十
分困难的，通常的办法是借助于通用计算机的计算，将它们 细分为微小的三维直线段组成的加工程序 4．刚性攻螺纹功能 攻螺纹是数控机床的一项常用功能，到底采用什么方式是一 个值得考虑的问题，刚性攻螺纹功能必须采用伺服电机驱动 主轴
成。了解了电气控制系统的总体结构、电动机和电器元件的 分布状况及控制要求等内容,便可以阅读分析电气原理图。 （1）分析主回路 （2）分析控制电路 （3）分析辅助电路 （4）分析连锁与保护环节 （5）总体检查
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6.2 TK1640数控车床电气控制电路
2．TK1640数控车床电气控制电路分析 （1）机床的运动及控制要求 正如前述，TK1640数控车床主轴的旋转运动由5.5kw变
6.3 XK714A数控铣床电气控制电路
二．XK714A数控床身铣床的电气控制 电路
XK714A数控床身铣床的电气控制电路的分析方法、步骤与 前述数控车床相同，XK714A数控床身铣床的电气控制电路 分析。
1．主回路分析 图6-9为380V强电回路，图中QF1为电源总开关。QF3、
QF2、QF4、分别为主轴强电、伺服强电、冷却电机的空气 开关，它的作用是接通电源及电源在短路、过流时起保护作 用；
供基本的技术基础，如远程制造、远程诊断与远程维护。
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6.2 TK1640数控车床电气控制电路
一．TK1640数控车床的功能
TK1640数控车床如图6-1所示，是我国宝鸡机床厂研制、 开发的产品，主轴变频调速，三档无级变速，采用HNC21T车床数控系统实现机床的两轴联动。
1．TK1640数控车床的组成 TK1640数控车床传动简图如图6-2所示。机床由底座、床
一．机床的功能 1．XK714A数控床身铣床的组成 XK714A数控床身铣床传动图如图6-7所示。机床主要由底
座、立柱、工作台、主轴箱、电气、CNC系统及冷却、润滑 等部分组成。 XK714A传动简图如图6-8所示。机床的立柱部分，工作台 部分安装在底座上，主轴箱通过联接座在立柱上移动。其它 各部件自成一体与底座组成整机。 2．XK714A数控床身铣床的技术参数
控制系统绝大多数是机电式的，其输出都包括含有某种类型 的机械环节和元件，它们是控制系统的重要组成部分，其性 能直接影响数控机床的品质。 2．保证数控机床能稳定、可靠运行 数控机床运行的稳定性、可靠性在某种程度上决定于电气控 制部分的稳定性、可靠性。
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6.1数控机床电气控制电路设计原则
3．便于组织生产、降低生产成本、保证产品质量 商品生产的基本要求是以最低的成本，最高的质量，生产出
身、主轴箱、大拖板(纵向拖板)、中拖板(横向拖板)、电动 刀架、尾座、防护罩、电气部分、CNC系统、冷却、润滑等 部分组成。 2．TK1640数控车床的技术参数
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6.2 TK1640数控车床电气控制电路
二．TK1640数控车床的电气控制电路
1．电气原理图分析的方法与步骤 电气控制电路一般由主回路、控制电路和辅助电路等部分组
满足用户要求的产品，数控机床的生产也不例外。 4．安全 电气控制电路的设计应高度重视保证人身安全、设备安全，
符合国家有关的安全规范和标准。
二．数控系统功能的选择
1．动画/轨迹显示功能的选择 2．软盘驱动器的选择
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6.1数控机床电气控制电路设计原则
这是一种数据传送的极好工具，可以通过它将系统中已经调 试完毕的加工程序存入软盘后存档，也可以通过它将在其它 计算机中生成的加工程序软盘中的加工程序存入CNC系统， 也可以通过它来做各种机床数据的备份和存储。
第六章 数控机床电气控制 电路设计实例
6.1 数控机床电气控制电路设计原则 6.2 TK1640数控车床电气控制电路 6.3 XK714A数控铣床电气控制电路
6.1数控机床电气控制电路设计原则
一．电气控制电路设计原则
1．最大限度的实现机械设计和工艺的要求 数控机床是机电一体化产品，数控机床的主轴、进给轴伺服
频主轴电机实现，与机械变速配合得到低速、中速和高速三 种无级变速。 （2）主回路分析 如图6-3所示是380V强电回路。 （3）电源电路分析 如图6-4所示为电源回路图。
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6.2 TK1640数控车床电气控制电路
（4）控制电路分析 ①主轴电机的控制 如图6-5、图6-6分别为交流控制回路图和直流控制回路图。 ②刀架电机的控制 当有手动换刀或自动换刀指令时，经过系统处理转变为刀位
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6.1数控机床电气控制电路设计原则
不仅要求在主轴上增加一个位置传感器，而且对主轴传动机 构的间隙和惯量都有严格的要求，电气设计和调整也有一定 的工作量，所以这个功能的成本不能忽略。
5．网络数控功能 近年来发展的数字化网络制造是指利用网络技术和数字控制
技术进行产品的加工制造，其基础是网络数控技术。 它是各种先进制造技术的基本单元，为各种先进制造环境提
信号，这时是PLC输出Y06有效，KA6继电器线圈通电，继 电器触点闭合，KM4交流接触器线圈通电，交流接触器主触 点吸合，刀架电机正转，当PLC输入点检测到指令刀具所对 应的刀位信号时，PLC输出Y06有效撤消、刀架电机正转停 止； ③冷却电机控制
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6.3 XK714A数控铣床电气控制电路
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6.3 XK714A数控铣床电气控制电路
2．电源电路分析 图6-10为电源回路，图中TC2为控制变压器，原方为
AC380V，副方为AC110V、AC220V、AC24V，其中 AC110V给交流接触器线圈、电柜热交换器风扇电机； 3．控制电路分析 （1）主轴电机的控制 如图6-11、图6-12分别为交流控制回路图和直流控制回路 图。 （2）冷却电机控制 （3）换刀控制
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图6-1 TK1640数控车床
图 8.1 TK1640 数控车床
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图6-2 TK1640传动简图
3．DNC-B通信功能的选择 众所周知，由非圆曲线或面组成的零件加工程序的编制是十
分困难的，通常的办法是借助于通用计算机的计算，将它们 细分为微小的三维直线段组成的加工程序 4．刚性攻螺纹功能 攻螺纹是数控机床的一项常用功能，到底采用什么方式是一 个值得考虑的问题，刚性攻螺纹功能必须采用伺服电机驱动 主轴
成。了解了电气控制系统的总体结构、电动机和电器元件的 分布状况及控制要求等内容,便可以阅读分析电气原理图。 （1）分析主回路 （2）分析控制电路 （3）分析辅助电路 （4）分析连锁与保护环节 （5）总体检查
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6.2 TK1640数控车床电气控制电路
2．TK1640数控车床电气控制电路分析 （1）机床的运动及控制要求 正如前述，TK1640数控车床主轴的旋转运动由5.5kw变