1、機(jī)床設(shè)計(jì)的入門(mén)知識(shí)本章介紹機(jī)床電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般規(guī)則性知識(shí)。第一節(jié)：常用機(jī)床電路邏輯一、驅(qū)動(dòng)線圈與觸點(diǎn)的關(guān)系（一）線圈與觸點(diǎn)接觸器、繼電器等在機(jī)床控制電路中是最典型的參與控制的器件，它們都有自身的線圈和觸點(diǎn)。圖3-1:線圈產(chǎn)帶開(kāi)工常閉觸,y徐輛由撮分九斗¥）一疝加麗4動(dòng)斷）觸點(diǎn)，常開(kāi)觸點(diǎn)在線圈被送電激勵(lì)的瞬間閉合（接通），常閉觸點(diǎn)在線圈被送電激勵(lì)的瞬間打開(kāi)（分?jǐn)啵┪覀兛梢岳嗜θΦ耐?峭卵/滿障開(kāi)、常閉觸點(diǎn)動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)局部電路的通斷,并通過(guò)適當(dāng)?shù)挠|點(diǎn)互連關(guān)系來(lái)組成控制邏輯。（二）觸點(diǎn)在電路圖中的畫(huà)法觸點(diǎn)在電路圖中，有兩種畫(huà)法，一是豎著畫(huà)，一是橫著畫(huà)。豎畫(huà)時(shí)，遵行左開(kāi)、右閉的原則，即常開(kāi)

2、點(diǎn)在左，常閉點(diǎn)在右。如圖3-1橫畫(huà)時(shí)，遵行上開(kāi)、下閉的原則，即常開(kāi)點(diǎn)在上，常閉點(diǎn)在下。如圖3-2圖3-2:常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)橫畫(huà)實(shí)際項(xiàng)目使用中，國(guó)標(biāo)符號(hào)的基本結(jié)構(gòu)得到比較好的采用，但畫(huà)法的方向性并不規(guī)范，更多的是受個(gè)人的制圖習(xí)慣影響。二、觸點(diǎn)的串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)串聯(lián)：兩個(gè)觸點(diǎn)的首尾相連的連接方式。圖3-3:觸點(diǎn)的串聯(lián)串聯(lián)的觸點(diǎn)必須兩個(gè)同時(shí)接通時(shí)，電路才形成通路。并聯(lián)：兩個(gè)觸點(diǎn)的首端相連、尾端相連的連接方式。圖3-4:觸點(diǎn)的并聯(lián)并聯(lián)的觸點(diǎn)只要有其中一個(gè)接通時(shí)，電路就形成通路。混聯(lián)：串聯(lián)、并聯(lián)相混用的方式。圖3-5:>圖3-5中，上腮卻實(shí)際上是1、2串聯(lián)，如果把1、2看做一個(gè)觸點(diǎn)，它又和3并聯(lián)；下

3、面連接是1、3'牛聯(lián)，如果看做L個(gè)觸點(diǎn)，它又與2串聯(lián)。事實(shí)上，無(wú)論如何混聯(lián)，通過(guò)等效電路的方法，都可以最終變?yōu)榇⒙?lián)的基本連接矛-3謝謝觀賞關(guān)系。三、自鎖、互鎖、連鎖（一）自鎖在線圈的控制電路中，使用該線圈本身的觸點(diǎn)，保持線圈接通后不再掉電的連接方法叫做自鎖。如圖3-6:線圈KM通過(guò)按鈕SB1送電，接觸器KM的輔助觸點(diǎn)閉合，使電源被持續(xù)送到線圈，這時(shí)即使啟動(dòng)按鈕SB1松開(kāi)，線圈KM也持續(xù)供電。KM通過(guò)其輔助觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了自我鎖定，即自鎖。圖 3-6 :(過(guò)兩KM對(duì)立的，不允許重復(fù)發(fā)生的事件互相連鎖，形成有你無(wú)我，有我無(wú)你的控制形其M以杜絕兩個(gè)事件同時(shí)發(fā)生。這類事件如工作臺(tái)的前進(jìn)/后退、升降

4、機(jī)的上升/下降、電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)等等，都是不允許同時(shí)發(fā)生的事件。如果控制電路不可靠，造成同一時(shí)間內(nèi)發(fā)生，輕則出現(xiàn)故障，重則誘發(fā)重大事故。圖3-7給出了互鎖的控制邏輯KM1KM2劃1,_KA1_KA2被看彳蛇是KM1KM2$制回降的等效電路。當(dāng)KM伯勺控制條件滿足而得電時(shí);，其輔助觸點(diǎn)強(qiáng)行阻開(kāi)的楣KM2戔圈無(wú)法在同一時(shí)間內(nèi)送電，KM1的輔助觸點(diǎn)領(lǐng)產(chǎn)皆KM2線圈。，同 gKM1圈回歸KM2!過(guò)/斗以避免兩個(gè)對(duì)M餞圈也無(wú)法送電立的事件同時(shí)發(fā)生。以上圖中，KM1這就是所謂的“互鎖”。（三）連鎖連鎖是指一個(gè)事件的發(fā)生作為另一個(gè)事件允許或不允許發(fā)生的條件，兩個(gè)事件之間不形成對(duì)立，只形成單向鎖定關(guān)系這樣的

5、連鎖關(guān)系在現(xiàn)實(shí)生活和設(shè)備控制中非常多見(jiàn)：如砂輪不旋轉(zhuǎn)時(shí)，不允許工作臺(tái)工進(jìn)；吊具不打開(kāi)到位時(shí)，不允許升降機(jī)下降；夾具不夾緊時(shí)，不允許加工開(kāi)始等等。我們可以用前一個(gè)事件的發(fā)生，作為后一個(gè)事件的連鎖條件。圖3-7中，如果去掉KM2的輔助觸點(diǎn)，那么KM1對(duì)KM漪形成了單向的連鎖關(guān)系,即KM1B電時(shí)，KM2允許得電。四、啟動(dòng)/停止、點(diǎn)動(dòng)啟動(dòng)/停止和點(diǎn)動(dòng)電路是最簡(jiǎn)單也最常用的電路（一）啟動(dòng)/停止電路KM啟動(dòng)/停止電路需要兩個(gè)按鈕、一個(gè)接觸器（繼電器）來(lái)完成下圖是啟動(dòng)/停止電路圖。ffl3-8>a/>>|2如圖8:線圈KM通過(guò)按鈕SB1送電|接觸器KM的輔助觸點(diǎn)閉合，使電源被持續(xù)送到綾圈丁

6、這時(shí)即使疳動(dòng)按鈕SB1松開(kāi)，線圈KM也持續(xù)供電，除非通過(guò)按鈕SB2分?jǐn)嘁淮?KM線圈才掉KM這里的SB1為啟動(dòng)按鈕，SB2為停止按鈕。（二）點(diǎn)動(dòng)電路點(diǎn)動(dòng)也叫寸動(dòng)，一般是指對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制，即按下按鈕時(shí)，輸出動(dòng)作，抬起按鈕時(shí)，輸出停止。圖3-匕SB1電路上述函后即實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)動(dòng)的規(guī)定-KMKM以完成啟動(dòng)/停止的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，又可以 HA I上述版是啟動(dòng)停止、點(diǎn)動(dòng)的合之封 即口調(diào)整、修理作業(yè)謝謝觀賞設(shè)備控制電路常需要設(shè)置若干控制方式，最普遍用到的是自動(dòng)/手動(dòng)方式，有的設(shè)備為方便維修，還設(shè)有維修方式、標(biāo)定方式等。工作方式一般用主令開(kāi)關(guān)（兩位或三位）來(lái)選擇。當(dāng)選擇自動(dòng)時(shí)，其自動(dòng)條件被加到只有自動(dòng)循環(huán)時(shí)才允許的

7、動(dòng)作邏輯中；選擇手動(dòng)時(shí)，其手動(dòng)條件被加到只有手動(dòng)調(diào)整時(shí)才允許的動(dòng)作邏輯中。91pWpWB上圖幣？SA1為自/手動(dòng)世擇開(kāi)關(guān)KA2KA1,SB1為自動(dòng)/ 按餌,民威KA2分別為自動(dòng)、手動(dòng)7本繼KA1Fk手劭回路通過(guò)輔助觸點(diǎn)彼此互鎖，并實(shí)現(xiàn)自鎖。后續(xù)電路中,可以與Ka KA1、KA2的輔或點(diǎn)進(jìn)行控制,imlSBKA2ferWKA1 PLC 來(lái) §匹除乖碌簡(jiǎn)單的硬線盤(pán),很少彳聞理線做邏里的了六、正、反轉(zhuǎn)電路卜面是一個(gè)正反轉(zhuǎn)控制電路圖3-12:正/反轉(zhuǎn)控制電路SB2、SB3分別用于啟動(dòng)正、反轉(zhuǎn)KM1KM2同時(shí)正、反轉(zhuǎn)通過(guò)自身輔助觸點(diǎn)自鎖和互鎖。互鎖控制還通過(guò)SB2、SB3實(shí)現(xiàn)。FR為電動(dòng)機(jī)的保

8、護(hù)熱繼電器，具下的按鈕為停止按鈕。第二節(jié)：機(jī)床電路基本結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的機(jī)床電路本身又分為主電路和控制電路，前者用于分配電源、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，是傳輸功率比較大的電路；后者用于完成控制邏輯，不用于傳輸功率。一、主電路最典型的主電路是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，同時(shí)也包含電子半導(dǎo)體器件電路。（一）供電體制三相四線制主電路包含A、B、C三相火線和一根零/地線（接在一起），三相五線制主電路包含AB、C三相火線和一根零線N、一根地線PE目前轎車(chē)公司采用的是三相五線制。圖3-13:三杯U辿y壓UA、B、C之間的電市怖甲疝E為380VACABC對(duì)零線的電壓叫相電壓，為220VAC三相電壓之間相位依次相差120°。（二）火

9、線相序主電路配線需要注意的一+u題是，如果機(jī)床上有電動(dòng)機(jī)等對(duì)火線相序有要求的電器，ABC三相順序就有嚴(yán)格要求。以三相異步電動(dòng)機(jī)為例。相序不同時(shí)，將造成電機(jī)反轉(zhuǎn)，如果一旦接錯(cuò)，可能引發(fā)設(shè)備事故。（三）主電路下圖是一個(gè)晶體管整流、逆變主電路。交流電通過(guò)二極管整流電路得到直流電，再通過(guò)IGBT功率管逆變電路得到脈動(dòng)交流電。這是典型的變頻器電路的主電路。圖3-14:變頻器主電路圖3-15:正、反轉(zhuǎn)電路的主電路上面電路中，F(xiàn)U2左側(cè)為電動(dòng)機(jī)正/反轉(zhuǎn)電路的主電路，反轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)KMM行火線相序的改變，從而獲得反轉(zhuǎn)。控制電路與前面介紹相同。下圖是一個(gè)帶有變頻器的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主電路，即可以實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)

10、（KM1KM3!）,又可以實(shí)現(xiàn)變頻啟動(dòng)（KM2KM4ffi）。圖3-16:比較復(fù)雜的主電路實(shí)例二、控制電路控制電路指機(jī)床邏輯控制部分。如前面提到的啟動(dòng)/停止、點(diǎn)動(dòng)、正/反轉(zhuǎn)電路等都相對(duì)于晶體管功率電路（主電路）來(lái)講，控制功率器件（如IGBT、SCR等）工作邏輯的電子線路也可以叫做控制電路，這屬于電子技術(shù)專門(mén)課程，此處略。圖3-15中，F(xiàn)U2及其右側(cè)部分即為控制電路。復(fù)雜的機(jī)床控制電路可以做到非常復(fù)雜，不過(guò)，由于PLC技術(shù)的普及，現(xiàn)在復(fù)雜的機(jī)床控制邏輯已經(jīng)被PLC程序取代。三、PLC電路PLC是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，由于有了該項(xiàng)技術(shù)，機(jī)床電氣控制變得越來(lái)越容易實(shí)現(xiàn)，并大幅度節(jié)省了硬件配線，降低了

11、故障率。（一）輸入/輸出電路PLC電路實(shí)際上是控制電路的一部分。下面是PLC輸入/輸出電路圖。PLC上邊為輸入電路，外部開(kāi)關(guān)、按鈕等器件被接到PLC輸入點(diǎn)，把控制信號(hào)傳送給PLQ下邊為輸出電路，PLC的輸出控制通過(guò)輸出點(diǎn)送給外部指示燈、接觸器、變頻器等執(zhí)行電器。圖3-17:PLC輸入/輸出電路（二）程序梯形圖PLC程序圖是PLC的控制軟件部分，是PLC控制設(shè)備圖紙必不可少的組成，對(duì)維修故障時(shí)分析設(shè)備故障原因非常重要。它包括梯形圖、邏輯圖、語(yǔ)句表等形式，后續(xù)課程將詳細(xì)介紹，此處略。四、機(jī)床電路的功率放大作用所謂機(jī)床電路的功率放大作用，是指機(jī)床動(dòng)作邏輯不直接被輸出到大功率執(zhí)行電器，如電磁閥、接觸器

12、，而是先由普通的繼電器等進(jìn)行邏輯運(yùn)算，再輸出給電磁閥、接觸器等大功率控制電器，通過(guò)這類電器去驅(qū)動(dòng)更大負(fù)載。圖 3-18:如PLC通過(guò)fKA繼電器間接控制電磁閥、接觸器等網(wǎng)PLC輸出W-直接驅(qū)動(dòng)KA繼電器n昧電器驅(qū)動(dòng)電磁閥（1000毫妥左右），避免了 PLC直接驅(qū)動(dòng)比較大電流的電磁閥，造成接口損壞。維修工通常把這彳、方法叫做“繼電器隔離”，其實(shí)就種功率放大過(guò)程。這和半導(dǎo)體電子線路的控制放大類似,控制邏輯也是由小功率的晶體管（幾個(gè)、幾十個(gè)毫安）去驅(qū)動(dòng)大功率晶體管（幾安到幾千安），最后去驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)等大功率負(fù)載。通過(guò)功率放大作用，實(shí)現(xiàn)了小功率邏輯信號(hào)對(duì)大功率負(fù)載的控制。第三節(jié)：機(jī)床電路設(shè)計(jì)規(guī)劃要合理設(shè)

13、計(jì)機(jī)床電路，就要按如下過(guò)程進(jìn)行一、了解工藝要求電路設(shè)計(jì)前的第一步，是要了解機(jī)床的工藝要求，這些要求包括：1 、機(jī)床用來(lái)做什么？2 、所生產(chǎn)產(chǎn)品的精度要求，決定了對(duì)零部件的選擇。3 、節(jié)拍要求，影響到后期邏輯或程序設(shè)計(jì)。4 、加工順序（工藝順序），影響到后期邏輯或程序設(shè)計(jì)。5 、對(duì)操作的要求，影響到后期邏輯或程序設(shè)計(jì)，器件選型、布置。等。二、了解設(shè)備結(jié)構(gòu)了解機(jī)械工程師設(shè)計(jì)出來(lái)的設(shè)備結(jié)構(gòu)，包括：1、機(jī)械構(gòu)成和大致的裝配關(guān)系。2、哪些部分為固定部分、哪些是運(yùn)動(dòng)部分。3、驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源選擇（電動(dòng)機(jī)、氣、液）及力矩要求。4、機(jī)床結(jié)構(gòu)的限制，如行程、正反轉(zhuǎn)、保險(xiǎn)構(gòu)件等。等。電路相當(dāng)于為人的軀體匹配思維和神經(jīng)系

14、統(tǒng)，因此必須對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)有詳細(xì)的了解，才能正確控制機(jī)床工作，并保證不損害設(shè)備。例3-1:從機(jī)械工程師給出的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速要求選擇電動(dòng)機(jī)：依據(jù)電動(dòng)機(jī)功率：P=M計(jì)算電動(dòng)機(jī)的名牌功率，其中P為功率（瓦）、M為轉(zhuǎn)矩（N.m）、為角速度（弧度/秒）。由于電動(dòng)機(jī)的名牌功率P使用千瓦（KW,車(chē)速n使用轉(zhuǎn)/分（RPM,所以上面公式要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。P=（MX2jin/60）/1000三相交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和極對(duì)數(shù)有關(guān)（后續(xù)課程），分別為1000RPM6極電機(jī)）、1500RPM（4極電機(jī)）、3000RPM2極電機(jī)），不是可以連續(xù)選擇的，如果要得到任意轉(zhuǎn)速，還需要加機(jī)械減速機(jī)、離合器或變頻器等。算得的功率也要靠標(biāo)準(zhǔn)的功率

15、等級(jí)，如0.55、0.75、1、1.1、1.5、2.2、3.7、5.5、7.5（KW等。一般留取余量為30-40%三、了解氣/液/潤(rùn)滑工作時(shí)序液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑等部分，機(jī)械工程師會(huì)在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)自己的要求給出控制時(shí)序圖，即要求電器設(shè)計(jì)時(shí)，按照他要求的動(dòng)作邏輯去驅(qū)動(dòng)電磁閥，以滿足最終動(dòng)作過(guò)程。這個(gè)時(shí)序圖一定要讀懂，才能正確地設(shè)計(jì)控制電路去完成這個(gè)邏輯過(guò)程。表3-1:工作臺(tái)進(jìn)給的時(shí)序表進(jìn)給閥（KV1）后退閥（KV2）節(jié)流閥（KV3快進(jìn)+-工進(jìn)+-+光刀+-+快退-+-停止-如上表就電一個(gè)工作臺(tái)完成快進(jìn)一一工進(jìn)一一光刀一一，快退一一停止循環(huán)過(guò)程的時(shí)序。四、熟悉外購(gòu)件使用方法現(xiàn)代的產(chǎn)品系列中，有大量的功能

16、電器可供選擇。如PLG變頻器、過(guò)程儀表、擰緊控制器、數(shù)控系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有自身不同的要求，電氣工程師必須詳細(xì)地閱讀外購(gòu)產(chǎn)品的資料，按照其要求進(jìn)行匹配設(shè)計(jì)。需要說(shuō)明的是，這些產(chǎn)品應(yīng)用設(shè)計(jì)往往不比機(jī)床整體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，大部分產(chǎn)品的應(yīng)用設(shè)計(jì)既包括硬件線路，又包括軟件設(shè)計(jì)，需要投入比較大的人力。后面有專門(mén)的章節(jié)對(duì)這部分進(jìn)行介紹。五、組合設(shè)計(jì)在了解了工藝要求、機(jī)械結(jié)構(gòu)等細(xì)節(jié)后，可以進(jìn)行組合設(shè)計(jì)。大致過(guò)程為：1、規(guī)劃主、控制電路方案，進(jìn)行功能分配，確定各部分大致設(shè)計(jì)思路。2、確定使用的零部件，選擇零部件型號(hào)、規(guī)格等，列出選型表。3、進(jìn)行器件編號(hào)、地址分配等，列出分配表，在設(shè)計(jì)過(guò)程中邊設(shè)計(jì)邊完善。如各器件

17、在圖紙中的編號(hào)、作用，PLC軟元件地址分配、作用（后續(xù)課程）表3-2 : PLC地址分配表（部分）4、分開(kāi)設(shè)船主續(xù)監(jiān)帶如路。植與說(shuō)明L路，如PLGYOGI7、設(shè)計(jì)唧我熠，麗俅杷制忤蓼裂¥OOB、過(guò)載、超程等對(duì)設(shè)備的保護(hù)，及對(duì)人身傷害的保護(hù)等飛XU 10 t ,眼水傳限*啟*7¥007比較典型e如保/譙備峋摩Z關(guān)*媳元件、保險(xiǎn)器設(shè)置,保護(hù)人身安全的緊急制堂tn雇 F 壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)、門(mén)禁開(kāi)關(guān)、光帚幕。YO1 2真正完善的設(shè)計(jì)應(yīng)該包含一個(gè)容易忽略的細(xì)節(jié)，就是從設(shè)備實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，特別是反面教訓(xùn)的收集中去完善設(shè)計(jì)。很多重復(fù)采購(gòu)的設(shè)備品種，在使用中積累了大量經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，應(yīng)該反饋到前期設(shè)計(jì)中

18、,這是我們項(xiàng)目管理人員必須做的一門(mén)功課。這些經(jīng)驗(yàn)包括：1、操作工人反饋的操作不輕便；2、維修工人反饋的重復(fù)性故障和零部件早期劣化；3、維修工人反饋的維修手段方面的困難；4、設(shè)備發(fā)生過(guò)的安全事故；5、設(shè)備重復(fù)發(fā)生的影響產(chǎn)品質(zhì)量的問(wèn)題；6、其它可以預(yù)見(jiàn)的，可能發(fā)生的事故。所以，我們?cè)谘杏懛桨笗r(shí)，要多汲取其它部門(mén)意見(jiàn)，所謂的技術(shù)要求會(huì)簽，其實(shí)就是這個(gè)意思，而不是分散項(xiàng)目責(zé)任。七、電路原理圖電路原理圖是表示機(jī)床控制原理，詳盡表達(dá)控制邏輯關(guān)系的圖紙。有了原理圖，就可以正確理解設(shè)備的工作原理。電器原理圖是電氣設(shè)計(jì)最重要的圖紙，維修工往往憑借一張?jiān)韴D，就可以獨(dú)立完成維修過(guò)程。工藝人員應(yīng)該學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原理

19、圖。原理圖要畫(huà)清楚所有電器、連線之間的關(guān)系，一個(gè)器件的不同部分（如線圈、觸點(diǎn)）可以畫(huà)在圖紙中的不同位置，甚至不同頁(yè)，它關(guān)注的是如何正確畫(huà)出控制邏輯關(guān)系。所有的連線要有唯一的編號(hào)，我們把這叫做“線號(hào)”。線號(hào)要用不脫色的顏料打印或手寫(xiě)在線號(hào)管上，然后套在接線的端部。具體的圖紙實(shí)例見(jiàn)第二章第三節(jié)讀圖舉例，不再列出。第四節(jié)：安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)完成后，要進(jìn)行安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，拿出布置圖和接線圖。一、電氣系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)構(gòu)成一般電器系統(tǒng)的安裝結(jié)構(gòu)從外觀直接看，包括1、電柜2、操作臺(tái)3、分線盒4、過(guò)線盒5、金屬橋架6、管線7、直接敷設(shè)電纜8、外部安裝器件二、電柜電柜內(nèi)主要包含主、控制電路的繼電器件、變壓器、保護(hù)電

20、器、電源等，這些器件被集中安裝在主電柜中。規(guī)模比較大的設(shè)備，有些電器集中的位置，也布置分電柜，如升降機(jī)等。一般來(lái)講，主電柜內(nèi)的元件布置要求強(qiáng)弱電分離，即強(qiáng)電器件和弱電器件在區(qū)域上分開(kāi)布置，必要時(shí)要加隔離屏蔽板或分置在不同電柜中。所以我們經(jīng)常會(huì)看到多個(gè)電柜拼在一起，組成整機(jī)的主電柜組。電柜和外部導(dǎo)線的進(jìn)出有兩種方式：1、通過(guò)端子板進(jìn)行轉(zhuǎn)接，這樣的連接方式比較牢靠，是用戶喜歡的方式；2、通過(guò)插頭在柜壁上插接，這樣的連接方式容易松動(dòng)，但拆解容易，便于搬運(yùn)和重新安裝，是設(shè)備供應(yīng)商喜歡的方式。圖3-19:電柜布置圖電柜內(nèi)元件間的接線及出柜線是通過(guò)線槽走線的，要求露線最短，橫平豎直。為了方便配線工配線，一

21、般設(shè)計(jì)工程師要給出電柜布置圖和接線圖。現(xiàn)在大部分電柜采用標(biāo)準(zhǔn)電柜，而不需要非標(biāo)設(shè)計(jì)。三、操作臺(tái)操作臺(tái)用于集中布置操作元件，一臺(tái)機(jī)床根據(jù)操作位置的便捷性需要，可以有多個(gè)操作臺(tái)，但一般都有一個(gè)主操作臺(tái)。主操作臺(tái)上一般包括總系統(tǒng)的工作模式、送電、總啟動(dòng)、總急停、系統(tǒng)操作、系統(tǒng)狀態(tài)等集中的操作器件和設(shè)備狀態(tài)信息。操作臺(tái)的布置有立式和斜面式兩種，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，各有具體要求（后續(xù)課程），總體以操作方便，肢體最小疲勞為宜。操作臺(tái)與電柜之間的接線同樣可以采用插頭和內(nèi)部端子板兩種形式。圖3-20:操作臺(tái)操作臺(tái)設(shè)計(jì)同樣需要給出布置圖和接線圖。四、分線盒、過(guò)線盒分線盒用于外部集中安裝元件超過(guò)1個(gè)的區(qū)域，用于把來(lái)自電

22、柜的一捆線分散連接到各分散安裝器件。如液壓站的多個(gè)電磁閥區(qū)域。圖3-21:分線盒圖3-22:過(guò)線盒分線盒內(nèi)部一般使用端子板接線。標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)設(shè)計(jì)的分線盒都有。過(guò)線盒相當(dāng)于多通，用于在布線中途，把一捆線分拆成兩捆（含）以上的線束，分別去不同的區(qū)域。五、金屬橋架和管線金屬橋架用于大量導(dǎo)線的外部集中敷設(shè)，公司的控制標(biāo)準(zhǔn)，一般建議長(zhǎng)于3米的導(dǎo)線敷設(shè)使用橋架。金屬無(wú)縫鍍鋅管用于較少量導(dǎo)線的外部敷設(shè)（幾十根內(nèi)），公司控制標(biāo)準(zhǔn)建議1-3米以內(nèi)的導(dǎo)線敷設(shè)采用。蛇皮管、編織軟管、電纜直敷建議使用場(chǎng)合為1米以內(nèi)，不建議長(zhǎng)距離敷設(shè)。比較正規(guī)的廠商，線路安裝相對(duì)規(guī)范，但很多皮包商線路敷設(shè)喜歡電纜直接敷設(shè)，整個(gè)機(jī)床線路做

23、得像蜘蛛織網(wǎng)一樣。六、外部安裝器件與防護(hù)等級(jí)（一）防護(hù)等級(jí)電動(dòng)機(jī)、行程開(kāi)關(guān)、電磁閥及遠(yuǎn)程I/O模塊等，都是外部安裝電器部件，這些部件之所以可以外部直接安裝，是因?yàn)樗鼈兊姆雷o(hù)等級(jí)符合了現(xiàn)場(chǎng)使用要求。事實(shí)上，不僅外部安裝器件，電柜、橋架等也有相應(yīng)防護(hù)要求。防護(hù)等級(jí)的采用，要看使用環(huán)境，和設(shè)備對(duì)防護(hù)自身的要求。那么如何定義防護(hù)等級(jí)（IP）呢？IP等級(jí)是針對(duì)電氣設(shè)備外殼對(duì)異物侵入的防護(hù)等級(jí)，來(lái)源是國(guó)際電工委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)IEC60529,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在2004年也被采用為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。IP等級(jí)的格式為IPXX,其中XX為兩個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字，第一個(gè)表示接觸保護(hù)和外來(lái)物保護(hù)等級(jí)，第二個(gè)表示防水保護(hù)等級(jí)。數(shù)字越大表示其

24、防護(hù)等級(jí)越佳。1、防塵等級(jí)0無(wú)防護(hù)：無(wú)特殊的防護(hù)；1防止大于50mmi物體侵入：防止人體因不慎碰到電器內(nèi)部零件，防止直徑大于50mmi物體侵入；2防止大于12mmi物體侵入：防止手指碰到電器內(nèi)部零件；3防止大于2.5mm之物侵入：防止直徑大于2.5mm的工具，電線或物體侵入；4防止大于1.0mm之物侵入：防止直徑大于1.0的蚊蠅、昆蟲(chóng)或物體侵入；5防塵：無(wú)法完全防止灰塵侵入，但侵入灰塵量不會(huì)影響電器正常運(yùn)作；6防塵：完全防止灰塵侵入。2）防水等級(jí)0無(wú)防護(hù)：無(wú)特殊的防護(hù)；1防止滴水侵入：防止垂直滴下之水滴；2傾斜15度時(shí)仍防止滴水侵入：當(dāng)電器傾斜15度時(shí)，仍可防止滴水；3防止噴射的水侵入：防止雨

25、水、或垂直入夾角小于50度方向所噴射之水；4防止飛濺的水侵入：防止各方向飛濺而來(lái)的水侵入；5防止大浪侵入：防止大浪或噴水孔急速噴出的水侵入；6防止大浪侵入：電器侵入水中一定時(shí)間或水壓條件下，仍可確保正常運(yùn)作；7防止浸水侵入：電器無(wú)期限沉沒(méi)水中在一定水壓條件下，可確保正常運(yùn)作；8防止沉沒(méi)的影響。普通的工業(yè)環(huán)境，IP54應(yīng)該已經(jīng)可以滿足一般使用要求。（二）安裝位置要求外部安裝器件的安裝位置一般有如下要求：1、一定要安裝在易于維修的位置，以縮短維修時(shí)間；2、安裝點(diǎn)還要有好的穩(wěn)定性，不容易變形、受震動(dòng)；3、要兼顧布線的簡(jiǎn)單、節(jié)省和美觀。七、電氣安裝布置圖/布（接）線圖電器布置圖和接線圖是設(shè)備安裝必須的

26、。（一）電氣布置圖布置圖是進(jìn)行電器外部器件安裝的示意圖，用于確定所有外部敷設(shè)電器及布線位置、結(jié)構(gòu)。如下場(chǎng)合需要提供布置圖：1 、主電柜、分電柜；2 、操作臺(tái)、分線盒；3 、整體機(jī)床布置；4 、局部安裝結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的部位。圖3-23:沈陽(yáng)新松公司AGV（自動(dòng)導(dǎo)航車(chē)）布置圖（二）電氣布（接）線圖電氣接線圖是布線工正確布線的必要圖紙，它指導(dǎo)各電器之間的正確接線方法，對(duì)復(fù)雜的設(shè)備只憑原理圖是不可能完成布線的。1、電柜類布線圖電柜、操作臺(tái)等柜體布線圖一般是按實(shí)際器件擺放位置畫(huà)的，并標(biāo)明每個(gè)出線端子在器件本身的編號(hào)，相同器件相同端子出線號(hào)碼是重復(fù)的，用于識(shí)別元件的接線位置。而電路原理圖的線號(hào)是統(tǒng)一編號(hào)的，

27、不可以重復(fù)，每根線的號(hào)碼是唯一的。2、外部敷設(shè)布線圖外部敷設(shè)線路的器件往往不能按實(shí)際位置畫(huà)，但要畫(huà)出彼此間的連接關(guān)系。圖3-24:AGVt驅(qū)動(dòng)輪部分電氣布（接）線圖上圖給出的是AGV（統(tǒng)的整機(jī)布線圖第五節(jié)：機(jī)床電路設(shè)計(jì)的基本要求一個(gè)好的設(shè)計(jì)，除了滿足工藝、機(jī)械要求外，應(yīng)該同時(shí)考慮如下輔助要求：一、安全性合理的電氣設(shè)計(jì)，必須設(shè)計(jì)可靠的保護(hù)電路。既要包括對(duì)人的保護(hù)，也要保護(hù)對(duì)設(shè)備的保護(hù)。（一）典型的電氣保護(hù)1、對(duì)設(shè)備1 ）短路保護(hù)：使用保險(xiǎn)器2 ）過(guò)載保護(hù)：使用空氣開(kāi)關(guān)、熱繼電器3 ）過(guò)電壓保護(hù)：過(guò)壓繼電器、壓敏元件4 ）行程保護(hù)：形成開(kāi)關(guān)5 ）流量保護(hù)：如液壓、潤(rùn)滑，使用流量開(kāi)關(guān)6 ）壓力保護(hù)：

28、如液壓、過(guò)濾系統(tǒng)堵塞保護(hù)，使用壓力開(kāi)關(guān)等等。2、對(duì)人員1 ）觸電保護(hù)：漏電保護(hù)器2 ）區(qū)域機(jī)械傷害保護(hù)：光柵、光電3 ）旋轉(zhuǎn)工具傷害保護(hù)：能耗制動(dòng)系統(tǒng)4 ）碰撞保護(hù)：超聲檢測(cè)、保險(xiǎn)杠開(kāi)關(guān)5 ）誤送電保護(hù)：鑰匙開(kāi)關(guān)等等。3、綜合性保護(hù)如急停裝置等。（二）本質(zhì)安全機(jī)床的保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，必須從機(jī)械、電氣方面綜合考慮，盡量做到完善，零風(fēng)險(xiǎn)。但再好的保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，即使可以防范危險(xiǎn)的傷害，也是在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后采取的措施不如在設(shè)計(jì)上采取措施，讓危險(xiǎn)源沒(méi)有機(jī)會(huì)發(fā)生。這種從設(shè)計(jì)上杜絕危險(xiǎn)發(fā)生的方法，叫做本質(zhì)安全設(shè)計(jì)。顯然，本質(zhì)安全是最好的安全措施。二、可維修性電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)要便于維修，表現(xiàn)在一旦出現(xiàn)故障，或進(jìn)行檢修，可

29、以在最短的時(shí)間內(nèi)完成。具體表現(xiàn)在：1 、作業(yè)高度：可能拆卸器件的高度要便于人站立或蹲下處理，使維修工最少體力消耗下可以修理。位置不能太高太低。2 、維修空間：所有可能拆卸的位置、電柜門(mén)開(kāi)度、電柜門(mén)附近空間大小等要便于操作。一般電柜門(mén)1米空間內(nèi)不允許有干涉物。3 、器件安裝：器件的安裝位置要考慮方便拆卸，盡量不設(shè)置在隱蔽區(qū)域、蓋板下、作業(yè)空間狹小、落腳點(diǎn)不穩(wěn)定的位置。4 、固定方式：非標(biāo)性固定方式要便于拆卸，盡量少使用或不使用特殊工具。等。三、可操作性電氣設(shè)計(jì)要考慮便于操作工人操作，如：1 、操作臺(tái)的高度、角度；2 、顯示系統(tǒng)的位置、高度、角度、亮度；3 、操作點(diǎn)的布置、拆分；4 、操作器件的選擇（影響操作手感、力量、習(xí)慣）；5 、硬、軟操作元件的分配合理性：最常用的操作元件一定要使用實(shí)體元件，比較少使用的可以使用觸摸屏幕設(shè)計(jì)；6 、機(jī)床工作照明；7 、操作流程設(shè)計(jì)要最簡(jiǎn)單，最少的動(dòng)作可以完成必須的操作；8、必要的聲、光提示，充分利用人的感官。等等。四、高可靠性高可靠性包括諸多方面：1、電器件的耐用性；2、系統(tǒng)的抗干擾能力；3、系統(tǒng)的接地性能；4、程序設(shè)計(jì)的最少BUG5、最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)滿足必須的功能。等等。五、