電氣控制線路因機(jī)床的種類、功能及其加工工藝不同，除了各種切削運(yùn)動及其輔助運(yùn)動需電氣控制外，還有照明、冷卻等許多電氣控制內(nèi)容，電氣控制線路較為復(fù)雜。 一、電氣制圖規(guī)則采用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電器圖形文字符號繪制而成的，用以表達(dá)電氣控制系統(tǒng)原理、功能、用途以及電氣元件之間的布置、連接和安裝關(guān)系的圖形稱為電氣圖。主要有電氣原理圖、電氣接線圖和電氣安裝圖。 電氣圖繪制必須遵守國家標(biāo)準(zhǔn)局頒布的最新電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)。目前主要有GB/GT4728—1996~2000《電氣簡圖用圖形符號》、GB7159— 1987《電氣技術(shù)中的文字符號制定通則》、GB4026—1992《電器設(shè)備接線端子和特定導(dǎo)線線端的識別及應(yīng)用字母數(shù)字系統(tǒng)通則》、 GB/T6988.3-1997《電氣制圖、接線圖和接線表》、GB/T6988.1~4—2002《電氣技術(shù)文件的編制》等。此外還須遵守機(jī)械制圖與建筑制圖的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 1. 電氣元件繪制規(guī)則圖1是CW6132的電氣原理圖。圖中包括了該機(jī)床所有電氣元件導(dǎo)電部件和接線端點(diǎn)之間的連接關(guān)系。
圖1 CW6132車床電氣原理圖 1）觸頭圖示狀態(tài) 電氣圖中電氣元件觸頭的圖示狀態(tài)應(yīng)按該電器的不通電狀態(tài)和不受力狀態(tài)繪制。 對于接觸器、電磁觸頭按電磁線圈不通電時狀態(tài)繪制；對于按鈕、行程按不受外力作用時的狀態(tài)繪制；對于及組合開關(guān)按斷開狀態(tài)繪制；熱繼電器按未脫扣狀態(tài)繪制；速度繼電器按電動機(jī)轉(zhuǎn)速為零時的狀態(tài)繪制；事故、備用與報警開關(guān)等按設(shè)備處于正常工作時的狀態(tài)繪制；標(biāo)有“OFF”等多個穩(wěn)定操作位置的手動開關(guān)則按撥在“OFF”位置時的狀態(tài)繪制。 2）文字標(biāo)注規(guī)則 電氣圖中文字標(biāo)注遵循就近標(biāo)注規(guī)則與相同規(guī)則。所謂就近規(guī)則是指電氣元件各導(dǎo)電部件的文字符號應(yīng)標(biāo)注在圖形符號的附近位置；相同規(guī)則是指同一電氣元件的不同導(dǎo)電部件必須采用相同的文字標(biāo)注符號（如圖1 中，線圈、主觸頭及其輔助觸頭均采用同一文字標(biāo)注符號KM）。 文字本身應(yīng)符合GB4457.3-84《機(jī)械制圖文件》的規(guī)定。漢字采用長仿宋體，字高有20，14，10，7，5，3.5，2.5等七種，字體寬度約等于字高的2/3，而數(shù)字和字母筆畫寬度約為字高的1/10等。 2. 連線繪制規(guī)則1）連線布置形式 垂直布置形式 設(shè)備及電器元件圖形符號從左至右縱向排列，連接線垂直布置，類似項目橫向?qū)R，一般機(jī)床電氣原理圖均采用此布置方法。 水平布置形式 設(shè)備及電器元件圖形符號從上至下橫向排列，連線水平布置，類似項目縱向?qū)R。 電氣原理圖繪制時采用的連線布置形式應(yīng)與電氣控制柜內(nèi)實(shí)際的連線布置形式相符。 2）交叉節(jié)點(diǎn)的通斷 十字交叉節(jié)點(diǎn)處繪制黑圓點(diǎn)表示兩交叉連線在該節(jié)點(diǎn)處接通，無黑圓點(diǎn)則無電聯(lián)系；T字節(jié)點(diǎn)則為接通節(jié)點(diǎn)，見圖2。 3）線號與規(guī)格標(biāo)注
圖2 交叉節(jié)點(diǎn)的通斷 a) 有黑圓點(diǎn)十字交叉節(jié)點(diǎn) b)無黑圓點(diǎn)十字交叉節(jié)點(diǎn) c)T字節(jié)點(diǎn) 線號用L1、L2、L3、U、V、W等標(biāo)注，連線規(guī)格按就近原則采用引出線標(biāo)注，例如圖1中就采用了引出線標(biāo)注，冷卻電動機(jī)主電路分區(qū)中的引出線端點(diǎn)處標(biāo)注的2.5mm2表示連線截面積為2.5mm2。連線規(guī)格標(biāo)注過多，會導(dǎo)致圖面混亂，可在電氣元件明細(xì)表中集中標(biāo)注。 4）節(jié)點(diǎn)數(shù)字符號標(biāo)注 為了注釋方便，電氣原理圖各電路節(jié)點(diǎn)處還可標(biāo)注數(shù)字符號，見圖1之照明電路區(qū)的4、5、6、7、8。數(shù)字符號一般按支路中電流的流向順序編排。節(jié)點(diǎn)數(shù)字符號作用除了注釋作用外，還起到將電氣原理圖與電氣接線圖相對應(yīng)的作用。 3. 圖幅分區(qū)規(guī)則為了確定圖上內(nèi)容的位置及其用途，應(yīng)對一些幅面較大、內(nèi)容復(fù)雜的電氣圖進(jìn)行分區(qū)。 1）分區(qū)方法及其標(biāo)注 垂直布置電氣原理圖中，上方一般按主電路及各功能控制環(huán)節(jié)自左至右進(jìn)行文字說明分區(qū)，并在各分區(qū)方框內(nèi)加注文字說明，幫助機(jī)床電氣原理的閱讀理解；下方一般按“支路居中”原則從左至右進(jìn)行數(shù)字標(biāo)注分區(qū)，并在各分區(qū)方框內(nèi)加注數(shù)字，以方便繼電器、接觸器等電器觸頭位置的查閱�！爸肪又小痹瓌t是指各支路垂線應(yīng)對準(zhǔn)數(shù)字分區(qū)方框的中線位置。對于水平布置的電氣原理圖，則實(shí)現(xiàn)左右分區(qū)。左方自上而下進(jìn)行文字說明分區(qū)，右方自上而下進(jìn)行數(shù)字標(biāo)注分區(qū)。 2）觸頭索引代號 電氣原理圖中的交流接觸器與繼電器，因線圈、主觸頭、輔助觸頭所起作用各不相同，為清晰地表明機(jī)床電氣原理圖工作原理，這些部件通常繪制在各自發(fā)揮作用的支路中。在幅面較大的復(fù)雜電氣原理圖中，為檢索方便，就需在電磁線圈圖形符號下方標(biāo)注電磁線圈的觸頭索引代號，見圖3。
圖3 電磁線圈的觸頭索引代號a)接觸器觸頭索引代號 b)繼電器觸頭索引代號 對于接觸器觸頭索引代號分為左中右三欄，左欄數(shù)字表示主觸頭所在的數(shù)字分區(qū)號，中欄數(shù)字表示常開輔助觸頭所在的數(shù)字分區(qū)號，右欄則表示常閉輔助觸頭所在的數(shù)字分區(qū)號。 對于繼電器觸頭索引代號分為左右兩欄，左欄表示常開觸頭所在數(shù)字分區(qū)號，右欄表示常閉觸頭所在數(shù)字分區(qū)號。 4. 電氣接線圖繪制規(guī)則表示電氣控制系統(tǒng)中各項目（包括電氣元件、組件、設(shè)備等）之間連接關(guān)系、連線種類和敷設(shè)路線等詳細(xì)信息的電氣圖稱為電氣接線圖，電氣接線圖是檢查電路和維修電路不可缺少的技術(shù)文件，根據(jù)表達(dá)對象和用途不同，可細(xì)分為單元接線圖、互連接線圖和端子接線圖等。 圖4是CW6132車床電氣互連接線圖。接線圖中各電氣元件圖形與文字符號均與圖CW6132車床電氣原理圖保持一致，但各電氣元件位置則按電氣元件在控制柜、控制板、操作臺或操縱箱中的實(shí)際位置繪制。圖中左方的點(diǎn)劃線方框表示CW6132車床的電氣控制柜、中間小方框表示照明燈控制板、右方小方框則表示機(jī)床運(yùn)動操縱板。
圖4 CW6132車床電氣互連接線圖 電氣控制柜內(nèi)各電氣元件可直接連接，而外部元器件與電氣柜之間連接須經(jīng)接線端子板進(jìn)行，連接導(dǎo)線應(yīng)注明導(dǎo)線根數(shù)、導(dǎo)線截面積等，一般不表示導(dǎo)線實(shí)際走線途徑，施工時由操作者根據(jù)實(shí)際情況選擇最佳走線方式。 二、C650車床電氣控制圖5是C650型電氣控制原理圖。該車床共有三臺電動機(jī)：M1為電動機(jī)，拖動主軸旋轉(zhuǎn)并通過進(jìn)給機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動，主要有正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)控制、停車制動時快速停轉(zhuǎn)、加工調(diào)整時點(diǎn)動操作等電氣控制要求。M2是冷卻泵電動機(jī)，驅(qū)動冷卻泵電動機(jī)對零件加工部位進(jìn)行供液，電氣控制要求是加工時起動供液，并能長期運(yùn)轉(zhuǎn)。M3是快速移動電動機(jī)，拖動刀架快速移動，要求能夠隨時手動控制起動與停止。
圖5 C650型臥式車床電氣控制線路 1. 動力電路1）主電動機(jī)電路 電源引入與故障保護(hù) 三相交流電源L1、L2、L3經(jīng)FU后，由QS隔離開關(guān)引入C650車床主電路，主電動機(jī)電路中，F(xiàn)U1熔斷器為短路保護(hù)環(huán)節(jié)，F(xiàn)R1是熱繼電器加熱元件，對電動機(jī)M1起過載保護(hù)作用。 主電動機(jī)正反轉(zhuǎn) KM1與 KM2分別為交流接觸器KM1與KM2的主觸頭。根據(jù)電氣控制基本知識分析可知， KM1主觸頭閉合、KM2主觸頭斷開時，三相交流電源將分別接入電動機(jī)的U1、V1、W1三相繞組中，M1主電動機(jī)將正轉(zhuǎn)。反之，當(dāng)KM1主觸頭斷開、 KM2主觸頭閉合時，三相交流電源將分別接入M1主電動機(jī)的W1、V1、U1三相繞組中，與正轉(zhuǎn)時相比，U1與W1進(jìn)行了換接，導(dǎo)致主電動機(jī)反轉(zhuǎn)。 主電動機(jī)全壓與減壓狀態(tài) 當(dāng)KM3主觸頭斷開時，三相交流電源電流將流經(jīng)限流電阻R而進(jìn)入電動機(jī)繞組，電動機(jī)繞組電壓將減小。如果KM3主觸頭閉合，則電源電流不經(jīng)限流電阻而直接接入電動機(jī)繞組中，主電動機(jī)處于全壓運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。 繞組電流監(jiān)控 電流表A在電動機(jī)M1主電路中起繞組電流監(jiān)視作用，通過TA線圈空套在繞組一相的接線上，當(dāng)該接線有電流流過時，將產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過這一感應(yīng)電流間顯示電動機(jī)繞組中當(dāng)前電流值。其控制原理是當(dāng)KT常閉延時斷開觸頭閉合時，TA產(chǎn)生的感應(yīng)電流不經(jīng)過A電流表，而一旦KT觸頭斷開，A電流表就可檢測到電動機(jī)繞組中的電流。 電動機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)控 KS是和M1主電動機(jī)主軸同轉(zhuǎn)安裝的速度繼電器檢測元件，根據(jù)主電動機(jī)主軸轉(zhuǎn)速對速度繼電器觸頭的閉合與斷開進(jìn)行控制。 2）冷卻泵電動機(jī)電路 冷卻泵電動機(jī)電路中FU4熔斷器起短路保護(hù)作用，F(xiàn)R2熱繼電器則起過載保護(hù)作用。當(dāng)KM4主觸頭斷開時，冷卻泵電動機(jī)M2停轉(zhuǎn)不供液；而KM4主觸頭一旦閉合，M2將起動供液。 3）快移電動機(jī)電路 快移電動機(jī)電路中FU5熔斷器起短路保護(hù)作用。KM5主觸頭閉合時，快移電動機(jī)M3起動，而KM5主觸頭斷開，快移電動機(jī)M3停止。主電路通過TC變壓器與控制線路和照明燈線路建立電聯(lián)系。TC變壓器一次側(cè)接入電壓為380V，二次側(cè)有36V、110V兩種供電電源，其中36V給照明燈線路供電，而110V給車床控制線路供電。 2. 控制線路控制線路讀圖分析的一般方法是從各類觸頭的斷與合與相應(yīng)電磁線圈得斷電之間的關(guān)系入手，并通過線圈得斷電狀態(tài)，分析主電路中受該線圈控制的主觸頭的斷合狀態(tài)，得出電動機(jī)受控運(yùn)行狀態(tài)的結(jié)論。控制線路從6區(qū)至17區(qū)，各支路垂直布置，相互之間為并聯(lián)關(guān)系。各線圈、觸頭均為原態(tài)（即不受力態(tài)或不通電態(tài)），而原態(tài)中各支路均為斷路狀態(tài)，所以KM1、 KM3、KT、KM2、KA、KM4、KM5等各線圈均處于斷電狀態(tài)，這一現(xiàn)象可稱為“原態(tài)支路常斷”，是機(jī)床控制線路讀圖分析的重要技巧。 1）主電動機(jī)點(diǎn)動控制 按下SB2，KM1線圈通電，根據(jù)原態(tài)支路常斷現(xiàn)象，其余所有線圈均處于斷電狀態(tài)。因此主電路中為KM1主觸頭閉合，由QS隔離開關(guān)引入的三相交流電源將經(jīng) KM1主觸頭、限流電阻接入主電動機(jī)M1的三相繞組中，主電動機(jī)M1串電阻減壓起動。一旦松開SB2，KM1線圈斷電，電動機(jī)M1斷電停轉(zhuǎn)�！ B2是主電動機(jī)M2的點(diǎn)動控制按鈕。 2）主電動機(jī)正轉(zhuǎn)控制 按下SB3，KM3線圈通電與KT線圈同時通電，并通過20區(qū)的常開輔助觸頭KM3閉合而使KA線圈通電，KA線圈通電又導(dǎo)致11區(qū)中的KA常開輔助觸頭閉合，使KM1線圈通電。而 11~12區(qū)的KM1常開輔助觸頭與14區(qū)的KA常開輔助觸頭對SB3形成自鎖。主電路中KM3主觸頭與KM1主觸頭閉合，電動機(jī)不經(jīng)限流電阻R則全壓正轉(zhuǎn)起動。繞組電流監(jiān)視電路中，因KT線圈通電后延時開始，但由于延時時間還未到達(dá)，所以KT常閉延時斷開觸頭保持閉合，感應(yīng)電流經(jīng)KT觸頭短路，造成A電流表中沒有電流通過，避免了全壓起動初期繞組電流過大而損壞A電流表。KT線圈延時時間到達(dá)時，電動機(jī)已接近額定轉(zhuǎn)速，繞組電流監(jiān)視電路中的KT 將斷開，感應(yīng)電流流入A電流表將繞組中電流值顯示在A表上。 3）主電動機(jī)反轉(zhuǎn)控制 按下 SB4，通過9、10、5、6線路導(dǎo)致KM3線圈與KT線圈通電，與正轉(zhuǎn)控制相類似，20區(qū)的KA線圈通電，再通過11、12、13、14使KM2線圈通電。主電路中KM2、KM3主觸頭閉合，電動機(jī)全壓反轉(zhuǎn)起動。KM1線圈所在支路與KM2線圈所在支路通過KM2與KM1常閉觸頭實(shí)現(xiàn)電氣控制互鎖。 4）主電動機(jī)反接制動控制 正轉(zhuǎn)制動控制KS2是速度繼電器的正轉(zhuǎn)控制觸頭，當(dāng)電動機(jī)正轉(zhuǎn)起動至接近額定轉(zhuǎn)速時，KS2閉合并保持。制動時按下SB1，控制線路中所有電磁線圈都將斷電，主電路中KM1、KM2、KM3主觸頭全部斷開，電動機(jī)斷電降速，但由于正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動慣性，需較長時間才能降為零速。一旦松開SB1，則經(jīng)1、7、8、KS2、13、14，使KM2線圈通電。主電路中KM2主觸頭閉合，三相電源電流經(jīng)KM2使U1、W1兩相換接，再經(jīng)限流電阻R接入三相繞組中，在電動機(jī)轉(zhuǎn)子上形成反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并與正轉(zhuǎn)的慣性轉(zhuǎn)矩相抵消，電動機(jī)迅速停車。在電動機(jī)正轉(zhuǎn)起動至額定轉(zhuǎn)速，再從額定轉(zhuǎn)速制動至停車的過程中，KS1反轉(zhuǎn)控制觸頭始終不產(chǎn)生閉合動作，保持常開狀態(tài)。 反轉(zhuǎn)制動控制KS1在電動機(jī)反轉(zhuǎn)起動至接近額定轉(zhuǎn)速時閉合并保持。與正轉(zhuǎn)制動相類似，按下SB1，電動機(jī)斷電降速。一旦松開SB1，則經(jīng)1、7、8、KS1、2、3，使線圈KM1通電，電動機(jī)轉(zhuǎn)子上形成正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并與反轉(zhuǎn)的慣性轉(zhuǎn)矩相抵消使電動機(jī)迅速停車。 5）冷卻泵電動機(jī)起�？刂� 按下SB6，線圈KM4通電，并通過KM4常開輔助觸頭對SB6自鎖，主電路中KM4主觸頭閉合，冷卻泵電動機(jī)M2轉(zhuǎn)動并保持。按下SB5，KM4線圈斷電，冷卻泵電動機(jī)M2停轉(zhuǎn)。 6）快移電動機(jī)點(diǎn)動控制 行程開關(guān)由車床上的刀架手柄控制。轉(zhuǎn)動刀架手柄，行程開關(guān)SQ將被壓下而閉合，KM5線圈通電。主電路中KM5主觸頭閉合，驅(qū)動刀架快移的電動機(jī)M3起動。反向轉(zhuǎn)動刀架手柄復(fù)位，SQ行程開關(guān)斷開，則電動機(jī)M3斷電停轉(zhuǎn)。 7）照明電路 燈開關(guān)SA置于閉合位置時，EL燈亮。SA置于斷開位置時，EL燈滅。C650臥式車床電氣原理圖中電氣元件符號及名稱見下表。 表 C650車床電氣元件符號及名稱 符號 名稱 符號 名稱 M1 主電動機(jī) SB1 總停按鈕 M2 冷卻泵電動機(jī) SB2 主電動機(jī)正向點(diǎn)動按鈕 M3 快速移動電動機(jī) SB3 主電動機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕 KM1 主電動機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器 SB4 主電動機(jī)反轉(zhuǎn)按鈕 KM2 主電動機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器 SB5 冷卻泵電動機(jī)停轉(zhuǎn)按鈕 KM3 短接限流電阻接觸器 SB6 冷卻泵電動機(jī)起動按鈕 KM4 冷卻泵電動機(jī)起動接觸器 TC 控制變壓器 KM5 快移電動機(jī)起動接觸器 FU(1~6) 熔斷器 KA 中間繼電器 FR1 主電動機(jī)過載保護(hù)熱繼電器 KT 通電延時時間繼電器 FR2 冷卻泵電動機(jī)保護(hù)熱繼電器 SQ 快移電動機(jī)點(diǎn)動行程開關(guān) R 限流電阻 SA 開關(guān) EL 照明燈 KS 速度繼電器 TA 電流互感器 A 電流表 QS 隔離開關(guān) 三、工作任務(wù) 敘述電氣控制線路的控制原理；通過測繪排查普通車床電氣控制線路。 |
