数控机床电气组装课程设计.docx

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数控机床电气组装课程设计

一设计目的:

1.理解电气线路的工作原理,认清控制电路中的各种元件，仔细观察和课本知识联系在一起，观察其异同。

2.通过课程设计掌握电气控制柜的原理设计、安装工艺图纸设计的基本方法。

3.可以根据自画出的电路图完整的将各种电器元件完好组装连接，达到可以自己动手组装的目的，在此过程中思索电气控制原理。

5通过学习组装的过程对电气控制电路有一个感性的认识和体会。

6.熟练地进行系统外围电路设计、接线、编程、调试等工作，掌握综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。

二设计要求:

1.认清组装电路中的各种元件的功能及其作用。

2.仔细观察每根线与电器元件接线柱的位置，在图上精确标注各个元件之间的连接关系。

3.掌握数控机床硬件电路的设计方法。

4.掌握数控机床系统的调试、监控、运行方法。

5.掌握电气控制柜电气控制原理图的原理设计，掌握电气控制接线图和互连图等工艺设计方法。

6.通过课程设计使学生能熟练掌握资料的查询（图书、网络），将电气控制与电工电子课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用，使理论知识和实践结合起来。

。

7.用A3纸画出组装电路图。

规划的标记好组装线路电器元件接线柱间的联接位置。

三组装器材：

熔断器—利用金属道途作为熔体串联与电路中，当电路发生短路或严重过载时，

熔体自身发热而熔断，从而分断电路的电器，熔断器主要用于短路保护，

是简单有效的保护电器。

接触器—用来频繁接通或分断带有负载的主电路的自动控制路。

接融器有电磁机

构，融点系统，灭弧装置及其他不见四部分组成。

继电器—根据电量参数（电压，电流）或非电量参数（时间，温度，压力）的变

化自动接通或断开控制电路，以完成控制或保护任务的电器。

接线柱—导线与电器元件的连接点。

导线—组要用来连接各个电器元件，在电路中必不可少。

开关—在电路中与机械的制动油密切的联系。

四安装注意事项：

1.所有元器件应按制造厂规定的安装条件进行安装。

元器件组装顺序应从板前视，由左至右，由上至下，同一型号产品应保证组装一致性。

2.元器件排列不能过于紧凑，这样缺乏必要的空间，不利于散热和容易受干扰。

3.电气柜的设计布局和各模块布局应正确。

比如：

功率最大的模块要按规定紧跟NCU模块排列，如果被排在模块组的最后等,就容易发生莫名其妙的报警和故障。

4.强电电路和控制电路要隔开，强电电缆和控制电缆也要分开走线，若电源开关与PLC靠得很近等，非常容易受干扰。

5.屏蔽接地要好。

若MPI的屏蔽线没有接或没接好，没有使有信号接头法兰及接地夹头等，电缆不固定，均会引起干扰和接触不良的故障。

6.空调容量选择要合适，如果数量少，（只有一只）不能满足天热的要求。

同时对于大功率的发热的器件要注意通风散热。

温度是影响数控机床正常工作的最敏感的因素。

7.不能为了“节省成本”，省去了必要的器件，比如三相滤波器、阻容吸收器及脉冲电阻器等，容易受冲击干扰,出大故障，造成更大的损失。

8.接线排线排列要整齐规范，不能随心所欲。

如果电线和电缆一大堆盘在电柜内，极其难看，还有可能引起干扰。

9.按标准规定设置器件和线的标识，保证长期清晰，方便以后维修。

10.电气柜的防护要达到IP54的要求，符合安全标准。

电控柜密封要好，保证下部电缆进口处密封，不容易进灰尘。

11.“接地排”要规范，铜排截面要足够。

12.使用合格的电子器件，电缆等。

13.油管排列要整齐规范，该固定的固定，标识清楚。

五设计思路：

（1）绘图构思

组装设计首先要考虑到设计的过程中要用到的工具，比如说在绘图过程中必须要需要的A3图纸，作图工具等。

我们要绘制组装电路图，当然自己不可能会无师自通的，原创电路图那不是我们可以做到的，我们首先去观察已经在电路柜中组装好了的电路图，我们可以用笔和纸记录下电器柜中各个电器的位置，主要观察有连线的接线柱相互之间的联系，记录下每根线所连接的俩个接线柱，并且做同样的标记，用以标明他们是用一根线连接在一起的。

然后根据老师的要求画出电器元件及其接线柱，在画出的接线柱里标注记录的标号，标号相同接线柱就标明是用同一根线连接在一起的。

（2）电器元件的布置

按照用户技术要求制作的电气装置，最少要留出10％面积作备用，以供控制装置改进或布局修改。

除需要人工控制的开关、信号和测量器件外，门上不得安装任何器件。

由电源电压直接供电的电器最好装在一起，而与由控制电压供电的电器分开。

遵循上述规定，电器柜内的电器可按下述原则布置：

1.体积大或较重的电器置于控制柜下方；发热元件安装在控制柜的上方，并注意将发热元件与感温元件隔开。

2.弱点部分应加屏蔽和隔离，以防强点及外界干扰。

3.需要经常维护、检修、调整的电器元件安装的位置不宜过高或过低。

4.电器元件的布置应考虑整齐、美观、对称。

外形尺寸与结构类似的电器安放在一起，以利于安装盒布线。

5.电器元件布置不宜过密。

要留有一定的间距，若采用板前走线槽布线方式，应适当加大各排电器间距，以利于布线和维护。

各电器元件的位置确定以后，便可绘制电路布置图。

布置图是根据电器元件的外形绘制，并标出各元件间间距尺寸。

每个电器元件的安装尺寸及其公差范围，应严格按产品手册标准标注，作为底板加工的依据，以保证各电器的顺利安装。

在绘制电气布置图时，还要根据本部件进、出线的数量（由部件原理图统计出来）和采用导线规格，选择进、出线方式，并适当选用接线端子板或接插件，按一定的顺序标上进、出线的接线。

（三）电气原理图绘制原则：

1.原理图一般要分主电路和辅助电路两部分绘制，主电路就是从电源到电动机绕组的大电流通过的路径。

辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等。

一般主电路用粗实线表示，绘在图的左边或上部；辅助电路用细实线表示，绘制在图的右边或下部。

2.绘制原理图时，各电气元件不绘实际外形图，而采用国家标准规定的图形符号和文字符号绘制。

属于同一电器的线圈和触点，都要用同一文字符号表示，当使用多个相同类型电器时，可以在文字符号后面加阿拉伯数字序号来区分。

3.绘制原理图时，各电器的导电部分如线圈和触点的绘制位置，应根据便于阅读和分析的原则来安排。

同一电器的各部分可以不绘制在一起。

4.绘制原理图时，所有电器的触点，都按没有通电或没有外力作用时的开闭状态绘制。

如继电器·接触器的触点，安线圈未通过时的状态绘制；按钮、行程开关的触点按不受外力作用时的状态绘制；控制器按手柄处于零位的状态绘制。

5.绘制原理图时，有直接电连接的交叉导线的联接点，要用黑圆点表示。

无直接联接的交叉导线，交叉处不带圆点。

6.绘制原理图时，无论是主电路还是辅助电路，各电气元件一般应按动作顺序从上到下，从左到右依次排列，可水平布置或垂直布置。

7.图面分区时，竖边从上到下用拉丁字母，横边从左到右用阿拉伯数字分别编号。

并用文字注明各分区中元件或电路的功能。

（四）绘制电气控制装置的接线图

根据电气原理图与电气装置电气布置图进一步绘制电气控制装置接线图。

绘制的原则如下：

1.所有电器元件的带电部分应按实物，依对称原则绘制。

2.各电器元件及引线均因应注明与电气控制图一致的文字符号、接线端好。

3．与电气原理图不同，在接线图中同一电器元件的各个部分（触电、线圈等）必须画在一起。

4.电气接线图一律采用细线条绘制，应清楚地表示出个电气元件的接线点和接线去向。

走线方式有板前走线和板后走线两种，一般采用板前走线。

对于简单的电气控制部件，当电器元件数量较少，接线关系不复杂的情况，一般是采用走线槽，只要在各电器元件的接线端处标注符号，以表明相互的连接关系，而不必画出各元件间的连线。

5.接线图中应标出布线用的各种导线的型号、规格、截面积及颜色。

（五）电气配线的基本要求

1.在配线前一定要根据要求选择合适的导线，所为合适时是指导线的种类和线径都应符合要求。

2.在电气箱内配线时，如果不是操办配线方式，则要求必须横平竖直，在导线的两端都必须统一编号，而且所编号码必须与原理图和接线图一致。

套在导线上是线号，要用记号笔书写或打号机打出，应工整清楚，以防误读。

3.功能不同的导线尽量选用不同的颜色进行区分，以便于调试和维修。

4.在控制箱与被控制设备之间的导线一般用穿管的方式进行敷设，管路的敷设布置应做到不易受到损伤、整齐美观、连续可靠、节省材料、穿线方便。

5.在所有的安装完成后，要进行全面的检查，根据电路的原理图和接线图进行核对，以保证线路的正确性。

（六）电气控制箱的布线

1.控制箱（板）内部布线方法

控制箱（板）常用的布线方法有三种：

板前明线布线、板前线槽布线和板后布线。

板前明线布线适用于电器元件数较少、较简单的电气系统；板后的布线的方法较少采用；在较复杂的电气控制线路中，多采用控制板前线槽布线的方法。

板前线槽布线的具体工艺要求是：

①所有导线的截面积在等于或大于0.5mm2时，必须采用软线；所有导线的最小截面积，考虑到机械强度的原因，在控制箱外为1mm2，在控制箱内为0.75mm2，但对控制箱内只有很小电流的电路连线，如一些电子逻辑电路，可用0.2mm2截面积导线，而且可以采用硬线，但只能用于不移动有无震动的场合。

②布线时，严禁损伤线芯和导线绝缘。

③控制板上各电器元件接线端子淫词秽语导线的走向，以元件的水平中心线为界限，在水平中心线以上，接线端子引出的导线必须进入元件上面的走线槽；在水平中心线以下，接线端子引出的导线必须进入元件下面的走线槽。

任何导线都不允许从水平方向进入走线槽内。

④各电器元件接线端子上引入的导线，除间距很小忽然元件机械强度很差，允许直接架空敷设外，其他导线必须经过走线槽进行连接。

⑤各电器元件与走线槽之间的外露导线，应走线合理，并尽可能做到横平竖直，变换走向要垂直。

同时，同一个电器元件上位置一致的端子和同型号电器元件中位置一致的端子上引出或引入的导线，应敷设在同一平面上，并应做到高低一致或前后一致，不得交叉。

⑥进入走线槽内的导线要完全置于走线槽内，并应尽可能避免交叉，装线时不要超过走线槽容量的70%，以便于能方便地盖上线槽盖，也便于以后的装配和维修。

⑦所有接线端子、导线线头上都应套上与电路图上相应接点一致线号的编码套管，并按线号进行连接，连接必须牢靠，不得松动。

⑧接线端子必须与导线截面积和材料性质相适应。

当接线端子不适合连接软线或较小截面积的软线时，可以在导线端头穿上针形或叉形轧头并压紧。

⑨一般1个接线端子只能连接1根导线，如果采用专门设计的端子，可以连接两根或多根导线，但到先进的连接方式必须是工艺上成熟的方式，如加紧、压接、焊接、绕接等，并应严格按照连接工艺要求进行。

2.控制箱（板）外部接线方法

除有适当保护的电缆外，全部布线必须一律装在导线通道内，使导线有适当的机械保护，防止液体、铁屑和灰尘的侵入。

对导线通道的要求。

导线通道应留有余量，允许以后增加导线。

导线通道必须固定可靠，内部不得有锐边和远离设备电控运动部件。

导线通道采用钢管，壁厚应不小于1mm，如用其他材料，壁厚必须有等效于壁厚为1mm钢管的强度。

若用金属软管时，必须有适当地保护。

当利用设备底座作导线通道时，无需再加预防措施，但必须能防止液体、铁屑和灰尘的侵入。

对通道内导线的要求。

移动部件或可调整部件上的导线必须用软线。

运动的

导线必须支承牢固，使得在接线点上不致产生机械拉力，又不出现急剧的弯曲。

不同电路的导线可以穿在同一线管内或处于同一个电缆之中。

如果它们的工作电压不同，则所用导线的绝缘等级必须满足其中最高一级电压的要求。

为了便于修改和维护，凡安装在同一机械防护通道内的导线束，需要提供备用导

线的根数为：

当同一管中相同截面积导线的根数在3～10根时，应有1根备用导线，以后每递增1～10根增加1根。

（七）电气设备的总体布置

（一）划分组件和布局的原则

1.功能类似的原件组合在一起。

将空气开关，PLC，接线排等集中放置。

2.尽可能减少组件之间的连线数量，接线关系密切的控制电器尽可能置于同一组件中。

3.强、弱电控制器分离，以减少感人干扰。

4.力求整齐美观，外形尺寸、重量相近的电器组合在一起。

5.便于检查与调试，需经常调节、维护和易损元件组合在一起。

6.安放发热原件，必须使电柜内的温升不超过各元件的容许极限。

对于发热大的元件必须隔开安装，必要时，可采用风冷。

（二）电气控制设备的各部分及组件之间的接线方式

1.电器板、控制板、机床电器的进、出线一般采用接线端子。

2.电气控制箱与被控制设备或电气控制箱之间采用多孔接插件，便于拆装、搬运。

3.印制电路板及弱点控制组之间宜采用各种类型标准接插件。

（3）电气柜布局

1,电气柜布局总体分为三部分，分别为强电部分，弱电部分和电机部分。

强电部分放置在电气柜右方，弱电部分放置于左方，电机部分放置在最下方。

强电弱电分开可以减少干扰，其次这两部分均有发热元件，安装在上方易于散热，保持系统稳定。

电机部分安装在下方因为体积较大也较重，这部分基本为出线多，进线少，安装在下方出线方便。

2.右侧强电部分自上而下分别为空气开关，熔断器，继电器，接线排和变压器。

将空气开关放在最上方，这样可以减少线的行程，从空开出来后接熔断器，因此将熔断器放置在空开下，熔断器之后接继电器，将继电器排列在熔断器下就能减少线的行程，继电器下是接线排，因为从继电器这里开始，电路将分开，接线排放置在这里，可以很方便的连接电路。

接线排下为吧变压器，因为变压器较大，较重，所以放置在下方。

3.左侧为弱电部分，主要有PLC和变压器和辅助开关。

PLC使用24V直流电，进出线较多，电气柜左上方为PLC进线，下方为出线，放置在一起整齐规范，也易于检查线路，还能很好的和强电部分分开。

行程开关放置在PLC下，可以减少两者间的电线距离。

4.电气柜最下方为电机部分，这部分为强电，而求出线多，放置在最下方便于走线。

也符合整齐美观，外形尺寸、重量相近的电器组合在一起的原则。

（八）电气器柜的调试

（一）做好调试前的准备工作，如检查各元件安装是否正确、各按钮开关是否在出手位置等。

（二）电器柜调试：

1.空操作试车。

断开主电路，按通电源开关使电路空操作，检查控制电路的工作情况。

如有异常，立即切断电源开关检查原因。

2.空载试车。

在第一步的基础上，接通主电路即可。

检查各指标符合要求。

3.带负荷试车。

做完前面的步骤后，即可进行带负荷试车。

此时在正常工作条件下验证电气设备所有部分运行的正确性，是否达到工艺要求。

（三）试车时的注意事项：

1.调试人员在调试前必须熟悉生产机械的结构、操作规程和电气系统的工作要求。

2.通电时先接通主电源，断电时顺序相反。

六经验总结:

在组装图的绘制过程中我们必须了解每一个电器元件之间的连接方式，很多的时候一个接线柱上有多根连线，要仔细的注意分清没一根连线连在那个接线柱上，在很多时候出现漏线的情况那是因为我们在设计电路图的时候忘记有的线的位置。

所以在我们画图的过程中一定要注意有进就有出，为了很仔细的区分每根线的位置，应该在每个接头上仔细标明代号，并在下一个接头上标明同样的代号，在实际的连线过程中才不会把各个线应该接的位置弄混淆，在画组装图的时候应该先注意从总体到局部，先画好各个元件的实际位置，接线柱应该注意要仔细审查，才用标号的形式完成组装连接图。

设计体会到：

原始的机械设备有工作机构，传动机构和原动机构组成，起控制方式有工作机构和传动机构的积雪配合实现，随着以电器元件为主的自动控制系统的应用，使设备的性能不断提高，，使工作机构，传动机构的结构大为简化。

主要有继电器，接触器，按钮，开关等元件组成的解学设备的电气控制系统称为继电器—接触器控制系统，起主要控制对象是三相交流异步电动机，对电动机的启动，制动，反转，提哦奥术和降压等进行控制，这种控制所用的电器一般不是接通就是断开，控制是断续的，所以从控制性质上看，这种继电器—接触器控制属断续控制或开关量控制。

因为其简单，容易掌握，价格低，容易维修，许多通用设备至今仍采用这种控制系统，我们通过学习组装就接触到了世界时目前主流的数控电路，对以后有很大帮助。

这次课程设计结束了，总的来说我们学到了不少的东西，知道了理论联系的重要性，懂得了设计过程只的具体细节和步骤。

我相信这过程对我们今后的学习和工作给与积极的影响，搭好了平台。

在以后我一定会学好专业知识，提自己在这方面的能力。

从这次设计中我对电气工程有了一个基本的整体感觉，对生活中的电力供应有了更好的理解。

尤其通过这次课程设计结合了这两年学的相关的专业知识，对各门课都有了一个较全面的理解。

这些必将对我以后的学习和工作有很好的帮助。

数控机床课程设计

姓名张冬

班级机制0704

学号0700010452

指导教师

成绩

日期2009.12.14~2009.12.25