項(xiàng)目1　數(shù)控機(jī)床電氣控制原理圖識(shí)讀

知識(shí)目標(biāo)

1.了解電氣原理圖中圖形符號(hào)和文字符號(hào)的含義；

2.理解電氣控制線路分析的主要內(nèi)容、一般方法和步驟。

技能目標(biāo)

1.熟知機(jī)床電氣控制原理圖繪制原則、各電氣元件的作用、相互關(guān)系及標(biāo)注方法；

2.正確識(shí)讀數(shù)控機(jī)床電氣控制原理圖。

由前面的學(xué)習(xí)已知道，我們可以從不同的角度對數(shù)控機(jī)床的故障進(jìn)行分類，其中一種比較實(shí)用的基本分類方法就是按故障發(fā)生性質(zhì)進(jìn)行分類，按故障發(fā)生性質(zhì)數(shù)控機(jī)床的故障可以分成主機(jī)故障與電氣故障兩大類。

主機(jī)故障（也稱機(jī)械故障）是指那些發(fā)生于機(jī)床本體部分的故障（通常簡稱發(fā)生部位是“機(jī)床側(cè)”）。主機(jī)部分主要包括機(jī)械、潤滑、冷卻、排屑、液壓、氣動(dòng)與防護(hù)裝置系統(tǒng)等。

電氣控制系統(tǒng)故障又可分為強(qiáng)電故障與弱電故障。數(shù)控機(jī)床的弱電部分主要包括CNC裝置、伺服驅(qū)動(dòng)單元、PLC及輸入/輸出等（其中CNC裝置、伺服驅(qū)動(dòng)單元等部分的內(nèi)容在其他項(xiàng)目中學(xué)習(xí)和掌握）；強(qiáng)電部分是指控制系統(tǒng)中的主回路、大功率回路中的繼電器、接觸器、開關(guān)、熔斷器、電源變壓器、電動(dòng)機(jī)、電磁鐵、行程開關(guān)等電器元件及所組成的控制電路。雖然與弱電部分相比強(qiáng)電部分的維修、診斷較為簡單，但由于強(qiáng)電部分處于高壓、大電流工作狀態(tài)，且易受到磨損、污染、氧化與腐蝕、振動(dòng)與碰撞等諸多不利因素的影響，另外操作人員的非正常操作、電氣元件的壽命限制這一切都使得這部分電路發(fā)生故障的幾率較高。因此有必要掌握強(qiáng)電部分的工作原理和控制策略。

任務(wù)1　掌握電氣控制原理圖基本識(shí)讀方法

◎任務(wù)提出

電氣原理圖用于詳細(xì)解讀電氣控制電路、設(shè)備或成套裝置及其組成部分的構(gòu)成及工作原理，表明電氣控制系統(tǒng)中各電氣元件的作用及相互關(guān)系，對電氣控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)、測試和查找故障提供信息?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的電氣圖往往有幾十頁，甚至上百頁，正確、熟練識(shí)讀電氣控制原理圖是電氣維修人員最基本的技能要求，也是采用原理分析法進(jìn)行故障分析診斷的前提。

為了能夠正確、熟練地識(shí)讀電氣原理圖，我們需要：

1.了解常用低壓電氣元件的作用；

2.明確電氣原理圖中各圖形符號(hào)和文字符號(hào)的含義；

3.熟知機(jī)床電氣控制原理圖繪制原則、各電氣元件的作用、相互關(guān)系及標(biāo)注方法；

4.在實(shí)踐的基礎(chǔ)上掌握正確的讀圖方法。

◎任務(wù)目標(biāo)

1.了解電氣控制圖的種類及符號(hào)的意義；

2.掌握電氣控制線路分析的主要內(nèi)容；

3.掌握電氣控制原理圖的識(shí)圖方法；

4.正確識(shí)讀數(shù)控機(jī)床強(qiáng)電部分電氣控制原理圖。

◎相關(guān)知識(shí)

一、電氣控制系統(tǒng)圖的基本知識(shí)

電氣控制系統(tǒng)圖是指根據(jù)國家電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)，用規(guī)定的電氣符號(hào)、圖線來表示系統(tǒng)中各電氣設(shè)備、裝置、元器件的連接關(guān)系的電氣工程圖。電氣控制系統(tǒng)圖包括電氣原理圖、電器元件布置圖、電氣安裝接線圖。

1.電氣原理圖

表示電流從電源到負(fù)載的傳送情況和各電器元件的動(dòng)作原理及相互關(guān)系，而不考慮各電器元件實(shí)際安裝的位置和實(shí)際連線情況。電氣原理圖是依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的原則進(jìn)行繪制的。

（1）文字符號(hào)和圖形符號(hào)

①文字符號(hào)用來表示電氣設(shè)備、裝置、元器件的名稱、功能、狀態(tài)和特征的字符代碼。例如，F(xiàn)R表示熱繼電器。

②圖形符號(hào)用來表示一臺(tái)設(shè)備或概念的圖形、標(biāo)記或字符。例如，“～”表示交流。

國家電氣圖用符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)GB/ T 4728規(guī)定了電氣簡圖中圖形符號(hào)的畫法，該標(biāo)準(zhǔn)及國家電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)GB/ T 6988于1997年1月1日正式開始執(zhí)行。

（2）繪制電氣原理圖應(yīng)遵循的原則

①電氣控制電路一般分為主電路、控制電路和輔助電路（如照明、保護(hù)電路），電氣原理圖按主電路、控制電路和輔助電路分開繪制，電氣原理圖可水平或垂直布置。水平布置時(shí)，電源線垂直繪制，其他部分水平繪制，控制電路中的耗能元件（如電器的線圈，電磁鐵，信號(hào)燈等）繪在電路最右端；垂直布置時(shí)，電源線水平繪制，其他部分垂直繪制，控制電路中的耗能元件（如電器的線圈，電磁鐵，信號(hào)燈等）繪在電路最下端。

②在電氣原理圖中，所有電器元件的圖形、文字符號(hào)、接線端子標(biāo)記必須采用國家規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

③采用電器元件展開圖的畫法。同一電器元件的各部分可以不畫在一起，但需用同一文字符號(hào)標(biāo)出。若有多個(gè)同一種類的電器元件，可在文字符號(hào)后加上數(shù)字序號(hào)，例如KM1、KM2。

④在原理圖中，所有電器按自然狀態(tài)畫出。所有按鈕、觸點(diǎn)均按電器沒有通電或沒有外力操作，觸點(diǎn)沒有動(dòng)作的原始狀態(tài)畫出；當(dāng)圖形垂直布置時(shí)，各元器件觸點(diǎn)圖形符號(hào)以“左開右閉”繪制。當(dāng)圖形為水平布置時(shí)以“上閉下開”繪制。

⑤在原理圖中，有直接聯(lián)系的交叉導(dǎo)線連接點(diǎn)，要用黑圓點(diǎn)表示。無直接聯(lián)系的交叉導(dǎo)線連接點(diǎn)不畫黑圓點(diǎn)。

⑥在原理圖上將圖分成若干個(gè)圖區(qū)，并標(biāo)明該區(qū)電路的用途和作用。在繼電器、接觸器線圈下方列出觸點(diǎn)表，說明線圈和觸點(diǎn)的從屬關(guān)系。

（3）電氣原理圖圖面區(qū)域的劃分

在原理圖上可將圖劃分成若干區(qū)域，以便閱讀查找。在原理圖的上方沿橫坐標(biāo)方向劃分圖區(qū)，以數(shù)字1，2，3，…表明，并用文字標(biāo)明該圖區(qū)的功能和作用，使讀者能清楚地知道某個(gè)元件或某部分電路的功能，當(dāng)然圖區(qū)編號(hào)也可設(shè)置在圖的下方。同時(shí)也可在圖的左右兩側(cè)沿豎直方向劃分區(qū)域，以字母A，B，C，D，…表明，以便于檢索電氣線路，方便閱讀分析。

（4）電氣原理圖標(biāo)號(hào)

以圖1. 1為例說明。

1）主電路的標(biāo)號(hào)

在機(jī)床電氣控制電路的主電路中，標(biāo)號(hào)由文字標(biāo)號(hào)和數(shù)字標(biāo)號(hào)構(gòu)成。文字標(biāo)號(hào)表明主回路中電器元件和電路的種類和特征，如三相電動(dòng)機(jī)繞組用U，V，W表示。數(shù)字標(biāo)號(hào)由3位數(shù)字構(gòu)成，并遵循按回路標(biāo)注的原則。

圖1.1　某機(jī)床電氣控制系統(tǒng)電氣原理圖

三相交流電源的引入線用L1，L2，L3標(biāo)記，1，2，3分別代表三相電源的相別，中性線用N表示。經(jīng)電源開關(guān)后標(biāo)號(hào)變?yōu)閁，V，W，這是因?yàn)殡娫撮_關(guān)前后屬于不同的線段。

在有多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的主電路中，各電動(dòng)機(jī)支路中的接點(diǎn)標(biāo)記采用在三相文字代號(hào)后加數(shù)字來表示，圖中數(shù)字的十位是用來表示電動(dòng)機(jī)的，個(gè)位數(shù)字表示該支路各接點(diǎn)的代號(hào)，如U12，V12，W12為電動(dòng)機(jī)M1支路的第2個(gè)節(jié)點(diǎn)代號(hào)，U21，V21，W21為電動(dòng)機(jī)M2支路的第1個(gè)節(jié)點(diǎn)代號(hào)，以此類推。

電動(dòng)機(jī)主電路的標(biāo)號(hào)可從電源至電動(dòng)機(jī)繞組自上而下標(biāo)注，以圖1. 1中M1電動(dòng)機(jī)主回路為例，從三相電源線U，V，W開始，經(jīng)熔斷器FU1后標(biāo)號(hào)為U11，V11，W11，再經(jīng)過交流接觸器KM1后標(biāo)號(hào)為U12，V12，W12與熱繼電器FR的上觸頭相連，由熱繼電器下觸頭與電動(dòng)機(jī)繞組相連，M1電動(dòng)機(jī)繞組的標(biāo)號(hào)為U1，V1，W1。電動(dòng)機(jī)M2主回路的標(biāo)號(hào)可以次類推。在有些技術(shù)資料和圖冊中也有從電動(dòng)機(jī)繞組開始自下而上標(biāo)注的。

2）控制（輔助）電路的標(biāo)號(hào)

采用1～3位阿拉伯?dāng)?shù)字，按“等電位”原則標(biāo)注，控制（輔助）電路通常的標(biāo)注方法是首先編好控制電路電源引線線號(hào)，通常在控制線的最左最上方標(biāo)“1”，然后按照控制電路從上到下、從左到右的順序，每經(jīng)過一個(gè)觸頭線號(hào)依次遞增，電位相等的導(dǎo)線線號(hào)相同，接地線為“0”號(hào)線，如圖1. 1控制電路所示。

（5）符號(hào)位置的索引

線路中的接觸器、繼電器的線圈與其所控的觸頭的從屬關(guān)系（即觸頭位置）應(yīng)按下述方法標(biāo)志：

在每個(gè)接觸器線圈的文字符號(hào)KM下方畫兩條豎直線，分成左、中、右3欄，把受其控制的觸頭所處的圖區(qū)號(hào)按表1. 1規(guī)定的內(nèi)容填寫，對備用的觸頭在相應(yīng)的欄中用“X”標(biāo)出。

表1.1　接觸器觸頭位置索引

在每個(gè)繼電器線圈的文字符號(hào)下方畫一條豎直線，分成左、右兩欄，把受其控制的觸頭所處的圖區(qū)號(hào)按表1. 2規(guī)定的內(nèi)容填寫，對備用的觸頭在相應(yīng)的欄中用“X”標(biāo)出。

表1.2　繼電器觸頭位置索引

2.電器元件布置圖

電器元件布置圖也叫位置圖，詳細(xì)繪制出電氣設(shè)備、零件的安裝位置。圖中各電器代號(hào)應(yīng)與有關(guān)電路和電器清單上所有元器件代號(hào)相同。

3.安裝接線圖

接線圖表示各電器元件之間或成套裝置之間的實(shí)際連接關(guān)系，用于安裝接線、電路檢查、電路維修和故障處理等。在實(shí)際中接線圖通常與原理圖和位置圖一起使用。

二、電氣識(shí)圖方法與步驟

1.分析方法

圖1.2　某機(jī)床控制柜電器元件布置圖

分析電氣原理圖的基本方法為“先機(jī)后電、先主后輔、化整為零、集零為整、統(tǒng)觀全局、總結(jié)特點(diǎn)”。即以某一電機(jī)或電器元件為對象，從電源開始，由上而下，自左至右，逐一分析其接通斷開關(guān)系，根據(jù)圖區(qū)坐標(biāo)所標(biāo)注的檢索和控制流程的方法分析出各種控制條件與輸出的結(jié)果之間的因果關(guān)系，弄清電路工作原理。

（1）先機(jī)后電

首先了解設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)情況、工藝要求和操作方法。以期對設(shè)備有個(gè)總體了解，進(jìn)而明確該設(shè)備對電力拖動(dòng)自動(dòng)控制的要求，為分析電路做好前期準(zhǔn)備。

（2）先主后輔

圖1.3　某機(jī)床電器安裝接線圖

先閱讀主電路圖，看有幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)，各電動(dòng)機(jī)有何作用。結(jié)合加工工藝要求弄清各臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、轉(zhuǎn)向、調(diào)速、制動(dòng)等各方面的控制要求及其保護(hù)環(huán)節(jié)。而主電路各控制要求是由控制電路來實(shí)現(xiàn)的。

（3）化整為零

在分析控制電路時(shí)，將控制電路按照功能劃分成若干個(gè)局部控制回路，先從主電路的控制開始，經(jīng)過邏輯分析，寫出控制流程，用簡單明了的方式表達(dá)出電路的自動(dòng)工作過程。然后分析輔助電路。輔助電路包括照明電路、保護(hù)電路、檢測電路等。這部分電路具有相對獨(dú)立性，僅起輔助作用并不影響主要功能，但是它們又都是由控制電路中的元件來控制的，因此應(yīng)結(jié)合控制電路一并分析。

（4）集零為整、統(tǒng)觀全局

經(jīng)過化整為零分析了每一局部電路工作原理之后，應(yīng)進(jìn)一步集零為整看全部，弄清各局部電路之間的控制關(guān)系、聯(lián)鎖關(guān)系，以及機(jī)、電、液之間的配合情況，各種保護(hù)的設(shè)置等。以便對整個(gè)電路有一個(gè)清晰的理解，并對電路如何實(shí)現(xiàn)工藝全過程有個(gè)明確的認(rèn)識(shí)。

（5）總結(jié)特點(diǎn)

各種設(shè)備的電氣控制雖然都是由各種基本控制環(huán)節(jié)組合而成。但其整機(jī)的電氣控制都各有特點(diǎn)，這些特點(diǎn)也是各種設(shè)備電氣控制的區(qū)別所在，應(yīng)認(rèn)真總結(jié)。通過總結(jié)各自的特點(diǎn)，也就加深了對電氣控制的理解。

2.分析步驟

（1）分析主電路

根據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制要求，分析各電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制內(nèi)容。

（2）分析控制電路

根據(jù)主電路中各電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出電器中的控制環(huán)節(jié)，將控制電路化整為零，按照功能不同分成若干局部控制電路來進(jìn)行分析。生產(chǎn)機(jī)械對于安全性、可靠性要求很高，為實(shí)現(xiàn)這些要求，除了合理選擇拖動(dòng)、控制方案外，在電路中還設(shè)置了一系列的電氣保護(hù)和必要的電氣聯(lián)鎖，對于這些部分也應(yīng)進(jìn)行透徹分析。

（3）分析輔助電路

輔助電路包括執(zhí)行元件的工作狀態(tài)指示、電源指示、參數(shù)測定、照明和故障報(bào)警等部分。輔助電路中很多部分是由控制電路中的控制元件來控制的，所以分析時(shí)還要對照控制電路來進(jìn)行分析。

（4）總體檢查

經(jīng)過化整為零，逐步分析了每一局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關(guān)系后，還必須用集零為整的方法，檢查整個(gè)控制電路，看是否有遺漏。特別要從整個(gè)角度去進(jìn)一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的關(guān)系。清楚地理解原理圖中每個(gè)元器件的作用、工作過程及主要參數(shù)。

◎任務(wù)實(shí)施

基本任務(wù)：以我們已有的知識(shí)對圖1. 1進(jìn)行分析識(shí)讀。

1.主電路分析

主電路共有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)：M1為主電動(dòng)機(jī)，M2為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，用以輸送切削液。合上電源開關(guān)QS時(shí)，接通三相電源。主電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和停止M1交流接觸器KM1控制，交流接觸器KM1還具有失壓和欠壓保護(hù)功能，熱繼電器FR作為過載保護(hù)，熔斷器FU1作為短路保護(hù)；冷卻泵電動(dòng)機(jī)的啟停由1交流接觸器KM2控制；兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)均設(shè)有接地安全保護(hù)（PE）。

2.控制電路分析

控制電路的電源由控制變壓器TC二次側(cè)輸出的110 V AC電壓經(jīng)熔斷器FU5后提供。

（1）主電機(jī)M1的控制

正常情況下按下啟動(dòng)按鈕SB2（5區(qū)5—7），交流接觸器KM1線圈得電，KM1常開輔助觸頭（6區(qū)5—7）閉合自鎖，KM1常開主觸頭（2區(qū)）閉合，主電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)；按下停車按鈕SB1，接觸器KM1線圈失電，其主觸頭復(fù)位分?jǐn)啵麟妱?dòng)機(jī)M1失電停轉(zhuǎn)。

（2）冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2的控制

操作手動(dòng)旋鈕開關(guān)SA1（7區(qū)）至接通狀態(tài)，交流接觸器KM2線圈得電，其主觸頭（3區(qū)）閉合，冷卻泵電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)輸送冷卻液；將旋鈕開關(guān)SA1至斷開狀態(tài)，交流接觸器KM2線圈失電，其主觸頭復(fù)位分?jǐn)?，冷卻泵電動(dòng)機(jī)失電停轉(zhuǎn)。

（3）照明電路分析

以控制變壓器TC二次側(cè)輸出的36 V安全電壓作為機(jī)床照明燈的電源，照明燈的打開與熄滅由開關(guān)SA2（8區(qū)101—13）控制，由熔斷器FU3作為短路保護(hù)。

◎思考題

1.電氣原理圖的繪制原則有哪些？

2.化整為零的分析方法是什么意思？

任務(wù)2　FANUC 0i Mate TC系統(tǒng)強(qiáng)電部分電氣原理圖分析

◎任務(wù)提出

雖然與弱電部分相比數(shù)控機(jī)床的強(qiáng)電控制部分的故障診斷較為簡單，但由于強(qiáng)電部分處于高壓、大電流工作狀態(tài)，且易受到磨損、污染、氧化與腐蝕、振動(dòng)與碰撞等諸多不利因素的影響，加之電氣元件的壽命限制，這一切都使得這部分電路發(fā)生故障的幾率較高。

強(qiáng)電控制部分故障將直接導(dǎo)致系統(tǒng)的停機(jī)甚至毀壞。由于數(shù)控機(jī)床采用的數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)種類較多，不同機(jī)床、不同數(shù)控系統(tǒng)、不同伺服系統(tǒng)對控制的要求也不盡相同，因此，維修人員應(yīng)具體了解數(shù)控機(jī)床強(qiáng)電控制部分的工作原理和控制策略，做到心中有數(shù)。

◎任務(wù)目標(biāo)

1.了解FANUC 0i Mate TC系統(tǒng)電源的實(shí)際配置情況；

2.正確識(shí)讀FANUC 0i Mate TC強(qiáng)電部分電氣原理圖，明確各器件之間的連接及控制原理。

◎相關(guān)知識(shí)

一、強(qiáng)電部分常用電氣控制元件認(rèn)知

電氣控制柜中常用電氣元件及其功能如表1. 3所示。

表1.3　電氣控制柜內(nèi)常見元件及功能

續(xù)表

二、FANUC 0i Mate TC系統(tǒng)動(dòng)力電源及控制電源部分說明

FANUC 0i Mate TC系統(tǒng)電源經(jīng)接線端子0L1，0L2，0L3，0N，0PE接入，經(jīng)過電源切斷開關(guān)（SA0）后接入漏電保護(hù)開關(guān)QF0，再接入各電源回路，在漏電保護(hù)開關(guān)QF0之后有7個(gè)小型斷路器QF1—QF7、5個(gè)交流接觸器KM1—KM5、1個(gè)DC24 V/5 A開關(guān)電源、1個(gè)1 000 VA伺服變壓器、1個(gè)400 VA控制變壓器。

1.伺服系統(tǒng)的供電

經(jīng)電源總開關(guān)QF1后，三相380 V電源（1L1，1L2，1L3）經(jīng)空氣開關(guān)QF2到伺服變壓器TC1變?yōu)槿郃C200 V為伺服系統(tǒng)提供動(dòng)力電源。

兩相380 V電源（1L1，1L2）經(jīng)空氣開關(guān)QF5到控制變壓器TC2變?yōu)閮上郃C220 V（1，10）控制電源，為DC24 V開關(guān)電源提供電源。

當(dāng)伺服系統(tǒng)的MCC準(zhǔn)備好后，相應(yīng)接觸器線圈得電吸合，伺服驅(qū)動(dòng)器得以同時(shí)上電啟動(dòng)，并為伺服電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力電源。

圖1.4　伺服系統(tǒng)電源（源自FANUC 0i Mate TC電氣原理圖2/18）

2.主軸變頻器的供電

經(jīng)電源總開關(guān)QF1后，AC220 V（1L3，1N）經(jīng)自動(dòng)空氣開關(guān)QF6后由交流接觸器KM3實(shí)現(xiàn)邏輯控制給變頻器提供電源。

圖1.5　主軸變頻器的供電（源自FANUC 0i Mate TC電氣原理圖9/18）

3. DC24 V開關(guān)電源的供電

經(jīng)電源總開關(guān)QF1后，兩相380 V電源（1L1，1L2）經(jīng)空氣開關(guān)QF5到控制變壓器TC2變?yōu)閮上郃C220 V（1，10）控制電源，AC220 V（1，10）控制電源經(jīng)自動(dòng)空氣開關(guān)QF7、鑰匙開關(guān)SA5（11，10）后給開關(guān)電源供電，開關(guān)電源輸出DC24 V由接觸器為數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、輸入/輸出信號(hào)提供DC24 V電源。

圖1.6　DC24 V開關(guān)電源（源自FANUC 0i Mate TC電氣原理圖4/18）

◎任務(wù)實(shí)施

基本任務(wù)：FANUC 0i Mate TC系統(tǒng)強(qiáng)電部分電氣原理圖分析

1.數(shù)控系統(tǒng)的啟動(dòng)與停止（NC ON/ OFF）

（1）數(shù)控系統(tǒng)的啟動(dòng)

如圖1. 7所示，按下數(shù)控系統(tǒng)的啟動(dòng)按鈕SB4，中間繼電器KA1得電，使得其一組常開觸頭吸合實(shí)現(xiàn)自鎖，另一組常開觸頭吸合交流接觸器KM1得電，使得開關(guān)電源輸出的DV24 V經(jīng)由其輸出端（29，30，見圖1. 6）供至數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)上電，如圖1. 8中虛線部分所示。

（2）強(qiáng)電回路的接通

待數(shù)控系統(tǒng)啟動(dòng)完成后，輸出一個(gè)信號(hào)至X軸驅(qū)動(dòng)器的MCC，使得交流接觸器KM2吸合，所有驅(qū)動(dòng)器同時(shí)上電啟動(dòng)，如圖1. 9及圖1. 10所示。

與此同時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)I/ O輸出端的Y1. 7輸出一個(gè)信號(hào)，如圖1. 11所示，繼電器KA2得電吸合，使控制變頻器電源接通的接觸器KM3得電吸合，從而完成變頻器上電，實(shí)現(xiàn)整個(gè)強(qiáng)電電路的接通，數(shù)控機(jī)床得以啟動(dòng)。

（3）系統(tǒng)的停止

按下停止按鈕SB1，中間繼電器KA1線圈失電，交流接觸器KM1失電，KM1常開觸頭的斷開使得數(shù)控系統(tǒng)斷電，驅(qū)動(dòng)器斷電。而數(shù)控系統(tǒng)的斷電使所有輸出信號(hào)消失，繼電器KA2失電斷開，使控制變頻器電源接通的交流接觸器KM3失電，變頻器供電停止，數(shù)控機(jī)床停止工作。

圖1.7　數(shù)控系統(tǒng)的啟動(dòng)（源自FANUC 0i Mate TC電氣原理圖5/18）

圖1.8　數(shù)控系統(tǒng)的啟動(dòng)（源自FANUC 0i Mate TC電氣原理圖6/18）

2.主軸電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

當(dāng)按機(jī)床控制面板上的主軸正轉(zhuǎn)按鈕或執(zhí)行M03指令時(shí)，I/ O端Y1. 0輸出一個(gè)信號(hào)，控制繼電器KA5得電吸合，從而接通變頻器正轉(zhuǎn)指令，實(shí)現(xiàn)主軸正轉(zhuǎn)，當(dāng)按機(jī)床控制面板上的主軸反轉(zhuǎn)按鈕或執(zhí)行M04指令時(shí)，I/ O端Y1. 1輸出一個(gè)信號(hào)，控制繼電器KA6得電吸合，從而接通變頻器反轉(zhuǎn)指令，實(shí)現(xiàn)主軸反轉(zhuǎn)，如圖1. 11所示。

圖1.9　伺服放大器供電（源自FANUC 0i Mate TC電氣原理圖7/18）

圖1.10　伺服放大器供電（源自FANUC 0i Mate TC電氣原理圖8/18）

圖1.11　主軸變頻器通電及主軸、刀架正/反轉(zhuǎn)控制

（源自FANUC 0i Mate TC電氣原理圖14/18）

3.刀架換位與鎖緊

刀架換刀時(shí)，I/ O端Y1. 2輸出一個(gè)信號(hào)，控制刀架正轉(zhuǎn)的繼電器KA3得電吸合（見圖1. 11），從而使接觸器KM3得電吸合，控制刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)，刀架換位；當(dāng)系統(tǒng)檢測到刀架到位，I/ O端Y1. 3輸出一個(gè)信號(hào)，控制刀架反轉(zhuǎn)的繼電器KA4得電吸合（見圖1. 11），從而使接觸器KM4得電吸合，控制刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)，刀架鎖緊。在刀架換位與鎖緊過程中通過接觸器KM3和KM4的常閉觸頭形成互鎖，以確保刀架正確進(jìn)行換位與鎖緊，如圖1. 7、圖1. 12所示。

拓展任務(wù) FANUC 0i Mate TC系統(tǒng)強(qiáng)電部分的檢測及功能確認(rèn)

（1）FANUC 0i Mate TC系統(tǒng)強(qiáng)電部分通電前的檢查

關(guān)斷電源切斷開關(guān)SA0、漏電保護(hù)開關(guān)QF0，用試電筆確認(rèn)電源總開關(guān)QF1進(jìn)線端03L1、03L2、03L3無電，依據(jù)附錄中數(shù)控機(jī)床電路圖，用萬用表檢測圖中強(qiáng)電部分電氣元器件的完好，操作步驟如下：

①低壓斷路器QF的檢查：將低壓斷路器QF進(jìn)行通斷，檢測QF前后電路的通斷以及三相相間電阻。

②交流接觸器KM的檢測：手動(dòng)控制KM的通斷，檢測QF前后電路的通斷、三相相間電阻以及線圈短阻。

③中間繼電器的檢測：檢測繼電器底座上（1—9）、（1—15）、（4—12）、（4—8）4組觸頭之間的通斷，以及線圈的電阻（13—14端）。

④控制變壓器絕緣檢測：拆去變壓器上原、次邊全部引線，用500 V絕緣搖表以120 r/ min的轉(zhuǎn)速搖測高壓線圈對地（外殼）、低壓線圈對地和高、低壓線圈之間的絕緣電阻值，應(yīng)不低于500 Ω；如用萬用表測量，把萬用表電阻擋調(diào)到最大擋，所測的高壓線圈對地（外殼）、低壓線圈對地以及初—次級(jí)之間電阻應(yīng)該顯示為無窮大。

圖1.12　刀架換位與鎖緊（源自FANUC 0i Mate TC電氣原理圖3/18）

（2）FANUC 0i Mate TC系統(tǒng)強(qiáng)電部分通電檢測及功能確認(rèn)

①先將電源切斷開關(guān)SA0和漏電保護(hù)開關(guān)QF0合上，交流380 V電源接入，合上電源總開關(guān)QF1，檢測并確認(rèn)QF1出線端1L1，1L2，1L3三相間380 V電壓無誤。

②合上低壓斷路器QF2及QF5，檢測伺服變壓器TC1次邊輸出電壓三相AC200 V無誤，檢測控制變壓器TC2次邊輸出電壓兩相AC220 V無誤。

③合上低壓斷路器QF7，接通鑰匙開關(guān)SA5（11，10）給開關(guān)電源VC1通電，檢測開關(guān)電源VC1進(jìn)線端（L，N）電壓為AC220 V，輸出端（V +，GND）電壓為DV24 V。

④合上低壓斷路器QF3，QF6，按下NC啟動(dòng)按鈕，繼電器KA1得電吸合，交流接觸器KM1隨即得電，觀察KA1和KM1吸合情況，這時(shí)數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)上電。

⑤數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)上電，約30S系統(tǒng)自檢完成，此時(shí)KM2吸合，伺服系統(tǒng)強(qiáng)電，同時(shí)變頻器電源接通。檢測確認(rèn)各伺服放大器輸入端子L1，L2，L3間輸入電壓為AC200 V，變頻器強(qiáng)電輸入端子L1，N1間輸入電壓為AC220 V。

（3）先按下停止按鈕SB1，停止數(shù)控系統(tǒng)的工作。

（4）重新關(guān)斷電源切斷開關(guān)SA0、漏電保護(hù)開關(guān)QF0及包含電源總開關(guān)QF1在內(nèi)的全部7個(gè)低壓斷路器QF1—QF7，再次執(zhí)行上面步驟2的全過程，注意觀察各繼電器、接觸器的吸合情況及先后順序。

◎思考題

1.如何用萬用表測量低壓斷路器QF、交流接觸器KM、中間繼電器KA及控制變壓器的好壞？

2.用電阻測量法檢查故障時(shí)，應(yīng)注意什么？

3.對照電氣控制原理圖，思考電氣控制柜內(nèi)交流接觸器觸頭及控制線圈的連接。

4.結(jié)合附錄中數(shù)控機(jī)床原理圖，詳細(xì)分析體會(huì)機(jī)床上電順序。