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项目二 FANUC　CNC系统硬件连接
一、教学目标
1. 了解伺服放大器与控制器之间的FSSB电缆连接等基本知识。
2. 熟悉知道FANUC数控系统的输入/输出接口及常用模块的连接。
3. 看懂数控机床电气控制线路图，会查找线路连接走线及器件。
二、课时分配
本项目共2个任务，安排4课时。
三、教学重点
本项目主要学习如何设计数控机床的电源电路及外围电路，数控机床的外围电路就好比人的神经网络，传递着系统发出的各种信号，也担负着向系统反馈信号，通过信息的交换从而使数控系统能够控制机床动作！
四、教学难点
1. 掌握FANUC系统相关控制电路设计方法。
2. 掌握功能电路的连接及上电方法。
3. 掌握FANUC系统元件的硬件连接方法。
五、教学内容
任务一 机床的电源电路设计
知识链接
一、数控机床电柜设计规范
1.电柜的密封
在设计电柜时，电柜所有开孔均需考虑密封情况，常用的密封元件。
电柜温升设计概述:
① 设计电柜时，需保证电柜内的温度上升时柜内和柜外的温度差不超过10℃。
② 封闭的电柜必须安装风扇图（或空调等换气冷却装置） 以保证内部空气循环。
③ 带有散热片的模块式放大器尽量将散热片隔离安装。
2.电柜柜体的抗干扰设计
设计电柜时必须考虑尽量降低噪声，并且防止噪声向CNC单元传送。设计柜体时需考虑元件的布局情况，尽量减少元件之间相互干扰的情况。
3. 电柜的制造工艺
电柜制作要求首先能够为柜内电气设备提供一个可靠的保护箱体，同时必须拥有良好的接地。电柜制作时一般采用铜质螺柱，电柜的柜门全部焊有接地桩，取代过去的接地螺栓，以解决以前“准绝缘”螺栓的问题。
二、常用电气元件
1.压电器选型的一般原则
① 低压电器的额定电压应不小于回路的工作电压，即Ue≥Ug。
② 低压电器的额定电流应不小于回路的计算工作电流，即Ie≥Ig。
③ 设备的截断电流应不小于短路电流，即Izh≥Izh。
④ 热稳定保证值应不小于计算值。
⑤ 按回路启动情况选择低压电器，如熔断器和自动空气开关就需按启动情况进行选择。
2.低压断路器
低压断路器主要用于过载保护、短路保护、欠压保护，现介绍常用的两种低压断路器。
（1） 塑料外壳式断路器
机床常用DZ10、DZ15、DZ520、DZ550等系列塑料外壳式断路器（以下简称断路器），适用于交流电压500V以下、直流电压220V以下、不频繁接通和断开的电路，塑料外壳式断路器外形及图形符号和文字符号如图
（2） 小型断路器
小型断路器主要用于照明配电系统和控制回路，外形图如图
3.接触器
接触器用来接通和断开负载，与热继电器组合，保护运行中的电气设备；与继电控制回路组合，远控或联锁相关电气设备。
4.继电器
继电器用来接通和断开控制电路，主要依据被控制电路的电压等级、触点的数量/种类及容量来选用。
① 线圈的电流种类和电压等级应与控制电路一致。如数控机床的控制电路采用直流24V供电，则继电器应选择线圈额定电压为24V的直流继电器。
② 按控制电路的要求选择触点的类型（是动合还是动断）和数量。
③ 继电器的触点电压应大于或等于被控制电路的电压。
④ 继电器的触点电流应大于或等于被控制电路的电流，若是电感性负载，则应降低到额定电流50%以下使用。
5.开关电源
开关电源在电气线路设计中的合理使用非常重要，原则上系统的输入/输出用电源要尽可能采用不同的电源，即每台机床至少有两个开关电源，一个供系统、I/O单元模块、面板、光栅接口及输入X地址使用，另一个给出Y（DOCOM）地址提供电源，驱动柜内或机床外围元件。不要简单地增加电源容量，严禁电源并联使用。
6.变压器
在数控机床上常用两种变压器：　机床控制变压器和三相伺服变压器。
三、 电柜元器件分布要求及设计规范
对于元器件的分布，一般根据以下原则进行布局：　
① 通过强电流和弱电流的元器件尽量分开。
② 同一类元器件尽量紧靠安装，断路器和断路器安装在一起，继电器和继电器安装在一起，线端子排尽量布置在一排等。
③ 查看元器件的规格说明书，查是否有对空间和环境的特殊要求。
④ 元器件布局时，须要考虑到布线简洁、方便，节约成本且维修方便。
⑤ 电气设备应有足够的电气间隙以保证设备安全可靠地工作。
⑥ 电气元器件及其组装板的安装结构应尽量考虑方便正面拆装。如有可能，元器件的安装紧固件应能在正面紧固及松脱。
⑦ 各电气元器件应能单独拆装更换，而不影响其他元器件及导线的固定。
任务实施
一、 准备工作
1.技能准备
2.设备与材料准备
3.工具与场地准备
二、 实施步骤
1.任务讲解
本任务将对850型数控加工中心各电源回路从以下几个角度进行分析：
① 所需电源的类型。
② 所需电源控制元器件的选型依据及相关的技术指标。
Step 1电源电路分析
Step 2 典型数控机床电柜布局
2.训练目的
① 掌握数控机床电源电路设计的方法。
② 掌握数控机床电源电路元器件选择方法。
3.训练项目
任务二 机床控制电路设计
知识链接
一、 伺服放大器与控制器之间的FSSB电缆连接
伺服放大器与控制器之间的FSSB电缆连接举例如图
1.αi系列放大器连接
αi系列伺服放大器连接举例
2.βiSVSP伺服放大器连接
βiSVSP伺服放大器连接如图
3.βiSV伺服放大器连接
对不带主轴的βiSV伺服放大器是单轴型或双轴型，伺服放大器型号。
主断路器接通后，CZ7-1接口输入伺服放大器控制用交流200V电压。
CZ7-3接口输出连接伺服电机。
通过交流200V引入直流24V，作为控制电源。
通过CZ7-2接口连接放电电阻。
CX29为电磁接触器控制接口。
急停CX30接口定义。
CXA19B接口连接电池盒。
主断路器接通后，CZ4接口输入伺服放大器控制用交流200Ⅴ电压。
二、 I/O接口连接
1.输入信号的连接
FANUC的 I/O单元模块的输入信号有漏型和源型两种（如果是交流输入型的单元则没有源漏之分），一般采用漏型输入。
2.输出信号的连接
FANUC的 I/O单元模块的输出信号有源型和漏型两种，一般采用源型输出。
3.I/O单元模块连接
I/O单元模块一般通过I/O Link进行连接。I/O Link是由一台主控器和每个通道最多16组的从控器组成的。
4.机床常用I/O单元模块的连接
（1） 0i-D系列I/O单元模块
(2) 操作盘用I/O单元模块
（3） 标准机床操作面板
5.其他道路的连接
机床控制电路中有些功能是具有共性的，下面介绍实现这些功能所用电路的连接方法。
（1） 紧急停止
如果按下机床操作面板上的紧急停止按钮，则机床立即停止移动。紧急停止按钮被按下时即被锁定。解除锁定的方法随机床制造商的不同而有差异，但通常扭转按钮可解除锁定。
（2） 超程
当刀具超过机床极限开关设定的行程终点后试图继续移动时，极限开关启动，刀具减速并停止移动，同时显示超程报警。
（3） 电机制动
机床上的垂直轴和斜轴所配置的伺服电机需带抱闸。
任务实施
一、 准备工作
1.技能准备
2.设备与材料准备
3.工具与场地准备
二、 实施步骤
1.任务讲解
Step 1典型数控机床伺服控制电路分析
850型数控加工中心的图纸可得伺服元件列表。
Step 2典型I/O单元模块控制电路分析
850型数控加工中心的图纸可得I/O单元模块组成。
2. 训练目的
① 掌握FANUC系统相关控制电路设计方法。
② 掌握功能电路的连接及上电方法。
③ 掌握FANUC系统元件的硬件连接方法。
3.训练项目
六、课后作业
1．FANUC数控系统所用的电缆的种类和用途？
2.数控机床电气原理图都需要分析哪些内容？
3.电气控制系统的装接步骤。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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