机床电气控制系统的工艺设计

工艺设计的目的是为了满足电气控制设备的制造和使用要求。工艺设计的依据是电气原理图及电气元件目录表。工艺设计时，一般先进行电气设备总体配置设计，而后进行电气元件布置图、接线图、电气箱及非标准零件图的设计，再进行各类元器件及材料清单的汇总，最后还要编写设计说明书和使用说明书，从而形成一套完整的设计技术文件。
1、电气设备总体配置设计
各种电动机及各类电器元件根据各自的作用，都有移动的装配位置，在构成一个完整的电气控制系统时，必须划分组件，同时要解决组件之间以及电气箱与被控制装置之间的接线问题。通常可分成以下几种组件：
①机床电器组件。拖动电动机与各种执行元件（电磁阀、电磁铁和电磁离合器等）以及各种检测元件（行程开关、速度和温度继电器等）必须安装在机床相应部位，它们构成了机床电器组件。
②电器板和电源板组件。各种控制电器（接触器、中间继电器和时间继电器等）以及保护电器（熔断器、热继电器和过电流继电器等）安装在电气箱，构成一块或多块电器板（主板），而控制变压器及整流、滤波元件也安装电气箱内，构成电源板组件。
③控制面板组件。各种控制开关、按钮、指示灯、指示仪表和需要经常调节的电位器等，必须安装在控制台面板上，构成控制面板组件。
各组件板和机床电器相互间的接线一般采用接线端子板，以便接拆。
总体配置设计是以电气系统的总装配图与总线接线图形式来表达的，图中应以示意形式反映出电气部件（如电气箱、电动机组、机床电器等）的位置及接线关系，以及走线方式和使用管线要求等。
2、电气元件布置图的绘制
电气元件布置图是某些电器元件按一定原则的组合。同一组件电器元件的布置应注意：
①需要经常维护、检修和调整的电器元件的位置不宜过高过低。
②体积大和较重的电器元件应安装在电器板的下面（一般电器板在电气箱内垂直安装，以便通风散热、接线和维修），而发热元件应安装在电器板的上面。
③电器元件布置不宜过密，对易产生分弧的接触器和自动开关尤其要注意。若采用板前走线槽配线方式，应适当加大各排电器间距，以利布线和维护，同时还应考虑整齐、美观。
④原理图中靠近的电器元件，应尽量布置得近些，以缩短接线。
布置图是根据电器元件的外形绘制，并标出各元件间距尺寸。每个电器元件的安装尺寸及公差范围，应严格按标准标出，作为底板加工依据，以保证各电器的顺利安装。
在电气布置图设计中，还要根据本组件进出线的数量和采用导线规格，选择进出线方式，并选用适当接线端子板或接插件，按一定顺序标上进出线的接线号。
3、电气接线图的绘制
电气接线图是根据电气原理图及电气元件布置图绘制的，它一方面表示出各电气组件（电器板、电源板、控制面板和机床电器）之间的接线情况，另一方面表示出各电气组件板上电器之间接线情况。因此，它是电气设备安装、进行电器元件配线和检修时查线的依据。
机床电器（电动机和行程开关等）可先接线到装在机床上的分线盒，再从分线盒接线到电气箱内电器板上的接线端子板上，也可不用分线盒直接接到电气箱。电气箱上的各电器板、电源板和控制面板之间要通过接线端子板接线。接线图的绘制还应注意以下几点：
①电器元件按外形绘制，并与布置图一致，偏差不要太大。与电气原理图不同，在接线图中同一电器元件的各个部分（线圈、触点等）必须画在一起。
②所有电器元件及其引线应标注与电气原理图相一致的文字符号及接线回路标号。
③电器元件之间的接线可直接连接，也可采用单线表示法绘制，实含几根线可从电器元件上标注的接线回路数看出来。（http://www.ippipp.com版权所有）当电器元件数量较多和接线较复杂时，也可不画各元件间的连线，但是在各元件的各接线端子回路标号处应标注另一元件的文字符号，以便识别，方便接线。电气组件之间的接线也可采用单线表示法绘制，含线数可从端子板上的回路标号数看出来。
④接线图中应标出配线用的各种导线的型号、规格、截面积及颜色等。规定交流或直流动力电路用黑线，交流辅助电路为红色，直流辅助电路为蓝色，地线为黄绿双色，与地线连接的电路导线以及电路中的中性线用白色线。还应标出组件间连线的护套材料，如橡套或塑套、金属软管、铁管和塑料管等。
4、电气箱及非标准零件图的设计
通常，机床有单独的电气控制箱。电气箱设计要考虑以下几方面的问题：
①根据控制面板及箱内各电器板和电源板的尺寸确定电气箱总体尺寸及结构方式。
②根据各电气组件的安装尺寸，设计箱内安装支架（采用角铁、槽钢和扁铁等）。
③从方便安装、调整及维修要求出发，设计电气箱门。为利于通风散热，应设计通风孔或通风槽。为便于搬动，应设计起吊钩、起吊孔、扶手架或箱体底部活动轮。
④结构紧凑外形美观，要与机床本体配合和协调，并提出一定的装饰要求。
根据上述要求，先画出箱体外形草图，根据各部分尺寸，按比例画出外形图。而后进行各部分的结构设计，绘制箱体总装配图及各面门、控制面板、底板、安装支架、装饰条等零件图，这些零件一般为非标准零件，要注明加工要求如镀锌、油漆、刻字等，要严格按机械零件设计要求进行设计，所用材料有金属材料和非金属材料。
5、各类电器元件及材料清单的汇总
在电气系统原理设计及工艺设计结束后，应根据各种图样，对所需的元器件及材料进行综合统计，按类别分别作出元器件及材料清单表，以便供销和生产管理部门进行备料，这些资料也是成本核算的依据。
6、设计说明书及使用说明书的编写
设计说明书及使用说明书是设计审定及调试、安装、使用和维护过程中必不可少的技术资料。使用说明书应提供给用户。
设计说明书应包括拖动方案选择依据、设计特点、主要参数计算、设计说明书中各项技术指标的核算与评价、设备调试要求与调试方法使用维护及注意事项等内容。
使用说明书可分为机械和电气两部分，电气部分主要介绍电气结构、操作面板示意图、操作、使用、维护方法及注意事项，还要提供电气原理图和接线图等，以便用户检修。