单元四 典型数控机床电气结构和组成识读
一、单元学习任务
1.掌握教学用CJK6032型数控车床的电气结构和组成。
2.掌握教学用ZJK7352型数控铣床的电气结构和组成。
3.了解数控机床电气元件安置的方法和注意事项。
二、单元学习目标
1.知道CJK6032型数控车床的规格和技术参数。
2.知道ZJK7352型数控铣床的规格和技术参数。
3.了解数控机床常用的电动机及其驱动器的类型和参数意义。
4.可以独立分析CJK6032型数控车床的电气结构。
5.可以独立分析ZJK7352型数控铣床的电气结构。
三、着重关注的引导性问题
1.CJK6032型数控车床有几个电动机？在机床上分别指出电动机安装的位置。
2.仔细查看CJK6032型数控车床各个电动机的铭牌，将其抄写在课业文本页上，解释铭牌上各个参数的含义。
3.打开CJK6032型数控车床的电气柜，认真查看电气柜内的各种电气元件，在课业文本页上写下这些元件的名称和序号。
4.CJK6032 型数控车床电气柜有 6 个外部信号输入接口，分析这些输入信号的含义，了解数控系统、各个电动机及电源信号是如何接入机床电气柜的。
5.查看CJK6032型数控车床每个进给轴行程开关的安装位置，理解行程开关对数控机床的保护作用。
6.分析CJK6032型数控车床的电气柜内电动机驱动器的数量和类型，在课业文本页上写下这些驱动器的铭牌数据，并上网查找这些驱动器的使用说明书，了解它们的使用方法。
7.ZJK7352型数控铣床有几个电动机？在机床上分别指出电动机安装的位置。
8.仔细查看ZJK7352型数控铣床各个电动机的铭牌，将其抄写在课业文本页上，解释铭牌上各个参数的含义。
9.打开ZJK7352型数控铣床的电气柜，认真查看电气柜内的各种电气元件，在课业文本页上写下这些元件的名称和序号。
10.分析ZJK7352型数控铣床电气柜是如何将数控系统、各个电动机及电源等信号接入机床电气柜的。
11.查看ZJK7352型数控铣床每个进给轴行程开关的安装位置，理解行程开关对数控机床的保护作用。
12.分析ZJK7352型数控铣床的电气柜内电动机驱动器的数量和类型，在课业文本页上写下这些驱动器的铭牌数据，并上网查找这些驱动器的使用说明书，了解它们的使用方法。
13.在课业文本页上分别画出CJK6032型数控车床和ZJK7352 型数控铣床的电气元件布置图。
四、单元学习知识基础
（一）CJK6032型数控车床的电气结构和组成
数控车床的整体结构组成基本与普通车床相同，同样具有床身、主轴、刀架及其拖板、尾座等基本部件，但数控柜、操作面板及显示监控器等却是数控机床特有的部件。即使对于机械部件，数控车床和普通车床也具有很大的区别。如数控车床的主轴采用变频或伺服实现无级调速，主轴箱内的机械式齿轮变速部件进行了简化，车螺纹不再另配丝杆和挂轮；刀架移动拖板箱的横、纵向运动由数字脉冲控制的电动机进行驱动，刻度盘式的手摇移动调节机构也已被脉冲触发计数装置所取代。CJK6032型数控车床外形图如图4-1所示。
图4-1 CJK6032型数控车床外形图
如图4-1所示CJK6032型数控车床为两坐标联动的经济型变频主轴数控车床，适用于金属及其他材料的车削加工。CJK6032型数控车床采用世纪星HNC-21T型数控系统，主轴由变频电动机驱动，其中有高、低两挡变速，四刀位电动回转刀架，对各种盘类、轴类零件，可自动完成内、外圆柱面、圆弧面、螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩、铰孔等工作。CJK6032-4型数控车床的技术参数见表4-1。
表4-1 CJK6032-4型数控车床的技术参数表
续表
CJK6032-4型数控车床电气元件分布图如图4-2所示。
图4-2 CJK6032-4型数控车床的电气元件分布图
根据第三单元的学习方法，认真记录电气柜内的各种电气元件，特别是各个电动机的驱动器，如图4-2中①、②所示，分析驱动器各个接口的作用，并上网查询这些型号驱动器的使用说明书，了解不同驱动器的相同点和不同点。
如图4-3所示为CJK6032-4型数控车床的电气柜外部信号的输入接口图，一共有9根电缆线输入，如图4-3中①~⑨所示，认真查看这些电缆线的出处，分析这些电缆线的含义，了解数控机床电气柜的互换性。
图4-3 CJK6032-4型数控车床的电气柜外部信号输入接口图
如图4-4所示为CJK6032-4型数控车床行程开关的安装位置图，如图4-5所示为机床工作台上触点按压下的状态，当工作台移到行程开关位置，触点会被行程开关压下，PLC状态会发生改变，由此检测是否超程。
图4-4 CJK6032-4型数控车床行程开关的安装位置图
图4-5 机床工作台上触点按压下的状态
（二）ZJK7532型数控钻铣床的电气结构和组成
ZJK7532型数控钻铣床是华中数控公司研制的一种经济型数控铣床，主要由CNC系统、主轴电动机、各进给轴电动机、控制电柜、轴拖板及机床本体等组成，如图4-6所示。各进给轴用步进电动机驱动，是典型的开环控制机床，采用通用PC和华中数控公司开发的HNC-M控制软件直接联机控制。该机床可实现钻削、铣削、铣孔、扩孔、铰孔等多工序的自动工作循环，既可进行铣孔，又可精确、高效地在光线平面内自动加工具有各种复杂曲线的凸轮、样板、压模、弧形槽等零件，是集钻、铣、镗等多功能于一体的金属加工机床。
图4-6 ZJK7532型数控钻铣床外形图
ZJK7532型数控钻铣床的技术参数见表4-2。
表4-2 ZJK7532型数控钻铣床的技术参数表
续表
下面这些图（图4-7~图4-11）是ZJK7532型数控钻铣床的电气柜外部信号的输入接口图，一共有 9 根电缆线输入，如图中①~⑨所示，认真查看这些电缆线的出处，分析这些电缆线的含义，了解数控机床电气柜的互换性。
图4-7 X轴电动机电缆输入接口图
图4-8 各种信号输入接口图
图4-9 X轴电动机电缆输入电柜接口图
图4-10 Y轴电动机等电缆输入电柜接口图
图4-11 NC系统电缆输入电柜接口图
如图4-12所示为ZJK7532型数控钻铣床电气元件分布图，分析这些元器件的功能和作用。
图4-12 ZJK7532型数控钻铣床电器的元件分布图
根据第三单元的学习方法，认真记录电气柜内的各种电气元件的型号，特别是各个电动机驱动器的型号，如图4-12所示，分析驱动器各个接口的作用，并上网查询这些型号驱动器的使用说明书，了解不同驱动器的相同点和不同点。
五、单元学习活动
本单元主要是以小组自学的形式，通过对实际机床的亲身查看较为细致地记录数控机床上常用的各种电气元件及各种电动机和驱动器的型号，每个小组要认真思考数控机床上各个电动机、行程开关、CNC系统等是如何和电气柜连接的，了解数控机床电气结构设计方法，并根据电气柜内元件的实际位置画好机床电气元件分布图，了解数控机床电气柜元件安置的方法和注意事项。学习活动计划见表4-3。
表4-3 单元学习活动计划
六、单元学习的资源要求
（一）学习所需的场所、设备及工具
本单元学习实践部分涉及数控实训车间的机床设备，计划和总结阶段可在数控原理实训室开展。
数控原理实训室应配置工具展柜和资料柜，以提供常用电工工具和仪器仪表、机床常用电气元件实物和阅读学习所需要的各类资料。
根据个性教学的特殊需要，最好配置能进行网络资料查询的计算机。
（二）技术资料
设备使用说明书、维护保养手册、电气原理图、电气元件安装图和接线图，安全操作规程、岗位职能要求及相关管理资料等；开展单元学习活动所需的学习指南、卡片纸及课业工作页（课业练习）等。
七、单元学习的考核评价
单元学习的考核评价不要仅仅局限于对学习结果的考评，更要注重工作学习活动的参与过程。考评围绕学习活动的各个环节，根据参与程度、工作学习态度、学习方法与技巧、小组合作情况、目标实现状况等全面考评，本单元主要考评项目组成参考如下。
成果评定：根据课业学习及工作页内容完成的质量情况进行评定，占60%；
学生自评：学生根据评分标准，对实施过程进行自评，给出相应的成绩，占10%；
学生互评：学生间互相交流，互相评价，占10%；
教师评价：教师根据学生的学习态度、工作态度、团队协作精神、出勤率、敬业爱岗和职业道德等情况，结合工作任务实施过程的各个环节进行评价，占20%。