数控机床电器控制柜的制作方法

本发明属于数控机床电气控制领域领域，尤其是涉及一种数控机床电器控制柜的电机智能控制与保护装置。

背景技术

现有技术中的数控机床电器控制柜，原来分离的接触器和热过载之前的电器连接需要人工手动连接。现有技术中，通常以单个分离的元件及模块设计，用户使用还需要进行元器件排布，电路设计，电路连线等一系列工作。

传统的接触器是机械式的开关，长期使用会带来机械磨损，内部的触点吸合时产生电弧，触点寿命也会减短。同时吸合时产生比较大的噪音。在电机控制时，如何要正反控制电机转动，则需要两个接触器配合接线使用。传统的热过载对电机起到过流保护，保护功能单一，机械式动作断开保护，原理是内部一个电阻丝，当电流过大时，电阻丝发热变大，导致缠绕在其下方的金属片受热发生形变，这时电路就断开，电机停止。由于其保护原理所致，处理异常反应较慢，保护功能单一。普通安装体积过大。现有技术是以单个分离元件及模块设计，用户使用时还需进行元器件排布，电路设计，电路连线等一系列工作。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种将控制保护高度集成的数控机床电器控制柜，解决现有技术存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种数控机床电器控制柜，包括机箱，上盖板，前盖板，设置于箱体内的交流接触器，空气开关，电源开关，其特征是：所述机箱的底板延伸出一接线端子板，机箱内设置有电机控制保护板和大功率电子管输出板。

进一步的，所述数控机床电器控制柜的机箱与接线端子板相邻的一外侧设置有输出信号板。

进一步的，所述数控机床电器控制柜的机箱还设置有wifi通讯显示板。

本发明，将控制保护高度集成在一块电路板上，集控制和保护电路一体，制作成标准产品，用户使用时只需简单接线即可，节省用户大量的现场装配时间。本发明将分离式的接触器和热过载，升级为电子式的大功率双向可控硅，传感器，微控制器和其它集成电路，从而大大减少连接线路，减少故障点，节省配线人工及电线等材料。本发明集控制和保护电路一体，这种高度集成的方案，安装和使用便捷。

本发明独立设计了一个人机交互和通络通讯的功能板卡，采用单片机技术和wifi通讯方案。通过rs485总线与电机控制保护板进行通讯，将电机参数实时的显示在lcd液晶上，通过旋钮可设置电机的参数。通过wifi模块将数据上传的互联网中的服务器，手机app可访问服务器查看相关数据，同时可发送命令通过互联网到达此功能板卡。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为具体实施例人机交互和通络通讯的功能板卡的原理示意图；

图3为本发明的系统通讯原理示意图；

图4具体实施例的控制原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明所述的数控机床电器控制柜，包括机箱2，上盖板1，前盖板3，设置于箱体内的交流接触器4，空气开关5，电源开关6，所述机箱的底板延伸出一接线端子板7，机箱内设置有电机控制保护板8和大功率电子管输出板9。所述数控机床电器控制柜的机箱与接线端子板7相邻的一外侧设置有输出信号板10。进一步的，所述数控机床电器控制柜的机箱还设置有wifi通讯显示板11。

如图2所示，本装置通过接线板7给系统供电三相220v，通过空气开关5到达开关电源6，同时三相220v到达交流接触器4。交流接触器4控制线圈接到输出输出信号板10。交流接触器4输出接到电机控制保护板8。两路开关电源6供电24v到达输出输出信号板10、大功率电子管输出板9、电机控制保护板8和显示wifi通讯板11。显示wifi通讯板11通过rs485总线与电机控制保护板8通讯。

附图中两处标5为相同的部件，为空气开关，四处标注为8也是相同的部件，为电机控制保护板。

本发明采用现代电力电子技术，传感器技术，单片机技术以及其他集成电路技术，相比现有技术至少有以下几个优点：

1.采用电力电子技术的双向可控硅方案，有效抑制开关时的电弧，非机械式的开关，大大增加了开关控制的寿命，利用多个硅管很容易集成电机的正反转控制，同时由于集成电路在现代的大规模使用，导致成本相对较低。

2.由于采用传感器和单片机技术，可快速响应多种电机异常，做到及时停机保护作用。相对传统热过载单一的电机过流保护。他除了有过流保护，还有电机缺相保护，供电三相不平衡保护等。

3.由于采用单片机技术，很容易做到数据的上传功能，实现数字化的控制。可以将电机的运行参数实时上传显示，可方便管理，问题的提前侦测。这是传统技术无法实现的。

3.高度集成的控制板卡减少了不必要的连线，减少了潜在故障点，提高了机床电气控制稳定性及机床品质。同时也节约了连接电缆数量，降低机床电气材料成本。由于采用立体安装整体设计，机床电气控制部分为独立的一个产品，可提前规模化生产成成品控制器。无需等待传统的配盘时间，可异地生产，方便产品流通。可显著提高机床生产效率。

4.电机控制保护为一块整体的控制板卡，可提前规模化生产成成品控制器。无需等待传统的配盘时间，可异地生产，方便产品流通。可显著提高机床生产效率。

5.使用mosfet管和可控硅等集成电路控制方案代替继电器控制方案，完美解决开启过程中产生的电弧，不产生电磁干扰。同时由于半导体技术的发展，相对早期继电器方案有着成本低，体积小等特点。

6.使用lcd显示技术，让传统电机运行过程中不可见的参数，变得直观可见，同时设置参数变得可视化，提高精度。

7.使用wifi加互联网技术，实现了远程监控，方便机床在运行过程中的异地管理。引入物联网的技术为机床的生产、管理、工作等，大大提高了效率。同时通过互联网可做到设备位置定位、设备运行状态监控、设备故障提前诊断预警、设备在线故障判断。

本发明独立设计了一个人机交互和通络通讯的功能板卡，采用单片机技术和wifi通讯方案。通过rs485总线与电机控制保护板进行通讯，将电机参数实时的显示在lcd液晶上，通过旋钮可设置电机的参数。通过wifi模块将数据上传的互联网中的服务器，手机app可访问服务器查看相关数据，同时可发送命令通过互联网到达此功能板卡。

与电磁式继电器比拟，功率mosfet和可控硅是一种没有机械运动，不含运动零件的继电器，但它具有与电磁继电器本质上相同的功能。是一种全部由固态电子元器件的电、磁和光特性来完成输入与输出的隔离，利用大功率三极管，功率场效应管，单向可控硅或双向可控硅等器件的开关特性，来达到无触点，无火花地接通和断开被控电路。敏捷度高，控制功率小，寿命比较高，可靠性好，切换速度可达到几毫秒至几微秒。大多数交流输出是一个零电压开关，在零电压处导通，零电流处关断，减少了电流波形的溘然间断，从而减小了开关瞬态效应。传统的机械式的继电器由于其本身的机械特性，导致动作响应相对较慢。同时在工作的过程中容易产生电弧，造成对周边电器的干扰。收本身电弧的影响，触点寿命减短。本身体积相对较大，成本相对集成控制方案要多。本发明采用大功率mosfet和可控硅方案，完美解决开启过程中产生的电弧，不产生电磁干扰。同时由于半导体技术的发展，相对早期继电器方案有着成本低，体积小等特点。