淺談機床控制電箱的制作工藝及規程

魏廣元+趙巍

摘要：本文從控制電箱的排版、電器元件的安裝、線槽的安裝、電器元件的緊固、電箱的接線等方面論述數控機床控制電箱的制作工藝及規程。

關鍵詞：機床 控制電箱 工藝及規程

0引言

“控制電箱已成為工業控制系統中最重要的部件之一”。當前，市場需要上與系統配套的控制電箱制作尚無權威統一的工藝規范。有時把一個系統的電箱分包給不同制造商后，由于一開始設計人員就提不出能體現其特點的工藝制作要求，即使有這種愿望，也只能是口頭上的關于導線截面、基本的保護和防護要求，最后形成了一個系統的不同電箱的制作工藝是隨著供貨商的制作水平不同而明顯的不同，沒有整一性。這時電箱基本工藝規范的統一，就顯得尤為重要。

如果能實行電箱基本工藝規范的統一，也將給調試、安裝、現場維護和維修帶來極大方便。因為電箱最后的維護和維修都是由一線的電工人員直接操作。一個電工維修人員對設備的維修效率除了對線路的熟悉程度和個人的經驗外，就是電箱本身的制作是否遵照工藝規程。如果統一了制作規程，不僅能提高現場柜內維修的效率，并能降低新電柜對新手帶來的門檻，還能縮短基層維修電工班組熟悉系統的時間。這些也可以歸結為管理上的一句話“一切為用戶著想”。

1 電箱的排版

電箱內的元件排版，首先應考慮到元件的布置對線路走向和合理性的影響。對大截面導線轉彎半徑的考慮，對強弱電元件之間的距離放置，對發熱元件的方向布置，為最大限度的防干擾對PLC和其他儀器儀表相對于主回路和易產生干擾源元件之間的布置等等，這些都成為排版布置時必須綜合考慮的問題。

在實際的應用中，使用CAD這個工具來進行排版，最大的優點就是效率的提高。以前排版都要等到元件和材料完全到位后才能開始進行，而且還要把元器件來回擺放進行對比。這樣很花時間，而且人的效率很低。自從使用CAD圖庫進行排版后，這些工作都能在接受到圖紙后立即進行，而且排版方案的修改非常的簡單。即使元器件不能立即到位時，也可以直接在底板上進行放樣，元器件一到馬上就能固定，提高了時間和人的利用率，甚至這個工序已經前移到設計環節中，為設計人員直接提供排版方案，使得設計人員能夠把電箱的外形和尺寸最優化。這會縮短整個產品的開發時間并且這可能進行并行工作！

2 電器元件的安裝

電器元件的安裝應遵循以下一些基本原則：

① 電器元件及其安裝電盤的安裝結構應盡量考慮進行正面拆裝。

② 電器元件的安裝應符合產品使用說明書的規定，無明確規定時，宜垂直安裝，其傾斜度不應大于5°。

③ 制動電阻等電熱元件安裝一般應安裝在散熱良好的箱子的上方，安裝方向及位置應考慮到利于散熱并盡量減少對其它元件的熱影響，兩個發熱元件之間的連線應采用耐熱導線或裸銅線套瓷管。

④ 箱內的PLC等電子元件的布置要盡量遠離主回路、開關電源及變壓器，不得直接放置或靠近箱內其他發熱元件的對流方向。

⑤ 低壓電器根據其不同的結構，可采用支架、金屬板、絕緣板固定在墻、柱或其它建筑構件上。金屬板、絕緣板應平整。當采用導軌支撐安裝時，導軌應與低壓電器匹配，并用固定夾或固定螺栓與電盤緊密固定，嚴禁使用變形或不合格的導軌。

⑥ 系統或不同工作電壓電路的熔斷器應分開布置。不同電壓等級的熔斷器要分開布置，不能交錯混合排列。

⑦ 強弱電端子應分開布置；當有困難時，應有明顯標志并設空端子隔開或設加強絕緣的隔板。

⑧ 端子應有序號，端子排應便于更換且接線方便；離地高度宜大于350mm。.

3 線槽的安裝

線槽的安裝應遵循以下一些基本原則：

① 線槽應平整、無扭曲變形，內壁應光滑、無毛刺。

② 線槽的連接應連續無間斷。每節線槽的固定點不應少于兩個。在轉角、分支處和端部均應有固定點，并緊貼墻面固定。線槽接口應平直、嚴密，槽蓋應齊全、平整、無翹角。

③ 固定或連接線槽的螺釘或其他緊固件，緊固后其端部應與線槽內表面光滑相接。

④ 線槽敷設應平直整齊，水平或垂直允許偏差為其長度的2‰，全長允許偏差為20mm。并列安裝時，槽蓋應便于開啟。線槽的出線口應位置正確、光滑、無毛刺。

⑤ 斷路器和接觸器等元件的接線端子與線槽直線距離為30mm。其他載流元件與線槽直線距離為25-30mm，控制端子與線槽直線距離20mm，動力端子與線槽直線距離25-30mm。

⑥ 中間繼電器和其他控制元件與線槽直線距離20mm。

⑦ 連接元件的銅接頭過長時，應適當放寬元件與線槽間的距離。

4 電器元件的緊固

電器元件的緊固應遵循以下一些基本原則：

① 緊固件應采用鍍鋅制品或其他可靠的金屬防蝕層，并應采用標準件。

② 螺栓規格應選配適當，電器的固定應牢固、平穩。

③ 固定低壓電器時，不得使電器內部受額外應力。

④ 電器元件的安裝緊固應做成能在正面緊固及松托，固定方法應是可拆卸的。

⑤ 電器元件的緊固應設有防松裝置，一般應放置彈簧墊圈及平墊圈。彈簧墊圈應放置于螺母一側，平墊圈應放于緊固螺釘的兩側。

5 電箱的接線

電箱內的接線應遵循以下一些基本原則：

① 接線首先就是要保證導線的截面能夠承載正常的工作電流，同時要考慮到由于箱內元件的損耗發熱，使得溫度要比箱外高的特點留足余量。

② 控制線路的接線線端處理必須使用專用銅接頭和與其匹配的標準壓接工具，以對產品質量的有一個可靠的保證。

③ 導線的顏色已經有了個完整的顏色標示規程，這將統一以后的箱內導線顏色使用給現場維護和使用帶來一定程度的方便。

④ 由于箱內導線的集中排放，對于信號線的型號統一用屏蔽導線，以防干擾。

⑤ 配電板絕緣導線的最小截面積應為1.0mm2，對于低電平的電子電路允許采用截面積小于1.0mm2的導線（但不得小于電子設備制造廠對安裝導線截面的要求）。截面積不大于8mm2時，其彎曲半徑應大于其外徑的3倍。配電板面板等活動部分的過渡導線，應有足夠的可繞性。

⑥ 導線應嚴格按照圖紙，正確地接到指定的接線端子上。

⑦ 進入斷路器和漏電開關的單回路線徑最小為1.5mm2。單主電路線徑最小為1.5mm2。進入變壓器初級繞組最小線徑為1.5mm2。

⑧ 工作電壓為380V及以上的電源線用黑色導線連接。導線工作電壓為AC220V和AC110V的電源線用紅色導線連接。導線工作電壓為DC24V電源線用蘭色導線連接。

⑨ 避免將幾根導線接到同一接線端子上，一般元件上的接頭不宜超過2～3個。當幾個導線接頭接到同一接線柱上時，接觸應平貼、良好。

6 結束語

“機床控制電箱已成為數控機床控制系統中最重要的部件之一”。 如果能實行電箱基本工藝規范的統一，也將給調試、安裝、現場維護和維修帶來極大方便。因為電箱最后的維護和維修都是由一線的電工人員直接操作，一個電工維修人員對設備的維修效率除了對線路的熟悉程度和個人的經驗外，就是電箱本身的制作是否遵照工藝規程。如果統一了制作規程，不僅能提高現場箱內維修的效率，并能降低新電箱對新手帶來的門檻，還能縮短基層維修電工熟悉系統的時間。

參考文獻：

[1]劉永久.數控機床故障診斷與維修技術[M].北京：機械工業出版社，2006

[2]王隆太. 現代制造技術[M].北京： 機械工業出版社1998

[3]王潤孝，秦現生. 機床數控原理與系統 [M]. 陜西： 西北工業大學出版社 2006

[4]于萬成，王桂蓮. 數控機床結構與維修 [M].北京： 人民郵電出版社 2009