浅谈机床控制电箱的制作工艺及规程

魏广元+赵巍

摘要：本文从控制电箱的排版、电器元件的安装、线槽的安装、电器元件的紧固、电箱的接线等方面论述数控机床控制电箱的制作工艺及规程。

关键词：机床 控制电箱 工艺及规程

0引言

“控制电箱已成为工业控制系统中最重要的部件之一”。当前，市场需要上与系统配套的控制电箱制作尚无权威统一的工艺规范。有时把一个系统的电箱分包给不同制造商后，由于一开始设计人员就提不出能体现其特点的工艺制作要求，即使有这种愿望，也只能是口头上的关于导线截面、基本的保护和防护要求，最后形成了一个系统的不同电箱的制作工艺是随着供货商的制作水平不同而明显的不同，没有整一性。这时电箱基本工艺规范的统一，就显得尤为重要。

如果能实行电箱基本工艺规范的统一，也将给调试、安装、现场维护和维修带来极大方便。因为电箱最后的维护和维修都是由一线的电工人员直接操作。一个电工维修人员对设备的维修效率除了对线路的熟悉程度和个人的经验外，就是电箱本身的制作是否遵照工艺规程。如果统一了制作规程，不仅能提高现场柜内维修的效率，并能降低新电柜对新手带来的门槛，还能缩短基层维修电工班组熟悉系统的时间。这些也可以归结为管理上的一句话“一切为用户着想”。

1 电箱的排版

电箱内的元件排版，首先应考虑到元件的布置对线路走向和合理性的影响。对大截面导线转弯半径的考虑，对强弱电元件之间的距离放置，对发热元件的方向布置，为最大限度的防干扰对PLC和其他仪器仪表相对于主回路和易产生干扰源元件之间的布置等等，这些都成为排版布置时必须综合考虑的问题。

在实际的应用中，使用CAD这个工具来进行排版，最大的优点就是效率的提高。以前排版都要等到元件和材料完全到位后才能开始进行，而且还要把元器件来回摆放进行对比。这样很花时间，而且人的效率很低。自从使用CAD图库进行排版后，这些工作都能在接受到图纸后立即进行，而且排版方案的修改非常的简单。即使元器件不能立即到位时，也可以直接在底板上进行放样，元器件一到马上就能固定，提高了时间和人的利用率，甚至这个工序已经前移到设计环节中，为设计人员直接提供排版方案，使得设计人员能够把电箱的外形和尺寸最优化。这会缩短整个产品的开发时间并且这可能进行并行工作！

2 电器元件的安装

电器元件的安装应遵循以下一些基本原则：

① 电器元件及其安装电盘的安装结构应尽量考虑进行正面拆装。

② 电器元件的安装应符合产品使用说明书的规定，无明确规定时，宜垂直安装，其倾斜度不应大于5°。

③ 制动电阻等电热元件安装一般应安装在散热良好的箱子的上方，安装方向及位置应考虑到利于散热并尽量减少对其它元件的热影响，两个发热元件之间的连线应采用耐热导线或裸铜线套瓷管。

④ 箱内的PLC等电子元件的布置要尽量远离主回路、开关电源及变压器，不得直接放置或靠近箱内其他发热元件的对流方向。

⑤ 低压电器根据其不同的结构，可采用支架、金属板、绝缘板固定在墙、柱或其它建筑构件上。金属板、绝缘板应平整。当采用导轨支撑安装时，导轨应与低压电器匹配，并用固定夹或固定螺栓与电盘紧密固定，严禁使用变形或不合格的导轨。

⑥ 系统或不同工作电压电路的熔断器应分开布置。不同电压等级的熔断器要分开布置，不能交错混合排列。

⑦ 强弱电端子应分开布置；当有困难时，应有明显标志并设空端子隔开或设加强绝缘的隔板。

⑧ 端子应有序号，端子排应便于更换且接线方便；离地高度宜大于350mm。.

3 线槽的安装

线槽的安装应遵循以下一些基本原则：

① 线槽应平整、无扭曲变形，内壁应光滑、无毛刺。

② 线槽的连接应连续无间断。每节线槽的固定点不应少于两个。在转角、分支处和端部均应有固定点，并紧贴墙面固定。线槽接口应平直、严密，槽盖应齐全、平整、无翘角。

③ 固定或连接线槽的螺钉或其他紧固件，紧固后其端部应与线槽内表面光滑相接。

④ 线槽敷设应平直整齐，水平或垂直允许偏差为其长度的2‰，全长允许偏差为20mm。并列安装时，槽盖应便于开启。线槽的出线口应位置正确、光滑、无毛刺。

⑤ 断路器和接触器等元件的接线端子与线槽直线距离为30mm。其他载流元件与线槽直线距离为25-30mm，控制端子与线槽直线距离20mm，动力端子与线槽直线距离25-30mm。

⑥ 中间继电器和其他控制元件与线槽直线距离20mm。

⑦ 连接元件的铜接头过长时，应适当放宽元件与线槽间的距离。

4 电器元件的紧固

电器元件的紧固应遵循以下一些基本原则：

① 紧固件应采用镀锌制品或其他可靠的金属防蚀层，并应采用标准件。

② 螺栓规格应选配适当，电器的固定应牢固、平稳。

③ 固定低压电器时，不得使电器内部受额外应力。

④ 电器元件的安装紧固应做成能在正面紧固及松托，固定方法应是可拆卸的。

⑤ 电器元件的紧固应设有防松装置，一般应放置弹簧垫圈及平垫圈。弹簧垫圈应放置于螺母一侧，平垫圈应放于紧固螺钉的两侧。

5 电箱的接线

电箱内的接线应遵循以下一些基本原则：

① 接线首先就是要保证导线的截面能够承载正常的工作电流，同时要考虑到由于箱内元件的損耗发热，使得温度要比箱外高的特点留足余量。

② 控制线路的接线线端处理必须使用专用铜接头和与其匹配的标准压接工具，以对产品质量的有一个可靠的保证。

③ 导线的颜色已经有了个完整的颜色标示规程，这将统一以后的箱内导线颜色使用给现场维护和使用带来一定程度的方便。

④ 由于箱内导线的集中排放，对于信号线的型号统一用屏蔽导线，以防干扰。

⑤ 配电板绝缘导线的最小截面积应为1.0mm2，对于低电平的电子电路允许采用截面积小于1.0mm2的导线（但不得小于电子设备制造厂对安装导线截面的要求）。截面积不大于8mm2时，其弯曲半径应大于其外径的3倍。配电板面板等活动部分的过渡导线，应有足够的可绕性。

⑥ 导线应严格按照图纸，正确地接到指定的接线端子上。

⑦ 进入断路器和漏电开关的单回路线径最小为1.5mm2。单主电路线径最小为1.5mm2。进入变压器初级绕组最小线径为1.5mm2。

⑧ 工作电压为380V及以上的电源线用黑色导线连接。导线工作电压为AC220V和AC110V的电源线用红色导线连接。导线工作电压为DC24V电源线用兰色导线连接。

⑨ 避免将几根导线接到同一接线端子上，一般元件上的接头不宜超过2～3个。当几个导线接头接到同一接线柱上时，接触应平贴、良好。

6 结束语

“机床控制电箱已成为数控机床控制系统中最重要的部件之一”。 如果能实行电箱基本工艺规范的统一，也将给调试、安装、现场维护和维修带来极大方便。因为电箱最后的维护和维修都是由一线的电工人员直接操作，一个电工维修人员对设备的维修效率除了对线路的熟悉程度和个人的经验外，就是电箱本身的制作是否遵照工艺规程。如果统一了制作规程，不仅能提高现场箱内维修的效率，并能降低新电箱对新手带来的门槛，还能缩短基层维修电工熟悉系统的时间。

参考文献：

[1]刘永久.数控机床故障诊断与维修技术[M].北京：机械工业出版社，2006

[2]王隆太. 现代制造技术[M].北京： 机械工业出版社1998

[3]王润孝，秦现生. 机床数控原理与系统 [M]. 陕西： 西北工业大学出版社 2006

[4]于万成，王桂莲. 数控机床结构与维修 [M].北京： 人民邮电出版社 2009