Зачем станку кнопки и разъёмы
Кнопки дают оператору управление станком помимо программы: остановить всё одним ударом ладони, запустить шпиндель, включить насос охлаждения или выбрать режим. Разъёмы делают проводку разборной. Кабель шагового двигателя, концевого выключателя или шпинделя отсоединяется за несколько секунд, без отвёртки и без поиска нужной клеммы в шкафу.
Разборная проводка нужна при перевозке станка, замене двигателя или шпинделя и поиске неисправности: подозрительный кабель отключают и прозванивают отдельно. Но каждый разъём это ещё одна точка, где контакт может ослабнуть от вибрации, поэтому от правильного выбора и сборки зависит, будет ли станок работать без сбоев годами.
Контакты NO и NC: как читать кнопку
У кнопки с контактным блоком два состояния контакта. Нормально открытый контакт (NO) в покое разомкнут и замыкается при нажатии: так работают кнопки пуска, включения насоса, подачи сигнала в контроллер. Нормально замкнутый контакт (NC) в покое замкнут и размыкается при нажатии: так работают кнопки стоп и аварийной остановки.
На кнопке аварийной остановки в нашем каталоге два контактных блока. По принятой маркировке зелёный блок это NO, красный это NC. Маркировку перед монтажом проверяют мультиметром в режиме прозвонки: в отпущенном положении NC звонится, NO нет, в нажатом наоборот. Кнопки бывают с самовозвратом, когда контакт возвращается в исходное положение после отпускания, и с фиксацией, когда кнопка остаётся нажатой до ручного сброса.
Кнопка аварийной остановки и цепь E-stop
Кнопка аварийной остановки (E-stop) с красным грибком фиксируется в нажатом положении. Вернуть её можно только поворотом грибка по стрелкам на его поверхности. Пока кнопка нажата, станок остаётся остановленным, даже если оператор отошёл, и не запустится сам, пока причина остановки не устранена и кнопку не вернули вручную.
В цепь аварийной остановки включают только нормально замкнутый контакт. В рабочем режиме по цепи течёт ток, а нажатие кнопки её разрывает. Обрыв провода, выпавшая клемма или разъединённый разъём дают ту же реакцию: цепь разомкнута, станок стоит. Если поставить контакт NO, при обрыве провода кнопка просто перестанет работать, и об этом узнают только в аварии.
Если у станка 2 или 3 поста управления, на каждом ставят свою кнопку, а их контакты NC соединяют последовательно. Разрыв любого из них останавливает станок. Цепь E-stop разрывает катушку контактора силовой цепи или подаёт сигнал на вход аварийной остановки контроллера, а второй контакт кнопки можно занять под сигнальную лампу или отдельный сигнал в контроллер.
Пуск и стоп через контактор
Кнопки 22 мм не рассчитаны на ток двигателя или нагревателя, поэтому силовую нагрузку включает контактор, а кнопки управляют его катушкой. Классическая схема с самоподхватом: кнопка стоп (NC) и кнопка аварийной остановки (NC) включены последовательно, за ними кнопка пуск (NO), параллельно которой подключён вспомогательный контакт NO самого контактора.
При нажатии пуска катушка получает питание, контактор срабатывает и своим вспомогательным контактом шунтирует кнопку пуска. После отпускания кнопки контактор остаётся включённым. Нажатие стопа или аварийной кнопки разрывает цепь катушки, и контактор отпадает. Так же он отпадает при пропадании сети и после её возвращения сам не включится: оператор снова нажимает пуск. Это защита от самозапуска, которая обязательна для станков с вращающимся инструментом.
Кнопки 22 мм и корпуса выносных постов
Кнопки, переключатели и сигнальные лампы для пультов делают под монтажное отверстие 22 мм. Кнопку вставляют в отверстие панели, затягивают кольцевой гайкой с лицевой стороны, а контактные блоки защёлкиваются сзади. В одну панель можно ставить элементы разного назначения, и они будут одного размера.
Если в пульте нет места или кнопка нужна на другой стороне станка, её ставят в отдельный корпус. Корпус состоит из жёлтой крышки с отверстиями 22 мм и чёрного основания, крышку крепят 4 винтами по углам. Корпус на одну кнопку подходит для выносной аварийной кнопки, корпус на две кнопки для пары пуск и стоп, аварийной кнопки с лампой или переключателя режима с кнопкой. На стенках основания есть выбиваемые заглушки: одну выбивают под кабель и ставят кабельный ввод, чтобы внутрь не попадали пыль и стружка, а кабель не перетирался о край. Жёлтый цвет поста хорошо заметен, поэтому его быстро находят взглядом.
Разъёмы GX16: устройство и размеры
Круглый разъём GX16 состоит из панельной части с гайкой и кабельной части. На панельной части стоят штыри, в кабельной гнёзда. Металлический корпус соединяется накатанной накидной гайкой на резьбе M16x1, а изолятор с ключом не даёт вставить вилку повёрнутой. Номинальные значения по характеристикам разъёмов в каталоге: 7 А на контакт и 220 В.
Под панельную часть сверлят отверстие 16 мм с лыской 14.6 мм. Лыска не даёт гнезду проворачиваться, когда затягивают накидную гайку. Длина панельной части 16.5 мм, длина кабельной части 35.5 мм, кабельный ввод принимает кабель диаметром до 6.5 мм. Задняя часть вилки имеет хомут на двух винтах, который зажимает оболочку кабеля.
Разъёмы GX16 с разным числом контактов имеют одинаковый корпус и одинаковое отверстие в панели, но друг с другом не стыкуются: вилку на 4 контакта нельзя вставить в гнездо на 6. Это удобно, когда на панели рядом стоят разъёмы двигателя и датчика: перепутать кабели не получится.
Сколько контактов выбрать
Число контактов считают по проводам, которые идут через разъём, и добавляют свободный контакт, если в будущем может понадобиться ещё сигнал. Биполярному шаговому двигателю нужно 4 провода, по два на каждую обмотку. Индуктивному датчику нужно 3 провода: плюс питания, минус питания и сигнал. Механическому концевому выключателю хватает 2 проводов.
| Разъём | Что подключают | Расчёт проводов |
|---|
| GX16 на 2 контакта | питание 24 В, сигнальная лампа, механический концевой выключатель | 2 провода |
| GX16 на 4 контакта | биполярный шаговый двигатель | 4 провода обмоток |
| GX16 на 6 контактов | шаговый двигатель и механический концевой выключатель на одном узле | 4 провода двигателя и 2 провода выключателя |
| GX16 на 8 контактов | шаговый двигатель и 2 индуктивных датчика на одном узле | 4 провода двигателя, 2 общих провода питания датчиков и 2 сигнальных провода |
Силовые провода двигателя и сигнальные провода датчиков в одном разъёме допустимы на коротких отрезках, но при длинном кабеле наводки от обмоток двигателя могут давать ложные срабатывания датчиков. В этом случае двигатель и датчики разводят по отдельным разъёмам и кабелям, а кабель двигателя берут экранированный.
Штекеры шпинделя H17 и H20
Многие шпиндели для ЧПУ имеют на корпусе ответную часть круглого разъёма, а штекер ставят на кабель от частотного преобразователя. У штекеров H17 и H20 по 4 контакта: 3 для фаз двигателя U, V, W и 1 для заземления. Корпус металлический, с накатанной накидной гайкой и белой изолирующей вставкой.
| Разъём | Контакты | Номинальный ток | Назначение |
|---|
| GX16 | 2, 4, 6 или 8 | 7 А | шаговые двигатели, датчики, питание и сигналы |
| H17 | 4 | 5 А | кабель шпинделя с разъёмом H17 |
| H20 | 4 | 10 А | кабель шпинделя с разъёмом H20 |
Штекер выбирают по разъёму на шпинделе: H17 и H20 отличаются диаметром и друг к другу не подходят. Номинальный ток штекера должен быть не меньше номинального тока шпинделя с его шильдика или из паспорта. Распиновку фаз и заземления берут из паспорта шпинделя и проверяют мультиметром до подачи питания. Контакт заземления соединяют с PE частотного преобразователя и корпусом станка, кабель шпинделя берут экранированный, а экран заземляют с обеих сторон: на PE частотного преобразователя и на корпусе шпинделя.
Пайка и сборка разъёма
Перед пайкой на кабель надевают заднюю часть корпуса и термоусадочную трубку: после пайки их уже не надеть. Провода зачищают на длину хвостовика контакта, облуживают и припаивают, затем на каждую пайку надвигают и усаживают термоусадку, чтобы соседние контакты не замкнулись. Хомут затягивают на оболочке кабеля, а не на отдельных проводах: при рывке нагрузку берёт хомут, а не пайка.
Номера контактов отмечены на изоляторе. Распиновку записывают и держат одинаковой на всех разъёмах станка: тогда любой двигатель подключается к любому кабелю, а кабели можно менять местами при поиске неисправности. После сборки каждый контакт прозванивают с другого конца кабеля и проверяют, что соседние контакты не звонятся между собой.
Накидную гайку затягивают до конца: недотянутая гайка от вибрации отворачивается, и контакт начинает пропадать. Разъём двигателя нельзя отсоединять и подключать при включённом драйвере, а штекер шпинделя при включённом частотном преобразователе: разрыв цепи обмотки под током даёт искру на контактах и может вывести из строя выходные каскады.
Типичные ошибки
- Аварийная кнопка подключена контактом NO: при обрыве провода она перестаёт работать, и об этом никто не знает.
- Кнопки нескольких постов соединены параллельно вместо последовательного соединения контактов NC.
- Ток двигателя или нагревателя пропущен через контакты кнопки вместо контактора.
- Разъём двигателя отсоединён при включённом драйвере.
- Штекер шпинделя выбран с током меньше номинального тока шпинделя или не подходит по размеру к разъёму на шпинделе.
- Контакт заземления в штекере шпинделя не подключён.
- Распиновка разная на разных разъёмах станка, и при замене кабеля двигатель вращается в обратную сторону или не вращается.
- Хомут не затянут на оболочке кабеля, и пайка отрывается от рывка.
- Накидная гайка разъёма не затянута до конца и отворачивается от вибрации.
