安全电路的设计优化策略

1.起/停控制与紧急分断

该机床的起动/停止控制与紧急分断电路如图5.3-3所示。图中的K1、K2、K2普通继电器控制电路，按钮S2、S3为机床起动/停止控制按钮，旋钮S100用于总电源关闭时的防护门紧急打开；触点K32为PMC输出的机床起动条件；2常开与1常闭串联冗余触点为紧急分断安全继电器组合装置K4的输出。

图5.3-3 机床起/停控制与紧急分断电路

本机床上紧急分断采用的是ELAN公司的SRB-NA-S5型安全继电器组合装置（K4），安全触点需要通过K4/1、K4/2进行扩展。K4的接通条件（T11-T12/T22）为来自机床不同操作部位的3只急停按钮（S1、S1/1、S1/2）和PMC输出的机床起动条件K32、CNC准备好信号（CNC Ready）K30的串联，其中急停按钮采用的是双常闭冗余输入；K4的启动脉冲由K1和K2动作上的时间差生成。

机床的起动过程为：接通机床总电源，CNC和PMC启动，如CNC自诊断正常，来自CNC的准备好（CNC Ready）信号输出，触点K30接通；如机床坐标轴无超程、机械手、刀库等部件的位置正确、电机保护开关未跳闸等，则PMC将输出机床起动允许信号，触点K32接通。

在以上条件满足后，如果操作面板的急停按钮复位，则安全继电器组合装置K4的起动条件满足（T11-T12/T22接通）。此时，如按下机床起动按钮S2，继电器K1接通，T33-T34接通，起动安全继电器组合装置K4；K4接通后，K4/1、K4/2亦接通，T33-T34间的起动信号被断开。紧急分断解除后，如防护门紧急打开旋钮S100处在正常位置，则K2接通并自锁，完成机床的起动过程，同时阻止了K4的重复启动操作。

机床的停止过程为：按下机床停止按钮S3，K2断电，并通过PMC程序的控制，按正常的关机步骤完成关机动作；完成后PMC输出的K32断开，安全继电器K4被断开。

如机床工作时按下急停按钮S1或S1/1、S1/2，安全继电器K4直接断开，电机制动器立即生效并制动、驱动器紧急制动，完成后PMC输出K32触点断开，保证了机床快速、可靠的停止。

2.安全防护门控制(www.xing528.com)

机床的安全防护门控制电路如图5.3-4所示。图中的VA31、VA32、VA33为防护门闭锁电磁铁，通电后可打开安全防护门；K3为安全防护门紧急打开信号，它可以在机床总开关断开的情况下工作。

图5.3-4 安全防护门控制电路

K6为安全继电器组合装置，在本机床上同样采用的是ELAN公司的SRBF-5151型安全继电器组合装置。电路同样采用了冗余设计，输入为2只开关，并采用了与紧急分断电路类似的安全电路。

电路中K6采用了2常开、1常闭触点串联的冗余输出。K6/1、K6/2为扩展安全继电器组合装置触点而设计的辅助继电器，其作用与K6相同。

电路工作过程如下：当机床电源接通后，如果机床工作状态正确，如坐标轴、主轴已经停止运动，液压、气动回路动作已结束，零件加工已经完成等，则PMC输出安全防护门打开信号，防护门闭锁电磁铁VA31～VA33接通，解除防护门闭锁。

当机床总开关未接通时，如图5.3-3中的防护门紧急打开旋钮S100处在“紧急打开”状态，则K3接通，此时可通过图5.3-1中的专门用于解除防护门互锁的电源G3，解除防护门闭锁电磁铁VA31～VA33。

以上控制电路的设计可以满足CE标准的要求。