防护门双手操作电路控制优化

1.防护门控制

①基本要求。除了简单的国产普及型数控机床外，其他数控机床原则上都需要安装安全防护门，以防止切屑、冷却液乃至刀具、工件飞溅可能对操作者造成的伤害，确保操作者的人身安全。

安全防护门应具有安全锁定装置，确保在进行危险的生产过程、操作前，安全门始终处于锁定状态，防止未授权的进入或错误打开。安全防护门一旦打开，有可能产生危险的机械部件运动（如主轴、刀具的旋转和移动）必须立即停止。

图5.2-9 标准安全电路

a）交流控制 b）直流控制

安全防护门控制装置必须带有操作保护机构，应通过密码、维修钥匙等方式防止意外操作。如使用无操作保护的常规控制器件，设计者至少应通过隐蔽安装的方法，来保证其操作安全。安全防护门控制同样需要使用安全电路和电器，并采用冗余设计的电路，其形式与紧急分断类似。

②控制电路。简单的防护门控制电路可通过前述图5.2-7b所示的电路实现，它需要采用2只带提前吸合常开触点和缓慢释放常闭触点的中间继电器。由于继电器不满足强制执行条件，且未采用行程开关触点的冗余输入，因此，在安全性要求较高的设备上，需要采用图5.2-10所示的电路。

在图5.2-10a所示的电路中，门开关采用了常开/常闭冗余输入控制。在任何时刻，只要防护门打开，S1将压合、S2将释放，起动继电器K1吸合、K2和K3断开，电路处于准备状态，分断触点输出断开。当防护门关闭时，S1释放、S2压上，K1断开、K2、K3通过延时释放的K1常开触点接通并自锁，安全触点输出接通。由于该电路中的K1在S1（门打开）释放后将立即断开，故S2（门关闭）必须在K1常开触点的释放延时内闭合，否则K3将无法接通；此外，当防护门关闭后，如果S1、S2出现抖动，也将直接导致K3的释放。由于电路对S1、S2的信号要求较高，因此，在实际机床上使用较少。

图5.2-10b为防护门标准控制电路。防护门打开时，S1压合、S2释放，起动继电器K1吸合并自锁、K2和K3断开，电路进入准备状态，安全触点输出断开。防护门关闭时，如只有S1（门打开）释放或S2（门关闭）压合信号，K1可始终通过自锁触点保持接通，当防护门完全关闭、S1释放、S2压合后，K2、K3将通过延时释放的K1常开触点接通并自锁，K1被断开，分断触点输出接通。由于电路中的K1起动信号和K2、K3的起动信号都有相应的自锁回路，因此，它对S1、S2的信号同步无要求，并消除了S1、S2抖动的影响，其可靠性较高、适用面较广。

图5.2-10 防护门控制电路

a）参考电路 b）标准电路

2.双手操作(www.xing528.com)

（1）基本要求

数控机床的液压夹具、卡盘、自动换刀装置、工作台交换装置等部件的动作，可能对人体产生伤害或危险，它必须采用双手操作电路进行控制，以确保操作时操作者能使双手远离危险区域。双手操作按钮安装必须满足图5.2-11所示的条件。

安全标准规定，对于无保护罩的双手操作按钮，按钮的间距必须大于等于人手臂的长度550mm；如间距小于550mm，则必须安装保护罩；从而使得单手操作不仅不允许，而且也不可能。

双手操作一般采用蘑菇头按钮，但不能使用红色、也不能自锁。双手操作的安全电路对按钮的输入同步有规定的要求，两个按钮必须在0.5s内同时操作，才能接通安全触点，任意一个按钮单独操作或两按钮操作的间隔大于0.5s，安全触点输出即断开，相关部件不允许动作；此时必须同时释放两个主令电器后，才允许进行再次执行相关动作。

图5.2-11 双手操作按钮的安装要求

（2）控制电路

双手操作同样需要采用冗余设计的电路，它通常使用电磁式安全继电器组合装置或电子式安全继电器。作为参考，在功能要求相对较简单的场合，也可以使用图5.2-12所示的电路。

图5.2-12 双手操作电路

a）控制电路 b）输出信号

图中的断电延时时间继电器K1，用来控制S1、S2的输入同步，其常开触点的释放延时应调整为0.5s。

电路的双手操作触点输出信号如图5.2-12b所示。当双手按钮S1、S2同时释放时，时间继电器K1将吸合，电路进入准备状态。操作S1、S2中的任意一个，K1即断开，相应的控制继电器通过K1的延时释放常开触点接通并自锁；此时，如另一个按钮在0.5s内被操作，其控制继电器也可通过K1的延时释放常开触点接通并自锁；因此，输出触点将接通，直至S1、S2中的任意一个按钮被释放。如果在一个按钮接通期间，释放了另一按钮、并再次接通；或者，S1、S2的操作时间间隔大于0.5s；由于K1的延时释放触点已断开，故均不能输出触点信号。