CK516数控化车床的电气控制电路毕业设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 目 录 引 言 3 第一章 绪论 5 控系统发展简史及趋势 6 算机数控的发展 6 控未来发展的趋势 7 床数控化改造的必要性 7 观看改造的必要性 7 观看改造的必要性 7 床与生产线数控化改造的市场 8 内机床数控化改造的市场 8 口设备和生产线的数控化改造市场 8 控化改造的内容及优缺点 9 外改造业的兴起 9 控化改造的内容 9 控化改造的优缺点 9 第二章 数控机床电气控制系统综述 11 型数控机床电气控制系统 11 控机床运动坐标的电气控制 12 第 三章 床数控系统选用及连接 14 控系统选用 14 统的运动方式与伺服系统 14 机系统 14 i 系统的连接 15 第四章 控车床的电气部分设计 17 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 控车床的电气控制要求 17 控车床的电气控制方案设计 17 流伺服电机的确定 17 频器的确定 17 制变压器的确定 18 气系统框图设计 18 电主回路的设计 18 床控制电源的设计 21 服驱动系统控制设计 21 流控制回路的设计 23 轴润滑系统的控制设计 23 台的自动控制设计 24 流控制回路的辅助回路设计 25 结 论 26 致 谢 错误 !未定义书签。 参考文献 27 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 引 言 世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从年美国第台数控铣床问世至今已经历了个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族 。 由于市场竞争日趋激烈，产品更新极为迅速。随着汽车工业以及轻工消费品生产的高速增长，中小批量零件的生产及复杂零件越来越多，精度要求也越来越高， 这就要求加工设备具有很高的效率和加工精度。而传统的普通机床已远远不能满足现代生产的需要。 而以数控机床为代表的数控设备的生产与应用水平反映了一个国家的机械与电子水平。它的推广应用对于提高劳动生产率和产品质量，改变我国制造技术落后的状况起着极为重要的作用。 数控系统技术的突飞猛进为数控机床的技术进步提供了条件。为了满足市场的需要，达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求，当前，世界数控技术及其装备的发展主要体现为以下几方面技术特征： 1、高速、高效 机床向高速化方向发展，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生 产有广泛的适用性。 2、高精度 从精密加工发展到超精密加工，是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级 (10其应用范围日趋广泛。 3、高可靠性 随着数控机床网络化应用的发展，数控机床的高可靠性已经成为数控系统制造商和数控机床制造商追求的目标。对一台数控机床而言，如主机与数控系统的失效率之比为 10:1(数控的可靠比主机高一个数量级 )。此时数控系统的 要大于 时，而其中的数控装置、主轴及驱动等的 必须大于 10 万小时。 4、复合化 在零 件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升、降速上，为了尽可能降低这些无用时间，人们希望将不同的加工功能整合在同一台机床上，因此，复合功能的机床成为近年来发展很快的机种。 5、多轴化 随着 5 轴联动数控系统和编程软件的普及， 5 轴联动控制的加工中心和数控铣买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 床已经成为当前的一个开发热点，由于在加工自由曲面时， 5 轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，并且能使球头铣刀在铣削 3 维曲面的过程中始终保持合理的切速，从而显着改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率，而在 3 轴联动控制的机床 无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参予切削，因此， 5 轴联动机床以其无可替代的性能优势已经成为各大机床厂家积极开发和竞争的焦点。 6、智能化 智能化是 21 世纪制造技术发展的一个大方向。智能加工是一种基于神经网络控制、模糊控制、数字化网络技术和理论的加工，它是要在加工过程中模拟人类专家的智能活动，以解决加工过程许多不确定性的、要由人工干预才能解决的问题。 7、网络化 数控机床的网络化，主要指机床通过所配装的数控系统与外部的其它控制系统或上位计算机进行网络连接和网络控制。 8、柔性化 数控机床向柔性自动化系 统发展的趋势是：从点 (数控单机、加工中心和数控复合加工机床 )、线 (面 (工段车间独立制造岛、 体 (布式网络集成制造系统 )的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。柔性自动化技术是制造业适应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础技术。其重点是以提高系统的可靠性、实用化为前提，以易于联网和集成为目标；注重加强单元技术的开拓、完善； 机向高精度、高速度和高柔性方向发展；数控机床及其构成柔性制造系统能方便 地与 信息集成方向发展；网络系统向开放、集成和智能化方向发展 9、绿色化 21 世纪的金切机床必须把环保和节能放在重要位置，即要实现切削加工工艺的绿色化。 总之，数控机床技术的进步和发展为现代制造业的发展提供了良好的条件，促使制造业向着高效、优质以及人性化的方向发展。可以预见，随着数控机床技术的发展和数控机床的广泛应用，制造业将迎来一次足以撼动传统制造业模式的深刻革命。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第一章 绪论 根据机械设计制造及其自动化专业的教学大纲要求：本专业学生熟悉掌握机电一体化 产品的设计、制造、使用与维修，培养学生能够灵活运用所学专业课程知识，具有研究开发的综合素质与能力；这次毕业设计以 控机床设计作为课题，是我们综合运用所学的基本知识、基础理论和基本技能，提高分析解决实际问题的能力 ,提高实际工作能力的检验。是对三年学习的一个总结与回顾。 数控立式车床简介 数控立式车床特点： 该机床采用日本 统，中文液晶显示，配有刀具补偿，手动 /自动回参考点和自动诊断监视显示功能，实现机床的机电液一体化自动控制。 机床底座采用树脂砂整体式 铸件结构，对称加强筋强化加固。使机床具有高刚性、高强度、高抗振性，且具有排屑方便、不渗漏的特点。 主轴单元采用进口高刚度的短粗型主轴，主轴箱为对称式结构，悬挂在机床底座上。主轴采用 机驱动，配有西德 司两档变速箱，实现机床的低噪声、低振动、大扭矩、大功率切削的需要。 机床导轨、丝杠采用日本 司的高精度、重负荷直线滚动导轨和滚珠丝杠副。并配有德国进口六工位或八工位电动转塔刀架以及自动润滑装置定时供油润滑。 数控立式车床主要性能及使用范围： 该机床是以车削各种材料的多台阶 、多内孔的盘类、短轴类零件为主要加工对象，如齿轮毛坯、法兰盘、刹车盘等零件的外圆、内孔、外端面等的粗车、半精车和精车等工序。一次装夹可完成复杂零件的大部或全部加工要求，特别适用多品种，小批量的加工盘点。 控立式车床主要技术参数： 床身上旋转直径 800 最大加工直径 630 最大加工长度 350 主轴转速范围（无级） 50 主电机功率 22 快移速度 （纵向） Z： 10m/横向） X： 10m/ 最大行程 （纵向） Z： 600 （横向） X： 650 机床外形尺寸（长宽高） 330 280 340 机床重量 12500式数控车床具有当代同类产品的优点，机电液一体化结构，占地面积小，布局合理，安装、维修方便。机床具有高转速、大扭矩、高刚性等特点，外购件全部采用知名品牌产品，具有高可靠性和高耐用性。该车床可加工轮毂、刹车毂等各类短轴类、盘类零件，车削螺纹、圆弧、圆锥、回转体的内外曲面、端面沟槽、钻、扩、铰等，适用于形状复杂的中小批量零件，以及精度、尺寸一致性要求高的大批量零件的加工。该车床在国内外汽买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 车行 业广泛应用，是一种高效、高精度、高效益、低成本，投资回报期短，性能价格比较高的机床 。 控系统发展简史及趋势 1946 年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。 6 年后，即在 1952 年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。 1数控（ 段（ 1952 1970 年）早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路 搭 成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（ C），简称为数控（ 随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即 1952 年的第一代 1959 年的第二代 1965 年的第三代 算机数控 的发展 到 1970 年，通用小型计算机业已出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（ 段（把计算机前面应有的 通用 两个字省略了）。到 1971 年，美国 司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件 用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处理器（ 又可称为中央处理单元（简称 到 1974 年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强，控制一台机床能力有富裕（故当时曾用于控制多台机床，称之为群控），不如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理 器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。到了 1990 年， （个人计算机，国内习惯称微机）的性能已发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基于阶段。 总之，计算机数控阶段也经历了三代。即 1970 年的第四代 1974 年的第五代 990 年的第六代 C（国外称为 还要指出的是，虽然国外早已改称为计算机数控（即 ，而我国仍习惯称数控（ 所以我们日常讲的 数控 ，实质上已是指 计算机数控 了。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 控未来发展的趋势 （ 1） 继续向开放式、基于 第六代方向发展 基于 具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。至少采用 作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。 所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。远程通讯，远程诊断和维修将更加普遍。 （ 2） 向高速和高精度化发展 这是适应机床向高速和高精度方向发展的需要。 （ 3） 向智能化方向发展 随着人工智能在计算机领域的不断渗透 和发展，数控系统的智能化程度将不断提高。 床数控化改造的必要性 观看改造的必要性 从微观上看，数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。 （ 1） 可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。 由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。 （ 2） 可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高 3 7 倍。 （ 3） 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容 易，不再需要 修配 。 （ 4） 可实现多工序的集中，减少零件 在机床间的频繁搬运。 （ 5） 拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。 （ 6） 由以上五条派生的好处。：降低了工人的劳动强度，节省了劳动力（一个人可以看管多台机床），减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应等等。 观看改造的必要性 从宏观上看，工业发达国家的军、民机械工业，在 70 年代末、 80 年代初已开始大规模应 用数控机床。其本质是，采用信息技术对传统产业（包括军、民机械工 业）进行技术改造。除在制造过程中采用数控机床、 ，还包括在产品开发中推行 拟制造以及在生产管理中推行 理信息系统）、 等。以及在其生买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 产的产品中增加信息技术，包括人工智能等的含量。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改造（称之为信息化），最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后 20 年。如我国机床拥有量中，数控机床的比重（数控化率）到 1995 年只有 而日本在 1994 因此每年都有大量机电产品进口。这也就从宏观上说明了机床数控化改造的必要性。 床与生产线数控化改造的市场 内 机床数控化改造的市场 我国目前机床总量 380 余万台，而其中数控机床总数只有 台，即我国机床数控化率不到 3。近 10 年来，我国数控机床年产量约为 台，年产值约为 18 亿元。机床的年产量数控化率为 6。我国机床役龄 10 年以上的占 60以上； 10 年以下的机床中，自动 /半自动机床不到 20， 自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占 60以上）。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在 10 年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。 口设备和生产线的数控化改造市场 我国自改革开放以来，很多企业从国外引进技术、设备和生产线进行技术改造。据不完全统计，从 1979 1988 年 10 年间，全国引进技术改造 项目就有 18446 项，大约 美元。这些项目中，大部分项目为我国的经济建设发挥了应有的作用。但是有的引进项目由于种种原因，设备或生产线不能正常运转，甚至瘫痪，使企业的效益受到影响，严重的使企业陷入困境。一些设备、生产线从国外引进以后，有的消化吸收不好，备件不全，维护不当，结果运转不良；有的引进时只注意引进设备、仪器、生产线，忽视软件、工艺、管理等，造成项目不完整，设备潜力不能发挥；有的甚至不能启动运行，没有发挥应有的作用；有的生产线的产品销路很好，但是因为设备故障不能达产达标；有的因为能耗高、产品合 格率低而造成亏损；有的已引进较长时间，需要进行技术更新。种种原因使有的设备不仅没有创造财富，反而消耗着财富。这些不能使用的设备、生产线是个包袱，也是一批很大的存量资产，修好了就是财富。只要找出主要的技术难点，解决关键技术问题，就可以最小的投资盘活最大的存量资产，争取到最大的经济效益和社会效益。这也是一个极大买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 的改造市场。 控化改造的内容及优缺 点 外改造业的兴起 在美国、日本和德国等发达国家，它们的机床改造作为新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步，机床改 造是个 永恒 的课题。我国的机床改造业，也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业。在美国、日本、德国，用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，已形成了机床和生产线数控改造的新的行业。在美国，机床改造业称为机床再生（ 。从事再生业的著名公司有： 床公司、 宝）服务集团、 备公司等。美国得宝公司已在中国开办公司。在日本，机床改造业称为机床改装（ 。从事改装业的著名公司有：大隈工程 集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。 控化改造的内容 机床的数控化改造主要内容有以下几点： 其一是恢复原功能，对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复； 其二是 ，在普通机床上加数显装置，或加数控系统，改造成 床、 床； 其三是翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原精度；对其不满足生产要求的 统以最新 行更新； 其四是技术更新或技术创新，为提高性能或档次，或为了使用新工 艺、新技术，在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新，较大幅度地提高水平和档次的更新改造。 控化改造的优缺 点 （ 1） 减少投资额、交货期短 同购置新机床相比，一般可以节省 60 80的费用，改造费用低。特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造，只花新机床购置费用的 1/3，交货期短。 （ 2） 机械性能稳定可靠，所利用的床身、立柱等基础件都是重而坚固的铸造构件，而不是那种焊接构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。但是受到原来机械结构的限制，不宜做突破性的改造。 （ 3） 可以采用最新的控制技术 可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机床改成当今水平的机床。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 经过大量实践证明普通机床数控化改造具有一定经济性、实用性和稳定性。其改造涉及到机械、电气、计算机等领域，是一项理论深、实践强的系统工程。在进行数控改造时，应该做好改造前的技术准备。改造过程中，机械修理与电气改造相结合，先易后难、先局部后全局。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 第二章 数控机床电气控制系统综述 型数控机床电气控制系统 一台典型的数控机床其全部的电气控制系统如图 1 所示。 数控系统 L 电气控制系统 （ 1） 数据输入装置将指令信息和各种应用数据输入数控系统的必要装置。 （ 2） 数控系统数控机床的中枢，它将接到的全部功能指令进行解码、运算，然后有序地发出各种需要的运动指令和各种机床功能的控制指令，直至运动和功能结束。 （ 3） 可编程逻辑控制器是机床各项功能的逻辑控制中心。它将来自 各种运动及功能指令进行逻辑排序，使它们能够准确地、协调有序地安全运行；同时将来自机床的各种信息及工作状态传送给 及时准确地发出进 一步的控制指令，如此实现对整个机床的控制。 （ 4） 主轴驱动系统接受来自 驱动指令，经速度与转矩 (功率 )调节输出驱动信号驱动主电动机转动，同时接受速度反馈实施速度闭环控制。它还通过 主轴的各种现实工作状态通告 以完成对主轴的各项功能控制。 （ 5） 进给伺服系统接受来自 每个运动坐标轴分别提供的速度指令，经速度与电流(转矩 )调节输出驱动信号驱动伺服电机转动，实现机床坐标轴运动，同时接受速度反馈信号实施速度闭环控制。它也通过 信，通报现时工作状态并接受 控制。 （ 6） 电器 硬件电路随着 能的不断强大，电器硬件电路主要任务是电源的生成与控买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 制电路、隔离继电器部分及各类执行电器 。 （ 7） 机床 (电器部分 )包括所有的电动机、电磁阀、制动器、各种开关等。 （ 8） 速度测量通常由集装于主轴和进给电动机中的测速机来完成。 （ 9） 位置测量采用光栅尺和数字脉冲编码器作为位置测量元件。对机床坐标轴在运行中的实际位置进行直接或间接的测量，将测量值反馈到 与指令位移相比较直至坐标轴到达指令位置，从而实现对位置的精确控制。 （ 10） 外部设备一般指 算机、打印机等输出设备 。 控机床 运动坐标的电气控制 数控机床一个运动坐标的电气控制由电流 (转矩 )控制环、速度控制环和位置控制环串联组成 。 其控制框图如图 2 所示 。 +/-+/-+/-+/-+/-+/-+/调节器前置反馈运动指令速度反馈电 流（转矩）调 节 器G 数控机床 运动坐标控制框图 （ 1） 电流环是为伺服电机提供转矩的电路。一般情况下它与电动机的匹配调节已由制造者作好了或者指定了相应的匹配参数，其反馈信号也在伺服系统内联接完成，因此不需接线与调整。 （ 2） 速度环是控制电动机转速亦即坐标轴运行速度的电路。速度调节器是比例积分 (节器，其 P、 I 调整值完全取决于所驱 动坐标轴的负载大小和机械传动系统 (导轨、传动机构 )的传动刚度与传动间隙等机械特性，一旦这些特性发生明显变化时，首先需要对机械传动系统进行修复工作，然后重新调整速度环 节器。 （ 3） 位置环是控制各坐标轴按指令位置精确定位的控制环节。位置环将最终影响坐标轴的位置精度及工作精度。位置环将最终影响坐标轴的位置精度及工作精度。这其中有两方买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 面的工作：一是位置测量元件的精度与 统脉冲当量的匹配问题。 二是位置环增益系数 的正确设定与调节。 （ 4） 前馈控制与反馈相反，它是将指令值取出部分预加到后面的调节电路， 其主要作用是减小跟踪误差以提高动态响应特性从而提高位置控制精度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 第三章 床数控系统 选用及连接 统的组成 1、 数控机床用可编程控制器（ 采用 高了 统的灵活性、可靠性和利用率，并使结构更加紧凑。 2、 驱动装置 驱动装置由执行元件 （如步进电动机、交 /直流伺服电动机）和相应的控制电路组成， 包括机床的主驱动和进给驱动。驱动装置接受来自 置的位置指令脉冲 或速度控制指令，由控制单元控制电动机，按指令要求驱动机床相关的运动部件 ，已指定速度进行位置移动或转动。 3、 置 置由硬件和软件组成。硬件由微处理器、存储器、位置控制、 输入输出接口组成。软件在硬件的支持下运行，离开软件硬件将无法工作 。在系统软件的控制下， 置对输入的加工程序自动进行处理并发出相应的控制指令及驱动控制信号。 控系统选用 统的运动方式与伺服系统 由于该机床能进行多种方式加工，故应采用连续控制系统。定位方式采用增量坐标控制。考虑机床加工精度不高，为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动 机系统 该机床采用日本 统 统特点： （ 1）系统在设计中大量采用模块化结构。 （ 2）具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力， 工作环境温度为 0 45，相对湿度为 75。 （ 3）有较完善的保护措施。 自身的系统采用比较好的保护电路。 （ 4） 统所配置的系统软件具有比较齐全的基本功能和选项功能。 （ 5）提供大量丰富的 号和 能指令。 （ 6）具有很强的 能，系统提供串行 输接口，使通用计算机 机床之间的数据传输能方便、可靠地进行，从而实现高速的 作。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 （ 7）提 供丰富的维修报警和诊断功能， 修手册为用户提供了大量的报警信息，并且以不同的类别进行分类。 i 系统的 连接 i 系统由主板和 I O 两个模块构成。 （ 1） 主板模块包括主 存、 制、 I O 制、伺服控制、主轴控制、内存卡 I F、 示等； 轴编码器主板控制单元伺服放大器伺服放大器变频器 3 控制单元主板与串行主轴及伺服轴的连接 （ 2） I O 模块包括电源、 I O 接口、通信接口、 制、显示控制、手摇脉冲发生器控制和高速串行总线等 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 ( I 单 元( 5 电 源201 24 C 电 源4 一 侧 的 D I / D 源单元手轮显示单元I/ 控制单元 I O 板与显示单元的连接图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 第四章 控车床的电气部分设计 控车床的电气控制要求 （ 1） 进给轴采用交流伺服电机控制： （ 2） 主 轴交流电 机由变频器控制，能实现正转、反转和停止，以及主轴 高 低速换档功能； （ 3） 实现自动冷却、润滑 和冲屑 功能； （ 4） 自动换刀，电动刀架采用四工位类型； （ 5） 电源的控制； （ 6） 急停、报警信号的输入等； 控车床的电气控制方案设计 流 伺服电机的确定 交流伺服电机采用日本 6 系列电机， X 轴采用 1 伺服 电机Z 轴采用 1 5伺服电机 50于伺服 电机驱动器需要提供三相 200V 的电压，所以必须采用专门定做的伺服变压器： 容量为 3于 X 轴和 2 轴伺服电机的功率之和 2 5输入端为三相 380V 交流电，输出端为三相 200V。 频器的确定 根据技术要求，主电机可采用变频器进行调速 及正反转 控制。 （ 1） 变频电机选择 4 4 电机主要数据 ： 额定电压三相 380V； 额定频率 50功率 15额定电流 恒转矩调频范围 5 50恒功率调速范围 50z。 （ 2） 变频器选择 1 1 要数据：额定容量 11额定输出电流 24A； 额定输出频率 50定电压三相 380V； 电源容量 15 （ 3） 变频器控制 的 电气 原理图如 图 5 所示 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 图 5 变频器控制的电气原理图 制变压器的确定 强电控制回路主要控制交流接触器的通断，我们采用交流 220V 的控制电源， 因此需要选择一个控制变压器：容量为 400入端为交流 380V，输出端为交 流 220V、 110V 和 24V。 气系统框图设计 图 6 电气系统框图 电主回路的设计 （ 1） 从电网上接入三相交流 380V 电源，实现到主轴电机、冷却电机、润滑电机 等的主回路。 其中主变频电机功率 15频电机风扇功率 却电机功率 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 架电机功率 轴润滑电机功率 （ 2） 总电源开关， 三相交流输入端采用电容滤除电网 高次谐波的干扰。主轴电动机和刀架电动机均为正反转控制， 冷却电动机和主轴润滑电动机 为单方向控制，所有电动机均采用 带有过载保护的自动开关。 （ 3）主轴电动机的控制 主轴电动机 的正 反转由变频器中的两个触点控制， 其控制信号来自于 两个与之相对应的两个 输出端子。 按下主轴正 转（ 反转 ） 按钮 ，经 辑处理，在其对应的输出端子上输出信号，经中间继电器，使触点通电，主轴实现正转（反转）。 主轴停止时，按下停止按钮，正转（反转）对应的输出端子上的信号消失 ，正转（反转） 中间继电器失电，导致其触点失电， 主轴停止转动。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 图 7 强电主回路 主回路设备 界限电源 总开关变频 电机变频电 机风扇冷却 电机刀架 正转刀架 反转主轴润 滑电机主轴控制 变压器控制 电压变频器买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 （ 4） 强电主回路分析 主回路中交流接触器 制主变频电机 启动和停止 ,制冷却电机 来控制刀架电动机 正反转， 来控制主轴润滑电机 . 冷却泵电动机与主轴电动机有着顺序联锁关系，即冷却泵电动机应在主轴电动机起动后才可选择起动与否 ;而当主轴电动机停止时，冷却泵电动机便立即停止 。 断路器 为电动机的过载 及短路保护 ;交流接触器 来控制刀架电动机 路器 交流接触器 2 的起动和停止，断路器 为冷却电动机的过载及短路保护。灭弧器 来保护交流接触器的主触点，防止当主触点断开时，在动、静触点间产生强烈电弧，烧坏主触点。断路器 来对整个动力线路进行过载及短路保护。 床控制电源的设计 图 8 机床控制电源图 图 8 为机床的 控制 电源线路，图中 变压器 边接三相 边三组绕组分别提供压， 开关电源供电， 工作灯供电， 电柜风扇供电，断路器 来对线路进行过载及短路保护。 服驱动系统控制 设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 图 9 伺服驱动器的连接图 图 10 伺服驱动系统的控制图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 图 10 为伺服驱动系统 控制图，其中 数控系统发出的伺服电 机正反转控制指令 , 驱动器主电路输出三相交流电（端子 A、 B、 Z）给伺服电动机供电。 A、 B、 Z 提供来自分配器的编码器信号的差分输出。 内部连接到地端子。驱动器输出 编码器电源。 流控制回路的设计 急停超程解除电源指示档位电源档位1 档位2 档位3 档位4控制电源变频器上电冲屑冷却刀架正转刀架反转液压启动20024 15 16A 13 411108 19 2021 22041 交流控制回路 图 11 为交流接触器的控制回路， 在 交流接触器的控制回路中， 交流接触器 圈和 而实现刀架电动机正反向接触器间的互锁控制 ;交流接触器 主触点吸合。继电器 点由可编程控制器或数控装置 I/来控制交流接触器 线圈得电或断电。 轴润滑系统的控制设计 2442 主轴润滑系统电气原理图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 图 12 为主轴的润滑系统电气原理图，按下 润滑电动机运动启动， 当 常开触点 滑油不足报警； 合时，润滑油路压力不正常报警； 常闭触点 开时，润滑电动机过载报警。二极管 润滑故障报警。 台的自动控制 设计32443 刀台控制电气原理图 （ 1） 图 13 为刀台的自动控制及自动换刀电 气原理图， 其中 刀架位置码， 图下方的 零件程序的正转和反转，