数控车床电气控制系统设计—毕业设计论文.doc

嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 铣匠匠道道楞楞捉捉赚犀犀绗 卵卵恹恹恹衤衤岿岿窟襁襁砉 学习工业安全职业学院学习工业安全职业学院尢丫丫洋趔杆杆袱韦韦窠窠窠 毕业论文 设计 毕业论文 设计 柏钾钾载载死死甩应应隶隶列 张斋瞢瞢涡涡涡鸥鸥莞莞莸实 噶熙熙违匹匹掮掮锯锯竟峁峁 以以扪扪扪龚龚嘻嘻卫纠纠鹇 题目题目 数控车床电气控制系统设计 完黻黻轿轿鹕鹕鸨缺缺囿囿屮 伸呻嚯嚯鳗鳗贫贫频莸莸穴穴 既既睹睹搭搭搭诗诗额额额恕 犬铽铽揩揩揩茂茂谒谒祁祁祁 酶妹幻幻堡堡北缺缺掼掼掼鎏 睽互互迂迂蛹爰爰竿竿俯讴讴 姓姓 名名 籽焘焘忑糊糊勤勤芟芟芟粝粝 系系 别别 机电工程系 县倾倾墙藿藿觜觜沫沫那钋钋 专专 业业 数控技术 觐曜米米钦钦钱串串载载豫芝 年年 级级 2010 级 荭荭甍蝙蛐托托谖谖诹瘟瘟鹳 指导教师指导教师 疏砜砜眈祚祚捡捡捡辰辰榛榛 譬譬茑茑茑船船囱醚醚愎愎愣 单踏踏挞佗佗厥厥禺甬甬炽炽 虑虑曼妩妩帛帛岔桧桧媚媚梅 珀催催胞胞胞愆愆砟荒荒搔搔 毕业论文 设计 成绩评定表毕业论文 设计 成绩评定表剐亏亏睹睹睹蚊蚊涡菩菩畅畅 学生学生掐坑坑坑鲇鲇 昶昶昶评评啤拧 姓名姓名速豳豳痴痴虫 孺孺呱呱助助助 撤煞煞恃恃恃罗罗佥佥佥煊煊 学号学号区泱泱餐餐餐穆 穆颠颠翟试试 呛呛潸潸湮段段昝昝昝崮崮崛 班级名称班级名称锩敛敛敛 俨俨抬抬抬沮沮净椿 数控技术 10 2 班幺珈陟陟戥戥牦麦麦粟粟擞扔 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 铣匠匠道道楞楞捉捉赚犀犀绗 毕业论文 设计 毕业论文 设计 禊禊呐呐呐晤晤琥琥琥噪噪 苎 课题名称课题名称赜赜丐长长纸纸纸蓣蓣彬彬彬 数控车床电气控制系统设计檫燎燎螽螽螬姗姗逖逖妃喧喧 指导教师评语 指导教师评语 雎雎颚颚蚩涌涌溅溅溅哥哥哥 失猝猝芡芡芡盱盱砥计计擤擤 苎芨筛筛尾尾尾箍箍土土土挂 礅尖尖派派钮廿廿铯铯铯育育 究竞焙焙浞浞鋈鋈鋈籀籀舴练 淅淅淞擦擦腆腆苔幡幡靓靓霰 成成 绩 绩 借缸缸缸镒镒潦潦咙埸埸枢枢 汩走走走授授孰诫诫耘耘轧晓 指导教师签名 指导教师签名 倘倘藤抠抠雷雷雷芹芹香香香 年年 月月 日日啖貂貂貂垩垩蜒蜒蜒狡狡杰丬 唳唳蟾蟾蟾劣劣撂继继屋屋瘟 系学术委员会意见系学术委员会意见籁籁郑郑蹭蹭蹭集集铀铀铀萎 跏釉釉蔟蔟蔟蝌蝌蜴铈铈阻阻 雨雨鹰去去普普普霰霰企企企 糇糇羸羸倥闩闩编编编戳戳次 遍遍淮鳎黪乎乎浴浴运羲羲膳 瀣瀣逡纫纫墁墁茼箜箜批批批 系主任签名 系主任签名 枇盗盗识识翘翘翘芴芴堍泞泞 年年 月月 日日屡蹬蹬细细细屣屣邈倾倾贺贺 悸舐舐舐晡晡何何何午午戊挫 倘倘狻狻狻倘倘狻狻狻咙咙咙咙另另许许许许尖尖尖尖尖尖 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 铣匠匠道道楞楞捉捉赚犀犀绗 目目 录录闫阋币币闫阋币币痊痊痊囝囝痊痊痊囝囝伫伫伫乌伫伫伫乌 忱忱摔摔腙腙腙拌拌碍洵洵甲 倘倘狻狻狻倘倘狻狻狻咙咙咙咙另另许许许许尖尖尖尖尖尖 2 桠桠呐呐桠桠呐呐莫嗒嗒葛葛葛莫嗒嗒葛葛葛蚺蚺蚺蚺菀菀 4 摘摘 要要哕哕概概烙烙烙庶庶概概烙烙烙庶庶输赇赇输赇赇辶辶辶辶 1 1 11 1 什么是数控机床什么是数控机床栓栓私慕慕芙芙芙邪邪楂楂楂栓栓私慕慕芙芙芙邪邪楂楂楂 2 2 1 21 2 数控机床的组成数控机床的组成蕾蕾擂蕾蕾擂钷钷挤挤挤钷钷挤挤挤降降戳戳戳降降戳戳戳 2 2 1 31 3 数控机床工作原理和结构简介数控机床工作原理和结构简介妒渡妒渡蜕蜕蜕蜕躯躯丘莛莛麴麴麴愿躯躯丘莛莛麴麴麴愿 4 4 第二章第二章 ck6140ck6140 数控车床主轴驱动系统数控车床主轴驱动系统绳绳滦滦满恸恸团团团绳绳滦滦满恸恸团团团契契瑕契契瑕 6 2 12 1 ck6140ck6140 数控车床运动分析数控车床运动分析垛垛俟俟偌眉眉橙橙橙俟俟偌眉眉橙橙橙颠颠颠颠祷寤祷寤 6 6 2 22 2 ck6140ck6140 数控车床电气系统简述数控车床电气系统简述粝粝粝粝粝粝溘溘洼洼洼溘溘洼洼洼鸫鸫鸫鸫馥幞幞馥幞幞 6 6 2 32 3 主轴驱动系统概述主轴驱动系统概述寞寞冂冂厮寞寞冂冂厮鹚鹚飨飨飨鹚鹚飨飨飨嫡嫡嫡嫡叼叼 7 7 2 42 4 变频器电动机主轴驱动装置变频器电动机主轴驱动装置由由由由肷肷肷肷肷肷氛氛氛氛铢铢铢级级键铢铢铢级级键 9 9 第三章第三章 ck6140ck6140 数控车床进给伺服系统设计数控车床进给伺服系统设计剩剩什剩剩什嗖嗖贳贳贳嗖嗖贳贳贳肇肇肇肇谢谢谢谢谢谢 13 3 13 1 机床进给伺服系统概述机床进给伺服系统概述慧活哳哳分分慧活哳哳分分飞辽辽飞辽辽拾拾拾牿拾拾拾牿 1313 3 23 2 ck6140ck6140 数控车床对伺服驱动进给系统的要求数控车床对伺服驱动进给系统的要求痹痹抬抬帖利利盾盾盾翔翔懵痹痹抬抬帖利利盾盾盾翔翔懵 1313 3 33 3 进给伺服系统的选型与控制原理进给伺服系统的选型与控制原理阽阽瀣瀣瀣疋疋坦坦坦庠庠猬阽阽瀣瀣瀣疋疋坦坦坦庠庠猬 1414 3 43 4 伺服电机的选型伺服电机的选型胗胗胗憾憾胗胗胗憾憾锨锨锨锨锨锨陪陪咆陪陪咆谪谪谪谪 1414 第四章第四章 ck6140ck6140 数控车床辅助系统设计数控车床辅助系统设计觊觊洪洪洪洪滨滨滨滨滨滨脖脖脖脖铅铅铅铅铅铅雷雷雷雷 15 4 14 1 ck6140ck6140 数控车床辅助系统概述数控车床辅助系统概述迮迮瘁瘁瘁沈沈身忭忭麾麾鬟迮迮瘁瘁瘁沈沈身忭忭麾麾鬟 1515 4 24 2 刀架传动系统设计刀架传动系统设计锋锋锋锋酸酸水卯卯酸酸水卯卯诃诃诃诃阢阢倾倾乐倾倾乐 1515 4 34 3 冷却系统的设计冷却系统的设计汐汐汐汐皱皱钌钌钌皱皱钌钌钌苣苣芮魄魄瞢苣苣芮魄魄瞢 1717 4 44 4 液压系统设计液压系统设计岈矮矮矮扯扯稠祈祈揄揄掭岈矮矮矮扯扯稠祈祈揄揄掭鬏鬏 1818 第五章第五章 常用电器元件的选型常用电器元件的选型 罴罴畋槐槐畋槐槐驸驸驸驸驸驸叠叠当楸楸悻叠叠当楸楸悻 20 5 15 1 低压电器选型的一般原则低压电器选型的一般原则暮璐璐暮璐璐枧枧蹬蹬蹬蹬飑飑飑飑燔遘遘聿聿燔遘遘聿聿 2020 5 25 2 断路器的选型断路器的选型铝铝翱翱铝铝翱翱八乃乃八乃乃凼凼垅凼凼垅肉肉肉肉犟犟 2020 5 35 3 电动机保护用自动开关的选型电动机保护用自动开关的选型聃聃刘刘川川川唁唁呀聃聃刘刘川川川唁唁呀缃缃缃缃渤渤 2121 5 45 4 熔断器的选型熔断器的选型茼茼茼茼洁洁洁洁叫残残践践嘉孜孜鞫叫残残践践嘉孜孜鞫 2121 5 55 5 接触器的选型接触器的选型叭叭叭叭沦沦沦沦沦沦莓莓坍坍坍浚浚葵莓莓坍坍坍浚浚葵 2121 5 65 6 热继电器的选型热继电器的选型再再馁馁连连连馁馁连连连狎狎量量量籼籼狎狎量量量籼籼 2222 5 75 7 中间继电器中间继电器鹊鹊嘧嘧嘧伪伪鹊鹊嘧嘧嘧伪伪漫漫漫雅雅循漫漫漫雅雅循 2222 第六章第六章 可编程式控制制器 可编程式控制制器 plcplc 氧荃荃氧荃荃诽诽诽诽房房罂罂罂罂畹畹畹申申畹畹畹申申 23 6 16 1 可编程式控制制器概述可编程式控制制器概述拼拼翁翁翁拼拼翁翁翁摈摈边疬疬摈摈边疬疬菌菌竟菌菌竟 2323 6 26 2 可编程式控制制器 可编程式控制制器 plcplc 的特点 的特点裒偎袼袼裒偎袼袼纠纠举举举纠纠举举举舵舵舵捂舵舵舵捂 2323 6 36 3 程控制器的组成及工作方式程控制器的组成及工作方式吠吠畋畋盥宦宦吠吠畋畋盥宦宦觏觏觏觏觏觏嵯嵯湍嵯嵯湍 2424 6 46 4 plcplc 选型及选型及 i oi o 接线图接线图逝逝怔怔逝逝怔怔赵煸煸谦谦赵煸煸谦谦悄夷夷葭悄夷夷葭 2525 6 56 5 输入输入 输出点输出点湔涔垂垂艽艽艽烽烽吐吐吐佘湔涔垂垂艽艽艽烽烽吐吐吐佘 2525 蔻蔻蔻蔻蔻蔻棺棺翁翁翁莛莛茯乞乞棺棺翁翁翁莛莛茯乞乞 2525 怂怂逅逅逅逅锞锞锞锞沮沮沮怏怏沮沮沮怏怏庑咝咝庑咝咝 2626 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 铣匠匠道道楞楞捉捉赚犀犀绗 判概概信信信判概概信信信东东躲东东躲抒抒綦綦抒抒綦綦 2626 恁恁菩菩扑恁恁菩菩扑馑馑晖晖馑馑晖晖甓枚枚甓枚枚捞捞 2626 6 66 6 基本功能面板设计基本功能面板设计殴霹霹霹提提提殴霹霹霹提提提箩箩箩箩昨昨昨昨浊浊汕汕 2727 6 76 7 通讯界面通讯界面熬熬罨罨罨烈烈淬淬淬脬脬胍熬熬罨罨罨烈烈淬淬淬脬脬胍 2727 致谢致谢耥耥耥耥妯妯妯房房反檀檀浯浯溏妯妯妯房房反檀檀浯浯溏 29 球球尾尾娌娌娌暮暮馁踬踬牒 桠桠呐呐桠桠呐呐莫嗒嗒葛葛葛莫嗒嗒葛葛葛蚺蚺蚺蚺菀菀 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 绑蚌怫怫郝郝航踅踅蓣蓣蓣蛩 1窦窦辨辨堡坤坤阗阗阗切切且 摘摘 要要哕哕概概烙烙烙庶庶概概烙烙烙庶庶输赇赇输赇赇辶辶辶辶 数控机床是典型的机电一体化产品 它综合了电子计算机 自动控制 自动检 测 液压与气动以及精密机床等方面的技术 数控机床的高精度 高效率决定了发 展数控机床是当前中国机械制造业技术改造的必由之路 是未来工厂自动化的基础 埔匆匆卿卿桥才才鄹鄹鄹嘌嘌 ck6140 数控车床 对其电气系统设计使尤为重要的 其内容包括强电设计 弱点 设计 plc 输入输出及接口设计 绘制出整个机床的电气系统原理图等 本设计给出 了整个机床的原理图绘制过程 重点部分模块化 较详细地介绍了各个部分的功能 及用途 分为 380v 强电回路 控制回路 plc 输入输出控制 主轴驱动模块和进给 伺服驱动模块 并介绍了相关的电气知识 剜蝻蝻蝻烈烈策策策罡罡罡靖 通过本设计说明书可以基本上掌握数控车床的电气原理 以及基本的电气常识 使读者无论是从整体上还是各个模块中都能够了解到数控车床相关的一系列电气知 识 嗔嗔潭潭涕玳玳蓍蓍蒇雄雄弥 关键字 关键字 数控车床 主电路 控制电路 plc 控制庭庭俐俐俐镎镎疆疆疆魂魂畸 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 绑蚌怫怫郝郝航踅踅蓣蓣蓣蛩 2窦窦辨辨堡坤坤阗阗阗切切且 第一章第一章 概概 述述薇衩衩衩璃璃脸赋赋铍铍瞀夕 1 11 1 什么是数控机床什么是数控机床栓栓私慕慕芙芙芙邪邪楂楂楂栓栓私慕慕芙芙芙邪邪楂楂楂 数控技术是 20 世纪中期发展起来的机床控制技术 数字控制 numerical control 简称 nc 是一种自动控制技术 是用数字化信号对机床的运动及其加工过 程进行控制的一种方法 数控机床 nc machine 就是采用了数控技术的机床 或 者说是装备了数控系统的机床 它是一种综合应用计算机技术 自动控制技术 精 密测量技术 通信技术和精密机械技术等先进技术的典型的机电一体化产品 国家 信息处理联盟 international federation of information processing 简称 ifip 第五技术委员会对数控机床作了如下定义 数控机床是一种装有程控系统的 机床 该系统能逻辑地处理具有特定代码和其他符号编码指令规定的程序 邓旦烯烯脚脚脚碓碓砩荷荷疑 1 21 2 数控机床的组成数控机床的组成蕾蕾擂蕾蕾擂钷钷挤挤挤钷钷挤挤挤降降戳戳戳降降戳戳戳 数控机床的种类很多 但任何一种数控机床都是由控制介质 数控系统 伺服 系统 辅助控制系统和机床本体等若干基本部分组成 抱抱镦镦锍瘸瘸氛氛氛委委刨 1 控制介质皆奁奁蕞愆愆狐狐狐淮淮炔炔 数控系统工作时 不需要操作工人直接操纵机床 但机床又必须执行人的意图 这就需要在人与机床之间建立某种联系 这种联系的中间媒介物即称为控制介质 在控制介质上存储着加工零件所需要的全部操作信息和刀具相对工件位移信息 因 此 控制介质就是将零件加工信息传送到数控装置去的信息载体 控制介质有多种 形式 它随着数控装置类型的不同而不同 常用的有穿孔纸带 穿孔卡 磁带 磁 盘和 usb 界面介质等 控制介质上记载的加工信息要经过输入装置传送给数控装置 常用的输入装置有光电纸带输入机 磁带录音机 磁盘驱动器和 usb 界面等 除了 上述几种控制介质外 还有一部分数控机床采用数码拨盘 数码插销或利用键盘直 接输入程序和数据 另外 随着 cad cam 技术的发展 有些数控设备利用 cad cam 软件在其他计算机上编程 然后通过计算机与数控系统通信 如局域网 将程序和 数据直接传送给数控装置 聿聿聿煌煌鹁鹁鹁呆呆大梭梭 2 数控系统 锘锘镥清清斋斋浙煦煦寞寞寞 数控装置是一种控制系统 是数控机床的中心环节 它能自动阅读输入载体上 事先给定的数字 并将其译码 从而使机床进给并加工零件 数控系统通常由输入 装置 控制器 运算器和输出装置 4 部分组成 数控装置结构 输入装置接受由穿孔 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 绑蚌怫怫郝郝航踅踅蓣蓣蓣蛩 3窦窦辨辨堡坤坤阗阗阗切切且 带阅读机输出的代码 经识别与译码之后分别输入到各个相应的寄存器 这些指令 与数据将作为控制与运算的原始数据 控制器接受输入装置的指令 根据指令控制 运算器与输入装置 以实现对机床的各种操作 如控制工作台沿某一坐标轴的运动 主轴变速和冷却液的开关等 以及控制整机的工作循环 如控制阅读机的启动或停 止 控制运算器的运算和控制输出信号等 运算器接受控制器的指令 将输入装 置送来的数据进行某种运算 并不断向输出装置送出运算结果 使伺服系统执行所 要求的运动 对于加工复杂零件的轮廓控制系统 运算器的重要功能是进行插补运 算 所谓插补运算就是将每个程序段输入的工件轮廓上的某起始点和终点的坐标数 据送入运算器 经过运算之后在起点和终点之间进行 数据密化 并按控制器的指 令向输出装置送出计算结果 输出装置根据控制器的指令将运算器送来的计算结果 输送到伺服系统 经过功率放大驱动相应的坐标轴 使机床完成刀具相对工件的运 动 目前均采用微型计算机作为数控装置 微型计算机的中央处理单元 cpu 又 称微处理器 是一种大规模集成电路 它将运算器 控制器集成在一块集成电路芯 片中 在微型计算机中 输入与输出电路采用大规模集成电路 即所谓的 i o 界面 微型计算机拥有较大容量的寄存器 并采用高密度的存储介质 如半导体存储器和 磁盘存储器等 存储器可分为只读存储器 rom 和随机存取存储器 ram 两种类 型 前者用于存放系统的控制程序 后者存放系统运行时的工作参数或用户的零件 加工程序 微型计算机数控装置的工作原理与上述硬件数控装置的工作原理相同 只是前者采用通用的硬件 不同的功能通过改变软件来实现 因此更为灵活与经济 蔌蔌涂涂艇魔魔烘烘很捃捃赌 3 伺服系统 谵窍窍迁川川讷讷讷掂掂收收 伺服系统由伺服驱动电动机和伺服驱动装置组成 它是数控系统的执行部分 伺服系统接受数控系统的指令信息 并按照指令信息的要求带动机床本体的移动部 件运动或使执行部分动作 以加工出符合要求的工件 指令信息是脉冲信息的体现 每个脉冲使机床移动部件产生的位移量叫做脉冲当量 机械加工中一般常用的脉冲 当量为 0 01mm 脉冲 0 005mm 脉冲 0 001mm 脉冲 目前所使用的数控系统脉冲当 量一般为 0 001mm 脉冲 伺服系统是数控机床的关键部件 它的好坏直接影响着数 控加工的速度 位置 精度等 伺服机构中常用的驱动装置 随数控系统的不同而 不同 开环系统的伺服机构常用步进电机和电液脉冲马达 闭环系统常用宽调速直 流电机和电液伺服驱动装置等 睑睑睑斯斯们们们暨暨籀沪沪 4 辅助控制系统 笤笤螯螯螯曼曼津津骄菥菥蹙 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 绑蚌怫怫郝郝航踅踅蓣蓣蓣蛩 4窦窦辨辨堡坤坤阗阗阗切切且 辅助控制系统是介于数控装置和机床机械 液压部件之间的强电控制装置 它 接受数控装置输出的主运动变速 刀具选择交换 辅助装置动作等指令信号 经过 必要的编译 逻辑判断 功率放大后直接驱动相应的电器 液压 气动和机械部件 以完成各种规定的动作 此外 有些开关信号经过辅助控制系统传输给数控装置进 行处理 5 机床本体礓弧弧划耶耶戤戤戤罚罚芬滓 机床本体是数控机床的主体 由机床的基础大件 如床身 底座 和各种运动 部件 如工作台 床鞍 主轴等 所组成 它是完成各种切削加工的机械部分 是 在普通机床的基础上改进而成的 其具有以下特点 1 数控机床采用了高性能的 主轴与伺服传动系统 机械传动装置 2 数控机床机械结构具有较高的刚度 阻尼 精度和耐磨性 更多采用了高效传动部件 如滚珠丝杠副 直线滚动导轨 3 与传 统的手动机床相比 数控机床的外部造型 整体布局 传动系统与刀具系统的部件 结构及操作机构等方面都发生了很多变化 这些变化的目的是为了满足数控机床的 要求和充分发挥数控机床的特点 因此 必须建立数控机床设计的新概念 章章蛰胼胼舸舸舸暖暖爬诶诶 1 31 3 数控机床工作原理和结构简介数控机床工作原理和结构简介妒渡妒渡蜕蜕蜕蜕躯躯丘莛莛麴麴麴愿躯躯丘莛莛麴麴麴愿 原理 燕燕燕猷猷槠跗跗宁宁尼册册 按照零件加工的技术要求和工艺要求 编写零件的加工程序 然后将加工程序 输入到数控装置 通过数控装置控制机床的主轴运动 进给运动以及工件的夹紧与 松开 冷却 润滑泵的开与关 工件和其他辅助装置严格按照加工程序规定的顺序 轨迹和参数进行工作 从而加工出符合图纸要求的零件 空空内内内钼钼钭蛔蛔晾晾粒 结构 娈瓷瓷淳删删母母母脬脬浩浩 1 控制介质 控制介质以指令的形式记载各种加工信息 如零件加工的工艺过 程 工艺参数和直线运动等 将这些信息输入到数控装置 控制数控机床对零件切 削加工 2 数控装置 数控装置是数控机床的核心 其功能是接受输入的加工信 息 经过数控装置的系统软件和逻辑电路进行译码 运算和逻辑处理 向伺服系统 发出相应的脉冲 并通过伺服系统控制机床运动部件按加工程序指令运动 番番幅貔貔靡靡靡鄱鄱衤衤衤 3 伺服系统 伺服系统由伺服电机和伺服驱动装置组成 通常所说数控系统是 指数控装置与伺服系统的集成 因此说伺服系统是数控系统的执行系统 数控装置 发出的速度和位移指令控制执行部件按进给速度和进给方向位移 每个进给运动的 执行部件都配备一套伺服系统 有的伺服系统还有位置测量装置 直接或间接测量 执行部件的实际位移量 并反馈给数控装置 对加工的误差进行补偿 卯郛郛圬池池乐乐乐队队铸铸 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 绑蚌怫怫郝郝航踅踅蓣蓣蓣蛩 5窦窦辨辨堡坤坤阗阗阗切切且 4 机床本体 数控机床的本体与普通机床基本类似 不同之处是数控机床结构 简单 刚性好 传动系统采用滚珠丝杠代替普通机床的丝杠和齿条传动 主轴变速 系统简化了齿轮箱 普遍采用变频调速和伺服控制 城忧忧竺竺蟾栏栏沩沩沩椅椅 1 41 4 ck6140ck6140 数控车床主简介数控车床主简介敉敉籀娄娄蹇蹇艴聃聃莺莺莺 不同制造厂商制造的 cka6140 数控车床选用 fanuc otd fanuc 0i mate tc fanuc 0i ta fanuc 0i tb 安川 j50l siemens 802d fagor 8025t fagor 8055t 等世界知名公司的数控系统 本次设计的 cka6140 数控车床采用 fanuc 0i mate 数控装置 fanuc 通用变频器主轴变速 svm1 20 进给驱动装置等数控系统 该 机床为万能型通用产品 特别适合于军工 汽车 拖拉机 冶金等行业的机械加工 主要承担各种轴类及盘类零件的半精加工及精加工 可加工内 外圆柱面 锥面 车削螺纹 镗孔 铰孔以及各种曲线回转体 可对工件可进行多次重复循环加工 融融杪杪杪睽睽邋邋邋 酵酵今 基本配置 赫谡谡步步病省省捧捧捧遢遢 1 机床采用卧式平床身结构 床身及床腿采用树脂砂铸造 时效处理 导轨 采用高频淬火 整体刚性强 错错挫遂遂啄啄啄尉尉稼稼稼 2 主传动采用变频电机 可实现手动三档 档内无级调速 斡斡合合合荭荭甍蝙蝙峤峤岚 3 进给系统采用伺服电机 精密滚珠丝杠 高刚性精密复合轴承结构 定位 准确 传动效率高 稹稹人人人匪匪砩砩砩祚祚火 4 配置立式四工位刀架 榛榛负负概芭芭纪纪鸡姚姚槌 5 配有独立的集中润滑器对床鞍及机床滑板进行自动润滑 主轴箱配有独立 润滑系统 艇拓呢呢芗芗芡裢裢氯氯氯佗 6 机床配有独立的冷却系统 勃驱驱驱啐啐饕饕饕肱肱肱慌 7 主控制系统为 fanuc 0i mate 桧疙疙俜俜俜鸲鸲鹨恳恳慑慑 8 大孔径主轴 其主轴通孔直径 60 能通过较大直径的棒料 主轴扭矩大 刚性强 可强力切削 冥冥冥蜴蜴颌息息袤袤伲罚罚 9 独立放置的操纵箱可纵向滑移 便于操作者就近对刀 操纵箱面板采用触 摸式按键 美观可靠 此此伤伤燹燹燹癸癸圜圜圜栲 10 配有内冷却 不抬起刀架更有利于加工工件及防止冷却液飞溅 斯亻亻亻鹜鹜穰洇洇粘粘粘沓 11 床鞍及滑板导轨结合面采用 贴塑 处理 移动部件可实现微量进给 防止爬行 诨窈窈裉逄逄厍厍丨颅颅石石 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 绑蚌怫怫郝郝航踅踅蓣蓣蓣蛩 6窦窦辨辨堡坤坤阗阗阗切切且 第二章第二章 ck6140ck6140 数控车床主轴驱动系统数控车床主轴驱动系统绳绳滦滦满恸恸团团团绳绳滦滦满恸恸团团团契契瑕契契瑕 2 12 1 ck6140ck6140 数控车床运动分析数控车床运动分析垛垛俟俟偌眉眉橙橙橙俟俟偌眉眉橙橙橙颠颠颠颠祷寤祷寤 数控车床的运动系统包括 主轴驱动系统 对主轴的控制 进给系统 各个坐 标轴的控制 包括各坐标轴伺服电机速度 位置控制 刀具库 对于数控车床指电 动刀架 润滑系统 冷却系统 液压系统等辅助功能的控制 扯沉淞淞滤滤萝总总岌岌岌教 1 主运动传动鲋鲋殴殴偶骷骷草草草瘦瘦视 数控车床的主运动传动链的两端部件是主电动机与主轴 它的功能是把动力源 电动机 的运动及动力传递给主轴 使主轴带动工件旋转实现主运动 并满足数 控车床主轴变速和换向的要求 千桃桃桃客客柯月月生生生蝽 2 进给运动传动铊笼笼笼职职贪贪贪健健禁汽 进给运动传动是指机床上驱动刀架实现纵向 z 向 和横向 x 向 运动的进给 传动 在 ck6140 车床上 各轴都由交流流伺服电动机直接驱动 匿茕茕古古公绔绔帆帆帆杉杉 3 刀架传动痞甩甩周周周桧桧镀镀镀勇勇 刀架运动是指实现刀架上刀架的转动和刀架的开定位 定位与夹紧的运动 以 实现刀具的自动转换 刀架运动是由换刀交流电动机实现的 鬯鏊鏊儡儡儡剀剀祁祁祁蝗蝗 4 冷却系统垢垢垢鲅鲅甾甾甾蒉蒉萦蛴蛴 数控机床的冷却系统主要包括用于在切削过程中的冷却刀具和工件 同时也起 冲屑作用 由冷却泵实现 敢敢瘩瘩瘩皮皮评堇堇被被笔 5 液压系统脏脏闰闰闰墩墩盾诬诬高高高 ck6140 数控车床液压系统主要进行主轴变速换挡 中心跟刀架电机排屑器辔枣枣枣笔笔斌惑惑需需序万 6 润滑系统咛瞬瞬素咆咆懿懿苈饴饴枢枢 ck6140 数控车床中的润滑系统为对机床导轨 滚珠丝杠等的润滑 润滑形式有 电动间歇润滑泵和定量式集中润滑泵 瞧瞧瞧彝彝濠濠濠潍潍潍将将 7 尾座链链骠骠骠呵呵厚隈隈憔憔悖 数控车床尾座一般是在加工时对工件起辅助支撑作用 它由尾座体和尾座套筒 两部分组成 尾座体可在床身上移动和固定 尾座套筒前安装顶针 套筒可以自动 伸出和缩回 实现顶尖对工件的支撑作用 笕笕菠菠渤猿猿项项项肥肥贰 2 22 2 ck6140ck6140 数控车床电气系统简述数控车床电气系统简述粝粝粝溘溘洼洼洼鸫鸫馥幞幞 cka6140 数控卧式车床的电气控制系统是由 cnc 主控制装置 交流伺服驱动系统 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 绑蚌怫怫郝郝航踅踅蓣蓣蓣蛩 7窦窦辨辨堡坤坤阗阗阗切切且 主轴系统 强电控制部分等构成 cnc 主控制装置以及伺服驱动装置 采用日本 fanuc 公司的产品 使机床性能价格比十分优越 主轴系统采用日本 fanuc 变频器主 轴变速 方便灵活 机床电气控制系统框图如图 1 1 所示 际俭矬矬强强怯鲇鲇哒哒 哒贰 娈矍矍勐温温劣劣劣俜俜光光 2 32 3 主轴驱动系统概述主轴驱动系统概述寞寞冂冂厮鹚鹚飨飨飨嫡嫡叼 主轴驱动系统也叫主传动系统 是在系统中完成主运动的动力装置部分 主轴 驱动系统通过该传动机构转变成主轴上安装的刀具或工件的切削力矩和切削速度 配合进给运动 加工出理想的零件 它是零件加工的成型运动之一 它的精度对零 件的加工精度有较大的影响 本课题数控车床主轴驱动系统采用交流主轴电动机配 备变频器控制的方式 甚申店店恪恪阖鲐鲐猛猛猛燎 2 3 12 3 1 主轴电动机主轴电动机潇潇溻麾麾漆漆漆岫岫入入入 主轴驱动部分是数控机床的大功率执行机构 其功能是接受数控系统 cnc 的 s 代码速度指令及 m 代码辅助功能指令 驱动主轴进行切削加工 在数控机床上 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 绑蚌怫怫郝郝航踅踅蓣蓣蓣蛩 8窦窦辨辨堡坤坤阗阗阗切切且 同样由主轴夹持工件或刀具旋转 直接参加表面成形运动 主运动的最高与最低转 速 转速范围 传递功率和动力特性 决定了数控机床的切削加工效率和加工工艺 能力 主轴组件的回转精度 刚度 抗振性和热变形 直接影响加工零件的尺寸 位置精度和表面质量 诺诺莸莸阝阝阝蚱蚱螨例例赚 2 3 22 3 2 主轴电动机选型的要求主轴电动机选型的要求砘缍缍额额额赉赉贽滢滢匮匮 一般要求恩恩恩眵眵亠亠佗睥睥句句句 1 调速为了适应不同工件材料及刀具等各种切削工艺要求 主轴必须具有一定 的调速范围 以保证加工时选用合理的切削用量 从而获得最佳切削效率 加工精 度和表面质量 调速范围的指标 主要由各种加工工艺对主轴最低速与最高速的要 求来确定 划划案案雀雀雀抻抻揶洲洲盥 2 功率要求主轴有足够的驱动功率或输出扭矩 能在整个速度范围内均能提供 切削所需的功率或转矩 特别是满足机床强力切削时的要求 并且有一定的超载能 力和较硬的调速机械特性 即在负载变化的情况下 如断续切削时 电动机转速波 动较小 即要求在大力矩 强超载能力的基础上实现宽范围无级变速骅德德德侦侦詹悴悴抓抓壮俺 3 精度这里主要指主轴回转精度 并具有足够的刚度和抗振性 具在较好的热 稳定性 即主轴的轴向和径向尺寸随温度变化较小 满妃妃姑姑姑砀砀软软软虢虢 4 动态回应性要求主轴升降速时间短 调速时运转平稳 对有的机床需同时能 实现正反转切削 则要求换向时均可进行自动加减速控制 即要求有四象限驱动能 力 柒柒奁奁奁刚刚矛矛矛钠钠酿 2 3 32 3 3 主轴电动机选型主轴电动机选型旮赂赂刳刳刳唉唉稗孓孓栅栅 查机电一体化手册车削功率在 5 8kw 之间根据切削功率 pc 与主传动链的总效率 估算 即 p 主传动链的功率效率 0 7 0 85 数控车床多采用调速电动 c 机和较短的机械传动链 效率较大 因此取 0 78 则估计 p 在 6 41kw 10 25kw 之 间 棚棚咆尕尕祷祷碉觑觑拟拟拟 数控车床的加工范围一般都比较大 切削功率 pc 可根据有代表性的加工情况 由其主切削抗力樾樾珐珐愤眠眠飨飨髂哪哪娱 zf pc kw领桩桩桩百百安撇撇灾灾裕酰 60000 zf v 主切削力的切向分力 n 搐搐搐殿殿怛怛怛篆篆篆骗骗 zf 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 绑蚌怫怫郝郝航踅踅蓣蓣蓣蛩 9窦窦辨辨堡坤坤阗阗阗切切且 切削速度 n 钝钝旺旺旺遛遛诧诧诧岁岁嗣 vcm 查金属切削手册知 以硬质合金刀具车削合金结构钢为例 数控车床有代表型 的主切削力的切向分力大约在 2500 左右 切削速度取 90 250r min 则知道胁效姬姬肄肄疑飞飞奁奁奁殚 zf pc 2500 120 60000 5kw记垣垣谈谈谈裂裂餍餍餍镙镙 p 6 4kw犊犊犊慰慰铺铺铺疮疮绥绥绥 c 考虑到空转运转的功率损失 如各传动件在空转运行时的摩损功耗 传动件的 搅油和克服空气阻力功率以及其其他动载荷的摩擦损耗等 硎硎婊婊纨洱洱居居居雇雇硅 ck6140 数控车床床是中等规格数控车床 参照国内外同类机床的电动机功率 此机床可以选取 7 5kw 的电动机 考虑到数控机床变速范围比较大 选用交流变频 电动机 tld12 yvp112 标称功率 7 5kw 额定转矩 60n m 鄂鄂耒耒癀昆昆偌偌俦畋畋颈 腚浑浑烩赔赔葩葩葩饮饮摇帧 2 42 4 变频器电动机主轴驱动装置变频器电动机主轴驱动装置由由肷肷肷氛氛铢铢铢级级键 2 4 12 4 1 fanucfanuc 0i0i matemate 主轴驱动装置主轴驱动装置来甫甫甫鹚鹚疖杰杰烦烦筏丹 主轴系统主要由主轴驱动装置及主轴电动机组成 fanuc 0i mate 数控装置提供 了模拟主轴和串行主轴界面供用户选择 当用户选择模拟主轴时 一般选用通用变 频器作为主轴驱动装置 当用户选择串行主轴时 fanuc 0i mate 数控系统提供了 spm 系列专用主轴驱动装置 本机床采用通用变频器作为主轴驱动装置 盘蔡蔡榘榘榘榧榧樵吩吩碛碛 1 变频器的工作原理 苛苛苛擤擤咄硗硗奸奸佳苎苎 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制 装置 我们现在使用的变频器主要采用交 直 交方式 vvvf 变频或矢量控制变频 先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源 然后再把直流电源转换成频率 电 压均可控制的交流电源以供给电动机 变频器的电路一般由整流 中间直流环节 逆变和控制 4 个部分组成 整流部分为三相桥式不可控整流器 逆变部分为 igbt 三 相桥式逆变器 且输出为 pwm 波形 中间直流环节为滤波 直流储能和缓冲无功功 率 汾汾俘稞稞清清清取取群春春 2 变频器的调速 缵缵怨怨砸梢梢隆隆轮逯逯菜 基于调速方便 节能 运行可靠的优点 变频调速器已逐渐替代传统的变极调 速 电磁调速和调压调速方式 在推出 pwm 磁通向量控制的变频器数年后 1998 年 末又出现采用 dtc 控制技术的变频器 abb 公司的 acs600 系列是第一代采用 dtc 技 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 绑蚌怫怫郝郝航踅踅蓣蓣蓣蛩 10窦窦辨辨堡坤坤阗阗阗切切且 术的变频器 它能够用开环方式对转速和转矩进行准确控制 而且动态和静态指标 已优于 pwm 闭环控制指标 直接转矩控制以测量电机电流和直流电压作为自适应电 机模型的输入 该模型每隔 25 s 产生一组精确的转矩和磁通实际值 转矩比较器 和磁通比较器将转矩和磁通的实际值与转矩和磁通的给定值进行比较 以确定最佳 开关位置 由此可以看出它是通过对转矩和磁通的测量 即刻调整逆变电路的开关 状态 进而调整电机的转矩和磁通 以达到精确控制的目的 墒蘅蘅捋慧慧搓搓催蛇蛇撸撸 2 4 22 4 2 设备的选型方法设备的选型方法芩芩艹闯闯低低掸妲妲崔崔崔 1 根据负载特性选择变频器 如负载为恒转矩负载可选择西门子 mmv mdv 变 频器 fanuc 变频器 abb 公司 acs400 系列变频器等 如负载为风机 泵类负载可 选择西门子 eco mm430 变频器 abb 公司 acs800 系列变频器等 悄悄葸葸綮綮綮撵撵尼籴籴刨 2 选择变频器时应以实际电机电流值作为变频器选择的依据 电机的额定功率 只能作为参考 另外 应充分考虑变频器的输出含有丰富的高次谐波 会使电动机 的功率因数和效率变坏 因此 用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较 电动机的电流会增加 10 而温升会增加 20 左右 所以在选择电动机和变频器时 应考虑到这种情况 适当留有余量 以防止温升过高 影响电动机的使用寿命 晌砣砣砣弧弧或悟悟软软肉葩 3 变频器若要长电缆运行时 此时应该采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影 响 避免变频器出力不够 所以变频器应放大一 两档选择或在变频器的输出端安 装输出电抗器 欧免免闷燮燮佑佑蝇垃垃噩噩 4 当变频器用于控制并联的几台电机时 一定要考虑变频器到电动机的电缆的 长度总和在变频器的容许范围内 如果超过规定值 要放大一档或两档来选择变频 器 另外在此种情况下 变频器的控制方式只能为 v f 控制方式 并且变频器无法 实现电动机的过流 超载保护 此时需在每台电动机侧加熔断器来实现保护 拼荽荽岳岳岳美美兜兜兜女女 5 对于一些特殊的应用场合 如高环境温度 高开关频率 高海拔高度等 此 时会引起变频器的降容 变频器需放大一档选择 胁辈辈僬僬僬笕笕嚷嚷嚷莘莘 6 使用变频器控制高速电机时 由于高速电动机的电抗小 会产生较多的高次 谐波 而这些高次谐波会使变频器的输出电流值增加 因此 选择用于高速电动机 的变频器时 应比普通电动机的变频器稍大一些 抨攵攵攵付付例例乐种种缔缔 7 变频器用于变极电动机时 应充分注意选择变频器的容量 使其最大额定 电流在变频器的额定输出电流以下 另外 在运行中进行极数转换时 应先停止电 动机工作 否则会造成电动机空转 恶劣时会造成变频器损坏 衬疣疣泽泽泽胫胫氕噎噎圬圬 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 绑蚌怫怫郝郝航踅踅蓣蓣蓣蛩 11窦窦辨辨堡坤坤阗阗阗切切且 8 驱动防爆电动机时 变频器没有防爆构造 应将变频器设置在危险场所之外 酵偃偃籴吾吾囹囹囝殿殿罩罩 9 使用变频器驱动齿轮减速电动机时 使用范围受到齿轮转动部分润滑方式的 制约 润滑油润滑时 在低速范围内没有限制 在超过额定转速以上的高速范围内 有可能发生润滑油用光的危险 因此 不要超过最高转速容许值 鄱涓涓渑吓吓垦垦苦徉徉太太 10 变频器驱动绕线转子异步电动机时 由于绕线电动机与普通的鼠笼电动机 相比 绕线电动机绕组的阻抗小 因此 容易发生由于纹波电流而引起的过电流跳 闸现象 所以应选择比通常容量稍大的变频器 锎锎锢览览乎乎乎抠抠楷诂诂 11 变频器驱动同步电动机时 与工频电源相比 会降低输出容量 10 20 变频器的连续输出电流要大于同步电动机额定电流与同步牵入电流的 标幺值的乘积 佞佞亘亘亘燎燎谅绰绰元元元 12 变频器驱动潜水泵电动机时 因为潜水泵电动机的额定电流比通常电动机 的额定电流大 所以选择变频器时 其额定电流要大于潜水泵电动机的额定电流 唁唁矸矸 筵筵筵链链辆窬窬微 13 当变频器控制罗茨风机或特种风机时 由于其起动电流很大 所以选择变 频器时一定要注意变频器的容量是否足够大 铈盥孤孤腻腻腻籁籁爷爷爷怜 14 选择变频器时 一定要注意其防护等级是否与现场的情况相匹配 否则现 场的灰尘 水汽会影响变频器的长久运行 络垄发发畿畿绠瀹瀹玻玻玻洇 15 单相电动机不适用变频器驱动 鬏猕猕忾蓍蓍裘裘敉酵酵獐獐 2 4 32 4 3 变频器主轴伺服驱动电路变频器主轴伺服驱动电路咦咦宿宿宿摒摒澳澳澳饶饶群 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 绑蚌怫怫郝郝航踅踅蓣蓣蓣蛩 12窦窦辨辨堡坤坤阗阗阗切切且 m 3 如图上图 3 1 所示 采用三相交流 380v 电源供电 速度指令由 0 l 脚输入 在数控 车床上一般由数控装置或 plc 的模拟量输出界面输入 指令电压范围是 0 10v 主 轴电动机的启动 停止以及旋转方向由继电器 ka1 ka2 控制 当 ka1 闭合时电动机 正转 当 ka2 闭合时电动机反转 若 ka1 ka2 同时都断开或闭合则电动机停止 也 可以定义为 ka1 控制电动机的启动和停止 ka2 控制电动机的旋转方向 变频器根据 输入的速度指令和运行状态指令输出相应频率和幅值的交流电压 控制电动机旋转 煳爝哆哆促促次晌晌镧镧镧录 揪揪揪匙匙匙茸茸徙徙崆鼻鼻 顺顺灸灸诀镑镑勤勤勤混混诲 蕹蕈喀喀掣掣掣艿艿茴令令耽 箬螳孬孬谦谦钳委委虐虐虐鬯 蝶署署泼泼泼勖勖劬峋峋氡氡 藤栀栀摩摩摩荑荑图图图廖廖 街浦浦菡菡莨汗汗钠钠钠蚊蚊 赡赡晌镂镂邝邝邝侮侮魏鹾鹾 蜮蜮眉眉眉奂奂锞锞锞愧愧冷 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 绑蚌怫怫郝郝航踅踅蓣蓣蓣蛩 13窦窦辨辨堡坤坤阗阗阗切切且 第三章第三章 ck6140ck6140 数控车床进给伺服系统设计数控车床进给伺服系统设计剩剩什剩剩什嗖嗖贳贳贳嗖嗖贳贳贳肇肇肇肇谢谢谢谢谢谢 3 13 1 机床进给伺服系统概述机床进给伺服系统概述慧活哳哳分分飞辽辽拾拾拾牿 伺服控制系统是联接数控系统与机床的枢纽 其性能是影响数控机床精度 稳 定性 可靠性 加工效率等方面的重要因素 狮抹抹陀陀婉雕雕晌晌晌锒锒 机床进给伺服系统主要由伺服驱动控制系统与机床进给机械传动机构两大部分 组成 对于数控机床伺服控制系统 按其反馈信号的有无 分为开环和闭环两种位 置控制方式 位置控制系统是由伺服驱动器中的位置控制模块 速度控制模块 位 置检测及反馈控制等各部分组成 开环位置控制不需要位置检测及反馈 闭环位置 控制需要位置检测及反馈 位置控制反馈能够精确地控制机床运动部件的运动 快 速而准确地跟踪指令运动 燹燹飑砖砖燠燠燠缡缡耋耋耋 根据其位置检测信号所取的位置不同 它又分为半闭环与全闭环两种 所谓半 闭环控制系统即采取的反馈检测元件是与伺服电机同轴连接地旋转编码器 其直接 与伺服电机转子后部相连接 与伺服电机构成一体 因为编码器不能直接反映机床 各个进给轴的实际位置 而是反映电机的旋转速度和圈数 此种控制方式的机床其 机械运动部分 如传动丝杠和工作台 的机械误差没有因反馈而获得改善 但是对 于这些机械误差 可以在 cnc 系统中通过反向间隙补偿和螺距误差补偿来大大减小 所以使用这种控制方式的机床也可达到很高的精度 对于全闭环系统需要采用直线 位置检测装置 现在生产中多用光栅尺或磁尺作为全闭环系统的位置检测装置 毯毯毯膦膦爝肋肋赦赦赦槭槭 3 23 2 ck6140ck6140 数控车床对伺服驱动进给系统的要求数控车床对伺服驱动进给系统的要求痹痹抬抬帖利利盾盾盾翔翔懵 1 调速范围要宽滩滩滩吨吨摊摊摊蟠蟠蠹臣臣 调速范围是指进给电动机提供的最低转速和最高转速之比 即 n r min n max n 聊改改凸凸凸来来措措措哺哺 minmax n rnn 在各种数控机床应用中 由于加工用刀具 被加工材料 主轴转速以及零件加 工工艺要求不同 为保证在任何情况下都能得到最佳切削条件 要求进给驱动系统 必须具有足够宽的无级调速范围 通常大于 1 10000 尤其在低速 如转速小于 0 1r min 时 要仍能平滑运动而无爬行现象 啊暴暴庇褂褂悠悠悠肫肫踅踅 2 定位精度高藏噍噍啖擘擘官官官辨辨笔枋 使数控机床加工零件主要是为了保证加工质量的稳定性 一致性 减少废品率 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 绑蚌怫怫郝郝航踅踅蓣蓣蓣蛩 14窦窦辨辨堡坤坤阗阗阗切切且 就决复杂曲面零件的加工问题 解决复杂零件的加工精度问题 缩短制造周期等 因此 要求进给驱动系统具有较好的静态特性和较高的刚度 从而达到较高的定位 精度 以保证机床具有较小的定位误差与重复定位误差 目前进给伺服系统的分辨 率可达到 1 m 或 0 1 m 甚至 0 01 m 同时进给驱动系统要有较好的动态性能 以保证机床具有较高的轮廓跟随精度 债债蔑蔑芒丌丌崔崔锤旮旮绕 3 有足够的传动刚性和较高的速度稳定性饔饔饔怯怯擗擗啉银银贶贶贶 4 快速回应 无超调下缏缏缯凑凑嗽嗽水巩巩被被 为了提高生产率和保证加工质量 除了要求有较高的定位精度外 还要求有良 好的快速回应特性 即要求跟踪指令信号的回应要快 因为数控系统在启动 制动 时 要求加 减加速度足够大 以缩短进给系统的过渡过程时间 减小轮廓过渡误 差 瞧悄阅阅炷炷炷默默娜廊廊边 5 低速大扭矩 超载能力强耍耍圉圉圉煌煌人人人季季俭 一般来说 伺服驱动器具有数分钟甚至半小时内 1 5 倍以上的超载能力 在短 时间内可以超载 4 6 倍而不损坏 规规芙芙芙虬虬怜怜怜恽恽戕 6 可靠性高钵哀哀渐渐界甄甄滔滔天蜢蜢 要求数控机床的进给驱动系统可靠性高 工作稳定性好 具有较强的温度 湿 度 振动等环境适应能力和很强的抗干扰能力 上赶赶胤胤伫蛆蛆阶阶阶菘菘 3 33 3 进给伺服系统的选型与控制原理进给伺服系统的选型与控制原理阽阽瀣瀣瀣疋疋坦坦坦庠庠猬 进给伺服系统主要由各轴进给伺服驱动装置及其伺服电动机组成 加加蟠蟠箬丸丸廨廨廒悔悔郐 伺服驱动装置接受从主控制单元发出的进给速度和位移指令信号 作一定的转 换和放大后 驱动伺服电电动机 从而通过机械传动机构 驱动机床的执行部件实 现精确的工作进给和快速移动 罚罚匚匚赝锿锿凵凵垠丑丑梭 fanuc 的 系列伺服驱动装置主要分为 svm svm hv 两种 其中 svm 型的一个 驱动装置最多可带三个伺服轴 而 svm hv 型的一个单独驱动装置最多可带两个伺 服轴 而且根据不同的 cnc 装置使用不同的界面类型 倩暹暹暹茈茈讼讼讼屺屺岬俚 3 43 4 伺服电机的选型伺服电机的选型胗胗胗憾憾锨锨锨陪陪咆谪谪 fanuc 0i mate 系统是高性价比高可靠性的 cnc 系统 它可以配置 fanuc 公司 的 c 和 系列的伺服电机 一般来说 fanuc 系统在选择伺服电机时要计算负 载力矩 负载惯量 加速力矩和最大切削力矩等因素 在计算的过程中综合考虑伺 服电机的性能参数是否满足各因素来确定电机型号 砒砒歪歪歪词词纯煽煽缚缚柑 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 绑蚌怫怫郝郝航踅踅蓣蓣蓣蛩 15窦窦辨辨堡坤坤阗阗阗切切且 熏熏矢矢矢狴狴嵊坝坝砹砹砹 第四章第四章 ck6140ck6140 数控车床辅助系统设计数控车床辅助系统设计觊觊洪洪洪洪滨滨滨滨滨滨脖脖脖脖铅铅铅铅铅铅雷雷雷雷 4 14 1 ck6140ck6140 数控车床辅助系统概述数控车床辅助系统概述迮迮瘁瘁瘁沈沈身忭忭麾麾鬟 1 刀架传动系统入入废废蜂逛逛酥酥酥阒阒沣 刀架运动是指实现刀架上刀架的转动和刀架的开定位 定位与夹紧的运动 以 实现刀具的自动转换 刀架运动是由换刀交流电动机实现的 帼帼榔榔仄仄仄梆梆邦筋筋疹 2 冷却系统嫩嫩邛邛厕厕厕坤坤蚪蚪蚪怂 数控机床的冷却系统主要包括用于在切削过程中的冷却刀具和工件 同时也起 冲屑作用 由冷却泵实现 葺荽复复氙氙毪袱袱圪圪圪诜 3 液压系统拴遵遵自钤钤墙墙墙曰曰院牒 ck6140 数控车床液压系统主要进行主轴变速换挡 中心跟刀架电机排屑器悄悄悄绗绗缦紫紫昃昃牿滚滚 4 24 2 刀架传动系统设计刀架传动系统设计锋锋酸酸水卯卯诃诃阢倾倾乐 刀具自动交换装置可分为两种 即转塔式和刀库式 峙峙鞭鞭骑骑骑禹禹鹰豫豫槎 转塔式刀具交换装置又分为回转刀架和转塔头 回转刀架主要应用于数控车床 和数控车削加工中心 转塔头主要应用于数控钻 镗 铣床中 淹艳孓孓防防防专专柑柑柑镱 刀库式刀具交换装置又分为刀具与主轴之间直接换刀和用机械手配合刀具库换 刀 刀库式刀具交换装置广泛应用于各类加工中心中 刀具与主轴之间直接换刀与 用机械手配合刀具库换刀其主要区分在于刀库的容量不同 用机械手配合刀具库换 刀装置的容量较大 而刀具与主轴之间直接换刀的刀库容量受限 它们只是机械运 动的方式不同 刀库的选择主要根据机床加工工艺范围和机床的特点 确定刀库容 量和自动换刀装置类型 靖硕硕豚豚豚秽秽讳夸夸症症 ck6140 数控车床 作为普通型数控车床根据其加工工艺选用四工位电动刀架 刀架的转位控制数控程序中的 t 指令来控制刀架的旋转 稳嫒嫒辰辰辰纛纛胄胄胄橥橥 4 2 1ck61404 2 1ck6140 数控车床电动刀架的选型数控车床电动刀架的选型但但但但辽辽辽辽辽辽志志眦眦眦抉抉兢志志眦眦眦抉抉兢 数控车床的刀架是车床的重要组成部分 刀架用于夹持切削用的刀具 在一 定 程度上 刀架的结构和性能体现了车床的设计和制造技术水平 所以有如下要求 梅梅噩噩 噩瓞瓞抗抗慷瓒瓒奉 1 转位准确可靠 工作平稳安全 遛仫仫仫衤衤力力力捶捶凑髡 嵯徉袜袜迥迥薜薜薜湿湿陵陵 绑蚌怫怫郝郝航踅踅蓣蓣蓣蛩 16窦窦辨辨堡坤坤阗阗阗切切且 2 按最短线路就近选择 转位时间短 蹁蛇蛇稍翟翟癍癍瘵譬譬颤颤 3