坐标镗床的总体结构设计及电气原理设计.doc

（输入章及标题）燕山大学毕业设计（论文） 坐标镗床的总体结构设计及电气原理设计学 院： 里仁学院 年级专业： 04级机电二班 学生姓名： 赵明宇 指导教师： 史艳国 专业负责人： 答辩日期： III燕山大学毕业设计（论文）任务书学院： 里仁学院 系级教学单位： 机械系 学号041101011276学生姓名赵明宇专 业班 级04机电-2课题坐标镗床的总体结构设计传动部分设计及电气原理设计主要内容1. 根据总体方案的要求，提出传动系统的结构方案，进行方案论证和技术经济分析2. 根据方案进行关键部件结构设计及强度计算3. 完成控制系统原理图设计4. 绘制零件图基本要求1. 绘制机械图纸2.5张A02. 完成0.5张液压系统原理图设计3. 完成设计说明书2万字4. 翻译外文资料5000字参考资料1. 常用机构设计2. 机械设计手册3. 液压与气动手册4. 液压机设计周 次14周58周912周1316周1718周应完成的内容调查研究，收集资料，撰写开题报告方案分析总装图草图设计总装图草图设计，正是总装图设计绘制部件图改图，撰写论文指导教师：系级教单位审批：摘要摘 要本文提出了数控坐标镗床的传动部分及其电气部分的设计通过对数控机床构造和工作原理进行分析对主要机械部件的选择和设计都进行了参数计算和校核。电气伺服部分采用交流伺服电机，机械传动部分采用高精密滚珠丝杠。机床各个驱动支路的控制是互相独立的，并且各支路的结构和控制系统的组成相同。关键词数控；镗床；电气35AbstractIn this paper, CNC coordinates the transmission of boring machine parts and electrical parts of the design Through the NC machine tool structure and working principle of the analysis of the major mechanical components of the selection and design parameters have carried out the calculation and verification. Electric servo part by AC servo motors, mechanical transmission of the use of high-precision ball screws. All the slip road leading machine-driven control are mutually independent, and the slip road on the structure and composition of the same control system.Keywords: NC; boring machine; Electric目录目 录摘 要IAbstractII第1章绪论11.1 课题背景1第2章坐标镗床概述42.1 坐标镗床数控系统发展简史及趋势42.1.1 数控（NC）阶段（19521970年）42.1.2 计算机数控（CNC）阶段（1970年现在）42.1.3 数控未来发展的趋势52.1.3.1 继续向开放式、基于PC的第六代方向发展52.1.3.2 向高速化和高精度化发展52.1.3.3向智能化方向发展52.2 坐标镗床主要结构特征62.3 本章小结7第3章数控坐标镗床的工作原理83.1 数控机床的组成83.1.1 输入/输出设备83.1.2 数控装置83.1.3 伺服单元93.1.4 可编程逻辑控制器（PLC）93.1.5 机床本体93.1.6 位置检测装置103.2 数控装置的工作过程103.3 本章小结11第4章数控坐标镗床的参数以及电气部分原理12数控坐标镗床基本功能124.2 数控坐标镗床的基本参数134.3 数控坐标镗床电气部分概述174.3.1.1电路说明184.4 本章小结26第5章机床主要参数计算及电主轴的选择方案275.1 机床主要参数计算及主轴的选择方案275.2 电机的选用285.2.1 电机的选用285.2.2 联轴器的选择295.2.3 进给机构的设计295.2.3.1 滚珠丝杠螺母副的选用295.2.3.2 伺服电机的校核计算325.3 Y方向进给机构滚珠丝杠的选用纵向进给机构设计345.3.1 丝杠的选择345.4 Z方向进给系统滚珠丝杠选择365.5 本章小结39结 论40参考文献41附录1 文献综述42附录2 开题报告45附录3 外文翻译50附录4 外文原稿55致谢64燕山大学本科生毕业设计（论文）第1章 绪论1.1 课题背景我国八十年代在普通机床的改造方面，出现了以经济型数控系统改造普通机床，尤其是普车、普铣数控化改造的热潮，并逐渐形成经济型数控产业。 “八五”后期和“九五”阶段，国家把旧设备改造列入企业技术进步，工艺更新的一个重要途径，很多工厂把普机数控化列入企业发展计划，作为企业适应市场经济、提高产品市场占有率的一项措施。但企业在做这项工作时，面临如何选择改造方案，在改造中注意什麽等问题。我基于此种背景下对老式X62铣床进行了数控化改造，希望能为企业决策提供参考。 改造后的铣床比原来机床有着突出优越性。除可加工原机床可加工的所有零件外，还可加工出原来老机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。可以实现加工的自动化，且是柔性自动化，效率比原机床可提高37倍。加工的零件精度高，使装配容易。可实现多工序集中，减少零件频繁搬运。综合来说，本铣床有广泛的适用性和较高的自动化程度。能够从多方面满足现代社会机械生产加工的需要。80年代是数控机床，数控系统能够发发展的时代。到80年代末，全世界数控机床的年产量超过10万台。这个发展大潮，方兴未艾。世界著名企业中，数控机床在加工设备中所占的比例明显提高。例如，美国通用电器公司，数控机床已经占70%。从1982年起，日本的机床工业产值连年独占鳌头，数控机床产量连续多年处于世界的首位。日本机床的发展反映着世界机床技术发展的趋势。日本数控机床以年均2.88%的增长率增长，到1990年，数控机床的年产量达6.1万台，机床产值数控化率超过80%，而且主要生产高档数控机床。 我国机床工业已经取得了很大的成就，但与世界先进水平相比，还有很大的差距。主要表现在：大部分高精度和超精密机床的性能还不能满足要求，精度保持性也较差，特别是高效自动化和数控化机床的产量，技术水平和质量等方面都明显落后。到1990年底，我过数控机床的产量仅是全部机床产量的1.5%，产值数控化率仅为8.7%。而同时期日本机床产值数控化率为80%，德国为54.2%，我国数控机床基本上是中等规格的车床，铣床和加工中心等。精密，大型，重型或小型数控机床，还远远不能满足需要。至于航空，航天，冶金，汽车，造船，纺织和重型机器制造等工业部门所需要的多种类型的特种数控机床基本上还是一片空白。柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS），国外在 1990年总计达1500个，而我过只有5个，且多为引进的系统。随着现代工业的迅猛发展，普通机床已经越来越不能满足现代加工工艺及提高劳动生产率的要求，数控机床已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。目前中国大多数制造行业和企业的生产，加工装备绝大多书是普通机床，机床数控化率远低于美国，日本等国家。如果大量添置全新的数控机床，不仅资金投入量大，成本高，而且又会造成原有设备的闲置浪费。把普通机床改造为数控机床则不失为一条提高数控化率的有效途径。普通机床的数控化改造，顾名思义就是在机床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。这种机床改造花费少，改造针对性强，时间短，改造后的机床大多能克服原机床的缺点和存在的问题，生产效率高，尤其适合中国机床拥有量大，生产规模小的具体国情。80年代是数控机床，数控系统能够发发展的时代。到80年代末，全世界数控机床的年产量超过10万台。这个发展大潮，方兴未艾。世界著名企业中，数控机床在加工设备中所占的比例明显提高。例如，美国通用电器公司，数控机床已经占70%。从1982年起，日本的机床工业产值连年独占鳌头，数控机床产量连续多年处于世界的首位。日本机床的发展反映着世界机床技术发展的趋势。日本数控机床以年均2.88%的增长率增长，到1990年，数控机床的年产量达6.1万台，机床产值数控化率超过80%，而且主要生产高档数控机床。 我国机床工业已经取得了很大的成就，但与世界先进水平相比，还有很大的差距。主要表现在：大部分高精度和超精密机床的性能还不能满足要求，精度保持性也较差，特别是高效自动化和数控化机床的产量，技术水平和质量等方面都明显落后。到1990年底，我过数控机床的产量仅是全部机床产量的1.5%，产值数控化率仅为8.7%。而同时期日本机床产值数控化率为80%，德国为54.2%，我国数控机床基本上是中等规格的车床，铣床和加工中心等。精密，大型，重型或小型数控机床，还远远不能满足需要。至于航空，航天，冶金，汽车，造船，纺织和重型机器制造等工业部门所需要的多种类型的特种数控机床基本上还是一片空白。柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS），国外在 1990年总计达1500个，而我过只有5个，且多为引进的系统。随着现代工业的迅猛发展，普通机床已经越来越不能满足现代加工工艺及提高劳动生产率的要求，数控机床已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。目前中国大多数制造行业和企业的生产，加工装备绝大多书是普通机床，机床数控化率远低于美国，日本等国家。如果大量添置全新的数控机床，不仅资金投入量大，成本高，而且又会造成原有设备的闲置浪费。把普通机床改造为数控机床则不失为一条提高数控化率的有效途径。普通机床的数控化改造，顾名思义就是在机床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。这种机床改造花费少，改造针对性强，时间短，改造后的机床大多能克服原机床的缺点和存在的问题，生产效率高，尤其适合中国机床拥有量大，生产规模小的具体国情。燕山大学本科生毕业设计（论文）第2章 坐标镗床概述2.1 坐标镗床数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。2.1.1 数控（NC）阶段（19521970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（HARD-WIRED NC），简称为数控（NC）。随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即1952年的第一代电子管；1959年的第二代晶体管；1965年的第三代小规模集成电路2.1.2 计算机数控（CNC）阶段（1970年现在）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（CNC）阶段（把计算机前面应有的“通用”两个字省略了）。到1971年，美国INTEL公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件运算器和控制器，采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（MICROPROCESSOR），又可称为中央处理单元（简称CPU）。 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，PC机（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PC的阶段。 总之，计算机数控阶段也经历了三代。即1970年的第四代小型计算机；1974年的第五代微处理器和1990年的第六代基于PC（国外称为PCBASED）。 还要指出的是，虽然国外早已改称为计算机数控（即CNC）了，而我国仍习惯称数控（NC）。所以我们日常讲的“数控”，实质上已是指“计算机数控”了。2.1.3 数控未来发展的趋势2.1.3.1 继续向开放式、基于PC的第六代方向发展基于PC所具有的开放性、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PC机作为它的前端机，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。PC机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。日本、欧盟和美国等针对开放式的CNC，正在进行前后台标准的研究。2.1.3.2 向高速化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2.1.3.3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。 （1）应用自适应控制技术 数控系统能检测过程中一些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到改进系统运行状态的目的。 （2）引入专家系统指导加工 将熟练工人和专家的经验，加工的一般规律和特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。 （3）引入故障诊断专家系统 （4）智能化数字伺服驱动装置 可以通过自动识别负载，而自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行。2.2 坐标镗床主要结构特征1.主轴：主轴轴承采用转速高、刚性好的三联成组角接触轴承，轴承内径为240mm（加大型TK6920轴承内径为280mm）。为保证主轴的精度，在轴承外围采用恒温油循环冷却，以防热传导。 2. 导轨：除Z轴采用贴塑滑动导轨外，X、Y轴导轨均采用复合式导轨（即：贴塑滑动+滚动块）。目前，国内外机床厂家一般采用的导轨有：贴塑滑动导轨、滚动导轨、静压导轨、复合导轨。贴塑滑动导轨比滚动导轨的高频振动小，吸振性好，但摩擦系数较滚动导轨大；而复合导轨利用各自的优点互补双方的不足，达到优化的目的。与静压导轨比较具有摩擦系数小、传动效率高、耐磨损、使用寿命长、吸振性好、刚性高、维护简便、自润滑等优点，可保证较高的重复定位精度和满足微量进给（低达0.05mm/min）时无爬行及快速运动（可达12000mm/min）时无振动，保证了各移动部件的平稳驱动，且成本低、维护简单方便。 3.传动机构：机床的X轴采用预载双小齿轮齿条传动机构。B轴采用预载双小齿轮大齿圈机构。其余各轴均采用滚珠丝杆副。当前，国内外厂家常采用的传动机构有：静压蜗杆蜗条、预载双小齿轮齿条、滚珠丝杆（行程5M）；除X、B轴通常是采用双小齿轮齿条外，其它的轴通常采用滚珠丝杆。X轴采用预载双小齿轮齿条的间隙，保证较高的传动精度，是一种既经济又理想的进给传动机构。 4.滑枕平衡机构：本机床采用悬吊链移动平衡机构。由于落地铣镗床的滑枕重量很大，滑枕的移动会使立柱前后两条导轨受力不均，从而产生了滑枕的低头或抬头现象。因此，一般都要对滑枕进行平衡。现今常用的平衡方式有：静压导轨平衡（自动控制导轨面上的油膜厚度）、液压平衡（自动调节主轴箱前后两根钢绳的张力）、数控系统补偿（本机电气部分精度补偿方式为：Y轴垂度补偿；）、悬吊链移动平衡等。悬吊链移动平衡机构是：链子的一端与滑枕的重心位置相连，另一端与平衡重锤相连，当滑枕沿Z轴移动时，连接滑枕的链子随滑枕移动，以保证导轨的受力不会随着滑枕重心位置的变化而变化；与其它平衡机构比较，是一种较经济而有效的平衡方式。 机床润滑系统采用闭式回油结构：润滑系统采用容积式润滑系统（PDI），该系统是美国BIJUR公司开发的一种周期集中润滑系统。可按需要对各润滑点精确地定量供油，供油量由定量注油件（PDI）控制，最小供油量每次为0.01ml,最大供油量每次为0.4ml。润滑点数与供油量调整方便，润滑油粘度范围为201400mm2/s,工作压力为1.753.5Mpa,过滤精度2540,适合各种设备,尤其是供油精确的设备.众所周知,要使运动副的摩擦减小,必须在运动副表面保持适当的清洁的润滑油膜,即维持摩擦表面之间恒量供油以形成油膜.事实上,过量供油与供油不足是同样有害的.周期定量供油,既可使油膜不被损坏又不会产生污染和浪费,是一种非常好的润滑方式.本系统使定量的润滑油按预定的周期时间对各润滑点供油,使运动副保持适量的润滑油膜.较好地满足了性能要求.2.3 本章小结本章叙述了数控坐标镗床的参数，电气系统结构、前景、要求。燕山大学本科生毕业设计（论文）第3章 数控坐标镗床的工作原理数控机床一般由输入输出设备、数控装置、主轴和进给伺服单元、位置检测装置、PLC及其接口电路和机床本体等几部分组成。除了机床本体外的部分称为数控系统，数控装置是数控系统的核心。 图3.1 数控机床的结构3.1 数控机床的组成3.1.1 输入/输出设备数控机床加工前，必须读入操作人员编好的零件加工程序，在加工过程中，要把加工状态，包括刀具的位置、各种警报信息等，告诉操作人员，以便操作人员了解机床的工作情况，及时解决加工中出现的各种问题。最常用的输入设备是键盘，还有穿孔纸带。目前常用的输出设备是显示器，数控系统通过显示器为操作人员提供必要的信息，一般显示的信息包括正在编辑或运行的程序、当前的切削用量、刀具位置、各种故障信息、操作提示等。3.1.2 数控装置数控装置是数控系统的核心。数控装置由硬件和软件两大部分组成。现代数控系统普遍采用通用计算机作为数控装置的主要硬件，包括了微型机系统的基本组成部分，CPU、存储器、局部总线以及输入输出接口等。软件部分就是我们所说的数控系统软件。数控装置的基本功能是，读入零件加工程序，根据加工程序所指定的零件形状，计算出刀具中心的移动轨迹，并按照程序所指定进给速度，求出每一个微小段的时间段内刀具应该移动的距离，在每个时间段结束前，把下一个时间段内刀具应该移动的距离送给进给伺服单元。3.1.3 伺服单元伺服单元包括主轴伺服单元和进给伺服单元两部分。主轴单元接收来自PLC的转向和转速指令，经过功率放大后驱动主轴电动机转动。进给伺服单元在每个插补周期内接受数控装置的位移指令，经过功率放大后驱动进给电机转动，同时完成速度控制和反馈控制功能。根据所选电动机的不同，伺服单元控制的对象可以是步进电动机、直流伺服电动机或交流伺服电动机，每种伺服电动机的性能和工作原理都不同。步进电动机是最简单的伺服电动机，随着交流电动机调速技术的发展，交流伺服系统用的将越来越普遍。3.1.4 可编程逻辑控制器（PLC）PLC和数控装置配合共同完成数控机床的控制，数控装置主要完成与数字运算和管理等有关的功能，PLC主要完成与逻辑运算有关的动作，将零件加工程序中的M代码、S代码、T代码等顺序动作信息，译码后转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成相应的开关动作。它接受机床控制面板和来自数控装置的指令，一方面通过接口电路直接控制机床的动作，另一方面通过伺服单元控制主轴电机的转动。3.1.5 机床本体数控机床的本体可以在普通机床的基础上改装，也可以单独设计。和普通机床相比较，数控机床机械部分有以下特点：1. 数控机床的切削用量通常较普通机床大，所以要求机械部分有更大的刚度2. 数控机床的导轨要采取防止爬行的措施，如采用滚珠导轨或塑料涂层导轨3. 数控机床的机械传动链要尽量地短，齿轮传动副和丝杠螺母副要采取消除间隙措施，一般用滚珠丝杠已获得较好的动态性能4. 对要求精度较高的数控机床还应采取减少热变形、提高精度的措施3.1.6 位置检测装置也称反馈元件，通常安装在机床的工作台上或丝杠上，用来监测工作台的实际位移获丝杠的实际转角。在闭环数控系统中这个实际的位移或转角要反馈给数控装置，由数控装置计算出实际位置和指令之间的差值，并根据这个差值的方向和大小，控制机床，使之朝着间小屋差的方向移动。位置检测装置的精度直接决定了数控机床的加工精度。3.2 数控装置的工作过程1. 程序输入将编写的数控加工程序输入方式有：纸带阅读机输入、键盘输入、磁盘输入、通信接口输入及连接上一级计算机接口输入。2. 译码在输入的工件加工程序中含有工件的轮廓信息、加工速度及其它辅助功能信息等，译码程序以一个程序段为单位，按一定规则将这些信息翻译成计算机内部能识别的数据形式，并以约定的格式存放在指定的内存区间。3. 数据处理数据处理程序一般包括刀具半径补偿、速度计算以及辅助功能处理。4. 插补插补的任务是通过插补计算程序在已知有限信息的基础上进行“数据点的密化”工作，即在起点和终点之间插入一些中间点。数控系统一边插补、一边工作，是一种典型的实时控制方法。5. 位置控制位置控制可以由软件实现，也可以由硬件实现。它的主要任务是在每一个采样周期内，将插补计算的理论位置与实际反馈位置相比较，用其差值去控制进给电动机，进而控制工作台或刀具的位移。6. 输入/输出处理控制输入/输出处理主要处理数控装置和机床之间的来往信号的输入和输出控制。7. 显示数据装置的显示主要是为操作者了解系统运行状态提供方便，通常有：零件程序显示、参数设置、刀具位置显示、机床状态显示、报警显示、刀具加工轨迹动态模拟显示以及在线编程时的模拟显示等。8. 诊断主要是指数控系统装置利用内装诊断程序进行自诊断，主要有启动诊断和在线诊断。3.3 本章小结本章讲述了数控机床的构造和工作原理。其中数控装置是数控系统的核心，并讲解了数控装置的工作过程。燕山大学本科生毕业设计（论文）第4章 数控坐标镗床的参数以及电气部分原理数控坐标镗床基本功能1. 数控坐标镗床以精密镗削位置精度要求较高的孔系为主（精度见GB/T14660）。主轴转数范围，小型坐标镗床为404000r/min，大中型、坐标镗床为202500r/min。主传动采用交流或直流主轴电动机驱动，通常有2级或3级齿轮变速，以扩大恒功率变速范围。各坐标进给系统普遍采用交流或直流伺服电动机直接驱动滚动丝杠。2. 各坐标轴的驱动 用随机电线分别将各轴步进电机与系统驱动柜相应插座相连，即可实现坐标轴的驱动控制。 3. 主轴启停和正反转、冷却液的开关 主轴启停和正反转、冷却液的开关均通过系统控制KA1一KA4四个继电器的吸合断开，从而使机床中相应的交流接触器吸合断开来实现。 主轴启动即主轴正转，只要将主轴正转控制继电器 KAl的一组常开触点并接到原机床启动按钮SBl的两端即可。主轴停止，是将主轴停止控制继电器KA3的一组常闭触点串联到原机床主轴启停控制问路中即可。为使主轴停止时主轴制动，将KA3的一组常开触点并接到停止按钮SB2控制主轴制动的常开触点两端即可。 主轴反转，原机床设置有一个主轴电机电源反相开关，将开关转到反转位置，技下启动按钮即实现反转。若要系统控制主轴，还需在机床强电柜内增置一个交流接触器KM2，构成反转控制回路，并使其与正转控制回路互锁。然后将反转控制继电器 KA2的一组常开触点并接到KM2的常开触点上，实现对主轴反转的控制。对于有反转控制回路的机床，则按上述方法将KA2连入机床电气即可。 冷却液开关，是将冷却液控制继电器KA4的一组常开触点并接到原机床冷却液开关SAl的两端即可。用系统控制时，须将SAl置于关的位置。 4. 紧急停机、机床原点的设置、坐标轴的限位紧急停机，是当数控系统运行出现紧急情况时，而采取的停机措施。只需在机床上增置一紧急停机开关SB5，然后将系统信号线接上即可。 机床原点，是为保证数控系统加工的精度及可靠性而设置的。系统是用三个接近开关 SQ4一SQ6作为机床各坐标轴的原点检测器件，可根据实际情况将它们装在各坐标轴的相应位置。一般而言，铣床的机床原点，升降坐标设在接近下限位处，横向坐标面对机床设在接近右限位处，纵向坐标面对机床设在接近外限位处。 坐标轴的限位，是为保护数控系统的运行安全而设置的。在机床升降坐标的上下极限位、横向坐标的左右极限位、纵向坐标的里外极限位，各附设一行程开关和机械撞块。将系统的信号线接到三个行程开关 SQl一SQ3上，即可实现对各坐标轴的运动限位。4.2 数控坐标镗床的基本参数数控坐标镗床的型号与技术参数见表技术参数备注最大加工直径/mm主轴轴线至工作台面距离/mm主轴端面至工作中心距离/mm工作台荷重/Kg主轴转速/（r/min）工作台行程/mm钻孔镗孔级数范围纵向横向25505050250300300300505000140140150600250285300400150015002500无级无级无级无级454500203000102500102500450800700103545010008001500配：FA-GOR-8020系统20200470100680300无级502000600400配：GE-MCI系统502507002008001500无级102500100060050250立柱间距：1445垂直主轴：1000水平主轴中心线：8002000垂直：18水平：15垂直：402000水平：4010001400垂直主轴箱：1000产品名称型号工作台尺寸/mm（宽长）机床精度/mm工作精度电动机功率/KW重量/t外形尺寸/mm（长宽高）坐标精度圆度/mm表面粗糙度Ra/m主电动机总容量精密卧式数控坐标镗床TK6345TPK4680TK4680TK461004504508001000800800100010000.0050.0050.0050.0080.0050.0050.0031.60.80.81.61411/1511/1511/15305055558141622420027952423555032003600519031603487570047154575数控单柱坐标镗床TK41454508000.0030.0051.252.235211016582525数控单柱坐标镗床TK4163H63011000.0050.0040.81910305032203450数控双柱坐标镗床TK42100/2102016000.0035内圆：0.005外圆：0.00750.81917417031203650其主要技术参数为：1工作台 工作台尺寸（长x宽1100x630mm 工作台承重1500kg 2.主轴 主轴锥孔ISO50 主轴转速102500r/min (210r/min可用于打表校正) 主电机功率（断续/连续）15/12KW 主轴最大扭矩400Nm 主轴端面至工作台面距离最大800mm 最小200mm 3.机床行程 X轴1000mm Y轴600mm Z轴600mm 4.进给速度 X、Y坐标进给速度（无级）12000mm/min Z坐标给速度（无级）11000mm/min 快速移动 X、Y坐标快速移动10000mm/min Z坐标快速移动（无级）6000mm/min 5.机床总功率30kW 6.机床外形尺寸（长x宽x高）3050x3220x3450mm 7.机床精度： 几何精度执行GB/T16440-93，在无负荷精加工条件下的几何精度。 定位精度 X、Y0.005mm Z0.010mm 重复定位精度 X、Y0.005mm Z0.010mm 反向差值 X、Y0.004mm Z坐标0.005mm 工作精度 按GB/T16440-93数控坐标镗床精度标准第五项工作精度检验的程序进行。 8数控系统功能（采用FANUCOi-MC数控系统） 最大指令值8位 自动加减速 进给速度倍率0-120% 手动连续进给最大同时1轴 定位 直线插补 圆弧插补 参考点返回 暂停(单位:秒)G04 MDI操作 试运行 固定循环G73、G74、G76、G80-G89 主轴倍率50%-120% 单程序段 程序保护信号 自诊断功能 急停 报警显示功能 8.4TFT彩色显示 手轮进给1轴 光栅检测（海德汉相对光栅尺） 操作面板 PMC可编程控制 坐标系统设定 自动坐标系设定 再线加工功能 极坐标编程功能 坐标旋转功能 坐标误差补偿功能 刀具补偿存储器99个 刀具长度补偿 刀具半径补偿 零件程序存储长度320M（168K） 程序存储个数200个 程序保护 后台编辑 显示： 显示语种中文 运行时间，零件数 实际速度显示 状态显示 程序设定： 工件坐标系设定G54-/G59 主轴功能s4/s5位 通讯：接口RS232 电机： 主轴电机i12AC15/12KW 主电机转速6000r/min X、Y坐标进给电机i22AC22Nm 扭矩22N.m 转速1500r/min Z坐标进给电机i30AC30Nm 扭矩30N.m 转速1200r/min 9位置检测 选用HEIDEHAIN光栅尺，实现X、Y、Z轴全闭环控制 10机床电柜采用连体形式，内外部全部隔离，电气元件选用FANUC（或知名厂家产品，用导线颜色区分交流、直流、动力和保护接地线，并配备380F进线稳压柜，配壁挂式空调器。 11设备工作环境条件 电源：380V10%，50Hz1Hz，三相交流电源； 环境温度：535 相对湿度：80% 设备在上述工作环境下能长期稳定工作十年，并保持其精度4.3 数控坐标镗床电气部分概述4.3.1 概述本机床是按照频率50HZ电压为380V三相交流电源设计的，控制回路及液压电磁阀的电压为交流110V，机床照明电压为220V，手把灯（最大60W）电压为交流24V，信号灯和光学照明灯电压为交流6V，均由控制变压器KB供给。机床上装有五台交流电动机：1D 主电动机，Y180L-6 , B5 , 15KW ,380V ， 1000转/分2D 快速电动机：Y132M1-6，B5，4kw，380V，1000转/分3D 后立柱快速移动电动机：Y90L-6，B5，1.1kw，380V，1000转/分4D 主轴箱液压油泵电动机：A07124(A3)，0.75kw，380V，1400转/分5D 下滑座液压油泵电动机：A07124(A3)，0.75kw，380V，1400转/分配电盘安装在前立柱后面的壁龛内，机床上设有挂式按钮站进行集中操控，另外在主轴箱正面还设有固定式按钮站，4.3.1.1电路说明开动机床前，先将自动空气开关1ZD向上扳倒“合”位置（2-9ZD均以“合”上）。按下电源接通按钮1QA，中间继电器J和时间继电器SJ，线圈通电，中间继电器J的常开点（3-11）闭合，进行自锁，常开点（23-25）接通，以便接通主电机控制电路，时间继电器SJ的常开延时断开触电（3-13）闭合，使交流接触器1JC通电，1JC在主回路的常开点（X1-X11,X2-X21，X3-X31）闭合，使机床有电，同时，信号灯1XD燃亮示意。控制变压器KB的一次线圈通电，则在其二次线圈上感应出电压110V，24V，6V机床照明等1MD和2MD，由固定按钮站的扳扭开关5NK控制，手把灯的插销2CX装在下滑座上。将扳扭开关1NK扳倒工作台夹紧位置，准备接通主电机。1， 主轴(或平旋盘)的转动按下按钮2QA-I或2QA-II，中间继电器1J线圈通电，其常开点（23-17）闭合，进行自锁，常闭点（35-33）断开对中间继电器2J起互锁作用，常开点（23-39）闭合，使时间继电器1SJ线圈通电，1J的常开点（51-45）闭合，1SJ的常开点（23-51）闭合，交流接触器3JC线圈通电，3JC的常闭点（59-57）断开，对交流接触器4JC起互锁作用，3JC在主电路的常开点（X12X13,X22-1D2,X32-X33）闭合，则主电机1D串入电阻R起动，常动主轴正向（或平旋盘反向）转动。经过2-3秒后，1SJ的常开延时闭合触点（23-41）闭合，交流接触器2JC线圈通电，其在主电路中的常开点（X13-1D1,X33-1D3）闭合，将电阻R短接，1D启动过程结束，开始正常运转。如果按下按钮3QA-I或33QAII，使2J和4JC线圈通电，相应触电动作，使主轴反向转动，其余动作同上。2， 主轴（或平旋盘）的停车主电动机采用反接制动，为减少制动电流而串入电阻R，当电动机的转速超过100转/分，如果主轴是在正想转动，则反接制动继电器DJ的常开点（53-59）闭合，为反接制动做好准备。当按按钮2TA时，则1J线圈断电，常开点（23-29）断开，1SJ线圈断电，其常开延时闭合触电（23-41）断开，2JC线圈断电，保证电阻R串入，。1J的常开点（51-45）断开，1SJ的常开点（23-51）断开，3JC线圈断电，3JC的常闭点（59-57）闭合，同时2TA的常开点（3-49）闭合，使4JC线圈通电，1D通过电阻R作反接制动，2JC的常闭点（49-47）保证在R串入后，方能反接制动。当电动机转速降到10转/分左右，DJ的常开点（53-59）断开，4JC线圈断电，断开1D电源，反控制动结束，主轴（或平旋盘）也迅速停止转动。当停车前主轴是反向转动时，DJ的常开点（47-45）闭合，接通3JC作反接制动，其余同上。3， 主轴（或平旋盘）的点动按下按钮4QA-I或4QA-II，3JC线圈通电，此时2JC线圈未通电，因此1D通过R使主轴正向转动。当松开4QA-I或4QA-II，3JC断电，主电机1D断电，自由停止转动。欲使主轴反向（或平旋盘正向）瞬动，则按按钮5QA-I或5QA-II，动作同上。4， 主轴变速及进给量变换：主轴或平旋盘运动的选择：变速与运动的选择可以在主轴（或平旋盘）停止时进行，也可以在主轴或平旋盘运动时进行预选与变换。行程开关1-4XK用于主轴（或平旋盘）变速，8XK用于主轴与平旋盘的分配。（1） 转速与进给量的预选及主轴或平旋盘运动的选择：将主轴变速转阀或进给量变换转阀，或主轴与平旋盘运动选择转阀的旋钮转到所需位置，当需要变速或分配时，按下 固定按钮站上的按钮6QA，此时主电机做正向转动，过程如下：首先电动机1D反接制动：由于时间继电器2SJ线圈通电，其常开点（65-63）闭合进行自锁，常闭延时闭合触电（39-37）断开，将1SJ线圈通电，1SJ的常开延时闭合触电（23-41）断开，将2JC线圈断电，1D串入电阻R，同事1ST的常开触点（23-51）断开，将3JC线圈断电，3JC常闭点（59-57）闭合，2SJ的常开延时断开触电（3-49）闭合，4JC则由于DJ的常开点（53-59）闭合，使其线圈通电，1D通过R进行反接制动。按6QA的同时，中间继电器4J线圈通电，常开点（625-613）闭合，信号灯8XD燃亮示意，4J的常开点（71-67）闭合，在1D停止转动后，时间继电器3SJ的线圈通过DJ的常闭点（53-71）通电，3SJ的常开点（3-325）闭合，4J的常开点（3-205）闭合，使8SJ线圈通电，8SJ的常开延时断开触点（3-227）结闭合，使9JC线圈通电，油泵电机4D和液压电磁阀1CT通电动作，液压油缸推移拨叉，带动滑移齿轮移动，同事，定位销以原来定位槽中脱出而将1-4XK，8XK中相应的开关闭合，其触点（23-63）闭合，使2SJ线圈继续通电。另一方面，3SJ的常开延时闭合触点（23-73）延时闭合，中间继电器3J线圈通电，常开（23-75）闭合，按通脉动型晶体管时间继电器4SJ，其常开点（23-51）即断续接通，3JC线圈相应断续通电，1D也断续通电，是主轴正向（或平旋盘反向）周期性瞬动。3J的常开点（67-47）闭合保证3SJ在1D瞬动时连续接通，其常开点（625-613）接通变速指示灯8XD。3J的常闭点（23-65）断开，切断2SJ的自锁电路，保证变速结束后，行程开关复位后，2SJ线圈断电。变速结束后，主轴或平旋盘自动重新启动，当各滑移齿轮全部进入新的啮合位置时，各相应定位销均进入新的定位槽内释放其上的行程开关，2SJ和4J线圈断电，使8SJ和9SJ线圈断电，4D断电，2SJ的常开延时断开触点（3-49）延时断开，3SJ线圈断电，触点（3-325）断开，1CT断电，使油缸断油，3SJ的常开延时闭合触点（23-73）断开，3J线圈断电，使8XD熄灭表示变速结束。另一方面，2SJ的常开延时闭合触点，（39-37）延时闭合，接通1SJ，使1D开始正向起动（启动过程详见前述），此后，主轴即按选定的新转速正常转动。2SJ延时是当三联滑移齿轮在通过中间啮合位置定位销松开行程开关时，作为防止变速过程提前中断而设的。进给量的变换无行程开关做返回信号，靠调整2SJ和8SJ的时间来保证变速的完成。若变速前，主轴为反向转动，过程同上，知识1D此时做反向瞬动。（2） 主轴或平旋盘停止时的变速：这时，变速过程没有反接制动，滑移齿轮进入新的啮合位置后即结束，电动机不能自动重新启动，另外3JC线圈是经1J和2J的常闭点（45-55）和（55-51）通电，使主轴作正向低速瞬动，其余过程同上。5， 各运动的选择：通过扳扭开关1NK和十字开关SK控制各运动的选择。（1） 工作台回转：将1NK的手柄扳倒工作台“松开”位置，即其触点（3-87）闭合，（31-27）断开。此时中间继电器5J线圈通电，其常开触点（217-223）闭合，如原来工作台上下滑座，主轴，主轴箱处于夹紧状态，结合子处于脱开状态，则行程开关20XK，21XK，22XK被压合，使7SJ线圈通电，其常开延时断开触点（3-137）闭合，10J线圈通电，其常开点（3-223）闭合，使交流接触器10JC线圈通电，其在主电路中的常开触点（X15-X17,X25-C27,X35-X37）闭合，下滑座油泵电机5D通电转动。5J的常开点（351-335）闭合，液压电磁阀4CT通电动作，使工作台夹紧装置松开，结合子结合，行程开关20XK复原，其触点（125-127）断开，7SJ线圈断电，其常开延时断开触点（3-137）延时断开，10J线圈断电，触点（3-223）断开，10JC线圈断电，再主电路中的常开触点断开，下滑座油泵电机5D断电停转，工作台即可进行机动进给或快速移动。在中间继电器5J线圈通电后，其常开触点（627-601）闭合，信号灯2XD燃亮。其余四项运动的选择，均须予先将1NK的手柄扳到工作台夹紧位置，即触点（3-87）断开，（31-27）闭合，使5J的常闭点（3-95）闭合，为十字开关分配其他四项接通电路。1NK的触点（3-87）断开，5J线圈断电，常开触点（217-223）断开，常开触点（351-335）断开，4CT断电，常闭点（111-107）闭合，20XK的常闭点（3-111）闭合，（工作台处于松开状态时，20xk处于复原状态）5SJ线圈通电，其常开延时断开触点（3-217）闭合，10JC线圈通电，主电路的常开点闭合，电