西門(mén)子802C車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)的安裝調(diào)試

./畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目西門(mén)子802C車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)的安裝調(diào)試學(xué)生姓名學(xué)號(hào)專(zhuān)業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師院系名稱(chēng)2014年06月03日.目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要1Abstract21緒論31.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展31.1.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生31.1.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展31.2我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀及前景41.3本課題的研究背景及意義62西門(mén)子802C數(shù)控系統(tǒng)介紹62.1西門(mén)子802C數(shù)控系統(tǒng)概述62.2西門(mén)子802C數(shù)控系統(tǒng)的組成72.2.1基本面板72.2.2NC鍵盤(pán)區(qū)82.2.3機(jī)床控制面板92.2.4LCD顯示區(qū)102.2.5系統(tǒng)接口布置區(qū)113電氣及機(jī)械元件的選型163.1主軸變頻電機(jī)及其變頻器、編碼器的選擇16主軸變頻電機(jī)的選擇16主軸變頻器的選擇17主軸編碼器的選擇193.2進(jìn)給伺服機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇20進(jìn)給伺服機(jī)構(gòu)的選擇20交流伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器的選擇213.3刀架的選用22刀架的工作原理22刀架的動(dòng)作順序23刀架的選用233.4接觸器、繼電器的選擇25接觸器的選擇25繼電器的選擇263.5變壓器的選擇293.5.1三相380~220V變壓器的選擇293.5.2開(kāi)關(guān)電源的選擇303.5.3單相380~220V變壓器的選擇313.6空氣開(kāi)關(guān)的選擇313.6.1空氣開(kāi)關(guān)的工作原理31.3.6.2空氣開(kāi)關(guān)的選用314電氣及機(jī)械元件的安裝334.1電氣總圖介紹334.2驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的安裝344.2.1進(jìn)給伺服電機(jī)強(qiáng)電的安裝344.2.2進(jìn)給伺服控制檢測(cè)系統(tǒng)的安裝36X、Z軸正負(fù)限位的安裝394.3主軸系統(tǒng)的安裝40主軸強(qiáng)電及控制系統(tǒng)的安裝40主軸編碼器的安裝424.4刀架系統(tǒng)的安裝43刀架強(qiáng)電系統(tǒng)的安裝43刀架控制系統(tǒng)的安裝444.5冷卻與潤(rùn)滑系統(tǒng)的安裝464.6手搖脈沖發(fā)生器的安裝474.7開(kāi)關(guān)電源及其他控制系統(tǒng)的安裝494.7.1開(kāi)關(guān)電源的安裝494.7.2開(kāi)、關(guān)機(jī)控制系統(tǒng)的安裝504.8安裝接線過(guò)程中的注意事項(xiàng)525數(shù)控系統(tǒng)的簡(jiǎn)單上電調(diào)試535.1數(shù)控系統(tǒng)初次上電時(shí)的注意事項(xiàng)535.2刀架的調(diào)試535.3進(jìn)給伺服電機(jī)的手動(dòng)調(diào)試535.4機(jī)床參數(shù)的調(diào)試535.4.1機(jī)床顯示面板亮度的調(diào)整53NC參數(shù)設(shè)置54結(jié)論57謝辭58參考文獻(xiàn)59附錄1電氣原理圖60.西門(mén)子802C車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)的安裝摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和社會(huì)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,以數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)的機(jī)械制造技術(shù)正以較快的速度逐步取代傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù)這已成為當(dāng)今機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)數(shù)控機(jī)床得以在機(jī)械制造業(yè)中大量應(yīng)用SINUMERIK802CbaselineSINUMERIK802C安裝調(diào)試方便快捷、操作編程簡(jiǎn)單方便,可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn),是一種較為先進(jìn)的CNC數(shù)控系統(tǒng)。本文詳細(xì)介紹了西門(mén)子802C車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)的安裝過(guò)程,其中包括數(shù)控系統(tǒng)的詳細(xì)介紹、電氣和機(jī)械元件的選型、根據(jù)電氣原理圖安裝各個(gè)模塊、以及簡(jiǎn)單的上電調(diào)試。此次設(shè)計(jì)是為接下來(lái)的調(diào)試過(guò)程做準(zhǔn)備,也可用來(lái)作為高校數(shù)控系統(tǒng)教學(xué)平臺(tái),指導(dǎo)學(xué)生安裝調(diào)試此數(shù)控系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；CNC數(shù)控系統(tǒng)；電氣原理圖；安裝SINUMERIK802CLatheCNCSystemInstallAbstract:Withthecontinuousprogressofscienceandtechnologysetever-breakingdevelopmentofsocialproductiveforces,advancedmanufacturingtechnologyisbasedonthenumericalcontroltechnologyatafasterrategraduallyreplacedthetraditionalmechanicalmanufacturingtechnology,whichhasbecomethetrendofmechanicalmanufacturingtechnologydevelopment.CNCmachinetoolhasusedinmanufacturingindustry.SINUMERIK802CbaselineisbasedonSINUMERIK802Cwhichthenewlydevelopedfull-functionnumericalcontrolsystems,Ithasaquickandeasyinstallation,operationsimpleandconvenientprogramming,highreliabilityandstabilitycharacteristics,isamoreadvancedCNCnumericalcontrolsystem.ThisarticledescribestheinstallationprocessSiemens802CCNClathesystem,Includingtheselectionofdetails,electricalandmechanicalcomponentsoftheCNCsystem,connectingthevariousmodules,andsimplepowerdebuggingbasedonelectricalschematics.ToprepareforthenextdebuggingprocesscanalsobeusedasateachinguniversityCNCsystemplatform,guidingstudentstoinstalltheCNCsystem.Keywords:CNC；CNCsystem；Electricalschematics；Install1緒論1．1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展1.1.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生隨著科技的不斷發(fā)展,對(duì)各種產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率提出了更高的要求。產(chǎn)品加工過(guò)程的自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的重要措施。飛機(jī)、汽車(chē)等生產(chǎn)企業(yè)大多采用自動(dòng)化機(jī)床、組合式機(jī)床和自動(dòng)化生產(chǎn)線,從而保證了產(chǎn)品的質(zhì)量,提高了生產(chǎn)效率和減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。但是在產(chǎn)品加工中,單件、小批量生產(chǎn)的零件約占總量的80%以上。對(duì)這些多品種、小批量、形狀復(fù)雜、精度要求高的零件的加工,采用專(zhuān)業(yè)程度高的自動(dòng)化機(jī)床和自動(dòng)化生產(chǎn)線就顯得很不合適。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的大潮中,產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,為了求得生存與發(fā)展,各企業(yè)紛紛在提高產(chǎn)品的技術(shù)檔次、增加產(chǎn)品的種類(lèi)、縮短試制與生產(chǎn)周期和提高產(chǎn)品的質(zhì)量上下功夫,即使批量較大的產(chǎn)品,也不大可能多年不變,因此必須經(jīng)常開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品,頻繁地更新?lián)Q代。傳統(tǒng)的自動(dòng)化生產(chǎn)線難以適應(yīng)小批量、多品種的生產(chǎn)要求。為了解決上述問(wèn)題,一種靈活、高精度、高效率的自動(dòng)化設(shè)備——數(shù)控機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生。1952年美國(guó)帕森斯公司和麻省理工學(xué)院在美國(guó)空軍的委托下,合作研制了世界上的第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床,完成了直升飛機(jī)葉片輪廓檢查用樣板的加工。這是一臺(tái)采用專(zhuān)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算與控制的直線插補(bǔ)輪廓控制銑床。經(jīng)過(guò)三年的試用、改造和提高,數(shù)控機(jī)床于1955年進(jìn)入實(shí)用化階段,在復(fù)雜曲面的加工中發(fā)揮了重要的作用。盡管這種初期數(shù)控機(jī)床采用電子管和分立元件硬接線電路來(lái)進(jìn)行運(yùn)算和控制,體積龐大而功能單一,但它采用了較為先進(jìn)的數(shù)字控制技術(shù),具有強(qiáng)大的生命力,它的出現(xiàn)開(kāi)辟了工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的新紀(jì)元。從此,數(shù)控機(jī)床在全世界得到了迅速的發(fā)展。1.1.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展最早采用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工的想法是在20世紀(jì)40年代初期提出的。當(dāng)時(shí),美國(guó)北密執(zhí)安的一個(gè)小型飛機(jī)工業(yè)承包商帕森斯公司在制造飛機(jī)框架及直升飛機(jī)葉片輪廓用樣板時(shí),使用計(jì)算機(jī)對(duì)葉片輪廓的加工路徑進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理,并考慮了刀具半徑對(duì)加工路徑的影響,使得加工精度達(dá)到了0.0015mm。1952年,美國(guó)麻省理工學(xué)院研制出的三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)利用脈沖乘法器原理的試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的第一代。1959年,電子行業(yè)研制出晶體管元件,因而控制系統(tǒng)中廣泛采用晶體管和印刷電路板技術(shù),跨入第二代。1959年3月,由美國(guó)耐·杜列克公司發(fā)明了帶有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床,成為"加工中心"。1960年,出現(xiàn)了小規(guī)模集成電路,由于其體積小、功耗低,使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性進(jìn)一步提高,數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代。以上三代都是采用專(zhuān)業(yè)控制的硬件邏輯數(shù)控系統(tǒng),也稱(chēng)NC系統(tǒng)。1967年,英國(guó)首先把幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床連接成具有柔性的加工系統(tǒng),這就是最初的FMS〔FlexibleManufacturerSystem柔性制造系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,小型計(jì)算機(jī)開(kāi)始取代專(zhuān)業(yè)控制的硬件邏輯數(shù)控系統(tǒng)〔NC,數(shù)控的許多功能由軟件程序?qū)崿F(xiàn)。由計(jì)算機(jī)作控制單元的數(shù)控系統(tǒng)〔CNC,稱(chēng)為第四代。1970年前后,美國(guó)英特爾公司開(kāi)發(fā)和使用了微處理器。1974年,美、日等國(guó)首先研制出以微處理器為核心的數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。20多年來(lái),微處理器數(shù)控系統(tǒng)得到了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,這就是第五代數(shù)控系統(tǒng)〔MNC,然而后來(lái)也將MNC也稱(chēng)為CNC。20世紀(jì)80年代初,國(guó)際上又出現(xiàn)了柔性制造單元FMC。FMC和FMS都被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS的基礎(chǔ)。數(shù)控系統(tǒng)的許多優(yōu)點(diǎn)使數(shù)控機(jī)床得到了廣泛發(fā)展和應(yīng)用,數(shù)控技術(shù)還被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控切割機(jī)、數(shù)控火花切割機(jī)、坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、繪圖儀等設(shè)備上。1．2我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀及前景隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展,世界機(jī)床業(yè)已進(jìn)入了以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時(shí)代,其中數(shù)控機(jī)床就是代表產(chǎn)品之一。數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)中的加工母機(jī)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。它為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)提供裝備和手段,具有無(wú)限放大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效應(yīng)。目前,歐、美、日等工業(yè)化國(guó)家已先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,而中國(guó)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始起步,仍處于發(fā)展階段。"十五"期間,中國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)實(shí)現(xiàn)了超高速的發(fā)展。其產(chǎn)量2001年為17521臺(tái),2002年24803臺(tái),2003年36813臺(tái),2004年51861臺(tái),2004年產(chǎn)量是2000年的3.7倍,平均年增長(zhǎng)39％；2005年國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量59639臺(tái),接近6萬(wàn)臺(tái)大關(guān),是"九五"末期的4.24倍。"十五"期間,中國(guó)機(jī)床行業(yè)發(fā)展迅猛的主要原因是市場(chǎng)需求旺盛。固定資產(chǎn)投資增速快、汽車(chē)和機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展迅猛、外商投資企業(yè)增長(zhǎng)速度加快所致。2006年,中國(guó)數(shù)控金屬切削機(jī)床產(chǎn)量達(dá)到85756臺(tái),同比增長(zhǎng)32.8%,增幅高于金屬切削機(jī)床產(chǎn)量增幅18.4個(gè)百分點(diǎn),進(jìn)而使金屬切削機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)到37.8%,同比增加2.3個(gè)百分點(diǎn)。此外,數(shù)控機(jī)床在外貿(mào)出口方面亦業(yè)績(jī)驕人,全年實(shí)現(xiàn)出口額3.34億美元,同比增長(zhǎng)63.14%,高于全部金屬加工機(jī)床出口額增幅18.58個(gè)百分點(diǎn)。2007年,中國(guó)數(shù)控金屬切削機(jī)床產(chǎn)量達(dá)123,257臺(tái),數(shù)控金屬成形機(jī)床產(chǎn)量達(dá)3,011臺(tái)；國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床擁有量約50萬(wàn)臺(tái),進(jìn)口約20萬(wàn)臺(tái)。2008年10月,中國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量達(dá)105,780臺(tái),比2007年同比增長(zhǎng)2.96％。長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床始終處于低檔迅速膨脹,中檔進(jìn)展緩慢,高檔依靠進(jìn)口的尷尬局面,特別是國(guó)家重點(diǎn)工程需要的關(guān)鍵設(shè)備主要依靠進(jìn)口,技術(shù)受制于人。究其原因,國(guó)內(nèi)本土數(shù)控機(jī)床企業(yè)大多處于"粗放型"階段,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平、質(zhì)量、精度、性能等方面與國(guó)外先進(jìn)水平相比落后了5~10年；在高、精、尖技術(shù)方面的差距則達(dá)到了10~15年。同時(shí)中國(guó)在應(yīng)用技術(shù)及技術(shù)集成方面的能力也比較低,相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究制定相對(duì)滯后,國(guó)產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床還沒(méi)有形成品牌效應(yīng)。同時(shí),中國(guó)的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)目前還缺少完善的技術(shù)培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系,市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)能力和經(jīng)營(yíng)管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主創(chuàng)新能力,完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)少之又少,制約了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國(guó)外公司在中國(guó)數(shù)控系統(tǒng)銷(xiāo)量中的80％以上是普及型數(shù)控系統(tǒng)。如果我們能在普及型數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品快速產(chǎn)業(yè)化上取得突破,中國(guó)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有望從根本上實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略反擊。同時(shí),還要建立起比較完備的高檔數(shù)控系統(tǒng)的自主創(chuàng)新體系,提高中國(guó)的自主設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和成套生產(chǎn)能力,創(chuàng)建國(guó)產(chǎn)自主品牌產(chǎn)品,提高國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)總體技術(shù)水平。"十二五"期間,中國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)將步入快速發(fā)展期,我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)面臨千載難逢的大好發(fā)展機(jī)遇,根據(jù)中國(guó)數(shù)控車(chē)床以往消費(fèi)數(shù)量,通過(guò)模型擬合,預(yù)計(jì)到2015年數(shù)控車(chē)床銷(xiāo)售數(shù)量將達(dá)18萬(wàn)臺(tái),年均增長(zhǎng)率為達(dá)16%以上。在技術(shù)方面也將得到大幅度提高,現(xiàn)在國(guó)外的部分技術(shù)壟斷現(xiàn)象也將得到有效緩解,真正意義上實(shí)現(xiàn)從"中國(guó)制造"到"中國(guó)創(chuàng)造"的轉(zhuǎn)型。1．3本課題的研究背景及意義隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和社會(huì)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,以數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)的先進(jìn)制造技術(shù)正以較快的速度逐步取代傳統(tǒng)機(jī)械制造技術(shù),這已成為當(dāng)今機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)。西門(mén)子802C數(shù)控系統(tǒng)是一種經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng),具有較高的性?xún)r(jià)比,并在中端車(chē)床、銑床以及機(jī)床改造等領(lǐng)域有極其廣泛的應(yīng)用,研究其安裝調(diào)試過(guò)程可用于指導(dǎo)人們掌握較快捷的安裝調(diào)試方法,提供解決安裝調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的解決方法,降低其推廣使用的成本,可使這種較先進(jìn)的的數(shù)控機(jī)床得到大量的推廣和應(yīng)用。研究西門(mén)子802C車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)不僅可以使其較迅速的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),也可作為高校教學(xué)平臺(tái),用來(lái)指導(dǎo)學(xué)生掌握此種先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng),使其掌握其安裝調(diào)試過(guò)程。2西門(mén)子802C數(shù)控系統(tǒng)的介紹2.1西門(mén)子802C數(shù)控系統(tǒng)概述SINUMERIK802CbaselineSINUMERIK802CCNC結(jié)構(gòu)緊湊,高度集成于一體的數(shù)控單元,操作面板和輸入輸出單元機(jī)床調(diào)試配置數(shù)據(jù)少,系統(tǒng)與機(jī)床匹配更快速、更容易；簡(jiǎn)單而友好的編程界面,保證了生產(chǎn)的快速進(jìn)行,優(yōu)化了機(jī)床的使用。2.1802C圖2.1西門(mén)子公司數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)2．2西門(mén)子802C數(shù)控系統(tǒng)的組成2.2.1基本面板西門(mén)子802C系統(tǒng)具有獨(dú)立的操作面板及NC部分,其顯著的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,機(jī)床調(diào)試配置數(shù)據(jù)少,系統(tǒng)與機(jī)床匹配更快速、更容易；簡(jiǎn)單而友好的編程界面保證了生產(chǎn)的快速進(jìn)行,優(yōu)化了機(jī)床的使用。SIEMENS802C數(shù)控系統(tǒng)的操作面板可分為三個(gè)區(qū)：LCD顯示區(qū)、NC鍵盤(pán)區(qū)、MCP〔機(jī)床控制面板區(qū)。見(jiàn)圖2.2。圖2.2802C操作面板2.2.2NC鍵盤(pán)區(qū)圖2.3NC鍵盤(pán)區(qū)各功能鍵說(shuō)明：1加工顯示鍵：按此鍵后,屏幕立即回到加工顯示畫(huà)面,在此處可以看到當(dāng)前各軸的工作狀態(tài)；2返回鍵：返回到上一級(jí)菜單；3軟鍵：在不同的屏幕狀態(tài)下,操作對(duì)應(yīng)的軟鍵,可以執(zhí)行相應(yīng)的操作；4刪除/退格鍵：在程序編輯畫(huà)面時(shí),按此鍵清除前一字符；5報(bào)警應(yīng)答鍵：報(bào)警出現(xiàn)時(shí),按此鍵一般可消除報(bào)警〔取決于報(bào)警級(jí)別；6光標(biāo)向上鍵/向上翻頁(yè)鍵；7菜單擴(kuò)展鍵：進(jìn)入同一級(jí)的其他菜單畫(huà)面；8區(qū)域轉(zhuǎn)換鍵：按此鍵后立即回到主界面；9垂直菜單鍵：在某些特殊畫(huà)面,按此鍵可垂直顯示選項(xiàng)；10光標(biāo)向右鍵；11光標(biāo)向下鍵/向下翻頁(yè)〔上檔鍵；12回車(chē)/輸入鍵：按此鍵確認(rèn)所輸入的參數(shù)或換行；13選擇/切換鍵：在設(shè)定參數(shù)時(shí),按此鍵可以選擇或切換參數(shù)；14空格鍵：在編輯程序時(shí),按此鍵插入空格；15光標(biāo)向左鍵；16字符鍵：用于字符的輸入,上檔鍵可切換至對(duì)應(yīng)字符；17上檔鍵：按數(shù)字鍵或字符鍵時(shí),同時(shí)按此鍵可使數(shù)字/字符的左上角字符生效；18數(shù)字鍵：用于數(shù)字的輸入。2.2.3機(jī)床控制面板各按鍵功能說(shuō)明：基本功能區(qū)：1POK〔綠燈：電源上電,燈亮表示電源正常供電；2ERR〔紅燈：系統(tǒng)故障,此燈亮表示CNC出現(xiàn)故障；3DIA〔黃燈：診斷。該燈顯示不同的診斷狀態(tài),正常狀態(tài)時(shí)閃爍頻率為1：1；4急停開(kāi)關(guān)；圖2.4機(jī)床控制面板區(qū)5K1~K12用戶自定義鍵：用戶可以編寫(xiě)PLC程序進(jìn)行鍵的定義；運(yùn)行方式鍵：6增量選擇鍵：在JOG方式〔手動(dòng)運(yùn)行方式下,按此鍵可以進(jìn)行增量方式的選擇,范圍為：×1,×10,×100,×1000；7點(diǎn)動(dòng)方式鍵：按此鍵切換到手動(dòng)方式；8回參考點(diǎn)鍵：在此方式下運(yùn)行回參考點(diǎn)；9自動(dòng)方式鍵：按此鍵切換到自動(dòng)加工方式,按照加工程序自動(dòng)運(yùn)行；10單段運(yùn)行鍵：按此鍵設(shè)定單段運(yùn)行方式,程序按單段運(yùn)行；11手動(dòng)數(shù)據(jù)鍵：在此方式下手動(dòng)編寫(xiě)程序,然后自動(dòng)執(zhí)行；主軸鍵：12主軸正轉(zhuǎn)鍵：按此鍵,主軸正方向旋轉(zhuǎn)；13主軸停止鍵：按此鍵,主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)；14主軸反轉(zhuǎn)鍵：按此鍵,主軸反方向旋轉(zhuǎn)；倍率鍵：15進(jìn)給軸倍率增加鍵〔帶LED：按動(dòng)此鍵,進(jìn)給軸倍率增大。當(dāng)進(jìn)給軸倍率大于100%時(shí)LED亮,達(dá)到120%時(shí)〔最大LED閃爍；16主軸倍率增加鍵〔帶LED：按動(dòng)此鍵,主軸倍率增大。當(dāng)主軸倍率大于100%時(shí)LED亮,達(dá)到120%時(shí)〔最大LED閃爍；17進(jìn)給軸倍率100%鍵：按此鍵大于系統(tǒng)所設(shè)定的時(shí)間值〔缺省值為1.5秒時(shí),進(jìn)給軸倍率直接變?yōu)?00%；18主軸倍率100%鍵：按此鍵大于系統(tǒng)所設(shè)定的時(shí)間值〔缺省值為1.5秒時(shí),主軸倍率直接變?yōu)?00%；19進(jìn)給軸倍率減少鍵〔帶LED：按動(dòng)此鍵,進(jìn)給軸倍率減少。按此鍵大于系統(tǒng)所設(shè)定的時(shí)間值〔缺省值為1.5秒時(shí),進(jìn)給軸倍率直接變?yōu)?%。進(jìn)給軸倍率在0%-100%時(shí)LED燈亮,降為0%時(shí)〔最小LED閃爍；20主軸倍率減少鍵〔帶LED：按動(dòng)此鍵,主軸倍率減少。按此鍵大于系統(tǒng)所設(shè)定的時(shí)間值〔缺省值為1.5秒時(shí),進(jìn)給軸倍率直接變?yōu)?0%。進(jìn)給軸倍率在50%-100%時(shí)LED燈亮,降為50%時(shí)〔最小LED閃爍；點(diǎn)動(dòng)鍵：21X軸正向點(diǎn)動(dòng)鍵：在手動(dòng)方式下按動(dòng)此鍵,X軸向正方向點(diǎn)動(dòng)；22Z軸正向點(diǎn)動(dòng)鍵：在手動(dòng)方式下按動(dòng)此鍵,Z軸向正方向點(diǎn)動(dòng)；23快速運(yùn)行疊加鍵：在手動(dòng)方式下,同時(shí)按此鍵和一個(gè)坐標(biāo)軸點(diǎn)動(dòng)鍵,坐標(biāo)軸按快速進(jìn)給速度點(diǎn)動(dòng)；24Z軸負(fù)向點(diǎn)動(dòng)鍵：在手動(dòng)方式下按動(dòng)此鍵,Z軸向負(fù)方向點(diǎn)動(dòng)；25X軸負(fù)向點(diǎn)動(dòng)鍵：在手動(dòng)方式下按動(dòng)此鍵,X軸向負(fù)方向點(diǎn)動(dòng)；啟動(dòng)/停止鍵：26復(fù)位鍵：按此鍵,系統(tǒng)復(fù)位,當(dāng)前程序中斷執(zhí)行并退出；27數(shù)控停止鍵：按此鍵,當(dāng)前執(zhí)行的程序中斷執(zhí)行；28數(shù)控啟動(dòng)鍵：按此鍵,系統(tǒng)開(kāi)始執(zhí)行加工程序。2.2.4LCD顯示區(qū)如圖2.5所示,LCD顯示區(qū)是整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)的顯示窗口,具體說(shuō)明如下：1當(dāng)前操作區(qū)域：加工、參數(shù)、程序、通訊、診斷。通過(guò)主菜單不同的軟鍵進(jìn)行操作；2程序狀態(tài)：程序停止,程序運(yùn)行,程序復(fù)位；3運(yùn)行方式：點(diǎn)動(dòng)方式、自動(dòng)方式、MDA方式；4狀態(tài)顯示：程序段跳躍、空運(yùn)行、快速修調(diào)、單段運(yùn)行、程序停止、程序測(cè)試、步進(jìn)增量；5操作信息；6程序名；7報(bào)警顯示行：在NC或PLC報(bào)警時(shí)顯示報(bào)警信息；圖2.5LCD顯示屏幕劃分8工作窗口：工作窗口和NC顯示；9返回鍵：軟鍵菜單中出現(xiàn)此符號(hào)時(shí),表明存在上一級(jí)菜單,按下返回鍵后不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)直接回到上一級(jí)；10擴(kuò)展鍵：出現(xiàn)此符號(hào)表明同級(jí)菜單中存在其它菜單,按下擴(kuò)展鍵后可以選擇這些功能；11軟鍵；12垂直菜單：出現(xiàn)此符號(hào)時(shí)表明存在其它菜單功能,按下垂直菜單鍵后,這些菜單顯示在屏幕上,并可用光標(biāo)進(jìn)行選擇；13進(jìn)給軸速度倍率：在此顯示當(dāng)前進(jìn)給軸的速度倍率；14齒輪級(jí)：在此顯示當(dāng)前主軸的齒輪級(jí)；15主軸速度倍率：在此顯示當(dāng)前主軸的速度倍率。2.2.5系統(tǒng)接口布置區(qū)如圖2.6所示,系統(tǒng)接口布置是整個(gè)CNC控制系統(tǒng)與外部電路進(jìn)行連接的接口,具體說(shuō)明如下：1電源端子X(jué)1系統(tǒng)工作電源為直流24V電源,接線端子為X1,如表2.1所示。表2.1系統(tǒng)工作電源端子號(hào)信號(hào)名說(shuō)明1PE保護(hù)地2M0V3P24直流24V圖2.6系統(tǒng)接口布置2通訊接口RS232-X2在使用外部PC/PG與SINUMERIK802C進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊〔WINPCIN或編寫(xiě)PLC程序時(shí),使用RS232接口,如圖2.7所示。圖2.7通訊接口RS2323編碼器接口X3~X6編碼器接口X3,X4和X5為SUB-D15芯孔插座,僅限于SINUMERIK802Cbaseline。編碼器接口X6也是SUB-D15芯孔插座,在802Cbaseline中作為編碼器4接口,X3~X6接口引腳分配均為相同,如表2.2所示。表2.2編碼器接口X3引腳分配〔X4/X5/X6相同引腳信號(hào)說(shuō)明引腳信號(hào)說(shuō)明1n.c.9M電壓輸出2n.c.10Z輸入信號(hào)3n.c.11Z-N輸入信號(hào)4P5EXT電壓輸出12B_N輸入信號(hào)5n.c.13B輸入信號(hào)6P5EXT電壓輸出14A_N輸入信號(hào)7M電壓輸出15A輸入信號(hào)8n.c.4>驅(qū)動(dòng)器接口X7驅(qū)動(dòng)器接口X7為SUB-D50芯插座,如表2.3所示；其中SE1.1/1.2~SE3.1/3.2指伺服軸X/Y/Z使能；SE4.1/4.2指伺服主軸使能。表2.3驅(qū)動(dòng)器接口X7引腳分配引腳信號(hào)說(shuō)明引腳信號(hào)說(shuō)明引腳信號(hào)說(shuō)明1AO118n.c.O34AGND12AGND219n.c.O35AO23AO320n.c.O36AGND34AGND4AO21n.c.O37AO4AO5n.c.O22MVO38n.c.O6n.c.O23MVO39n.c.O7n.c.O24MVO40n.c.O8n.c.O25MVO41n.c.O9n.c.O26n.c.O42n.c.O10n.c.O27n.c.O43n.c.O11n.c.O28n.c.O44n.c.O12n.c.O29n.c.O45n.c.O13n.c.30n.c.46n.c.14SE1.131n.c.47SE1.215SE2.132n.c.48SE2.216SE3.133n.c.49SE3.217SE4.1K50SE4.25>手輪接口X10通過(guò)手輪接口X10可以在外部連接兩個(gè)手輪〔本次設(shè)計(jì)中只安裝手輪1,如下表2.4所示。表2.4手輪接口X10引腳信號(hào)說(shuō)明引腳信號(hào)說(shuō)明1A1+手輪1A相+6GND地2A1-手輪1A相-7A2+手輪2A相+3B1+手輪1B相+8A2-手輪2A相-4B1-手輪1B相-9B2+手輪2B相+5P5V+5VDC10B2-手輪2B相-6高速輸入接口X20通過(guò)接線端子X(jué)20可以連接三個(gè)接近開(kāi)關(guān),本設(shè)計(jì)中只用于急停開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì),如表2.5所示。表2.5高速輸入接口X20腳號(hào)信號(hào)說(shuō)明腳號(hào)信號(hào)說(shuō)明1RDY1使能2.16HI-42RDY2使能2.27HI-53HI-1X軸參考點(diǎn)脈沖8HI-64HI-2X軸參考點(diǎn)脈沖9N.C.5HI-3X軸參考點(diǎn)脈沖10M24V接地7數(shù)字輸入/輸出接口X100~X105,X200和X201共有48個(gè)數(shù)字輸入和16個(gè)數(shù)字輸出接線端子。車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)中輸入接口只需X100~X102,其引腳分配如表2.6,2.7所示。表2.6數(shù)字輸入接口X100~X105引腳序號(hào)信號(hào)說(shuō)明X100地址X101地址X102地址X103地址X105地址X106地址1空2輸入I0.0I1.0I2.0I3.0I4.0I5.03輸入I0.1I1.1I2.1I3.1I4.1I5.14輸入I0.2I1.2I2.2I3.2I4.2I5.25輸入I0.3I1.3I2.3I3.3I4.3I5.36輸入I0.4I1.4I2.4I3.4I4.4I5.47輸入I0.5I1.5I2.5I3.5I4.5I5.58輸入I0.6I1.6I2.6I3.6I4.6I5.69輸入I0.7I1.7I2.7I3.7I4.7I5.710M24表2.7數(shù)字輸出接口X200/X201引腳分配引腳信號(hào)信號(hào)說(shuō)明X200地址X201地址1L+2輸出Q0.0Q1.03輸出Q0.1Q1.14輸出Q0.2Q1.25輸出Q0.3Q1.36輸出Q0.4Q1.47輸出Q0.5Q1.58輸出Q0.6Q1.69輸出Q0.7Q1.710M243電氣及機(jī)械元件的選型3.1主軸變頻電機(jī)及其變頻器、編碼器的選擇3.1.1主軸變頻電機(jī)的選擇變頻電機(jī)是通過(guò)變頻器來(lái)改變輸入三相交流電的頻率,進(jìn)而改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的三相異步電動(dòng)機(jī)。本次設(shè)計(jì)中的車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)為高校教學(xué)平臺(tái),其主軸電機(jī)并未接入負(fù)載,因此選擇范圍較廣,考慮到經(jīng)濟(jì)性等因素,故選擇較為常用的、型號(hào)為YVF2-80M2-4的皖南變頻電機(jī),其性能數(shù)據(jù)如表3.1所示,外形圖如圖3.1所示。表3.1YVF2-80M2-4變頻電機(jī)性能數(shù)據(jù)型號(hào)功率〔KW額定電流〔A>額定轉(zhuǎn)矩〔N.m恒轉(zhuǎn)矩調(diào)頻范圍〔Hz恒功率調(diào)頻范圍〔HzYVF2-80M2-40.752.05.25~5050~100圖3.1YVF2-80M2-4變頻三相異步電動(dòng)機(jī)電機(jī)的拆裝方法如下：1取下軸伸平鍵；2擰下風(fēng)罩的緊固螺釘,取下風(fēng)罩；3取下外風(fēng)扇；4擰下前軸承蓋上緊固螺栓〔若無(wú)軸承蓋,則此步省略；5擰下后端蓋上的螺栓；6用木榔頭敲擊軸伸,使前軸承從軸承室中滑出。從定子中抽出轉(zhuǎn)子時(shí),應(yīng)防止磕碰定子繞組。3.1.2主軸變頻器的選擇變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一種頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要是采用交-直-交方式,先把工頻交流電源通過(guò)整流器轉(zhuǎn)換成直流電源、然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個(gè)部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器,逆變部分為IGBT〔絕緣柵雙極型晶體管三相橋式逆變器,且輸出為PWM波形,中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無(wú)功功率。本次設(shè)計(jì)中所選用的變頻器應(yīng)與主軸變頻電機(jī)相匹配,由于變頻電機(jī)的額定電壓和額定功率分別為380V和0.75KW,結(jié)合LS變頻器公司提供的460V級(jí)變頻器類(lèi)型〔見(jiàn)表3.2,因此選用型號(hào)為SV008iG5-4的變頻電機(jī),其外形圖如圖3.2所示。表3.2460V級(jí)變頻器參數(shù)變頻器型號(hào)〔SVxxxiG5-x>004-4008-4015-4022-4037-4040-4電機(jī)容量HP0.512355.4KW0.370.751.52.23.74.0輸出功率容量2[KVA]1.11.93.04.56.16.5FLA[A]1.52.54689頻率0.1~400Hz電壓380~460V3輸入功率電壓3相,380~460V〔±10%頻率50~60Hz<±5%>動(dòng)態(tài)制動(dòng)制動(dòng)單元內(nèi)置平均制動(dòng)力矩20%〔外部制動(dòng)電阻：100%,150%>最大制動(dòng)時(shí)間15秒制動(dòng)負(fù)載0~30%ED重量[lbs]3.753.753.974.634.854.85圖3.2SV008iG5-4型編碼器3.1.3主軸編碼器的選擇增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的工作原理：增量式旋轉(zhuǎn)編碼器是通過(guò)內(nèi)部?jī)蓚€(gè)光敏接受管轉(zhuǎn)化其角度碼盤(pán)的時(shí)序和相位關(guān)系,得到其角度碼盤(pán)角度位移量增加〔正方向或減少〔負(fù)方向,進(jìn)而測(cè)量其主軸實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速的一種編碼器。本次設(shè)計(jì)中所用編碼器為實(shí)驗(yàn)室所提供的、型號(hào)為T(mén)RD-2T2500V的增量式旋轉(zhuǎn)編碼器,其電氣規(guī)格及機(jī)械規(guī)格如表3.3、3.4所示。表3.3增量式旋轉(zhuǎn)編碼器電氣規(guī)格型號(hào)TRD-2T2500V電源電源電壓DC4.75~5.25V容許波紋≤3%rms消耗電流≤50mA輸出波形信號(hào)形式兩相+原點(diǎn)最高響應(yīng)頻率200kHz最高旋轉(zhuǎn)速度〔最高響應(yīng)頻率/分辨率*60占空比50±25%相位差寬度25±12.5%原點(diǎn)信號(hào)寬度100±50%輸出輸出類(lèi)型線驅(qū)動(dòng)輸出〔26C31輸出邏輯正邏輯〔高電平有效輸出電流流入≤20mA流出≤20mA輸出電壓"H"≥2.5V"L"≤0.5V表3.4增量式旋轉(zhuǎn)編碼器機(jī)械規(guī)格起動(dòng)轉(zhuǎn)矩≤0.01Nm〔+20℃軸慣性力轉(zhuǎn)矩0.3x10-6kg.m2軸容許荷量徑向：30N軸向：20N容許最高轉(zhuǎn)速5000rpm電纜材質(zhì)耐油性PVC,PVC*1芯線截面積0.14mm2外徑Φ5mm重量約160g〔電纜長(zhǎng)度1mm3.2進(jìn)給伺服機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇3.2.1進(jìn)給伺服機(jī)構(gòu)的選擇本次設(shè)計(jì)中所用進(jìn)給伺服服機(jī)構(gòu)為實(shí)驗(yàn)室提供的滾珠絲杠,如圖3.3所示。圖3.3滾珠絲杠3.2.2交流伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器的選擇交流伺服電機(jī)的工作原理：伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí),電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,調(diào)整轉(zhuǎn)子的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度〔線數(shù)。本次設(shè)計(jì)中選用的交流伺服驅(qū)動(dòng)器為實(shí)驗(yàn)室所提供的Panasonic〔松下標(biāo)準(zhǔn)的A5系列,其型號(hào)說(shuō)明如下所示。本次設(shè)計(jì)中所用驅(qū)動(dòng)器型號(hào)為MBDHT2510。伺服電機(jī)為與之相配對(duì)的、型號(hào)為MSME042G1S0P,其型號(hào)說(shuō)明如下所示。驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)外形圖如圖3.4所示。圖3.4驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)外形圖3.3刀架的選用3.3.1刀架的工作原理當(dāng)機(jī)床需要換刀時(shí),控制系統(tǒng)發(fā)出換刀信號(hào),正轉(zhuǎn)繼電器吸合,電機(jī)正轉(zhuǎn),同時(shí)通過(guò)左、右聯(lián)軸器帶動(dòng)蝸桿蝸輪副旋轉(zhuǎn),蝸輪帶動(dòng)蝸桿旋轉(zhuǎn),夾緊輪開(kāi)始上升,同時(shí)蝸桿帶動(dòng)離合盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),離合銷(xiāo)在離合盤(pán)平面上滑動(dòng),夾緊輪上升,并與上、下刀體上的齒圈脫開(kāi),脫開(kāi)距離大約0.8-1mm,離合銷(xiāo)進(jìn)入離合盤(pán)槽中,此時(shí)螺桿帶動(dòng)離合盤(pán)、離合銷(xiāo)、上刀體及反靠銷(xiāo)開(kāi)始轉(zhuǎn)位,反靠銷(xiāo)從反靠盤(pán)粗定位槽內(nèi)起出,上刀體便開(kāi)始轉(zhuǎn)位換刀。當(dāng)上刀體轉(zhuǎn)位到系統(tǒng)設(shè)定刀位時(shí),發(fā)信盤(pán)上霍爾元件與磁鋼感應(yīng)發(fā)出到位信號(hào),正轉(zhuǎn)繼電器脫開(kāi)、控制系統(tǒng)發(fā)出反轉(zhuǎn)繼電器吸合和延時(shí)信號(hào)〔刀架帶回答信號(hào)時(shí)系統(tǒng)就只發(fā)反轉(zhuǎn)信號(hào),不發(fā)延時(shí)信號(hào),電機(jī)反轉(zhuǎn),螺桿帶動(dòng)離合盤(pán)、離合銷(xiāo)、反靠銷(xiāo)、上刀體反轉(zhuǎn),當(dāng)反靠銷(xiāo)在反靠盤(pán)平面上反轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)粗定位槽時(shí),便落入定位槽內(nèi),上刀體無(wú)法再旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)了粗定位狀態(tài),此時(shí)離合盤(pán)在螺桿的帶動(dòng)下繼續(xù)反轉(zhuǎn),離合銷(xiāo)從離合盤(pán)撥槽中起出,夾緊輪開(kāi)始下降,直至與上、下刀體的端齒完全嚙合,實(shí)現(xiàn)精定位,刀架鎖緊。此時(shí)反轉(zhuǎn)時(shí)間到,反轉(zhuǎn)繼電器脫開(kāi),〔刀架帶回答信號(hào)時(shí),刀架鎖緊后發(fā)出鎖緊信號(hào),系統(tǒng)收到鎖緊信號(hào)后延時(shí)0.15s,反轉(zhuǎn)繼電器脫開(kāi),電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),刀架換刀程序結(jié)束,系統(tǒng)指令執(zhí)行下一道加工程序。3.3.2刀架的動(dòng)作順序1不帶鎖緊回答信號(hào)刀架的動(dòng)作順序：換刀信號(hào)→正轉(zhuǎn)繼電器吸合→電機(jī)正轉(zhuǎn)→夾緊輪與端齒脫開(kāi)→上刀體轉(zhuǎn)位→到位信號(hào)→正轉(zhuǎn)繼電器松開(kāi)→反轉(zhuǎn)延時(shí)信號(hào)→反轉(zhuǎn)繼電器吸合→電機(jī)反轉(zhuǎn)→粗定位→夾緊輪與端齒嚙合精定位并夾緊→反轉(zhuǎn)繼電器松開(kāi)→電機(jī)停轉(zhuǎn)→系統(tǒng)執(zhí)行下道工序2帶鎖緊回答信號(hào)刀架的動(dòng)作順序：換刀信號(hào)→正轉(zhuǎn)繼電器吸合→電機(jī)正轉(zhuǎn)→夾緊輪與端齒脫開(kāi)→上刀體轉(zhuǎn)位→到位信號(hào)→正轉(zhuǎn)繼電器松開(kāi)→反轉(zhuǎn)信號(hào)→反轉(zhuǎn)繼電器吸合→電機(jī)反轉(zhuǎn)→粗定位→夾緊輪與端齒嚙合精定位并夾緊→刀架發(fā)出鎖緊信號(hào)→延時(shí)0.15s→反轉(zhuǎn)繼電器松開(kāi)→電機(jī)停轉(zhuǎn)→系統(tǒng)執(zhí)行下道工序,刀架動(dòng)作流程圖如圖3.5所示。3.3.3刀架的選用選用合適的數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架對(duì)數(shù)控機(jī)床是很重要的環(huán)節(jié),它的大小規(guī)格、技術(shù)參數(shù)直接影響數(shù)控機(jī)床的性能、零件的加工精度、使用壽命等,因此,選用刀架必須注意一下幾個(gè)方面：1刀架的中心高H2〔刀架上刀體刀具安裝面到刀架底面的距離加上所用刀具的高度,必須與機(jī)床的中心高〔主軸中心到中拖板之間的距離H>一致,如果不能一致,則選用刀架中心高低于機(jī)床中心高,但必須是最接近的,然后在刀架底面加相應(yīng)厚度的墊板；2選用與機(jī)床相應(yīng)規(guī)格的刀架。如果刀架小,刀具大,過(guò)寬的刀具會(huì)凸出上刀體,產(chǎn)生不安全因素,對(duì)刀架的剛性、使用壽命都會(huì)產(chǎn)生影響。本次設(shè)計(jì)中,西門(mén)子802C數(shù)控車(chē)床模仿數(shù)控車(chē)床CK6132進(jìn)行設(shè)計(jì),因此刀架選用與CA6132相匹配的,型號(hào)為HAK21158-70的數(shù)控立式回轉(zhuǎn)刀架,其技術(shù)參數(shù)如表3.5所示,外形如圖3.6所示。表3.5HAK21158-70數(shù)控立式回轉(zhuǎn)刀架參數(shù)中心高mm重復(fù)定位精度電機(jī)功率W電機(jī)轉(zhuǎn)速r/min相鄰工位轉(zhuǎn)位鎖緊時(shí)間鎖緊力KNHAK21158-7070≤±212014002.012.換刀信號(hào)開(kāi)始換刀信號(hào)開(kāi)始正轉(zhuǎn)繼電器吸合,電機(jī)正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)繼電器吸合,電機(jī)正轉(zhuǎn)夾緊輪與端齒脫開(kāi),上刀體轉(zhuǎn)位夾緊輪與端齒脫開(kāi),上刀體轉(zhuǎn)位到位信號(hào)到位信號(hào)正轉(zhuǎn)繼電器松開(kāi)正轉(zhuǎn)繼電器松開(kāi)是否帶鎖緊回答信號(hào)？是否帶鎖緊回答信號(hào)？NY反轉(zhuǎn)延時(shí)信號(hào)反轉(zhuǎn)延時(shí)信號(hào)反轉(zhuǎn)信號(hào)反轉(zhuǎn)信號(hào)反轉(zhuǎn)繼電器吸合,電機(jī)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)繼電器吸合,電機(jī)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)繼電器吸合,電機(jī)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)繼電器吸合,電機(jī)反轉(zhuǎn)粗定位粗定位粗定位粗定位夾緊輪與端齒嚙合精定位并夾緊夾緊輪與端齒嚙合精定位并夾緊夾緊輪與端齒嚙合精定位并夾緊夾緊輪與端齒嚙合精定位并夾緊刀架發(fā)出鎖緊信號(hào)刀架發(fā)出鎖緊信號(hào)延時(shí)0.15S延時(shí)0.15S反轉(zhuǎn)繼電器松開(kāi),電機(jī)停轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)繼電器松開(kāi),電機(jī)停轉(zhuǎn)系統(tǒng)執(zhí)行下一道工序系統(tǒng)執(zhí)行下一道工序圖3.5刀架動(dòng)作流程圖圖3.6HAK21158-70數(shù)控立式轉(zhuǎn)塔刀架3.4接觸器、繼電器的選擇3.4.1接觸器的選擇交流接觸器的工作原理：交流接觸器的結(jié)構(gòu)由觸頭系統(tǒng)、電磁系統(tǒng)和滅弧系統(tǒng)組成。其中觸頭系統(tǒng)包括主觸頭、輔助觸頭、常開(kāi)觸頭、常閉觸頭；電磁系統(tǒng)包括動(dòng)、靜鐵芯,吸引線圈和反作用彈簧；滅弧系統(tǒng)包括滅弧罩及滅弧柵片滅弧它的工作原理如下：線圈加額定電壓,銜鐵吸合,常閉觸頭斷開(kāi),常開(kāi)觸頭閉合；線圈電壓消失,觸頭恢復(fù)常態(tài)。為防止鐵心振動(dòng),需加短路環(huán)。圖3.7交流接觸器結(jié)構(gòu)原理圖接觸器的使用選擇原則：根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類(lèi)選擇接觸器的類(lèi)型；接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的額定電壓；吸引線圈的額定電壓應(yīng)與所接控制電路的額定電壓等級(jí)一致；額定電流應(yīng)大于或等于被控主回路的額定電流。本次設(shè)計(jì)需三個(gè)接觸器,KM1、KM2、KM3,其中KM1控制主軸電路和進(jìn)給伺服電路,KM2、KM3控制刀架正反轉(zhuǎn)。因?yàn)槿喈惒诫妱?dòng)機(jī)的額定電流為2A,X、Z軸伺服電機(jī)的額定電流均為2.6A,因此選擇交流接觸器KM1≥〔2+2.6+2.6A=7.2A,所以選用3TB4022-0x型交流接觸器,其額定電流為9A；同理,KM2、KM3也選用3TB4022-0x型交流接觸器,接觸器外形如圖3.8所示。圖3.83TB4022-0x型交流接觸器3.4.2繼電器的選擇電磁繼電器的工作原理和特性：電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓,線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流,從而產(chǎn)生電磁效應(yīng),銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯,從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)〔常開(kāi)觸點(diǎn)吸合。當(dāng)線圈斷電后,電磁的吸力也隨之消失,銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置,使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)〔常閉觸點(diǎn)吸合。這樣吸合、釋放,從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的"常開(kāi)、常閉"觸點(diǎn),可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn),稱(chēng)為"常開(kāi)觸點(diǎn)"；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱(chēng)為"常閉觸點(diǎn)"。電磁繼電器工作原理如圖3.9所示。底座2.反力彈簧3、4.調(diào)節(jié)螺釘5.非磁性墊片6.銜鐵7.鐵芯8.極靴9.電磁線圈10.觸點(diǎn)系統(tǒng)圖3.9電磁繼電器結(jié)構(gòu)原理圖熱繼電器工作原理：熱繼電器是用于電動(dòng)機(jī)或其它電氣設(shè)備、電氣線路的過(guò)載保護(hù)的保護(hù)電器。電動(dòng)機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中,如拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行工作過(guò)程中,若機(jī)械出現(xiàn)不正常的情況或電路異常使電動(dòng)機(jī)遇到過(guò)載,則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降、繞組中的電流將增大,使電動(dòng)機(jī)的繞組溫度升高。若過(guò)載電流不大且過(guò)載的時(shí)間較短,電動(dòng)機(jī)繞組不超過(guò)允許溫升,這種過(guò)載是允許的。但若過(guò)載時(shí)間長(zhǎng),過(guò)載電流大,電動(dòng)機(jī)繞組的溫升就會(huì)超過(guò)允許值,使電動(dòng)機(jī)繞組老化,縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)闺妱?dòng)機(jī)繞組燒毀。所以,這種過(guò)載是電動(dòng)機(jī)不能承受的。熱繼電器就是利用電流的熱效應(yīng)原理,在出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)不能承受的過(guò)載時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)電路,為電動(dòng)機(jī)提供過(guò)載保護(hù)的保護(hù)電器。使用熱繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)時(shí),將熱元件與電動(dòng)機(jī)的定子繞組串聯(lián),將熱繼電器的常閉觸頭串聯(lián)在交流接觸器的電磁線圈的控制電路中,并調(diào)節(jié)整定電流調(diào)節(jié)旋鈕,使人字形撥桿與推桿相距一適當(dāng)距離。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),通過(guò)熱元件的電流即為電動(dòng)機(jī)的額定電流,熱元件發(fā)熱,雙金屬片受熱后彎曲,使推桿剛好與人字形撥桿接觸,而又不能推動(dòng)人字形撥桿。常閉觸頭處于閉合狀態(tài),交流接觸器保持吸合,電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。若電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過(guò)載情況,繞組中電流增大,通過(guò)熱繼電器元件中的電流增大使雙金屬片溫度升得更高,彎曲程度加大,推動(dòng)人字形撥桿,人字形撥桿推動(dòng)常閉觸頭,使觸頭斷開(kāi)而斷開(kāi)交流接觸器線圈電路,使接觸器釋放、切斷電動(dòng)機(jī)的電源,電動(dòng)機(jī)停車(chē)而得到保護(hù)。熱繼電器其它部分的作用如下：人字形撥桿的左臂也用雙金屬片制成,當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí),主電路中的雙金屬片會(huì)產(chǎn)生一定的變形彎曲,這時(shí)人字形撥桿的左臂也會(huì)發(fā)生同方向的變形彎曲,從而使人字形撥桿與推桿之間的距離基本保持不變,保證熱繼電器動(dòng)作的準(zhǔn)確性。這種作用稱(chēng)溫度補(bǔ)償作用。螺釘8是常閉觸頭復(fù)位方式調(diào)節(jié)螺釘。當(dāng)螺釘位置靠左時(shí),電動(dòng)機(jī)過(guò)載后,常閉觸頭斷開(kāi),電動(dòng)機(jī)停車(chē)后,熱繼電器雙金屬片冷卻復(fù)位。常閉觸頭的動(dòng)觸頭在彈簧的作用下會(huì)自動(dòng)復(fù)位。此時(shí)熱繼電器為自動(dòng)復(fù)位狀態(tài)。將螺釘逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)向右調(diào)到一定位置時(shí),若這時(shí)電動(dòng)機(jī)過(guò)載,熱繼電器的常閉觸頭斷開(kāi)。其動(dòng)觸頭將擺到右側(cè)一新的平衡位置。電動(dòng)機(jī)斷電停車(chē)后,動(dòng)觸頭不能復(fù)位。必須按動(dòng)復(fù)位按鈕后動(dòng)觸頭方能復(fù)位。此時(shí)熱繼電器為手動(dòng)復(fù)位狀態(tài)。若電動(dòng)機(jī)過(guò)載是故障性的,為了避免再次輕易地起動(dòng)電動(dòng)機(jī),熱繼電器宜采用手動(dòng)復(fù)位方式。若要將熱繼電器由手動(dòng)復(fù)位方式調(diào)至自動(dòng)復(fù)位方式,只需將復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘順時(shí)針旋進(jìn)至適當(dāng)位置即可。接線端子2.主雙金屬片3.熱元件4.推動(dòng)導(dǎo)板5.補(bǔ)償雙金屬片6.常閉觸頭7.常開(kāi)觸頭8.復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘9.動(dòng)觸頭10.復(fù)位按鈕11.偏心輪12.支撐件13.彈簧圖3.10熱繼電器結(jié)構(gòu)原理圖組成結(jié)構(gòu)：它由發(fā)熱元件、雙金屬片、觸點(diǎn)及一套傳動(dòng)和調(diào)整機(jī)構(gòu)組成。發(fā)熱元件是一段阻值不大的電阻絲,串接在被保護(hù)電動(dòng)機(jī)的主電路中。雙金屬片由兩種不同熱膨脹系數(shù)的金屬片輾壓而成。圖中所示的雙金屬片,下層一片的熱膨脹系數(shù)大,上層的小。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí),通過(guò)發(fā)熱元件的電流超過(guò)整定電流,雙金屬片受熱向上彎曲脫離扣板,使常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。由于常閉觸點(diǎn)是接在電動(dòng)機(jī)的控制電路中的,它的斷開(kāi)會(huì)使得與其相接的接觸器線圈斷電,從而接觸器主觸點(diǎn)斷開(kāi),電動(dòng)機(jī)的主電路斷電,實(shí)現(xiàn)了過(guò)載保護(hù)。熱繼電器動(dòng)作后,雙金屬片經(jīng)過(guò)一段時(shí)間冷卻,按下復(fù)位按鈕即可復(fù)位。本次設(shè)計(jì)中需KA1、KA2~KA9、KA14~KA17共13個(gè)中間繼電器,FR1一個(gè)熱繼電器,KA1選用施耐德生產(chǎn)的額定電壓為24V的中間繼電器,KA2~KA9、KA14~KA17為焊接在電路板上的額定電壓為24V的中間繼電器；FR1熱繼電器用于防止刀架的過(guò)熱損壞,由上易知：FR=I刀*〔1.1~1.5=0.67*〔1.1~1.5=0.74~1A,因此選用型號(hào)為3UA5940-0J的熱繼電器,其電流范圍為0.63~1A。3.5變壓器的選擇變壓器的工作原理：變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件,當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電時(shí),鐵芯〔或磁芯中便產(chǎn)生交流磁通,使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓〔或電流。變壓器由鐵芯〔或磁芯和線圈組成,線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈,其余的繞組叫次級(jí)線圈。在發(fā)電機(jī)中,不管是線圈運(yùn)動(dòng)通過(guò)磁場(chǎng)或磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)通過(guò)固定線圈,均能在線圈中感應(yīng)電勢(shì),此兩種情況,磁通的值均不變,但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動(dòng),這是互感應(yīng)的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應(yīng),變換電壓,電流和阻抗的器件。3.5.1三相380~220V變壓器的選擇變壓器總功率計(jì)算公式為：變壓器總功率=負(fù)載總功率/0.7三相380~220V變壓器在此數(shù)控系統(tǒng)中的作用是為伺服機(jī)構(gòu)供電,,因此,其負(fù)載變?yōu)閄、Z軸伺服機(jī)構(gòu),由上可知,X、Z軸伺服機(jī)構(gòu)功率均為400W,所以,變壓器功率為：P1=400W*2/0.7≈1143W因此選擇功率為1200W的三相變壓器,其外形如下圖3.11所示。圖3.11三相380~220V變壓器3.5.2開(kāi)關(guān)電源的選擇開(kāi)關(guān)電源的負(fù)載如表3.6所示：表3.6開(kāi)關(guān)電源負(fù)載負(fù)載輸入電壓<V>額定電流<A>額定功率<W>CNC控制器24124繼電器KA244.6*110*注：繼電器功率為所有繼電器功率之和由表3.6可選型號(hào)為JW-150-24的開(kāi)關(guān)電源,其參數(shù)如表3.7所示。表3.7JW-150-24參數(shù)型號(hào)輸入電壓〔V輸出電壓〔V額定電流〔A額定功率〔WJW-150-24110/220±20%246.51503.5.3單相380~220V變壓器的選擇單相380~220V變壓器的負(fù)載如表3.8所示：表3.8單相380~220V變壓器的負(fù)載負(fù)載輸入電壓〔V額定功率〔W>開(kāi)關(guān)電源220150外接插座22090~150外接插座額定功率取最大值150W,變壓器效率取0.8,則：P變=P負(fù)/η=300W/0.8=375W因此選取型號(hào)為JBK3-400VA、額定功率為400W的機(jī)床控制變壓器,其外形如圖3.9所示。圖3.12JBK3-400VA機(jī)床控制變壓3.6空氣開(kāi)關(guān)的選擇3.6.1空氣開(kāi)關(guān)的工作原理空氣開(kāi)關(guān)是一種只要有短路現(xiàn)象,開(kāi)關(guān)形成回路就會(huì)跳閘的開(kāi)關(guān)。在發(fā)生短路時(shí),靜觸頭周?chē)姆枷阕褰^緣物氣化,起冷卻滅弧作用。斷路器的滅弧室采用金屬柵片結(jié)構(gòu),觸頭系統(tǒng)具有斥力限流機(jī)構(gòu),因此,斷路器具有很高的分?jǐn)嗄芰拖蘖髂芰Α?.6.2空氣開(kāi)關(guān)的選用空氣開(kāi)關(guān)所接各個(gè)負(fù)載最大輸入電流如表3.9所示。表3.9空氣開(kāi)關(guān)所接負(fù)載最大輸入電流負(fù)載最大輸入電流<A>主軸電機(jī)2X軸伺服電機(jī)2.6Z軸伺服電機(jī)2.6數(shù)控立式轉(zhuǎn)塔刀架0.32單相變壓器7.2根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：I空=〔2+2.6+2.6+0.32+0.72A*4=58.9A≈60A所以,選擇型號(hào)為DZ47-60、額定電流為60A的自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān),空氣開(kāi)關(guān)外形如圖3.10所示。圖3.10DZ47-60型自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)4電氣硬件連接設(shè)計(jì)4.1電氣總圖介紹西門(mén)子802C車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)電氣安裝總圖如圖4.1所示。圖4.1電氣總圖在車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)中,電機(jī)控制接口只接入X軸、Z軸和主軸,X、Z軸使用伺服電機(jī),主軸使用變頻電機(jī)；進(jìn)給系統(tǒng)采用驅(qū)動(dòng)器控制,電源為三相220V交流電；主軸使用變頻器進(jìn)行調(diào)速,接入編碼器檢測(cè)主軸輸出轉(zhuǎn)速,電源為三相380V交流電。圖中X3,X5分別為X、Z軸控制信號(hào)輸出接口,X6為編碼器接口,X7是進(jìn)給系統(tǒng)及主軸的模擬量和使能的輸出接口。X10為手輪信號(hào)的輸入接口,X20為NC準(zhǔn)備接口,X100~X105為信號(hào)輸入接口,本次安裝中只需使用X100~X102接口,X100用于X、Z軸的正負(fù)限位和原點(diǎn)的輸入接口〔附圖1第4頁(yè),X101用于刀架控制信號(hào)輸入接口〔附圖1第5頁(yè),X102用于刀位檢測(cè)信號(hào)輸入〔附圖1第6頁(yè)；X200與X201是機(jī)床側(cè)輸出接口〔包括主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻控制、潤(rùn)滑控制、刀架正反裝、卡盤(pán)卡緊與松開(kāi)、Z軸抱閘、主軸制動(dòng)及急停燈、故障燈和運(yùn)行燈的控制〔附圖1第7、8頁(yè)。4.2驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的安裝4.2.1進(jìn)給伺服電機(jī)強(qiáng)電連線X、Z軸強(qiáng)電系統(tǒng)具有較強(qiáng)的相似性,其原理如圖4.2,4.3所示,圖4.2進(jìn)給伺服強(qiáng)電輸入圖4.3進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)力電氣圖其相關(guān)字母符號(hào)含義如表4.1所示。表4.1圖4.2、4.3中相關(guān)字母符號(hào)含義符號(hào)含義QS1自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān),控制整個(gè)電柜電源輸入KM1接觸器KM1主觸點(diǎn)〔動(dòng)合TC1三相380~220V變壓器3Φ380VAC三相380V交流電XA電源輸入連接器XB再生放電電阻器連接器1N4007單向二極管圖4.2中輸出端U11、V11、W11即為圖4.3輸入端U11、W11。在圖4.2中,QS1即為空氣開(kāi)關(guān),控制整個(gè)電柜電源輸入,KM1為接觸器主觸點(diǎn),TC1為三相交流變壓器；圖4.3中右側(cè)為驅(qū)動(dòng)器,左側(cè)為伺服電機(jī),Z軸伺服電機(jī)中需安裝抱閘裝置,其中間繼電器選用KA14,,由輸出端口X201.2〔Q1.0控制,其接線方式見(jiàn)附圖1第8、9頁(yè)。實(shí)物接線如圖4.4、4.5所示。圖4.4伺服電機(jī)連線圖4.5驅(qū)動(dòng)器接口4.2.2進(jìn)給伺服控制檢測(cè)系統(tǒng)的安裝X、Z軸控制檢測(cè)系統(tǒng)安裝也具有較多相似之處,如圖4.6、4.7、4.8所示。圖4.6X軸控制檢測(cè)電氣圖圖4.7Z軸控制檢測(cè)電氣圖圖4.8伺服電機(jī)編碼器接線在圖4.6、4.7中,上側(cè)為驅(qū)動(dòng)器接口,下側(cè)為CNC控制接口,其中X7為伺服驅(qū)動(dòng)使能和給定接口；圖4.8為伺服電機(jī)編碼器接線,上側(cè)數(shù)字為電纜端口腳號(hào),其接地線必須接入,否側(cè)調(diào)試時(shí)伺服電機(jī)會(huì)產(chǎn)生報(bào)警,實(shí)物連接如圖4.9、4.10、4.11、4.4所示。X、Z軸控制檢測(cè)電氣圖符號(hào)含義如表4.2所示。接口CNC控制側(cè)符號(hào)CNC控制側(cè)端號(hào)定義驅(qū)動(dòng)器側(cè)符號(hào)驅(qū)動(dòng)器側(cè)端號(hào)P24P24/P24COM+7M24M24/M24COM-41X/ZALM-36/13X/ZALMX/ZALM/伺服報(bào)警輸出〔+X/ZALM+37X7SE1.1/SE3.114/16X/Z軸使能//SE1.2/SE3.247/49X/Z軸使能SRV-ON29AO1/AO31/3X/Z軸給定SPR14AGND1AGND334/36X/Z軸給定GND15X3M7M24GND25A15A相+OA+21A_N14A相-OA-22B13B相+OB+48B_N12B相-OB-49Z10Z相+OZ+23Z_N11Z相-OZ-24表4.2X、Z軸控制檢測(cè)電氣圖符號(hào)含義圖4.9驅(qū)動(dòng)器接口圖4.10X3、X5端接口圖4.11X、Z軸使能與給定接口4.2.3X、Z軸正負(fù)限位的連接X(jué)、Z軸正負(fù)限位電氣原理如圖4.12所示。圖4.12限位和原點(diǎn)電氣圖4.3主軸系統(tǒng)的安裝4.3.1主軸強(qiáng)電及控制系統(tǒng)的安裝主軸系統(tǒng)電氣原理圖如圖4.13、4.14所示。圖4.13主軸電機(jī)三相380V交流電輸入圖圖4.14主軸控制接線圖圖4.13中R、S、T即為主軸380V強(qiáng)電輸入線。在圖4.14中,制動(dòng)電阻、JOG常開(kāi)觸點(diǎn)可選擇性接入,KA2、KA3常開(kāi)觸點(diǎn)控制主軸正反轉(zhuǎn),其線圈由CNC輸出端口X200.2〔Q0.0>、X200.3〔Q0.1控制；SPALM為主軸報(bào)警接線,其與輸入端口X102.6〔I2.4相連接；AGND4、AO4即為主軸使能接線,如圖4.15、4.16所示。圖4.15主軸控制接線圖圖4.16主軸使能控制接口4.3.2主軸編碼器的安裝主軸編碼器的電氣原理如圖4.17所示,其上半部為主軸編碼器,底部為CNC控制端口X6,其有關(guān)符號(hào)含義如表4.3所示。圖4.17主軸編碼器檢測(cè)電氣圖表4.3主軸編碼器相關(guān)符號(hào)定義X6處引腳號(hào)符號(hào)定義4P5-MS+5V7M0V15AA相+14A-NA相-13BB相+12B-NB相-10ZZ相+11Z-NZ相-由于主軸編碼器自帶電纜較短,因此需續(xù)接電纜,續(xù)接電纜線顏色及其所對(duì)應(yīng)編碼器端電纜電線顏色如圖4.17所示,接線時(shí)需嚴(yán)格按照?qǐng)D示進(jìn)行連接。4.4刀架系統(tǒng)的安裝4.4.1刀架強(qiáng)電系統(tǒng)的安裝刀架強(qiáng)電接線如圖4.18所示。圖4.18刀架強(qiáng)電接線圖在圖4.17中,KM2、KM3為接觸器主觸點(diǎn),分別控制刀架正反轉(zhuǎn)；U1、V1、W1為刀架強(qiáng)電輸入接口,實(shí)物如圖4.19、4.20所示。圖4.19刀架接線圖圖4.20接觸器,熱繼電器接線圖4.4.2刀架控制系統(tǒng)的安裝刀架控制系統(tǒng)的安裝接線如圖4.21、4.22所示。其中圖4.21表示的是刀架正反轉(zhuǎn)的安裝接線,圖4.22表示的是刀號(hào)輸入控制原理。圖4.21刀架正反轉(zhuǎn)接線原理圖圖4.22刀號(hào)輸入控制電氣圖在圖4.21中,左圖中的線圈分別為KM2、KM3,分別控制刀架正反轉(zhuǎn),中圖為接觸器KA6、KA7,為刀架正反轉(zhuǎn)的中間繼電器,由CNC輸出端口X200.6〔Q0.4、X200.7〔Q0.5>控制,右圖為中間繼電器的輸出控制接線,控制中間繼電器KA6、KA7動(dòng)作；由于PLC程序中已有互鎖,因此繼電器中無(wú)需設(shè)計(jì)互鎖裝置。圖4.22為選擇刀號(hào)電氣設(shè)計(jì),其作用為命令刀架換到指定刀位。其有關(guān)符號(hào)含義如表4.4所示,具體連接參照附圖1第3、5、7、9頁(yè)。表4.4刀架控制系統(tǒng)有關(guān)符號(hào)定義符號(hào)含義KM2刀架正轉(zhuǎn)接觸器線圈KM3刀架反轉(zhuǎn)接觸器線圈K5刀架正轉(zhuǎn)繼電器KA6線圈K6刀架反轉(zhuǎn)繼電器KA7線圈KA6接觸器KA6常開(kāi)觸點(diǎn)KA7接觸器KA7常開(kāi)觸點(diǎn)Q0.4刀架正轉(zhuǎn)輸出信號(hào)X200.6Q0.5刀架反轉(zhuǎn)輸出信號(hào)X200.74.5冷卻與潤(rùn)滑系統(tǒng)的安裝冷卻與潤(rùn)滑控制中間繼電器如圖4.23所示。其線圈分別由輸出端口X200.4〔Q0.2>,X200.5〔Q0.3控制,其線圈實(shí)物如圖4.24所示。圖4.23冷卻與潤(rùn)滑電氣原理圖**注：K3：冷卻控制線圈KA4K4:潤(rùn)滑控制線圈KA5圖4.24中間繼電器控制圖4.6手搖脈沖發(fā)生器的安裝手搖脈沖發(fā)生器的連接如圖4.25、4.26所示。圖4.25手搖脈沖發(fā)生器與X10相連圖4.26手搖脈沖發(fā)生器**注：軸選和倍率為二進(jìn)制代碼圖4.27軸選擇與當(dāng)量選擇在圖4.26中,AXIS1、AXIS2所接CNC輸入端子分別為X102.2〔I2.0、X102.3〔I2.1>；NUM1、NUM2所接輸入端子分別為X102.4〔I2.2、X102.5〔I2.3>,如圖4.27所示。4.7開(kāi)關(guān)電源及其他控制系統(tǒng)的安裝4.7.1開(kāi)關(guān)電源的安裝開(kāi)關(guān)電源的電氣原理圖如圖4.28所示。圖4.28開(kāi)關(guān)電源接線原理圖在圖4.28中單相380~220V變壓器的輸出端L、N即為開(kāi)關(guān)電源輸入端L、N,實(shí)物圖如圖4.29所示。圖4.29開(kāi)關(guān)電源接線圖4.7.2開(kāi)、關(guān)機(jī)控制系統(tǒng)的安裝開(kāi)、關(guān)機(jī)觸點(diǎn)及其指示燈系統(tǒng)的安裝電氣原理圖如圖4.30所示。圖4.30開(kāi)、關(guān)機(jī)控制系統(tǒng)電氣原理圖系統(tǒng)總體安裝圖如圖4.30所示。圖4.30數(shù)控系統(tǒng)總體安裝接線圖4.8安裝接線過(guò)程中的注意事項(xiàng)1>CNC控制端口X7、X20、X100~X102、X200~X201需先引出到外接端子上,以方便CNC端口與外接部件的連接。如圖4.31所示。2有關(guān)電纜需焊接使用,如圖4.6、4.7、4.8、4.12所用電纜,其引腳需嚴(yán)格按照電氣原理圖所示進(jìn)行焊接。3控制線需有顏色區(qū)分,如：P24需使用紅色線,M24需使用黑色線,輸入需使用綠色線,輸出需使用棕色或灰色線；強(qiáng)電中的三相電纜中輸送U、V、W需分別使用棕、藍(lán)、白三種顏色的線,其他顏色分配需嚴(yán)格按照電氣原理圖所示進(jìn)行分配。圖4.31CNC接線端口與接線端子的連接5數(shù)控系統(tǒng)簡(jiǎn)單的上電調(diào)試5.1數(shù)控系統(tǒng)初次上電時(shí)的注意事項(xiàng)數(shù)控系統(tǒng)在初次上電前需先仔細(xì)檢查系統(tǒng)接線是否正確,焊接插頭是否接通,測(cè)量焊接插頭時(shí),應(yīng)使用萬(wàn)用表測(cè)量,測(cè)量時(shí)需按照電氣原理圖中所對(duì)應(yīng)腳碼號(hào)進(jìn)行測(cè)量,初次通電時(shí),應(yīng)先將CNC控制系統(tǒng)電源線斷開(kāi),測(cè)試無(wú)誤后再將其連接上。5.2刀架的調(diào)試1刀架安裝結(jié)束后,接上電源,手動(dòng)換刀。第一次通電2S刀架不轉(zhuǎn)動(dòng),應(yīng)調(diào)換三相線相序再試；2試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)刀架應(yīng)靈活、輕松、無(wú)異常噪音,無(wú)不到位或過(guò)沖現(xiàn)象；3試運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束后,打開(kāi)頂蓋注入15~25ml清潔的潤(rùn)滑油。5.3進(jìn)給伺服電機(jī)的手動(dòng)調(diào)試伺服電機(jī)在使用前需先手動(dòng)調(diào)試一次,方法如下圖5.3所示。伺服電機(jī)手動(dòng)調(diào)試完成后,需將其調(diào)節(jié)至速度模式并保存,具體操作方式參見(jiàn)驅(qū)動(dòng)器使用說(shuō)明書(shū)。5.4機(jī)床參數(shù)的調(diào)試5.4.1機(jī)床顯示面板亮度的調(diào)整在打開(kāi)機(jī)床系統(tǒng)后,首先要進(jìn)行顯示屏幕亮度的調(diào)試,流程圖如圖5.1所示：區(qū)域轉(zhuǎn)換鍵翻頁(yè)調(diào)試診斷區(qū)域轉(zhuǎn)換鍵翻頁(yè)調(diào)試診斷屏幕暗屏幕亮屏幕調(diào)節(jié)屏幕暗屏幕亮屏幕調(diào)節(jié)圖5.1亮度調(diào)試流程圖5.4.2NC參數(shù)設(shè)置在調(diào)試之前,首先輸入制造商口令,按區(qū)域轉(zhuǎn)換鍵-診斷-調(diào)試-口令設(shè)定-口令輸入,鍵入EVENING。打開(kāi)機(jī)床后,顯示屏幕出現(xiàn)70000報(bào)警,按區(qū)域轉(zhuǎn)換鍵、診斷,查看報(bào)警詳細(xì)說(shuō)明。如圖5.2所示：圖5.270000報(bào)警界面圖根據(jù)圖5.2的報(bào)警畫(huà)面,設(shè)置MD14510[16]＆[26]-[30]＆MD14512[0]-[7]的參數(shù)。：設(shè)定機(jī)床類(lèi)型：MD14510[16]—0表示車(chē)床；1表示銑床；：定義輸入輸出：MD14510[0]-[4]—DI16的輸入使能和輸入邏輯；MD14510[4]-[7]—DO16的輸出使能和輸出邏輯；MD14510[0]：1,1,1,1,1,1,1,1；MD14510[1]：1,1,1,1,1,1,1,1；MD14510[2]：0,0,0,0,0,0,0,0；MD14510[3]：0,0,0,0,0,0,