機械專業(yè)畢業(yè)設計----ad系列普通車床改數控電氣部分設計

1、<p>　　中文題目：AD系列普通車床改數控電氣部分設計</p><p>　　英文題目: The AD series bed changes the number controls the machine bed electricity part the design</p><p>　　系（院）名稱： 機 械 工 程 系

2、 </p><p>　　專 業(yè) 班 級： </p><p>　　學 生 姓 名： </p><p>　　指導教師姓名： </p><p>　　指

3、導教師職稱： </p><p>　　AD系列普通車床改數控電氣部分設計</p><p>　　摘要 近年來，隨著國內各種類型機床改造需求的擴大，機床改造已經逐漸形成了一個產業(yè)，其中絕大部分是數控機床的改造，我們畢業(yè)設計組選擇了AD系列數控車床設計作為我們畢業(yè)設計的課題。</p><p>　　設計的目的：

4、提高機床的自動化程度，提高機床生產率及加工成品的一致性，降低操作者勞動5度，降低機床對操作者熟練程度的要求。以數控機床為代表的數控設備的生產與應用水平反映了一個國家的機械與電子工業(yè)水平。它的推廣應用對提高勞動生產率和產品質量，改變我國制造技術落后的狀況起著極為重要的作用。</p><p>　　改造后機床達到的效果：易于操作，加工效率高，廢品率低，成品一致性好；能實現螺紋及形狀復雜的軸套類零件的加工，能夠進行切槽、

5、鉆、擴等加工，尤其適用于多品種，中小批量的輪番加工，工藝適應性5。 </p><p>　　關鍵詞 數控機床 變頻器 CNC PLC </p><p>　　The AD series bed changes the number controls the machine bed electricity part the design</p><p&

6、gt;　　Abstract In recent years, transformed the demand along with the domestic various types molding machine bed the expansion, the engine bed transforms already gradually has formed an industry, in which major part was

7、the numerical control engine bed transformation.Our graduate design group choose the design of the AD series lathe as the issues of graduate projection.</p><p>　　The purpose of design: Increases automation d

8、egree of the machine tool, raise the rate of production and process the consistency of finished product, lower the labor strength, decrease the request for the well-trained degree of operator. The production and applicat

9、ion of NC equipments, especially NC machine tools reflect the level of one country's machine and electronic industry. Its accelerated acceptance has vital function for improving the quality of products, rate of produ

10、ction and the level</p><p>　　The result that machine bed attain after reforming:the machine tool has good operability and adaptability, high efficiency, low percent defective, good consistency finished produ

11、ct. It can works screw and shaft sleeve with complicate shape. Can turns chamfer, drill, extend etc, especially in variety kinds and small-size batch process. It has good processing adaptability.</p><p>　　Ke

12、y words CNC machine tools Converter CNC PLC </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 AD系列數控機床的整體設計………………………………………………5</p><p>　　2 電氣原理圖的設計……………………………………………………………5</p>

13、<p>　　2.1課題的概述和設計要求……………………………………………………………5</p><p>　　2.2電氣控制線路圖的設計……………………………………………………………6</p><p>　　3 數控系統選用………………………………………… ………………………7</p><p>　　3.1數控系統的類型……………………………… …………………

14、 ………………7</p><p>　　3.2 FANUC 0i-A系統……………………………………………………………… …8</p><p>　　4 數控機床5電控制……………………………… ……………………………9</p><p>　　4.1變頻器和變頻電機…………………………………………………………………9</p><p>　　4.2控制

15、設計……………………………………………………………………………11</p><p>　　5 數控機床的邏輯控制…………………………………………………………12</p><p>　　5.1主軸S功能和刀臺控制……………………………………………………………12</p><p>　　5.2方式選擇 MD1 MD2 MD3……………………………………………………………16&

16、lt;/p><p>　　5.3數控機床用PC………………………………………………………………………16</p><p>　　5.4操作面板……………………………………………………………………………17</p><p>　　6 電器元件選擇…………………………………………………………18</p><p>　　6.1功能要求和參數計算……………………

17、…………………………………………18</p><p>　　6.2接觸器的選用和熔斷器選擇………………………………………………………19</p><p>　　6.3保護電動機斷路器選用……………………………………………………………20</p><p>　　6.4電動機電子滅弧器選用……………………………………………………………20</p><p&g

18、t;　　6.5控制回路隔離變壓器選擇…………………………………………………………20</p><p>　　6.6導線的選擇和總空氣開關選擇……………………………………………………20</p><p>　　結論……………………………………………………………………… …………………22</p><p>　　致謝………………………………………… …………………………………

19、……………23</p><p>　　參考文獻……………………………………………………………………………………24</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　隨著科學技術和社會生產的不斷發(fā)展，機械制造技術有了深刻的變化。由于社會對產品多樣化的需求更加5烈，多品種、中小批量生產的比重明顯增加，采用傳統的普通加工設備已難于適

20、應高效率、高質量、多樣化的加工要求。這就要求加工設備具有很高的效率和加工精度。而傳統的普通機床已遠遠不能滿足現代生產的需要。</p><p>　　隨著現代計算機技術和自動控制的飛速發(fā)展，信息處理功能不斷提高，而價格不斷降低。這使得計算機在機械制造行業(yè)得以廣泛的應用。以數控技術為核心的現代制造技術，以微電子技術為基礎，將傳統的機械制造技術與現代控制技術、傳感檢測技術、信息處理技術有機地結合在一起，構成高度信息化、高

21、柔性、高度自動化的制造系統。微機控制的數控機床以其高精度、高柔性及適合加工復雜零件的性能，正好滿足當今市場競爭的需要。計算機數控系統，簡稱CNC，可根據不同的指令進行不同方式的信息處理。由于計算機可完全由軟件來確定數字信息的處理過程，從而使機床具有真正的柔性，并可以處理硬件邏輯電路難以處理的復雜信息，使機床控制系統的性能和可靠性大大提高。</p><p>　　以數控機床為代表的數控設備的生產與應用水平反映了一個國

22、家的機械與電子水平。它的推廣應用對于提高勞動生產率和產品質量，改變我國制造技術落后的狀況起著極為重要的作用。</p><p>　　數控車床是數控加工中應用得最多的數控機床之一。AD系列普及型數控車床是在普通車床的基礎上發(fā)展的一種大功率高效率普及型數控機床，可實現三坐標軸控制。能作直線和圓弧插補，在加工過程中可以自動變速。由于是數字控制且?guī)в蟹答佈b置，具有很高的加工精度。</p><p>　

23、　根據《機械設計制造與自動化》專業(yè)的教學大綱要求：本專業(yè)學生熟悉掌握機電一體化產品的設計、制造、使用與維修，培養(yǎng)學生能夠靈活運用所學專業(yè)課程知識，具有研究開發(fā)的綜合素質與能力；這次畢業(yè)設計以AD系列數控機床設計作為課題，是我們綜合運用所學的基本知識、基礎理論和基本技能，提高分析解決實際問題的能力,提高實際工作能力的檢驗。是對四年學習的一個總結與回顧。</p><p>　　設計要求：本機床采用FANUC0i數控系統

24、，主傳動采用變頻分段無級調速。主電機功率11KW，配置液壓尾座、自動潤滑、冷卻、照明等。</p><p>　　本篇主要論述了AD系列數控機床的電氣設計部分，其中包括系統選用、機床的電氣原理設計、機床邏輯控制設計、機床5電控制設計、機床電器元件選用等。</p><p>　　第一章AD系列數控機床的整體設計</p><p>　　本機床包括床身、主軸箱、床鞍、Z向進給、尾

25、座等幾大部分；底座為分體式結構，剛性足工藝性好；機床縱向和橫向導軌滑動副采用TSF貼塑對淬硬磨削導軌配合，摩擦系數小，動、靜摩擦系數之差不大，使之具有良好的耐磨性及可靠的伺服性；滑動面及滾珠絲杠副采用集中自動潤滑系統，確保了各重要部件都能工作在良好的潤滑狀態(tài)之下；自動刀架為立式四工位，免抬起，換刀快速方便；卡盤為手動也可選用電動卡盤或液壓卡盤；尾座為液壓尾座；采用半防護裝置，裝卸工件方便，操作面板可根據需要很方便地調整位置。機床整體布置

26、如圖1所示。</p><p><b>　　圖1機床的總體設計</b></p><p>　　第二章電氣原理圖的設計</p><p>　　2.1課題的概述和設計要求</p><p>　　AD系列數控機床是屬于半閉環(huán)控制系統的全功能數控車床，適宜加工各種形狀復雜的軸、套、盤類零件，如車削內、外圓柱面、圓錐面、圓弧面、端面、切槽

27、、倒角、車螺紋等的加工；AD系列數控機床是具有銑削功能的高速、高效車削中心。除具有車削功能外，還增加了鉆、銑功能，能夠實現X、Z、C三軸聯動，可用于加工各種軸類、盤類零件。能夠滿足黑色金屬及有色金屬高速切削的速度需求，在機床設計中對主軸、床身、床鞍的剛度進行合理分配，大大提高了整機的剛性，確保了高速運轉、重切時的穩(wěn)定性，本機床的加工精度為IT5～IT6，表面粗糙度Rａ0.4μｍ（有色金屬），Rａ0.8μｍ（黑色金屬）。作為通用性極高的機

28、床，特別適用于精密零件的加工。工藝適應性5，效率高，精度高，質量高。可廣泛適用于汽、摩、火車輪彀、活塞、軸套等配件、航天、家電、液壓氣動、軸承、儀器儀表、五金閥門等制造業(yè)零件的批量加工，是理想的機械加工設備。</p><p>　　該機床的最大車削直徑大，工件最大長度長，其主軸運動的正反轉依靠兩組機械式摩擦片離合器完成，主軸的制動采用液壓制動器，進給運動的縱向左右運動、橫向前后運動以及快速移動都集中有數控系統控制。

29、對電氣控制的要求是：</p><p>　　對于長度較長的工件，為了減少輔助工作時間，除了配備一臺主軸運動電動機以外，還應配備一臺刀架快速移動電動機。</p><p>　　對于機床在加工時容易產生高溫，故需配備一臺普通冷卻泵電動機。</p><p>　　要有一套局部照明裝置以及一定工作狀態(tài)指示燈。</p><p>　　2.2 電氣控制線路圖的

30、設計</p><p>　　2.2.1主電路設計</p><p>　?。?）主電動機M1的功率較大，超過10KW，但是由于機床加工是在機器啟動后才進行，并且要求主軸的正反轉，在設計時還應考慮到過載保護，并采用電流表PA監(jiān)視車銷量，就可以得到控制M1的主電路圖如附圖所示。</p><p>　　（2）對于在加工過程中產生的摩擦問題我在設計時設計了一套液壓潤滑系統，該系統需

31、要兩個電動機M2和M6，電路圖如附圖所示。</p><p>　?。?）冷卻泵電動機M3和刀臺快速移動電動機M4的功率都較小，額定電流分別為0.43A和2.7A，為了節(jié)省成本和縮小體積，可以分別用交流中間繼電器KA3和KA4替代接觸器進行控制。由于刀臺快速移動電動機M3短時間的運行，故不設過載保護，這樣可以得到控制M3和M4的主電路圖。電路圖如附圖所示。</p><p>　　2.2.2控制電

32、源的設計</p><p>　　考慮到安全可靠和滿足照明及指示燈的要求，采用控制變壓器TC供電，其一次側為交流380V，二次側為交流220V、110V和24V，其中220V提供給接觸器KM和中間繼電器KA的線圈，24V交流安全電壓提供給局部照明電路和提供給指示燈電路，具體接線如附圖所示。</p><p>　　2.2.3.局部照明與信號指示燈電路的設計</p><p>

33、　　在操作面板上設有交流電流表PA,它被串聯在主軸電動機的主回路中，用以指示機床的工作電流。這樣可根據電動機工作情況調整切削用量使主電動機盡量滿載運行，以提高生產效率，并能提高電動機的功率因數。照明燈EL、燈開關SA和照明回路熔斷器FU，具體電路見圖。</p><p>　　第三章數控系統選用</p><p>　　3.1數控系統的類型</p><p>　　市場上系統

34、廠家很多，性能大同小異。按控制環(huán)路分有開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)系統。按功能分有高中低三類。主要生產廠商有：日本FANUC公司、西門子公司、廣州數控、華中數控等。</p><p>　　3.1.1開環(huán)步進伺服系統</p><p>　　此類數控系統以其價格低廉、維修相對簡單的優(yōu)點在市場上得到廣泛的應用。由于其存在驅動力矩小、無位置反饋、精度低等原因而退出數控系統的主流地位。在我國，經濟型數控機床一般采

35、用此類系統。系統分辨率0.01。系統結構如下：</p><p>　　圖2開環(huán)數控系統工作原理</p><p>　　3.1.2閉環(huán)數控系統</p><p>　　此類數控系統以其價格低廉、維修相對簡單的優(yōu)點在市場上得到廣泛的應用。由于其存在驅動力矩小、無位置反饋、精度低等原因而退出數控系統的主流地位。在我國，經濟型數控機床一般采用此類系統。系統分辨率0.01。系統結構如

36、下：</p><p>　　圖3閉環(huán)數控系統工作原理</p><p>　　3.1.3半閉環(huán)數控系統</p><p>　　半閉環(huán)控制方式其閉環(huán)環(huán)路短，位置反饋元件安裝在伺服電機軸端或絲杠端部，用于精確控制電機的角度和速度，然后通過精密滾珠絲杠等機械傳動結構實現直線位移。因此可獲得穩(wěn)定的控制特性，達到較高的位置增益而不產生振蕩。傳動鏈上有規(guī)律的誤差可以達到補償，如螺距及間

37、隙誤差等。因此半閉環(huán)控制得到廣泛的應用。系ss統分辨率0.001?？刂平Y構示意圖如下：</p><p>　　圖3半閉環(huán)數控系統的工作原理</p><p>　　市場上數控系統的類型較多，主要有FANUC 0i系列、西門子802系列、三菱50L系列等。根據價格合理、技術先進、可靠性高的原則來選擇數控系統。經綜合考慮選用高品質、高可靠、高性能價格比的FANUC 0i數控系統。系統分辨率0.001

38、，控制軸數2軸，可控制兩臺伺服電機（α6、α12）實現XZ向插補運動，可車削端面、外園、錐度、圓弧面；主軸接口2軸，可控制變頻器實現主軸調速；內置PLC簡化了外部接線，提高整機的可靠性；圖形功能，實現加工時刀具軌跡預覽和模擬，顯示運行時的故障、伺服波形使維修更方便；通過RS232與PC機相連，實現加工程序的上傳與下載；配置主軸編碼器能加工多種型式螺紋工件。</p><p>　　3.2 FANUC 0i-A系統&l

39、t;/p><p>　　3.2.1伺服電源容量</p><p>　　1.CNC控制單元的電源</p><p>　　控制單元 24VDC±10% 3.5A</p><p>　　CRT/MDI單元 0.8A</p><p><b>　　2.伺服單元的電源</b><

40、/p><p>　　額定電壓 三相AC220V －15%～＋10% ±2Hz</p><p>　　X向伺服電機選擇為 α6/2000 1.0KW 電源容量 1.5KVA</p><p>　　Z向伺服電機選擇為 α12/2000 2.1KW 電源容量 3.3KVA</p><p>　　3.伺服用電源變壓器</p>

41、<p>　　在一般動作條件下系數取0.6，變壓器容量為：（1.5＋3.3）×0.6＝2.88 KVA</p><p>　　3.2.2外圍設備 </p><p><b>　　1.顯示器</b></p><p>　　功能：用來顯示程序、參數、圖形、診斷并支持機床的操作</p><p>　　控制單元通過視頻

42、電纜、電源電纜與其相連</p><p><b>　　2. MDI單元</b></p><p>　　功能：用來輸入加工程序、設置參數等數據輸入</p><p>　　控制單元通過MDI電纜與其相連</p><p>　　手搖脈沖發(fā)生器（MPG）：</p><p>　　它廣泛應用于機床的手動軸操作。MPG

43、每轉輸出100個脈沖電信號，信號分A、B兩路，均為方波信號，其相位差為90度。MPG與CNC通過四根信號線(+5V 0V A B)相聯。CNC通過判斷其A、B信號相位超前或滯后關系來判斷MPG正反轉，通過檢測MPG所發(fā)脈沖個數來控制坐標軸移動的距離。</p><p>　　4.模擬量輸出接口（主軸控制接口、進給軸控制接口）</p><p>　　數控系統可輸出0--±10V的高分

44、辨率模擬量電壓信號，用于控制主軸的轉速?？刂茊卧c變頻器間模擬量的傳輸使用雙絞屏蔽電纜，且屏蔽層接地。</p><p><b>　　5。主軸編碼器</b></p><p>　　主軸編碼器與主軸同步轉動以獲得與主軸同步的位置信號。其主要用于螺紋切削、主軸轉速監(jiān)控及主軸準停等。</p><p>　　第四章 數控機床5電控制</p>&

45、lt;p>　　4.1變頻器、變頻電機</p><p>　　技術要求：主傳動采用變頻分段無級調速，變頻調速范圍 1：3。</p><p>　　根據技術要求，主電機可采用變頻器或主軸伺服單元進行調速控制。</p><p>　　主軸伺服控制：調速范圍廣全速段機械特性好，具有速度反饋功能速度穩(wěn)定，能實現主軸準停、分度。</p><p>　　圖表

46、 1 伺服主軸電機特性</p><p>　　變頻調速控制：變頻器調頻范圍一般在1---400Hz，低速段機械特性較差，在低頻5Hz以下電機輸出扭矩較小。由于無速度反饋功能速度脈動較高。在低速切削時易產生主軸輸出扭矩不夠和主軸速度下降。從圖表2變頻電機特性曲線可以看出，變頻電機在150轉（5Hz）以下運行時特性較軟，在150-1500轉范圍內運行扭矩輸出平穩(wěn)。合理選擇電機的運行區(qū)間完全可以滿足技術要求。根據要求

47、調速范圍為1：3，我們選擇電機的范圍為500—3500轉，其運行區(qū)間被恒扭矩區(qū)完全覆蓋，可以滿足設計要求.</p><p>　　變頻器具有多種保護功能和故障顯示功能，如過電壓、欠電壓、過電流、過熱等保護。能方便與CNC系統連接，實現電動機的變速控制。</p><p>　　圖表 2變頻電機特性曲線</p><p>　　由以上分析和實踐經驗可知：變頻電機選擇為DP160

48、M－4，變頻器選擇為FRN 11 G11S-4，它們的主要技術參數如下：</p><p>　　DP160M－4電機主要數據:</p><p>　　額定電壓三相380V 額定頻率50Hz 功率 11KW 額定轉矩 71.90NM 額定電流 22.60A 恒轉矩調頻范圍5—50Hz 恒功率調頻范圍 50---200 Hz</p><p>　　FRN 11

49、 G11S-4變頻器主要數據：</p><p>　　額定容量 11KVA 額定輸出電流 24A 額定輸出頻率50Hz 額定電壓三相</p><p>　　380V 電源容量 15KVA</p><p>　　參數設定參看變頻器說明手冊</p><p>　　過電流、過載保護開關QF1選擇</p><p>　　變頻器額

50、定輸出電流 24A</p><p><b>　　4.2控制設計</b></p><p>　　4.2.1變頻器信號連接</p><p>　　富士變頻器為交流變頻調速裝置，其控制參數可通過鍵盤、液晶顯示屏進行設定。其外部接線圖如下：</p><p><b>　　圖4變頻器的接線圖</b></p&

51、gt;<p><b>　　R S T </b></p><p>　　三相380-480V 50Hz交流電源</p><p><b>　　11 12</b></p><p><b>　　頻率設定模擬量輸入</b></p><p>　　FEW REV CM</p

52、><p><b>　　正反轉控制</b></p><p><b>　　X1－X9</b></p><p><b>　　可選擇功能輸入信號</b></p><p><b>　　U V W</b></p><p>　　變頻器輸出端子接電機&

53、lt;/p><p>　　30A 30B 30C</p><p><b>　　總報警輸出</b></p><p>　　P（+） P(－) THR CM</p><p>　　外接制動單元，制動電阻</p><p><b>　　Y1－Y4</b></p><p>

54、;<b>　　選擇功能輸出信號</b></p><p>　　4.2.2變頻器控制</p><p>　　變頻器的電源為三相交流380V 50Hz，其輸入經斷路器QF2接觸器KM1接入變頻器RST電源輸入端子，經變頻器U V W端子輸出到變頻電機。QF2對變頻器進行短路過載保護，KM1在機床出現緊急停止時對變頻器進行斷電處理。QF2、KM1的輔助觸點引入PLC對其進行監(jiān)控

55、。</p><p>　　從數控系統的接口輸出0-10V頻率設定模擬量，經變頻器11 12端子引入，對變頻器輸出頻率進行控制，進而對電機的轉動速度進行控制。FEW REV端子對電機進行正反轉控制，PLC輸出的正反轉控制信號經中間繼電器接入。FEW 接通電機正轉，REV接通電機反轉，同時斷電機停。X1－X9 Y1－Y4端子可選擇功能輸入出信號。</p><p>　　第五章 數控機床的邏輯控制&

56、lt;/p><p>　　5.1主軸S功能和刀臺控制</p><p>　　5.1.1主軸S功能</p><p>　　本機床采用四檔無級變速，利用M接口實現主軸機械分段換檔，利用S接口實現速度控制。根據ISO M功能代碼的表述，則其控制流程如下：</p><p>　　圖6主軸的S功能控制流程</p><p>　　1主軸變速過程

57、如下：</p><p>　　主軸在變頻電機的帶動下低速正反擺動,此時對應的換檔油缸得電推動變速齒輪進行換檔。當變速油缸上方的接近開關給出齒輪到位信號后，換檔結束。輸入M03、S100主軸即以100r/min的速度正轉，輸入M04、S150主軸即以150r/min的速度反轉，輸入M05主軸停。</p><p>　　2主軸速度控制S功能</p><p>　　通過數控系統

58、的模擬量接口來完成。其輸出與主軸速度相對應的＋10V 到－10V或＋10V連續(xù)可調模擬量，與變頻器結合實現主軸速度的控制。</p><p>　　3主軸正轉、反轉、停止功能</p><p>　　使用M功能的M03、M04、M05代碼來實現。執(zhí)行M03、M04、M05指令時，CNC通知PLC來完成M代碼的譯碼工作，相應的輸出口動作通知變頻器控制電機實現正轉、反轉、停止。</p>

59、<p>　　M03指令 PLC譯碼 正轉繼電器吸合 變頻器正轉功能接通 返回M03指令結束信號。</p><p><b>　　5.1.2刀臺控制</b></p><p><b>　　圖7刀臺的控制流程</b></p><p>　　本機床采用電動四工位刀架</p><p

60、>　　控制流程如下:首先系統給出換刀指令如T10、T20、T30、T40，X11.2由于不在刀位其信號狀態(tài)為高電平，梯形圖顯示為導通狀態(tài)，NC輸出F26.0、F26.1、F26.2.經譯碼后，Y1002.3導通,外部繼電器KA3吸合KM4動作刀架電機通電正轉，刀架松開并開始轉位，1工位霍爾開關信號由低電平“0”變?yōu)楦唠娖健?”。到達2工位霍爾開關信號由高電平“1”變?yōu)榈碗娖健?”。刀架繼續(xù)轉動，2工位霍爾開關信號由低電平“0”變?yōu)?/p>

61、高電平“1”。到達3工位霍爾開關信號X11.2由高電平“1”變?yōu)榈碗娖健?”。電機反轉，刀架開始鎖緊，電機反轉1.8秒后電機停轉。</p><p>　　圖8霍爾元件接線圖：</p><p><b>　　圖9刀臺控制梯形圖</b></p><p>　　F7.3刀具T代碼選通信號；F1.1系統復位信號；F26.0、F26.1、F26.2 NC刀具指

62、令T代碼輸出;X1008.4急停信號;X11.0、X11.1、X11.2、X11.3刀具四個工位到達信號；Y1002.3刀架正轉；Y1002.2刀架反轉；R中間繼電器;SUB3時間繼電器.</p><p>　　2方式選擇 MD1 MD2 MD3</p><p>　　方式選擇信號為格雷碼，在進行機床操作時應首先選擇機床的工作方式。數控系統檢測輸入信號來通知當前所選定的操作方式</p&g

63、t;<p>　　5.3數控機床用PC</p><p>　　FANUC 0i-TA作為基本的功能提供給用戶.其軟件和硬件被作為CNC系統的基本功能而與CNC其它功能一起設計制造.因此具有較5的針對性.</p><p>　　5.3.1 PC輸入\輸出信號</p><p>　　PC的輸入\輸出信號有兩類，一類直流輸入\輸出信號,一類交流輸入\輸出信號。<

64、;/p><p>　　直流輸入信號是指機床側的開關、按鈕、繼電器觸點、傳感器等采集到的通斷信號。</p><p>　　如:限位開關、操作面板上的按鈕開關、PC的輸入輸出接點。</p><p>　　圖10直流輸入信號原理</p><p>　　直流輸出信號來自PC,經驅動電路送至機床側，驅動繼電器線圈、指示燈信號。</p><p&g

65、t;　　圖11直流輸出信號原理</p><p><b>　　5.3.2信號要求</b></p><p>　　DI觸點容量:30V DC16mA</p><p>　　DO最大負載電流 ：200mA 耐壓 24V＋20%</p><p>　　當輸出控制對象是電磁閥、電磁離合器等負載時，其工作電壓或電流超過最大允許值必須使用

66、中間繼電器。中間繼電器線圈兩端要并聯續(xù)流二極管。</p><p>　　5.3.3 PC指令</p><p>　　在設計控制程序時,基本指令用的較多,由于實現數控機床的邏輯較為復雜,因此必須借助功能指令來簡化編程,如二進制運算、回轉工作臺控制、一致比較等.就FANUC的PMC-L來說,基本指令有12種，功能指令有35種.</p><p>　　PMC-L的輸入輸出信號&

67、lt;/p><p>　　F**.* 為CNC送PMC 信號</p><p>　　G**.* 為PMC送CNC 信號</p><p>　　X**.* 為機床送PMC信號</p><p>　　Y**.* 為PMC送機床信號</p><p>　　R**.* 為內部繼電器</p><p>

68、;　　D**.* 為保持型存儲器的數據</p><p><b>　　5.4操作面板</b></p><p>　　機床操作面板主要用于手動方式或自動方式下對運動的操作。</p><p><b>　　5.4.1方式選擇</b></p><p>　　1.自動運行方式（AUTO） 2.程序編輯方式（ED

69、IT） 3.手動數據輸入方式（MDI）4.手動連續(xù)進給（JOG）5.手輪進給方式 6.回原點方式 </p><p><b>　　5.4.2其它功能</b></p><p>　　1.單程序段 2.機床鎖緊3.空運行4.程序跳選5.主軸正反停6.冷卻啟停7.循環(huán)啟動8.進給暫停9.急停10.XZ手動進給按鈕等。</p><p>　　第六章 電器元件

70、選擇</p><p>　　6.1功能要求和參數計算</p><p><b>　　6.1.1功能要求</b></p><p>　　電源選用380V 50Hz，三相四線制。</p><p>　　數控系采用FANUC 0i-TA半閉環(huán)控制系統。</p><p>　　主電機選用DP160M－4</

71、p><p>　　X軸選用6NM電機 ， Z軸選用12NM電機。</p><p>　　主軸配有編碼器用于車削螺紋和顯示主軸轉速。</p><p>　　冷卻電機選用 AOB-25 90W 2極。</p><p>　　刀架電機選用 120W 2極。</p><p>　　液壓電機選用 AO2-7124-B

72、3</p><p>　　交流控制回路選用交流110V 50Hz。</p><p>　　10.工作照明電路選用220V 50Hz。</p><p>　　11.給伺服控制器提供380V電源。</p><p>　　12.為防止交流接觸器和電機啟動或停止干擾系統工作電機進線和交流接觸器線圈兩端需加電子滅弧器</p><p>

73、;　　13.保護斷路器有以下功能：瞬時短路跳開、電機過載跳開?？刂苹芈放c動力回路必須用隔離變壓器隔離。</p><p>　　6.1.2功能參數計算</p><p>　　從《機床電氣設計手冊》查出：</p><p>　　DP160M－4電機主要數據:額定電壓三相380V 額定頻率50Hz 功率 11KW 額定轉矩 71.90NM 額定電流 22.60A 恒

74、轉矩調頻范圍5—50Hz 恒功率調頻范圍 50---200 Hz</p><p>　　冷卻電機AOB-25 90W 2極 2800 r/min 額定電流0.32A。</p><p>　　刀架電機120W 2極 1440r/min 額定電流0.6A。</p><p>　　液壓電機型號: AO2-7124-B3 功率：370W

75、額定電流 0.956A</p><p>　　6.2接觸器的選用和熔斷器選擇</p><p>　　6.2.1接觸器的選用</p><p>　　1. 控制冷卻電機的交流接觸器選用</p><p>　　a線圈電壓110V 50Hz 。</p><p>　　b主觸頭電壓380V。</p><p>　

76、　c主觸頭額定電流根據經驗公式：Icn=Pnx1000/Kun</p><p>　　Icn=0.09x1000/1x380=0.24A</p><p>　　根據以上參數查《沈陽二一三電器產品樣本》第24頁選用型號為BC98-0911 內置電子滅弧器 額定電流9A ， 1個常開輔助觸頭 1個常閉輔助觸頭，輔助觸頭額工作電流6A 額定絕緣電壓690UiV 機械壽命1500次 線圈電壓

77、 110V 50Hz 線圈功耗起動95VA 。</p><p>　　2 .控制刀架電機的交流接觸器選用</p><p>　　a.線圈電壓110V 50Hz 。</p><p>　　b.主觸頭電壓380V。</p><p>　　c.主觸頭額定電流根據經驗公式：Icn=Pnx1000/Kun</p><p>　　

78、Icn=0.12x1000/1x380=0.32A</p><p>　　選用型號為BC98-0911。 </p><p>　　3. 控制變頻器的交流接觸器選用</p><p>　　a.線圈電壓110V 50Hz 。</p><p>　　b.主觸頭電壓380V。</p><p>　　c.主觸頭額定電流 Icn=24A&

79、lt;/p><p>　　選用型號為BC98-3211。</p><p>　　6.3保護電動機斷路器選用</p><p>　　根據斷路器過載保護選用原則，斷路器選用應是被保護電動機額定電流的1.1—1.25倍，斷路器整定電流調節(jié)范圍是60%--100%。</p><p>　　a.冷卻電機保護斷路器選用型號: M611 0.2---0.63A可整定

80、到0.32A。</p><p>　　b.刀架電機保護斷路器選用型號: M611 0.63---1A可整定到0.7A，因為刀架定位時是利用刀架電機的反轉堵轉后壓緊，整定值應略高一些。</p><p>　　c.液壓電機保護斷路器選用型號: M611 1---1.6A可整定到1.2A。</p><p>　　d. 變頻器保護斷路器選用型號: M611 24-32A可

81、整定到24A。 </p><p>　　e.伺服變壓器保護斷路器選用型號: M611 10-16A可整定到10A。</p><p>　　6.4電動機電子滅弧器選用</p><p>　　a 刀架電機選用蘇州四通電器廠產型 號為:SM-1</p><p>　　b 冷卻電機選用蘇州四通電器廠產型 號為:SM-1</p><p&g

82、t;　　c液壓電機選用蘇州四通電器廠產型 號為:SM-1</p><p>　　6.5控制回路隔離變壓器選擇和熔斷器選擇</p><p>　　6.5.1控制回路隔離變壓器選擇</p><p>　　JBK3—500.初級線圈電壓為380V;次級線圈為110V/110VA 24V/50VA 220V/250VA</p><p>　　6.5.2熔斷

83、器選擇</p><p>　　1.控制變壓器初級熔斷器選擇：控制變壓器初級電流Imax=500VA/380V=1.3A</p><p>　　Irn=(1.5—2.5)Imax (1.5—2.5)取2.5</p><p>　　Irn=2.5Imax=2.5x1.3=3.3 </p><p>　　采用RT14 4A。</p>

84、<p>　　2.控制變壓器次級110VA 110V熔斷器選擇：控制變壓器次級電流Imax=110VA/110V=1A</p><p>　　Irn=(1.5—2.5)Imax (1.5—2.5)取2</p><p>　　Irn=2Imax=2x1A=2A </p><p>　　采用RT14 2A。</p><p>

85、　　控制變壓器次級50VA 24V熔斷器選擇：其主要為40W照明燈提供電源</p><p>　　采用RT14 2A。</p><p>　　6.6導線的選擇和總空氣開關選擇</p><p>　　6.6.1導線的選擇</p><p>　　依據主電動機功率和導線的最大允許通過的電流，主電機動力回路選用截面積4平方毫米BVR；根據GB5226.1

86、-2002導線顏色選用黑色。</p><p>　　依據冷卻電動機功率和導線的最大允許通過的電流，主電機動力回路選用截面積0.75平方毫米BVR；根據GB5226.1-2002導線顏色選用黑色。</p><p>　　依據電動刀架電動機功率和導線的最大允許通過的電流，電機動力回路選用截面積1平方毫米BVR；根據GB5226.1-2002導線顏色選用黑色。</p><p>

87、;　　依據液壓電動機功率和導線的最大允許通過的電流，電機動力回路選用截面積1平方毫米BVR；根據GB5226.1-2002導線顏色選用黑色。</p><p>　　依據控制回功率和導線的最大允許通過的電流，控制回路選用截面積0.75平方毫米BVR；根據GB5226.1-2002導線顏色選用紅色。</p><p>　　接地保護回路依據負載選用截面積0.75平方毫米BVR；GB5226.1-20

88、02導線顏色選用黃綠雙色</p><p>　　6.6.2總空氣開關選擇</p><p>　　依據各控制回路所需電流總和：</p><p>　　I =主電機22.6A+冷卻電機0.32A+電動刀架0.s6A+液壓0.97A+其它2A+侗服控制10A=36.69A.</p><p>　　自動空氣開關選用型號為JCM1—63S/330 50A<

89、;/p><p>　　參看有關手冊導線直徑選4mm2 電線載流量為25A</p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　經過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設計以前覺得畢業(yè)設計只是對這幾年來所學知識的單純總結，但是通過這次做畢業(yè)設計發(fā)現自己的看法有點太片面。畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自

90、己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次AD系列普車數控化改造電氣部分的畢業(yè)設計，我明白學習是一個系統工程，是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。</p><p>　　在設計過程中，我通過查閱大量有關數控化改造和機床電氣部分的資料，與同學交流經驗和

91、自學，并通過網絡和學習設計輔助軟件等方式，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，使我終身受益。</p><p

92、>　　在畢業(yè)設計中，我通過查資料了解到目前國內的設備數控化率還很低，特別是河南省。因此，開發(fā)普及型數控車床既是市場的需求，也符合國家發(fā)展數控產業(yè)的政策，具有廣闊的市場空間和現實意義。</p><p>　　而且隨著刀具技術的發(fā)展，高速切削、5力切削技術已日益成熟，市場將對數控車床提出更高的要求。在保持高精度等優(yōu)點的同時，還必須具有能適應高速切削、5力切削的性能。具有高剛性、高速度、大功率，能適應高速切削、5力

93、切削的機床，將是普及型數控車床的發(fā)展方向。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有老師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。 </p><p>　　在這里首先要

94、感謝我的畢業(yè)設計指導老師***老師。**老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從外出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是*老師仍然細心地糾正我在設計中的錯誤。除了敬佩*老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。 </p><p>　　其次要感謝和我一起作

95、畢業(yè)設計的同學，他們在設計中勤奮工作，克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設計，并承擔了大部分的工作量。如果沒有他們的幫助工作，此次設計的完成將變得非常困難。  </p><p>　　然后還要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下機械專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。 </p><p>　　最后感謝感謝***工學院校