【正文】 2 T 1 4 T 2 6 T 3NO NC A1NO NC A22 T 1 4 T 2 6 T 3NO NC A1NO NC A21 L 1 3 L 2 5 L 32 T 1 4 T 2 6 T 3NO NC A1NO NC A21 L 1 3 L 2 5 L 32 T 1 4 T 2 6 T 3NO NC A1NO NC A21 L 1 3 L 2 5 L 3K M 1 K M 2 K M 3 K M 4 K M 5 K M 6 K M 7 K M 8 K M 9R C 6R C 1 R C 2 R C 3 R C 4R C 5 R C 7 R C 81 L 1 3 L 2 5 L 3O F F ONQ F 2 0X T 1Q F 1 1 Q F 1 2 Q F 1 3Q F 1 4開關電源2 T 1 4 T 2 6 T 3 圖 13 電盤布局 常州機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書 8 圖 14 斜口鉗 成。 在布局元器件時要考慮走線的簡便美觀、元器件與線槽之間要保持一定的距離。 工具及軟件 在論文設計的過程中對接線進行繪圖時，要熟練應用 AUTO CAD 軟件和 WORD文檔軟件。在接線的具體操作過程中，會用到一些常用的電工工具： 斜口鉗（見圖 14）、壓線鉗（見圖 15）、一字螺絲刀、十字螺絲刀（見圖 16）、 尖嘴鉗 （見圖 17） 、 活動扳手（見圖 18）、剪線鉗（見圖 19）、 內(nèi)六角扳手、剝線鉗、 液壓鉗、電工膠帶、電工刀 、號碼打印機、線槽剪、卡規(guī)剪、電烙鐵、手槍鉆 等。 本章小結(jié) 本章主要對課題進行了簡單的介紹和說明，也對課題的背景、性質(zhì)、范圍以及重要性進行了描述。特別對預期的成果進行了詳細介紹，講解了工序卡、工藝過程卡的制作過程，實施的思路是按照工藝文件的步驟進行的。最后還提到論文所用到的軟件和常用工具。 圖 15 壓線鉗 圖 18 活動扳手 圖 19 剪線鉗 圖 16 螺絲刀 圖 17 尖嘴鉗 常州機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書 9 主軸伺服電機SPMK10K17SPM:TB2SPM:JYA2M SPU V WG200R200S200T 圖 21 主軸伺服電機 第 2章 VM1204H 電氣 控制系統(tǒng)設計 VM1204H 控制對象 VM1204H 控制的對象有 由主軸伺服電機控制的 主軸電機 ，主軸電 機采用FANUC 的 aiI8/10000 系 列。 主軸電機有三個接口，一個接口是從主軸伺 服 TB2 模塊接出來的電源接口、一個是主軸編碼 器反饋接口、還有一個是主軸風扇電源接口，風 扇電源是從 QF10 下接線端接出來的。由雙軸伺 服模塊控制的 X 軸、 Y軸 伺服電機 ， X 軸、 Y 軸電機采用的是 FANUCaiF/3000 系列 ，由單軸伺服模塊控制的 Z軸伺服電機 ， Z軸電機采用的是 FANUCaiF22B/3000 系列 。 X軸伺服電機有兩個 接口， 一個是電 機電源線 接口， 這個接口 接雙軸伺 服模塊的 TB2 接口，另一個接口是 X 軸電機編碼器反饋接口，這個接口 接雙軸伺服模塊的 JF1 接口。 Y 軸伺服電機有兩個接口，一個是電機電源線接口，這個接口接雙軸伺服模塊的 TB2 接口，另一個接口是 Y軸電機編碼器反饋接口，這個接口接雙軸伺服模塊的 JF2 接口。 Z軸伺服電機有三個接口，一個是電機電源線接口，這個接口接單軸伺服模塊的 TB2 接口，另一個接口是 Z 軸電機編碼器反饋接口，這個接口接單軸伺服模塊的 JF1 接口，還有一個是 Z軸抱閘線，這個接口出來的線接下電盤的端子排上 5號和 2 號端子。 K2 1XK2 2XX軸伺服電機SVM 2:CZ 2LSV M2 :JF1SMXM XUx Vx WxGxK2 1YK2 2YY軸伺服電機SVM 2:CZ 2MSV M2 :JF2SMYM YUy Vy WyGyK2 1zK2 2zZ軸伺服電機SVM 1:CZ 2LSV M1 :JF1SMZM zUz Vz WzGzL20圖 22 X 軸伺服電機、 Y 軸伺服電機、 Z 軸伺服電機 沖屑電機UU4V4W4PEPEM43 ~L 11 L 12排屑電機UU5V5W5PEM53 ~L 13冷卻電機U3V3W3M33 ~潤滑泵M 111 ~L 152 312 002 30S A15 02 2 4N電盤XT1電盤XT1 電盤XT1圖 23 冷卻電機、潤滑泵、沖屑電機、排屑電機 常州機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書 10 2 2 9 90VPE7654321202103圖 25 開關電源的接線 控制對象還有 采用昆山北距的 ATC 電機、 昆山北距的 刀庫電機、 意大利貝德龍的 CP150 冷卻電機、 意大利貝 德龍 CP190 沖屑電機、 煙臺眾力的 排屑電機、中心出水電機、提升泵、 南京貝奇爾 潤滑泵、電器柜空調(diào) 等，上圖 23列出了部分電機 。 OIMATE 控制要求 FANUC 0Imate 控制系統(tǒng) 與其外部設備 要求的控制電源 AC200V電源、直流24V 電源 ，所以要求在電氣設計時要加一個 AC200V 變壓器和開關電源。 如圖24 所示的是變壓器的接線圖。圖 25 是開關電源的接線圖。 注意：通電前 ,斷開所有斷路器，用萬用表測量各個電壓 ( 交流 200V，直流 24V)正常之后，再依次接通系統(tǒng) 24V, 伺服控 制電源(PSM)200V, 24V(ai)。最后接 通伺服主回路電源（ 3 相 200V）。 當電源模塊正常工 作后由電源模塊提供的 直流 300V電源通過直流母 線提供給主軸伺服模塊、雙軸伺服模塊、單軸伺服 模塊所需的電源 。 因為開關電源要求的輸入端是 AC220V電源，所以在設計電氣原理圖時要設計用一個變壓器 提供給開關電源 AC220V電源。 VM1204H 電氣系統(tǒng)設計 VM124H 電氣系統(tǒng)的設計是基于 VM1204H 所控制的對象。 VM1204H 控制的對象有主軸電機、伺服電機、 ATC 電機、刀庫電機、冷卻電機、沖屑電機、 排屑電機、中心出水電機、提升泵、潤滑泵、電器柜空調(diào)等。主軸電機是通過主軸伺服單元控制的，伺服電機時通過雙軸伺服、單軸伺服模塊控制的 ，其余的電機是通過下電盤與系統(tǒng)之間的信息交換進行控制的 。 所以這里 主要考慮系統(tǒng)和上電盤、下電盤 以及外部設備之間的電路連接關系。 上電盤電盤與下電盤之間主要是上電盤的開關電源供電與下電盤的控制伺服急停和電源模塊的 MCC 電路的設計。 圖 24 變壓器接線圖 常州機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書 11 VM1204H 電氣 系統(tǒng)與外部設備的基本電纜連接如下： 伺服放大器 機床操作臺 手脈 主軸電機 伺服電機 系統(tǒng)與伺服放大器之間電源模塊之間通過電纜連接進行數(shù)據(jù)交換， 系統(tǒng)給電源模塊與伺服放大器指令同時伺服模塊也要有反饋信息給系統(tǒng)。系統(tǒng)通過伺服放大器來控制主軸電機和伺服電機。主軸模塊和伺服放大器模塊也是通過電纜對電機進行控制，同時電機要有反饋信息給伺服放大器。 機床操作臺提供人機交流的界面， 可以通過手脈進行手動進給下控制機床的運動。系統(tǒng)和 上電盤的雙軸、單軸 伺服放大器是通 過光纖 COP10A、 COP10B 電纜進行通信，系統(tǒng)通過 JA7A、JA7B 電纜和 上電盤的 主軸 伺服放大器 進行通信。系統(tǒng)通過 JD1A 與 上電盤 I/O單元的 JD1B 接口 進行通信。 系統(tǒng)和操作面板上的軟鍵的連接電纜是通過系統(tǒng)背面的 CN2 接口。系統(tǒng)上的 CA55 接口連接 MDI 單元的 CK1 接口。系統(tǒng)要正常工作必須提供直流 24V 電源，這個電源是通過上電盤的開關電源 接入到系統(tǒng)控 圖 26 VM1204H 電氣系統(tǒng)與外部設備的基本電纜連接 常州機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書 12 制單元的 CP1 接口。 電氣控制裝置設計安裝 電氣控制裝置的安裝條件特別重要，首先要考慮到安裝環(huán)境，環(huán)境又分為電柜外部的環(huán)境要求以及 CNC與伺服單元的安裝 要求。然后要考慮到 CNC 控制單元的電源容量。因為電氣控制裝置通過電柜里的各個空氣開關、接觸器、繼電器等控制外部設備的，所以電氣柜安裝條件也很重要。 電氣柜內(nèi)裝上兩塊電氣控制板，上面一塊稱為上電氣控制板，簡稱上電盤（下文統(tǒng)一用該術(shù)語），下面一塊稱為下電氣控制板，簡稱下電盤（下文統(tǒng)一用該術(shù)語）。上電盤主要安裝電源模塊、主軸及進給軸驅(qū)動模塊、開關電源、 I/O模塊等。下電盤主要安裝繼電器模塊、分線器、空氣開關、接觸器、滅弧器、電源總開關、接線端子排、熔斷器、單級空氣開關等。 機床電氣柜的設計與安裝條件 在設計電氣柜時 要符合 一定的環(huán)境條件，另外必須考慮 CRT 屏幕的電磁干擾，預防噪聲和維修方便。電氣柜的設計必須符合如下條件：電氣柜必須是全封閉的，必須有效的防治灰塵、冷卻液、和有機溶液的進入，還必須考慮伺服放大器和伺服變壓器的安裝：在空氣入口處使用空氣過濾器；將換氣扇安裝在空氣不能直接吹到單元的地方；控制氣流以保證灰塵和冷卻液不能進入空氣入口。設計電氣柜 時，需考慮當電氣柜內(nèi)溫度上升時，必須保證柜內(nèi)和柜外的溫度差不超過10176。 C。一個封閉的電氣柜必須安裝以保證內(nèi)部空氣的循環(huán)。風扇需作調(diào)整以保證空氣以 。為了使空氣流動更容易，應該在每一個單元之間以及單元和電柜的內(nèi)壁之間留出 100mm 的空間。必須在電纜口以及電氣柜的門上使用密封材料，以保證電柜的密封。因為 CRT單元使用大C NC控 制單元主板JD36AJA 41CA 55CN2123+2 4V0V87J10K12J8J1K2 7AJ9RS232 接口SP M: JA 7BMDI 單元 :C K1電盤SVM2:COP10BI/O 單元 :JD1BCO P10AJD 1ALCD 單元 圖 27 CNC 控制單元與伺服單元的接線 常州機電職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計說明書 13 約 11KV 的電壓，空氣中的灰塵很容易聚集，如果電氣柜密封不夠充分，灰塵就會穿過縫隙而附著在單元上。這可能引起單元的絕緣效果惡化。盡管顯示器有防塵的前面板，顯示單元還是必須安裝在冷卻液不能直接噴射到的地方。噪聲必須降低 ，由于機床和 CNC 單元的尺寸在減小，在電柜內(nèi)，產(chǎn)生噪聲的元件就有可能安裝在對噪聲比較敏感的元件旁邊。 CNC 單元在設 計時已經(jīng)考慮到盡量降低噪聲，并且防止噪聲向 CNC 單元的傳送。單元在電氣柜內(nèi)部的安裝和排列必須考慮檢查和維修的方便。 CRT 顯示器有可能受外部電磁干擾而使顯示圖像變得扭曲。必須仔細考慮電磁輻射元件的安裝。如果將電磁輻射元件（如變壓器、風扇電機、電磁接觸器、線圈和繼電器）安裝在顯示器附近，顯示器的顯示就會受到影響。為了防止這種情況的發(fā)生，一般要將電磁元件和顯示器之間保持至少 300mm 的距離。如果 CRT 與電磁元件之間不能保證 300mm 的間距，以通過調(diào)整電磁元件的方向來降低其對顯示屏幕的影響。磁場強度不是一成不 變的，它通常會因為多個電磁元件的相互作用而增強，為此，簡單地靠保持電磁元件和顯示器之間300mm 的距離有可能消除不了顯示屏幕的影響。也就是說如果不能保持足夠距離或者在保證足夠距離后，顯示器圖像仍有扭曲時，就要使用電磁防護罩覆蓋屏幕。 控制單元的安裝 控制單元包括一個塑料外殼，風扇，和 PCB 底板?？諝庥煽刂茊卧撞窟M入，通過安裝在頂部的風扇排出，下圖中預留的空間（ A， B）必須留出，以保證空氣的流動。同時還應在單元前部和頂部留出足夠的空間以便在必要時方便地更換電路板和風扇。 PCB 底板，安裝在機架的后面；在機 架的左側(cè)還有另一個連接器，這個連接器是用來測試控制器，以及其他用途的連接。為它預留的空間如 下 圖中的（ C）。 本章小結(jié) 本章主要對 VM1204H 進行簡單的介紹， 特別對 VM1204H 控制對象以及 OIMATE 控制要求進行了簡單的敘述，還對 VM1204H 電氣系統(tǒng)設計電氣控制裝置設計安裝進行了說明。對安裝要求的環(huán)境以及安裝中所要注意的地方都一一給予說明。對電氣控制的裝置的安裝設計是根據(jù) FANUC 0I mate 控制系