【正文】 運行時的摩損功耗，傳動件的攪油和克服空氣阻力功率以及其其它動載荷的摩擦損耗等。當(dāng)用戶選擇模擬主軸時，一般選用通用變頻器作為主軸驅(qū)動裝置；當(dāng)用戶選擇串行主軸時，F(xiàn)ANUC 0i Mate數(shù)控系統(tǒng)提供了SPM系列專用主軸驅(qū)動裝置。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個部分組成。ABB公司的ACS600系列是第一代采用DTC技術(shù)的變頻器，它能夠用開環(huán)方式對轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進行準(zhǔn)確控制，而且動態(tài)和靜態(tài)指標(biāo)已優(yōu)于PWM閉環(huán)控制指標(biāo)。本機床采用通用FANUC通用變頻器作為主軸驅(qū)動裝置。 STR：反轉(zhuǎn)啟動。根據(jù)輸入端子功能的選擇（—）可改變端子的功能。輸入DC0~5V（0~10V）時，輸出成比例：輸入5V（10V）時，輸出為最高頻率。變頻器根據(jù)輸入的速度指令和運行狀態(tài)指令輸出相應(yīng)頻率和幅值的交流電壓，控制電動機旋轉(zhuǎn)。位置控制系統(tǒng)是由伺服驅(qū)動器中的位置控制模塊、速度控制模塊、位置檢測及反饋控制等各部分組成。所謂半閉環(huán)控制系統(tǒng)即采取的反饋檢測元件是與伺服電機同軸連接地旋轉(zhuǎn)編碼器，其直接與伺服電機轉(zhuǎn)子后部相連接，與伺服電機構(gòu)成一體。對于全閉環(huán)系統(tǒng)需要采用直線位置檢測裝置，現(xiàn)在生產(chǎn)中多用光柵尺或磁尺作為全閉環(huán)系統(tǒng)的位置檢測裝置。3．有足夠的傳動剛性和較高的速度穩(wěn)定性4．快速響應(yīng)，無超調(diào)為了提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量，除了要求有較高的定位精度外，還要求有良好的快速響應(yīng)特性，即要求跟蹤指令信號的響應(yīng)要快。 進給伺服系統(tǒng)的選型與控制原理進給伺服系統(tǒng)主要由各軸進給伺服驅(qū)動裝置及其伺服電動機組成。FANUC伺服驅(qū)動裝置的型號參數(shù) 伺服驅(qū)動裝置的型號參數(shù)如下所示。圖42 水平進給軸示意圖表41機床主要性能規(guī)格表規(guī)格項目符號單位X軸絲桿直徑Dbmm40絲桿長度Lbmm1000絲桿導(dǎo)程Pmm8減速比1機床加載的移動物質(zhì)量Wkgf7000由切削力引起的反推力Fckgf100鑲條鎖緊力fgkgf50由切削力矩引起的滑動表面上工作臺受到的力Fcfkgf30驅(qū)動系統(tǒng)效率η滑動表面摩擦系數(shù)μ第五章 CK6140數(shù)控車床輔助系統(tǒng)設(shè)計 CK6140數(shù)控車床輔助系統(tǒng)概述刀架傳動系統(tǒng)刀架運動是指實現(xiàn)刀架上刀架的轉(zhuǎn)動和刀架的開定位、定位與夾緊的運動，以實現(xiàn)刀具的自動轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)塔式刀具交換裝置又分為回轉(zhuǎn)刀架和轉(zhuǎn)塔頭。它們只是機械運動的方式不同。數(shù)控車床的刀架是車床的重要組成部分。本機床選擇德國SAUTER公司生產(chǎn)的4工位電動刀架有以下幾方面考慮。4，重復(fù)定位精度177。SAUTER刀架換刀時間短SAUTER刀架換刀時間較國產(chǎn)刀塔的換刀時間有明顯優(yōu)勢，以4工位刀架為例，其兩刀位轉(zhuǎn)位角度為90度，～。電路分析： 當(dāng)過載情況發(fā)生時，過載保護器的脫扣器脫開，切斷刀架電機電源，使刀架電機立即停止運轉(zhuǎn)，以防止電機燒毀。當(dāng)過載情況發(fā)生時，過載保護器的脫扣器脫開，切斷刀架電機電源，使刀架電機立即停止運轉(zhuǎn)，以防止電機燒毀。3)電機各相之間阻抗是否正常（即三相阻抗大約相同）。注意2：SAUTER刀架在做定位時，必須提供后轉(zhuǎn)向動作。注意3：在控制刀架正、反轉(zhuǎn)運動時（不論自動或手動），我們在PLC中設(shè)定一個監(jiān)視時間（約為3秒)，超過此監(jiān)視時間，正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)信號都必須為OFF，以保護電機。到充分冷卻。動力元件的作用是將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個液壓系統(tǒng)提供動力。輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、快換接頭、高壓球閥、膠管總成、測壓接頭、壓力表、油位油溫計等。第六章 常用電器元件的選型 低壓電器選型的一般原則低壓電器的額定電壓應(yīng)不小于回路的工作電壓，即Ue≥Ug 低壓電器的額定電流應(yīng)不小于回路的計算工作電流，即Ie≥Ig 設(shè)備的遮斷電流應(yīng)不小于短路電流，即Izh≥Ich熱穩(wěn)定保證值應(yīng)不小于計算值按回路起動情況選擇低壓電器。 熔斷器選型熔斷器由熔體（熔絲或熔片）和安裝熔體的熔管（或熔座）組成。保護：短路，若作過載保護，可靠性不高。交流接觸其的額定電流應(yīng)不小于被控回路的額定電流。 機床控制面板 機床控制面板上的各種功能鍵可執(zhí)行簡單的操作，直接控制機床的動作及加工過程。PROG程序鍵用于顯示程序界面。SYSTEM系統(tǒng)鍵用于顯示系統(tǒng)界面。CUSTOMGRAPH圖形顯示鍵用于顯示宏程序界面和圖形顯示界面。ALTER替換鍵編輯時在程序中光標(biāo)指示位置替換字符。自動旋鈕打至該位置后，系統(tǒng)進入自動加工模式?；亓阈o打至該位置后，機床處于回零模式。斷開關(guān)電源。跳步此按鈕被按下后，數(shù)控程序中的注釋符號“/”有效。選擇停此按鈕被按下后，“M01”代碼有效。X負(fù)方向按鈕點擊該按鈕，機床將向X負(fù)方向移動。Z負(fù)方向按鈕點擊該按鈕，機床將向Z負(fù)方向移動。主軸速率修調(diào)將光標(biāo)移至此旋鈕上后,通過點擊鼠標(biāo)的左鍵或右鍵來調(diào)節(jié)主軸旋轉(zhuǎn)倍率。CNC主要工作內(nèi)容為加工程序輸入、譯碼、刀具補償、進給速度處理、插補、位置控制、I/O處理、顯示機床狀態(tài)和診斷。因此，CK6140選用的數(shù)控系統(tǒng)首要應(yīng)具有的優(yōu)點是高經(jīng)濟性也就是高性能價格比，其次此數(shù)控系統(tǒng)也應(yīng)具有高度的通用性、比較豐富的數(shù)控功能、高可靠性、維修簡單方便、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊高集成度、操作方便易學(xué)等優(yōu)點。二者的主要區(qū)別在于，首先使用的電機不同；其次，軸數(shù)不同；第三加工精度不同；第四FANUC 0i有很多特殊功能可供選擇，而FANUC 0i mate則基本沒有。數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心、大腦。 （2）FANUC 0i Mate數(shù)控裝置主控單元接口信號的定義 FANUC 0i Mate TC 主面板及主控單元前視圖如圖82所示，圖83為其后視圖及其接口信號的定義。普通交、直流穩(wěn)壓開關(guān)電源原理、接線請讀者自行查閱資料，這里就不介紹了。 圖8－7 FANUC 0i Mate數(shù)控系統(tǒng)的綜合連接 第九章 可編程控制器（PLC）的設(shè)計可編程控制器（以下簡稱PLC）是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型自動化控制裝置，目前已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運算電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下運用而設(shè)計。PLC是一種專用于工業(yè)順序控制的微機系統(tǒng)。梯形圖與繼電器邏輯控制電路圖十分相似，圖形符號形象直觀、工作原理易于理解和掌握、編程簡單、操作方便、改變程序靈活；PLC可與編程器、個人計算機等聯(lián)接，可以很方便地實現(xiàn)程序的顯示、編輯、診斷、存儲和傳送等操作。對用戶程序的執(zhí)行一般有循環(huán)掃描和定時掃描兩種，掃描過程分為三個階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，圖91為數(shù)控車床中的PLC系統(tǒng)。PLC常用的電氣接口一般有開關(guān)量輸入接口、開關(guān)量輸出接口和模擬量輸出接口等三種。車床的電氣系統(tǒng)設(shè)計是整個車床的核心部分，主要分為強電回路設(shè)計、控制回路設(shè)計、PLC輸入輸出設(shè)計、伺服驅(qū)動進給設(shè)計和主軸驅(qū)動設(shè)計五個方面，要求繪制出整個車床的電器原理圖。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，也學(xué)到了做人的道理。最后，向所有關(guān)心和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友表示由衷的謝意！。在日常學(xué)習(xí)和生活中，我的舍友和班級同學(xué)都給予了我很大幫助。參 考 文 獻[1] ，1991[2] ：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1995[3] ：機械工業(yè)出版社，1997[4] ：北京化學(xué)工業(yè)出版社，2003[5] [M].北京:北京國防工業(yè)出版社,2001[6] ：機械工業(yè)出版社，[7] 王潤孝主編. ：西北工業(yè)大學(xué)，2007[8] ：華中科技大學(xué)出版社，2005[9] ：上?？萍汲霭嫔?，2009[10] . 吉林：吉林大學(xué)，2009[11] ：機械工業(yè)出版社，2006[12] 李方園 ：清華大學(xué)出版社，2004[13] 楊世成，陳蕊妍；數(shù)控機床分級變速機構(gòu)主要參數(shù)的確定[M]，中文期刊全文數(shù)據(jù)庫，廣西輕工業(yè)，2007(6).[14] 金屬切削機床設(shè)計手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社2003[15] 李慶余、孟廣耀主編，機械制造裝備技術(shù)[M]，機械工業(yè)出版社，[16] 陳嬋娟參主編，數(shù)控車床設(shè)計[M]，化學(xué)工業(yè)出版社，2006，1245p.[17] 許曉暢編著，專用機床設(shè)計[M]，重慶大學(xué)出版社，附錄A：強電控制電路圖附錄 B：電源電路圖 附錄 C：系統(tǒng)電路圖 致 謝本設(shè)計數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計工作是在楊育宏老師的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的，在我的學(xué)業(yè)和畢業(yè)設(shè)計工作中無不傾注著導(dǎo)師辛勤的汗水和心血。圖94 主軸控制接口模擬接口式、脈沖接口式伺服驅(qū)動器控制接口：XS30XS33如圖95所示。根據(jù)控制要求、PLC控制系統(tǒng)選用FANUC的FANUCPLCD型號，其I/O端子接線圖如圖92所示。對于內(nèi)裝型PLC，CPU、存儲器、外圍設(shè)備、電源等部分一般與CNC裝置共用。除輸入/輸出部分采用光電隔離的措施外，對電源、運算器、控制器、存儲器等也設(shè)置了多種保護和屏蔽?？删幊炭刂破骷捌漭o助設(shè)備都應(yīng)按易于構(gòu)成一個工業(yè)控制系統(tǒng)，且它們所具有的全部功能易于應(yīng)用的原則設(shè)計。1969年，美國DEC 公司研制出世界上第一臺型號為“PDP14”的可編程控制器，在通用汽車公司的自動裝配線上使用，獲得了成功。（1）α系列專用電源裝置的型號參數(shù)專用電源裝置的型號參數(shù)如下所示：PSM口－口口① ② ③④ ①電源裝置型號；②制動形式，“無”為再生制動，R：能耗制動，V：電壓轉(zhuǎn)換型再生制動，C：電容制動；③額定輸出功率；④輸入電壓，“無”為200 V，HV為400 V。圖84 FANUC 0i數(shù)控裝置I/O單元視圖及其接口信號的定義 FANUC 0i Mate電源裝置FANUC 0i Mate 數(shù)控系統(tǒng)所用的交、直流電源，因數(shù)控機床的復(fù)雜程度一般采用普通交、直流穩(wěn)壓開關(guān)電源和FANUC專用電源裝置。主控制單主要包括CPU、內(nèi)存(系列軟件、宏程序、梯形圖、各類參數(shù)等)、PMC控制、I／O LINK控制、伺服控制、主軸控制、內(nèi)存卡I／F、LED顯示等。 依照CK6140數(shù)控車床的市場定位，本項目選擇了FANUC 0iMATE數(shù)控系統(tǒng)。其中FANUC數(shù)控系統(tǒng)有0系列、11系列等多個系列，而FANUC 0系列應(yīng)用最為廣泛。圖81 CNC系統(tǒng)框圖如圖81 CNC系統(tǒng)框圖，但各個系統(tǒng)廠商的CNC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)各有不同，但基本原理大體一樣。主軸控制按鈕依次為：主軸正轉(zhuǎn)、主軸停止、主軸反轉(zhuǎn)第八章 控制系統(tǒng)設(shè)計 CK6140數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)選型數(shù)控機床在數(shù)控系統(tǒng)的控制下，自動地按給定的程序進行機械零件的加工。手輪軸選擇在手輪控制模式下選擇進給軸。Y負(fù)方向按鈕點擊該按鈕，機床將向Y負(fù)方向移動。急停按鈕按下急停按鈕，使機床移動立即停止，并且所有的輸出如主軸的轉(zhuǎn)動等都會關(guān)閉?？者\行點擊該按鈕后系統(tǒng)進入空運行狀態(tài)。進給保持程序運行暫停，在程序運行過程中，按下此按鈕運行暫停。示教本軟件不支持。手動旋鈕打至該位置后，機床處于手動模式，連續(xù)移動。ALTER替換鍵編輯時在程序中光標(biāo)指示位置替換字符。CAN取消鍵按下此鍵，刪除上一個輸入的字符或字母。MESSAGE信息鍵用于顯示信息界面。OFFSETSETTING偏置/設(shè)置鍵用