【正文】 F4為三相電源開關(guān)； QF5QF10為單相空氣開關(guān)； KM1KM6為三相交流接觸器； RC1RC4為三相阻容吸收器； RC5RC10為單相阻容吸收器； KA1KA8為 直流 24V繼電器； 28 1 28 典型車床數(shù)控電器原理圖 電源部分 繼電器部分： 繼電器主要是由輸出開關(guān)量控制的，輸入開關(guān)量主要是指進給裝置、主軸裝置、機床電氣等 部分的狀態(tài)信息與報警信息。 在做設(shè)計的過程中，我不但復(fù)習(xí)了所學(xué)過的知識點，還學(xué)到了新的知識，同時將所學(xué)到的知識充分的運用起來，做到了學(xué)以致用，還學(xué)會了查資料，除此之外，我還懂得了團結(jié)合作的重要性，知道了集體的力量有多么強大！ 33 1 33 致 謝 在本 課程 設(shè)計結(jié)束之際，我要向曾經(jīng)幫助過我的老師和同學(xué)表示感謝。 最后，謹(jǐn)向所有在我學(xué)習(xí)生涯中，給予關(guān)心、幫助和支持的人表示衷心的感謝。本設(shè)計程序存儲器的擴展采用兩片 2764芯片，數(shù)據(jù)存儲器的擴展采用一片 6264芯片， I/O接口的擴展采用兩片 8155芯片。 控制柜結(jié)構(gòu)：強點控制柜加操作站 主軸：普通異步電機， 機械手動換擋變速。當(dāng)輸入信號加到輸入端時，發(fā)光二極管導(dǎo)通激發(fā)發(fā)出紅外光，受光三極管受光照射后，由于光敏效應(yīng)產(chǎn)生光電源，通過輸出端輸出，從而實現(xiàn)了以光為媒介的電信號傳輸。寄存器中這一位為 “1”，對應(yīng)相應(yīng)繞組的通電狀態(tài)，這一位為 “0”，對應(yīng)著相應(yīng)繞組的斷電狀態(tài)。 74LS373的 LE是鎖存允許端，高電平有效。定子上安裝了六個磁極，相對的兩個磁極上放置著同一相勵磁繞組，而轉(zhuǎn)子上沒有，只有四個凸極， a、 b、 c、 d組成 ，當(dāng) s1接通， s2， s3斷開， A相21 1 21 建立磁場，轉(zhuǎn)子力求以磁路最大來取向，轉(zhuǎn)子齒與定子 A相磁極對齊，即轉(zhuǎn)子 a、 c齒的軸線與定子 A相磁極軸線重合。 6）系統(tǒng)誤差分析 ①死區(qū)誤差 查《機電一體化設(shè)計》式 559可得 ? max mmmmK m gu 373m i n0 ??? ?????? 所以滿足單脈沖進給的要求。 第三章 進給步進電機計算和 控制 一 .橫向電機計算 1）等效轉(zhuǎn)動慣量計算 由于橫向步進電機經(jīng)兩對齒輪降速 后傳到絲桿，此傳動系統(tǒng)折算到電機軸上總的轉(zhuǎn)動慣量dJ可由下式計算 15 1 15 ? ? ? ? miLiJJiJJJJ zzzzZd 20221 2114321 ???????????? ? 式中zJ為轉(zhuǎn)動慣量， i為傳動比， m取 50kg,絲杠導(dǎo)程0L為 ； 計算圓柱體轉(zhuǎn)動慣量的公式為 J=324ld?? ? 為材料密度， d為傳動件的等效直徑， l為軸向長度； 按照上式可依次計算出各傳動件的轉(zhuǎn)動慣量，其中絲杠的等效直徑取 ???mm 經(jīng)計算： mkgJ z ??? ? mkgJ Z ??? ?， mkgJ Z ??? ? mkgJ Z ??? ?， mkgJS ??? ? 則將各傳動部件及工作臺質(zhì)量折算到電機軸上的總的轉(zhuǎn)動慣量 mkgJ d ??? ? 2) 慣量匹配驗算 參考同類型機床，初選反應(yīng)式步進電機 110BF003型反 應(yīng)式步進電動機，查《機械設(shè)計手冊第 5卷》表 Ts=,則41mdJJ=1所以慣量匹配比較合理。因此，這個 RAM是十分 珍惜的資源。如果采用螺距誤差補償和徑向間隙補償?shù)却胧?，定位精度可提高?77。其驅(qū)動電動機采用步進電機。 1）點位控制系統(tǒng) 其特點是，只要求控制機床移動部件從一點 移動到另一點的準(zhǔn)確位置，至于點與點之間的移動軌跡（路徑和方向）并不嚴(yán)格要求。根據(jù)車床的型號及主軸中心高度，選用常州市宏達(dá)機床數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn)的 LD4C6132型電動刀架，該刀架內(nèi)帶 120W三相交流異步電動機用于驅(qū)動正轉(zhuǎn)選刀。有反饋矢量控制方式雖然是運行性能最為完善的一種控制方式，但由于需要增加編碼器等轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)，不 但增加了費用，而且編碼器的安裝也比較麻煩。 交流異步電動機的轉(zhuǎn)速與電源頻率，電動機磁極對數(shù) nfp以及轉(zhuǎn)差率之間的關(guān)系式為： ? ?sp fn ?? 160 對于 C6132，電動機磁極對數(shù)和轉(zhuǎn)差率是定值，因此利用變頻器改變電源頻率 fn即可改變電動機的轉(zhuǎn)速。 設(shè)計參數(shù)如下： 加工最大直徑 : 在床面上 φ 320㎜ 在床鞍上 φ 160㎜ 加工最 大長度 : 750㎜ 溜板及刀架重力 : 縱向 800N 橫向 500N 刀架快速速度 : 縱向 3m/min 橫向 脈沖當(dāng)量 縱向 ㎜ 橫向 ㎜ 主電機功率 : 3KW 起動加速時間 : 30ms 定位精度 : 177。 當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的公司廠家比較多，國外著名公司的如德國 SIEMENS公司、日本 FANUC公司；國內(nèi)公司如中國珠峰公司、北京航天機床數(shù)控系統(tǒng)集團公司、華中數(shù)控公司和沈陽高檔數(shù)控國家工程研究中心。 2. 異步電動機或直流電機拖動，光柵測量反饋的閉環(huán)數(shù)控 系統(tǒng) 該系統(tǒng)與開環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別是：由光柵、感應(yīng)同步器等位置檢測裝置測得的實際位置反饋信9 1 9 號，隨時與給定值進行比較，將兩者的差值放大和變換，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，以給定的速度向著消除偏差的方向運動，直到給定位置與反饋的實際位置的差值等于零為止。 4. 可充分利用現(xiàn)有的條件 可以充分利用現(xiàn)有地基，不必像購入新設(shè)備時那樣需重新構(gòu)筑地基。特別是大型、特殊機床尤其明顯。在美國、日本、德國，用數(shù)控技術(shù)改造機床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場，已形成了機床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新的行業(yè)。其本質(zhì)是，采用信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè) (包括軍、民機械工業(yè) )進行技術(shù)改造。 * 可實現(xiàn)多工序的集中，減少零件 在機床間的頻繁搬運。還可以提示操作者機床故障或編程錯誤等機床運行中出現(xiàn)的問題。 6 1 6 3）提高生產(chǎn)效率。因此，普通機床的數(shù)控化改造不但有存在的必要，而且大有可為，尤其對一些中小型企業(yè)更是如此。從事改裝業(yè)的著名公司有：大限工程集團、崗三機械公司、千代田工機械公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山 本工程公司等。與普通機床相比，數(shù)控機床能夠自動換刀、自動變更切削參數(shù)，完成平面、回旋面、平面曲線的加工，加工精度和生產(chǎn)效率都比較高，因而應(yīng)用日益廣泛。 numerical transformation 。 關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計 ；數(shù)控改造；數(shù)控車床；提高生產(chǎn)效率 ； C6132 c lathe electrical design Abstract : based on improve workers , working conditions , improve product precision minimize equipment failure rate. The paper numerical control c6132 important transformation of the electrical part of the design that is c lathes c6132 mon basic conditions for normal work, is essential to the content. Transformation is plete debug and test the product through delivery , product quality and processing efficiency has been greatly enhanced to fully meet the requirements of production and mass production , lathe processing to meet all the features of the design , equipment , stable, reliable, and improve a lathe production efficiency and precision products to achieve the intended propose . Key words : electrical design 。機床控制也是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用最早、最廣泛的領(lǐng)域，因此，數(shù)控機床的水平代表了當(dāng)前數(shù)控技術(shù)的發(fā)展水平和方向。在日本，機床改造業(yè)稱為機床改裝 (Retrofitting)業(yè)。如日本的大企業(yè)中有 26％的機床經(jīng)過數(shù)控改造，中小型企業(yè)則是 74％，在美國有許多數(shù)控專業(yè)化公司 ，為世界各地提供機床數(shù)控化改造服務(wù)。因原機床各基礎(chǔ)件經(jīng)過長期時效，幾乎不會產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度。 6）擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償?shù)榷喾N自檢功能，更好的調(diào)節(jié)了機床的加工狀態(tài)。 * 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。 7 1 7 2. 宏觀看改造的必要性 宏觀上看，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的軍、民機械工 業(yè)，在 70年代末、 80年代初已開始大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機床。我國的機床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。 3. 數(shù)控化改造的優(yōu)缺點 1. 減少投資額、交貨期短 8 1 8 同購置新機床相比，一般可以節(jié)省 60％～ 80％的費用，改造費用低。改造的機床一安裝好，就可以實現(xiàn)全負(fù)荷運轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試維修方便，工作可靠，成本低，易改裝成功。在將角位移檢測元件與速度檢測元件和伺服電機作成一個整體時則無需考慮位置檢測裝置的安裝問題。 、快移： 3000mm/min 。即由數(shù)控系統(tǒng)控制變頻器，變頻器驅(qū)動異步電動機實現(xiàn)主軸無級變速。數(shù)控車床屬于高精度、快響應(yīng)的恒功率負(fù)載加工設(shè)備，應(yīng)盡可能選用矢量控制高性能型通用變頻器，而且中、小容量變頻器以電壓型變頻器為主。 刀架部分的改造 拆除原手動刀架和小拖板，安裝由數(shù)控系統(tǒng)控制的四工位電動刀架。 13 1 13 數(shù)控系統(tǒng)的類型及選擇 數(shù)控系統(tǒng)的分類 目前 ,數(shù)控系統(tǒng)的品種規(guī)格繁多 ,功能各異 ,分類方法不一 ,通?？砂聪旅鎯煞N方法進行分類。指令信號單方向傳送，并且指令發(fā)出后，不再反饋回來，故稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。 考慮到屬于經(jīng)濟型數(shù)控機床加工精度要求不高，為了簡化結(jié)構(gòu)、降低成本，采用步進電機開環(huán)系統(tǒng)，雖然開環(huán)控制 系統(tǒng)中，沒有速度反饋和位移反饋電路，不帶檢測裝置，指令信號單向發(fā)送，但開環(huán)伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低，容易掌握，調(diào)試和維修都比較簡單。它可以作為寄存器，堆棧，軟件標(biāo)志和數(shù)據(jù)緩沖器， CPU對其內(nèi)部 RAM有豐富的操作指令。 由此可得車床伺服系統(tǒng)控制方案，如圖