【正文】 技術(shù)對其的控制進(jìn)行改造后，成為智能數(shù)控機(jī)床就以幾十倍甚至百倍的價格回銷我國，這是多么令國人痛心的情景呀！所以目前機(jī)床改造已成為我國迫切需要加大力度發(fā)展的事業(yè)。（3）PLC 在變速設(shè)定和存儲切削自動過程等應(yīng)用 PLC 的 DI 接受觸摸屏微動開關(guān)信號，通過 DO 輸出 3 個信號可以輸出給變頻器X1，X2，X3 端子，組合成 8 種轉(zhuǎn)速，同時設(shè) Shift 鍵與 X1—X3 組合使用，產(chǎn)生 8 種預(yù)先存儲好的自動切削過程程序。 綜上所述，已經(jīng)掌握了本專業(yè)的基礎(chǔ)理論和相關(guān)專業(yè)知識，該同學(xué)寫作的畢業(yè)論文已經(jīng)達(dá)到本科畢業(yè)論文水平，可以提交答辯。 本畢業(yè)論文是對普通車床設(shè)計項目的技術(shù)總結(jié)，主要介紹了變頻調(diào)速原理，普通機(jī)床工作原理，PLC 控制原理，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的無極調(diào)速，由原來 的電機(jī)換成 后進(jìn)行的變頻調(diào)速節(jié)能設(shè)計，通過電子觸摸屏實(shí)現(xiàn)速度切換功能。目前，我國機(jī)床工業(yè)進(jìn)入了一個關(guān)鍵的發(fā)展時期，當(dāng)前機(jī)床機(jī)械制造業(yè)面臨產(chǎn)品更新，進(jìn)行技術(shù)改造的局面，這是提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展迫切需要的。由于在車削螺紋時，刀架的移動速度必須和工件的旋轉(zhuǎn)速度嚴(yán)格配合，故中小型車床的進(jìn)給運(yùn)動通常由主電動機(jī)經(jīng)進(jìn)給傳動鏈而拖動的，并無獨(dú)立的進(jìn)給拖動系統(tǒng)。北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）4圖中，D 點(diǎn)以下是恒轉(zhuǎn)矩區(qū)；D 點(diǎn)以上是恒功率區(qū)。 普通車床的原拖動系統(tǒng)普通車床通常是由齒輪箱來傳動和調(diào)速的。 (2) 因為調(diào)速范圍廣，且高速段與低速段機(jī)械特性的特點(diǎn)不一樣，故工作頻率范圍應(yīng)不限于額定頻率以下。≥??????????電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的折算值（折算到負(fù)載軸上的轉(zhuǎn)矩）應(yīng)大于負(fù)載的最大轉(zhuǎn)矩的 T； （16）??????39。???? (1) 最高頻率 。???? (2) 電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速 （112）??39。??????39。采用無反饋矢量控制方式，進(jìn)行選擇時需要注意其能夠穩(wěn)定運(yùn)行的最低頻率（部分變頻器在無反饋矢量控制方式下的實(shí)際穩(wěn)定運(yùn)行的最低頻率為 5~6Hz） 。操作工應(yīng)該根據(jù)負(fù)載的具體情況，決定是否需要避開該轉(zhuǎn)速段。和折算電動機(jī)的有效功率。繼電器 KA1 用于正轉(zhuǎn)，由 SF 和 ST 控制；KA2 用于反轉(zhuǎn)，由 SR 和 ST 控制。電動機(jī)的各項性能指標(biāo)同國外 20 世紀(jì) 80 年代水平相當(dāng)，其基本技術(shù)條件符北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）18合 IEC341 和 GB755 國際和國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。系列的冷卻方式有兩種：一種為 IC411 系列，可以保證在該系列規(guī)定的頻率范圍（10~70HZ）內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩恒功率調(diào)速，并保證在此條件下長期運(yùn)行，電動機(jī)繞組溫升不超過允許值。(5) 過載能力強(qiáng)。4) 主要技術(shù)數(shù)據(jù) Y2132S4 變頻調(diào)速三相異步電動機(jī)主要技術(shù)數(shù)據(jù)見表 31； 表 61 Y2132S4 參數(shù)表重量/Kg型號 功率/KW額定電流/A額定電壓/V最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩/倍轉(zhuǎn)差率（%）Y2132S4 380 60 主要計算數(shù)據(jù)1. 調(diào)速范圍 由式（115）得：北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）20 n=1440/30=48????=??????????/??????????2. 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 (1) 恒轉(zhuǎn)矩區(qū) 由式（11）得： 1440r/min/2=720r/min??????≤(2) 在各檔轉(zhuǎn)速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩見表 32（負(fù)載功率按 ）????=2??39。??????=????????帶負(fù)載的過載能力 （125）??????=????????39。它的主要作用是對工頻的外部電源進(jìn)行整流，并給逆變電路和控制電路提供所需要的直流電源。 變頻器的控制電路包括主控制電路、信號檢測電路、門極（基極）驅(qū)動電路、外部接口電力以及保護(hù)電路等幾個部分，也是變頻器的核心部分。 變頻器的功能參數(shù)表1. 參考頻率（功能代碼 01） 參考頻率即當(dāng)前的給定頻率，輸出頻率始終按設(shè)定的加減速時間跟隨參考頻率。反轉(zhuǎn)禁止功能有效（功能代碼 93 定義時） ，只能正轉(zhuǎn)運(yùn)行，與 F/R端子無關(guān)。4. 多段速度（功能代碼 35——46）北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）25多段速度由外部端子的狀態(tài)決定。每個端子由指定的功能代碼定義其功能。所以，本設(shè)計必然存在一些缺點(diǎn)和不足，請各位老師諒解！致 謝本課題是在xx老師的悉心指導(dǎo)下完成的。參考文獻(xiàn)[1] 大連組合機(jī)車研究所.《組合機(jī)床設(shè)計手冊 機(jī)械部分》.機(jī)械工業(yè)出版社.1975[2] 大連組合機(jī)車研究所.《組合機(jī)床設(shè)計參考圖冊》.[3] 周宗明.《金屬切削機(jī)床》.[4] .《機(jī)械設(shè)計》.[5] 賈亞洲.《金屬切削機(jī)床概論》.北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）31[6] 周開勤.《機(jī)械零件手冊》.[7] 孫恒、陳作模.《機(jī)械原理》.[8] 朱林.《機(jī)電一體化設(shè)計》.[9] 甘永立.《幾何量公差與檢測》.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2022[10] 大連理工大學(xué)工程畫教研室.《 機(jī)械制圖》.[11] 金振華.《組合機(jī)床及其調(diào)整與使用》.。老師正直高尚的品質(zhì)、求真務(wù)實(shí)的作風(fēng)和敬業(yè)勤勉的精神也深深地影響了我。因此，要選擇西門子 S7200（輸入 14 點(diǎn)，輸出 10 點(diǎn)）變頻器。最大可實(shí)現(xiàn) 15 段外部速度。但設(shè)定頻率不受上/下限頻率值的影響。 若頻率給定方式為鍵盤時，可通過▼▲兩鍵對給定頻率進(jìn)行在線調(diào)整，最后的給定頻率值被記憶?？只胖H電路的主要作用是將檢測電力得到的各種信號送至運(yùn)算電路，使運(yùn)算電路能夠根據(jù)要求為變頻器主電路提供必要的保護(hù)。直流中間電路的作用是對整流電路的輸出進(jìn)行平滑，以保證逆變電路和控制電源能夠得到質(zhì)量較高的直流電源。??????=????????帶負(fù)載的過載能力 （1??????=( ????????????????)??39。??????=??39。(6) 低速性能好。Y2132S4 系列變頻器三相異步電動機(jī)出廠試驗時均采用變頻器電源供電，符合實(shí)際使用工況。Y2132S4 系列變頻調(diào)速三相異步電動機(jī)集國內(nèi)外同類產(chǎn)品之優(yōu)點(diǎn)，采用計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)進(jìn)行設(shè)計。由于車床需要有點(diǎn)動環(huán)節(jié)，故在電路中增加了點(diǎn)動控制按鈕 SJ 和繼電器 KA3。（3）PLC 在變速設(shè)定和存儲切削自動過程等應(yīng)用 PLC 的 DI 接受觸摸屏微動開關(guān)信號，通過 DO 輸出 3 個信號可以輸出給變頻器 X1，X2，X3 端子，組合成 8 種轉(zhuǎn)速。圖中，轉(zhuǎn)速檔由按鈕開關(guān)（或觸摸開關(guān)）開選擇。所以，除非該機(jī)床對加工精度有特殊要求，一般沒必要采取此種控制方式。3. 電動機(jī)的工作頻率范圍 設(shè)：最高頻率為 75Hz，則最低頻率為????????=????= 當(dāng) 時， =75/40=；????=40 ???????? 當(dāng) 時， =75/140=；????=140????????北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）93. 變頻調(diào)速的原理 變頻器的控制方式：車床除了在車削毛坯的時候負(fù)荷大小有變化外，以后的車削過程中，負(fù)荷的變化通常是很小的。????????/??????????≈??????????/??????????北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）8 電動機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩線如圖 24 中的的曲線 2 所示。 低速轉(zhuǎn)保留一級傳動比，且 方案???????????? (1) 電動機(jī)和主軸之間的傳動比仍只有一檔，但變頻器的最高輸出頻率允許超過額定頻率 。為了便于比較，圖中，電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速均為折算到負(fù)載軸上的值。 (4) 如上述，在低速段，可能出現(xiàn)較大的沖擊過載，容易引起變頻器的跳閘。所以對同一切削用量而言，電動機(jī)的輸出功率是不變的。但考慮到低速車削通??????≈ ?????? ????????常為粗加工，切削量較大。理論上說切削功率用于切削的剝落和變形。某發(fā)達(dá)國家經(jīng)過用高新技術(shù)對其的控制進(jìn)行改造后，成為智能數(shù)控機(jī)床就以幾十倍甚至百倍的價格回銷我國，這是多么令國人痛心的情景呀！所以目前機(jī)床改造已成為我國迫切需要加大力度發(fā)展的事業(yè)。 mechanical transmission ratio。申請學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。 二．設(shè)計（論文）結(jié)構(gòu)提要題目：車床主軸拖動變頻調(diào)速節(jié)能改造設(shè)計關(guān)鍵詞：電機(jī)轉(zhuǎn)矩線；機(jī)械傳動比；變頻調(diào)速；PLC 編程；電子觸摸屏1. 緒論2. 普通車床主軸的變頻調(diào)速 普通車床的主要功能與構(gòu)造 普通車床的主要功能 普通車床的構(gòu)造 普通車床的拖動系統(tǒng) 普通車床的運(yùn)動系統(tǒng) 普通車床主拖動系統(tǒng)的機(jī)械特性 主拖動系統(tǒng)的負(fù)載功率 主拖動系統(tǒng)的工作特點(diǎn) 普通車床的原拖動系統(tǒng) 車床主拖動的變頻調(diào)速系統(tǒng) 對變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本考慮 低速轉(zhuǎn)保留一級傳動比，且 方案????≤???? 低速轉(zhuǎn)保留一級傳動比，且 方案????????????3. 變頻調(diào)速的原理 變頻器的控制方式 變頻器的頻率給定4. PLC 控制實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)速分段給定原理5. 設(shè)計 系統(tǒng)構(gòu)成 設(shè)備明細(xì)表 傳動比設(shè)計（1:3） 變頻調(diào)速系統(tǒng)控制電路 控制與實(shí)現(xiàn) 電子觸摸屏 控制流程圖 選擇電動機(jī)型號 電動機(jī)的主要額定數(shù)據(jù) 主要計算數(shù)據(jù) 電動機(jī)容量不變的可行性核算 變頻器 變頻器的基本構(gòu)成 變頻器內(nèi)部電路的基本功能 變頻器的選擇 變頻器的功能參數(shù)表 變頻器的功能預(yù)置 各參數(shù)的設(shè)定值表 多段速的參數(shù)設(shè)定表 PLC 選擇后記 感謝協(xié)作者3. 主要參考文獻(xiàn)：[1]. 大連組合機(jī)車研究所.《組合機(jī)床設(shè)計手冊 機(jī)械部分》 機(jī)械工業(yè)出版社 1975[2]. 大連組合機(jī)車研究所. 《組合機(jī)床設(shè)計參考圖冊》 機(jī)械工業(yè)出版社 1975[3]. 周宗明. 《金屬切削機(jī)床》 清華大學(xué)出版社 2022[4]. 濮良貴，紀(jì)名剛. 《機(jī)械設(shè)計》 高等教育出版社 2022[5]. 賈亞洲. 《金屬切削機(jī)床概論》 機(jī)械工業(yè)出版社 2022[6]. 周開勤. 《機(jī)械零件手冊》 高等教育出版社 2022[7]. 孫恒，陳作模. 《 機(jī)械原理》 北京高等教育出版社 2022[8]. 朱林. 《機(jī)電一體化設(shè)計》 石油工業(yè)出版社 2022[9]. 甘永立. 《幾何量公差與檢測》 上海科學(xué)技術(shù)出版社 2022[10]. 大連理工大學(xué)工程畫教研室.《 機(jī)械制圖》 高等教育出版社 1993[11]. 金振華. 《組合機(jī)床及其調(diào)整與使用》 機(jī)械工業(yè)出版社 19904. 進(jìn)度安排：（1） 2022/12/232022/01/10 資料調(diào)研和開題報告撰寫（2） 2022/01 初2022/02/20 假期期間走訪調(diào)查（3） 2022/02 底2022/03 初 匯總資料，方案設(shè)計 （4） 2022/03 中2022/03 底 設(shè)計變頻器和 PLC 原理接線圖 （5） 2022/04 初2022/04 中 選型設(shè)計和施工設(shè)計 （6） 2022/04 中2022/04 底 PLC 和變頻器編程 （7） 2022/05 初2022/05/中 仿真模擬系統(tǒng)調(diào)試（8） 2022/05 中2022/05 底 整理圖紙和論文 答辯5. 指導(dǎo)教師意見： 該課題設(shè)計有機(jī)、有電，要請教機(jī)械設(shè)計專業(yè)老師，要準(zhǔn)確計算和校核轉(zhuǎn)矩。作為機(jī)械與電氣控制專業(yè)的大學(xué)生如果把這個項目設(shè)計成功，不僅可以檢驗本人的機(jī)電一體化知識學(xué)以致用的能力，還可具有普及推廣，以推動我國機(jī)床節(jié)能改造的事業(yè)發(fā)展的重大意義。進(jìn)度安排：22022 年 12 月底—2022 年 1 月初，完成資料調(diào)研，寫出開題報告； 2022 年 3 月初—4 月初 完成所有圖紙、選型設(shè)計； 2022 年 4 月初—4 月底 探討、計算應(yīng)用中的機(jī)械轉(zhuǎn)矩問題。 3. 以小 PLC 和電子觸摸屏小鍵盤設(shè)定轉(zhuǎn)速，變頻器執(zhí)行調(diào)速取代電機(jī)不調(diào)速的手柄機(jī)械變速，設(shè) 8 檔調(diào)速功能。畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 車床主軸拖動變頻調(diào)速節(jié)能改造設(shè)計學(xué) 號：姓 名：專 業(yè)： 電氣工程及其自動化系 別：二○一三年六月畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 ) 車