【正文】 注意：不能將此兩點(diǎn)短接。 HVS16系列全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)單元產(chǎn)品簡(jiǎn)介 HSV16 是武漢華中數(shù)控股份有限公司繼 HSV9型、 HSV11型之后，推出的一款全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)器。變頻器端子 LI1 和 LI2 接收電壓信號(hào)，控制主軸電機(jī)的正反轉(zhuǎn)及其停止，一般定義接通有效，當(dāng) 接通時(shí)可控制主軸裝置正傳， 接通時(shí)，主軸裝置反轉(zhuǎn)，二者都不接通時(shí)，主軸裝置停止旋轉(zhuǎn)。由 KM5 控制伺服驅(qū)動(dòng)和電機(jī)的電源通斷。 冷泵電機(jī)由繼電器模塊 KA4 控制 KM2 交流接觸器，只要 KM2 閉合，水泵電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)。變頻器采用施耐德 Altivar 31 型號(hào)。 ? 加工斷點(diǎn)保存 /恢復(fù)功能，為用戶安全、方便使用提供保證。 CNC系統(tǒng)主要特點(diǎn)是輸入存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的加工插補(bǔ)運(yùn)算以及機(jī)床各種控制功能都通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)完成，能增加很多邏輯電路中難以實(shí)現(xiàn)的功能。 畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成的技術(shù)文件 1）數(shù)控銑床電氣控制系統(tǒng)原理圖。慘痛的歷史教訓(xùn)使我們明白了一個(gè)硬道理：對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)這樣的戰(zhàn)略高技術(shù)，靠錢引進(jìn)根本辦不到；盲目效仿國(guó)外，也只會(huì)落后挨打，受制于人；中國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)的唯一出路，就是走自主創(chuàng)新之路！ “ 如果數(shù)控機(jī)床全都配備國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)，即使產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大，我國(guó)機(jī)床廠也不過(guò)是國(guó)外產(chǎn)品的 ‘ 加工中心 ’‘ 組裝中心 ’ ，而不是制造中心！ ” 中國(guó)機(jī)床工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)控系統(tǒng)分會(huì)理事長(zhǎng)、國(guó)家數(shù)控系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心主任陳吉紅教授呼吁：“ 我們要想成為制造大國(guó)并最終成為制造 強(qiáng)國(guó)，中國(guó)裝備就不能沒(méi)有 ‘ 中國(guó)大腦 ’ 。 21 世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)質(zhì) 上是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。戰(zhàn)略上先仿后創(chuàng)，先生產(chǎn)量大而廣的中檔數(shù)控機(jī)床，大量出口，占去世界廣大市場(chǎng)。 1） 美國(guó)的數(shù)控發(fā)展史 美國(guó)政府重視機(jī)床工業(yè)，美國(guó)國(guó)防部等部門 因其軍事方面的需求而不斷提出機(jī)床的發(fā)展方向、科研任務(wù) ,并且提供充足的經(jīng)費(fèi)，且網(wǎng)羅世界人才，特別講究 “ 效率 ” 和 “ 創(chuàng)新 ” ，注重基礎(chǔ)科研。 CNC。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。設(shè)計(jì)中主要使用電氣元件為華中數(shù)控系統(tǒng) HNC18iM 銑削系統(tǒng)、 HVS16 全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)單元、施耐德 ATV31 系列主軸變頻器、 GK6 系列交流永磁同步伺服電機(jī)等。 截至 20xx 年底，日本發(fā)那科公司 和德國(guó)西門子公司兩大數(shù)控業(yè)巨頭在中國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)銷售量分別為120xx 臺(tái)和 7000 臺(tái)，基本上壟斷了中國(guó)中高檔數(shù)控系統(tǒng)市場(chǎng) 近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的性能、功能和可靠性已大幅提高，與國(guó)外的差距也不斷縮小。德國(guó)的數(shù)控機(jī)床質(zhì)量及性能良好、 先進(jìn)實(shí)用、貨真價(jià)實(shí)，出口遍及世界。由此可以看出國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，究其原因主要在于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識(shí)與能力欠缺、數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。在整個(gè)數(shù)控機(jī)床中，數(shù)控系統(tǒng)部分的造價(jià)又占到了 30%— 50％。 具有自主 知識(shí)產(chǎn)權(quán)的華中 “ 世紀(jì)星 ” 高、中、低端系列數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品，年銷售近萬(wàn)臺(tái)套，與國(guó)內(nèi)數(shù)十家著名主機(jī)廠實(shí)現(xiàn)了批量配套， 主要包括 HNC21/22T、 HNC21/22M、HNC18iT/19iT、 HNC18iM/19iM,以及在 HNC18i/19i 基礎(chǔ)上最新開發(fā)的 HNC18XP 系統(tǒng)等等。其啟動(dòng)、停止和轉(zhuǎn)動(dòng)等動(dòng)作均由數(shù)控系統(tǒng)控制，并通過(guò)裝在主軸上的刀具參與切削運(yùn)動(dòng)，是切削加工的功率輸出部件。具有高性能、結(jié)構(gòu)緊湊、易于使用、可靠性高、價(jià)格低的特點(diǎn)： ? 最大聯(lián)動(dòng)軸數(shù)為 3 軸。數(shù)控裝置通過(guò) XS1~XS3 接口控制進(jìn)給裝置。首先由外部提供交流三相四線制 AC380V 電源接到電柜內(nèi)的電源開關(guān)上，即 L L L3 和 PE 接地端子。按下系統(tǒng)上電按鈕 SB2，接觸器 KM1 通電，輔助觸點(diǎn)閉合自鎖，主觸點(diǎn) KM1 閉合， 220V 系統(tǒng)電源上電，系統(tǒng)通電。 ? 主軸速度模擬電壓信號(hào) 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 電壓范圍： 0V~+10V 負(fù)載電流：最大 10mA 施耐德變頻器接口定義 1）變頻器接口原理圖如圖 所示： 圖 變頻器接口原理圖 2）變頻器控制端子布局圖如圖 所示： 圖 變頻器控制端子布局圖及主要引腳定義 在變頻器的控制端子中，僅僅使用到了 COM(模擬 I/O 公共端 ， 0V)和 AI1（模擬南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 電壓輸入， +10V）。 脈沖指令的三種類型如表 所示： 表 脈沖指令的三種類型 采用脈沖指令接口時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)裝置一 般工作在位置半閉環(huán)控制模式下，速度環(huán)和位置環(huán)的控制都是由伺服驅(qū)動(dòng)裝置完成。 ? 轉(zhuǎn)矩控制方式（模擬量接口） :HSV16 系列 伺服驅(qū)動(dòng)器可以通過(guò)內(nèi)部參數(shù)設(shè)置為轉(zhuǎn)矩控制方式 ,可接收幅值不超過(guò) 10V 的 (如 10V~+10V) 模擬量。 GK6 系列交流伺服電動(dòng)由定子、轉(zhuǎn)子、高精度反饋元件（如光電編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器）等組成 GK6系列交流永磁同步伺服電機(jī)特點(diǎn)： ? 力矩 70Nm ? 額定轉(zhuǎn)速 1200、 1500、 20xx、 3000rpm ? 光電編碼器： 2500線 ? 失電制動(dòng)器電源： DC24V ? 過(guò)熱保護(hù)：熱敏電阻輸出 ? 多種機(jī)座安裝尺寸 ? 正弦波交流伺服電機(jī) ? 結(jié)構(gòu)緊湊、功率密度高 ? 轉(zhuǎn)子慣量小、響應(yīng)速度快 ? 超強(qiáng)矯頑力稀土永磁 ? 抗去磁能力強(qiáng) ? 全密封設(shè)計(jì) 1） GK6交流永磁同步伺服電機(jī)技術(shù)參數(shù)如表 ： 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 表 GK6交流永磁同步電機(jī)技術(shù)參。 （ 1）伺服驅(qū)動(dòng)器 運(yùn)行模式簡(jiǎn)介 HSV16 系列伺服驅(qū)動(dòng)器有五種控制方式 : ? 位置控制方式（脈沖量接口） :HSV16 系列伺服驅(qū)動(dòng)器可以通過(guò)內(nèi)部參數(shù)設(shè)置接收三種形式的脈沖指令 (正交脈沖；脈沖 +方向；正、負(fù)脈沖 )。 XS1— XS3接口布局如圖 ： 圖 軸控制接口 XS1XS3 布局圖 軸控制接口各引腳定義如表 所示： 表 XS1XS3 接口引腳定義 1）技術(shù)規(guī)格 ? 高脈沖頻率： 800KHZ ? 24V 電源： 200ma ? 編碼器信號(hào)： RS422 電平 2)等效電路脈沖指令輸 出等效電路如圖 所示： 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 脈沖指令輸出等效電路 碼盤輸入等效電路如圖 所示： 圖 碼盤信號(hào)輸入接口等效電路 3）脈沖形式 在數(shù)控裝置內(nèi)部，通過(guò)修改參數(shù)，可以將脈沖輸出形式設(shè)定為脈沖 +方向，雙向脈沖，兩相正交三種模式。 主軸控制接口 XS5 定義 XS5 主軸控制接口，包括主軸速度模擬電壓指令輸出和主軸狀態(tài)控制 PLC 開關(guān)量信號(hào)，其信號(hào)引腳分布如圖 ： 圖 主軸控制接口 XS5 引腳分布 信號(hào)定義如表 所示： 表 主軸控制接口 XS5 引腳定義 信號(hào)名 說(shuō)明 +24V,24VG PLC DC24V 電源 主軸定向完成 主軸速度到達(dá) 主軸零速度 主軸報(bào)警 復(fù)位（報(bào)警消除） 主軸正轉(zhuǎn) 主軸反轉(zhuǎn) 主軸制動(dòng) 主軸定向 AOUT 主軸模擬量指令 0~+10V 輸出 GND 模擬量輸出地 注：上表中加粗信號(hào)為本次設(shè)計(jì)中需要的信號(hào)。 24V 中間繼電器直流電源。綜上所述，設(shè)計(jì)數(shù)控裝置與外圍設(shè)備連接框圖如圖 所示。電源接口在數(shù)控裝置背部的開關(guān)電源上。輔助裝 置雖不直接參加切削運(yùn)動(dòng)，但對(duì)數(shù)控機(jī)床的加工效率、加工精度和可靠性起到保障作用，因此，也是數(shù)控機(jī)床不可缺少的部分。本機(jī)床床身為樹脂砂鑄鐵。這一創(chuàng)新的技術(shù)路線避開了制約我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的硬件制造“可靠性”瓶頸，使得中國(guó)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與國(guó)際同行站在了同一起跑線上，通過(guò)軟件技術(shù)的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)的突破，用通用的工業(yè)計(jì)算機(jī)和電子器件，自主開發(fā)出打破國(guó)外封鎖的 4 通道、 9軸聯(lián)動(dòng)的“華中 I 型”高性能數(shù)控系統(tǒng)。 目前我國(guó)每年需進(jìn)口 1400 億美元商品，其中 70%是用來(lái)購(gòu)買外國(guó)的生產(chǎn)線和各種工農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)的機(jī)械化、自動(dòng)化設(shè)備。特別是最近幾年，我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速， 1998～ 20xx 年國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長(zhǎng)率分別為 %和 %。 德國(guó)特別注重科學(xué)試驗(yàn)，理論與實(shí)際相結(jié)合，基礎(chǔ)科研與應(yīng)用技術(shù)科研并重。 多年來(lái)，由于我國(guó)數(shù)控軟硬件研究開發(fā)的基礎(chǔ)薄弱，技術(shù)積累少，研發(fā)隊(duì)伍的實(shí)力較弱，研發(fā)的投入力度不夠，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在性能與功能上與國(guó)外的差距較大。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 lifting table 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 第一章 緒論 ....................................................................................... 1 概述 ...................................................................................................................1 國(guó)內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r ......................................................................1 研究與學(xué)習(xí)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的意義 ..........................................................3 華中數(shù)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介 .......................................................................... ..... .4 畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求 ...................................................................................5 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求 ..........................................................................5 畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成的技術(shù)文件 ...................................................................5 第二章 數(shù)控銑床電氣設(shè)計(jì)方案 ......................................................... 6 CNC6KI 精密升降臺(tái)數(shù)控銑床參數(shù)簡(jiǎn)介 .......................................................6 數(shù)控銑床的組成 ...............................................................................................7 數(shù)控系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介 ...........................................................................................7 HNC18i/19i 系列數(shù)控裝置與功能概述 ..............................................7 數(shù)控裝置型號(hào)編號(hào)說(shuō)明 ........................................................................8 數(shù)控裝 置接口功能描述 ........................................................................8