【文章內(nèi)容簡介】 動態(tài)響應(yīng)速度和工作精度 ，徹底解決了主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時皮帶和帶輪等傳動的振動和噪聲問題。采用電主軸結(jié)構(gòu)可使主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到 10000r/min以上。 直線電機(jī)驅(qū)動速度高，車輛與動力工程學(xué)院課程設(shè)計說明書 5 加減速特性好，有優(yōu)越的響應(yīng)特性和跟隨精度。用直線電機(jī)作伺服驅(qū)動，省去了滾珠絲杠這一中間傳動環(huán)節(jié)，消除了傳動間隙 (包括反向間隙 )，運(yùn)動慣量小，系統(tǒng)剛性好，在高速下能精密定位，從而極大地提高了伺服精度。 直線滾動導(dǎo)軌副，由于其具有各向間隙為零和非常小的滾動摩擦，磨損小，發(fā)熱可忽略不計，有非常好的熱穩(wěn)定性，提高了全程 的定位精度和重復(fù)定位精度。通過直線電機(jī)和直線滾動導(dǎo)軌副的應(yīng)用 ， 使機(jī)床的快速移動速度由目前的 10～ 20m/mim提高到 60～ 80m/min，甚至高達(dá) 120m/min。 2. 高可靠性 數(shù)控機(jī)床的可靠性是數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)關(guān)鍵性指標(biāo)。數(shù)控機(jī)床能否發(fā)揮其高性能、高精度和高效率，并獲得良好的效益，關(guān)鍵取決于其可靠性的高低。 3. 數(shù)控車床設(shè)計 CAD化、結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊化。隨著計算機(jī)應(yīng)用的普及及軟件技術(shù)的發(fā)展， CAD技術(shù)得到了廣泛發(fā)展。 CAD不僅可以替代人工完成繁瑣的繪圖工作，更重要的是可以進(jìn)行設(shè)計方案選擇和大件整機(jī)的靜、動態(tài)特性分析、計算、預(yù)測及優(yōu)化設(shè)計， 可以對整機(jī)各工作部件進(jìn)行動態(tài)模擬仿真。在模塊化的基礎(chǔ)上在設(shè)計階段就可以看出產(chǎn)品的三維幾何模型和逼真的色彩。采用 CAD，還可以大大提高工作效率，提高設(shè)計的一次成功率，從而縮短試制周期，降低設(shè)計成本，提高市場競爭能力。 通過對機(jī)床部件進(jìn)行模塊化設(shè)計，不僅能減少重復(fù)性勞動，而且可以快速響應(yīng)市場，縮短產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計周期。 4. 功能復(fù)合化 功能復(fù)合化的目的是進(jìn)一步提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，使用于非加工輔助時間減至最少。通過功能的復(fù)合化，可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍、提高效率，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用、一機(jī)多能，即一臺數(shù)控車床既可以實(shí)現(xiàn)車削功 能，也可以實(shí)現(xiàn)銑削加工；或在以銑為主的機(jī)床上也可以實(shí)現(xiàn)磨削加工。寶雞機(jī)床廠已經(jīng)研制成功的 CX25Y數(shù)控車銑復(fù)合中心，該機(jī)床同時具有 X、 Z軸以及 C軸和 Y軸。通過 C軸和 Y軸，可以實(shí)現(xiàn)平面銑削和偏孔、槽的加工。該機(jī)床還配置有強(qiáng)動力刀架和副主軸。副主軸采用內(nèi)藏式電主軸結(jié)構(gòu)，通過數(shù)控系統(tǒng)可直接實(shí)現(xiàn)主、副主軸轉(zhuǎn)速同步。該機(jī)床工件一次裝夾即可完成全部加工，極大地提高了效率。 車輛與動力工程學(xué)院課程設(shè)計說明書 6 第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 C650 臥式車床控制要求 軸與進(jìn)給電動機(jī) M冷卻泵電動機(jī) M2和溜板箱快速移動電動機(jī) M3。從車削加工工藝出發(fā) ,對各臺電動機(jī)的控制要求如下： (1)主軸與進(jìn)給電動機(jī) M1,允許在空載下直接起動。其要求能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn) ,從而經(jīng)主軸變速箱實(shí)現(xiàn)主軸的正、反轉(zhuǎn) ,或通過掛輪箱傳給溜板箱來拖動刀架以實(shí)現(xiàn)刀架的橫向左、右移動。為便于進(jìn)行車削加工前的對刀 ,則要求主軸拖動工件作調(diào)整點(diǎn)動 ,所以要求主軸與進(jìn)給電動機(jī)能實(shí)現(xiàn)單方向旋轉(zhuǎn)的低速點(diǎn)動控制。主電動機(jī)停車時 ,由于加工工件轉(zhuǎn)動慣量較大 ,需采用反接制動。 (2)冷卻泵電動機(jī) M2,用于在車削加工時 ,供出冷卻液 ,對工件與刀具進(jìn)行冷卻。 C650 臥式車床控制原理分析 主電 路分析 如圖 21， C650 臥式車床主電路設(shè)有三臺電動機(jī)的驅(qū)動電路。組合開關(guān) QS 為電源開關(guān)，將電源引入。 FU1 為主電動機(jī) M1 的短路保護(hù)熔斷器， FR1 為 M1 過載保護(hù)熱繼電器。 R 為限流電阻，當(dāng)主軸點(diǎn)動時，限制啟動電流，在停車反轉(zhuǎn)制動時，又起限制過大的反向制動電流的作用。電流表 A 用來監(jiān)視電動機(jī) M1 的繞組電流，由于主軸電機(jī) M1 的功率很大，故電流表 A 經(jīng)電流互感器 TA接在主電動機(jī) M1 的動力回路上。圖中時間繼電器的常閉開關(guān) KT 作用是短接電流表 A，在機(jī)床剛開始啟動時，以讓電流表躲避啟動尖峰電流沖擊，待時間繼電器延時一定時間后，常 閉 KT 斷開，電流表A 接入電路，開始監(jiān)測主軸電動機(jī)繞組電流。當(dāng)機(jī)床工作時，可調(diào)整切削用量，使電流表 A 的電流接近主電動機(jī) M1 額定電流的對應(yīng)值（經(jīng)電流互感器 TA 后減小了的電流值），以便提高生產(chǎn)效率和充分利用電動機(jī) M1 的潛力。 KM KM2 為控制主軸電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器， KM3 用于短接電阻 R 的接觸器，由它們的主觸頭相互組合控制主軸電機(jī)M1。速度繼電器 KS 為控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)制動用。 FU2 為冷卻泵電動機(jī) M2 的短路保護(hù)熔斷器， KM4 為控制 M2 運(yùn)行的接觸器， FR2車輛與動力工程學(xué)院課程設(shè)計說明書 7 為 M2 過載保護(hù)熱繼電器。 FU3 為快速移動電動機(jī) M3 的短路熔斷器 ， KM5 為控制 M3運(yùn)行的接觸器點(diǎn)動時運(yùn)行，故不設(shè)置熱繼電器保護(hù)。 主電動機(jī)點(diǎn)動控制分析 如圖 21， SB2 為控制主電動機(jī)的按鈕開關(guān)，當(dāng)按下 SB2 且不松手時，接觸器 KM1線圈通電， KM1 主觸點(diǎn)閉合接通電路，這時接觸器 KM3 線圈沒有接通，電網(wǎng)電壓經(jīng)限流電阻接入主電動機(jī) M1，從而減少了起動電流。由于中間繼電器 KA 未通電，雖然此時 KM1 的常開觸點(diǎn)（ 1315）已閉合，但并未能自鎖。因此，當(dāng)松開 SB2 后， KM1 線圈隨即斷電，主電動機(jī) M1 停止運(yùn)行。 主電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制分析 如圖 21，雖 然主電動機(jī) M1 的額定功率為 30KW，但只是在車削時消耗功率較大，而啟動負(fù)載很小，因而啟動電流并不很大。所以，在非頻繁點(diǎn)動的一般工 作時，仍然采用了全壓直接啟動。 SB3 為正向啟動控制按鈕開關(guān)，當(dāng)按下 SB3 時， SB3（ 7— 15）閉合，交流接觸器 KM3 線圈通電， KM3 主觸點(diǎn)閉合，短接限流電阻 R，另一個常開輔助觸點(diǎn)（ 523）閉合，中間繼電器 KA 線圈通電，其常開觸點(diǎn)（ 719）閉合，使得 KM3 在 SB3 松開后保持通電，進(jìn)而 KA 也保持通電。同時 KA 的常閉觸點(diǎn)將停車制動的基本電路切除。另一方面，當(dāng) SB3 尚未松開時，由于 KA 的另一個常開輔助觸點(diǎn)（ 913）已閉合，因而使得交流接觸器 KM1 線圈通電，其主觸點(diǎn)閉合，主電動機(jī) M1全壓啟動運(yùn)行。 與此同時， KM1 的常開輔助觸點(diǎn)（ 1315）閉合，與之前閉合的兩個 KA 常開觸點(diǎn)（ 71 913）形成自鎖通路，當(dāng) SB3 松開后，從而 KM1 保持通電。 KT 的常閉觸點(diǎn)在主電路中短接電流表 A，其作用是使電流表避過啟動尖峰電流的沖擊。在 KA 常開觸點(diǎn)（ 719）閉合 KM3 通電的同時，通電延時時間繼電器 KT 通電，開始延時，時間到后，其主電路的常閉觸點(diǎn)斷開，此時電流表接入電路開始監(jiān)測主電動機(jī) M1 的繞組電流。 如圖所示， SB4（ 13 區(qū)）為反向啟動按鈕開關(guān)，反向啟動控制過程與正向啟動控車輛與動力工程學(xué)院課程設(shè)計說明書 8 制過程類似 。 主電動機(jī)反接制動分析 如圖 21， C650 臥式車床采用反接制動方式進(jìn)行停車制動，使用速度繼電器 KS（ 3 區(qū)）進(jìn)行檢測與控制。 當(dāng)主電動機(jī)正轉(zhuǎn)啟動時，主軸電動機(jī)正向旋轉(zhuǎn)達(dá)到 120r/min 時，速度繼電器 KS的正向常開觸點(diǎn) KS1（ 1723）閉合，制動電路處于準(zhǔn)備狀態(tài)，當(dāng)按下總停按鈕 SB1（ 35）開關(guān)后，原來通電的 KM KM KA、 KT 就馬上失電，它們的所有觸點(diǎn)均被釋放復(fù)位到常態(tài)。而主電動機(jī)因慣性仍然 運(yùn)轉(zhuǎn)，因速度不可能立刻降下來（ n 100r/min） ，所以速度繼電器 KS1（ 1723）仍閉