【文章內(nèi)容簡介】 v e177。1 0 Vf o r l i ve t o o l177。1 0 Vf o r X ax i ss e r v o dr i v eC H A S S I S+ 2 4 VM S T 0 1M S T 8 0M S T 4 0M S T 2 0M S T 1 0M S T 0 8M S T 0 4M S T 0 20V0V0V0V11098674111235213171615141820192221272625242330292834333231373635（ a） I/O1 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) 0VM10VC H A S S I S+ 2 4 V+ 2 4 VJ O GM 1 2 / 第三軸使能11098674111235213171615141820192221252423M5M3M4M6M7M8M9M 1 0M11 / 第四軸使能M2M 1 3 / 刀架旋轉(zhuǎn)M14/G00M 1 5 / C 軸使能177。1 0 Vfor 3th axisservo dr ive0V177。1 0 Vfor 4th axisservo dr ive0V(b) I/O2 圖 FAGOR 8025/8030數(shù)控系統(tǒng) I/O連接器 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? （ 2）位臵反饋編碼器輸入 A A AA4 ? A1～ A4為 4個位臵反饋旋轉(zhuǎn)編碼器輸入 15針插座，其中 A1用于 X軸反饋， A2用于刀具或第 4軸反饋， A3用于 Z軸反饋， A4用于 C軸或第 3軸反饋。插針排列如圖(a)所示。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ABA18674113521514正弦波AI 0I 0正弦波BBNCS h i e l d1091213+ 5 VNC0VNC5VABA18674113521514I 1 1 / I 4 1I 0I 0NCBNC1091213NC0VNC5V+ 5 VS h i e l dBA18674352I 090VProbe input5V TTL+ 5 VS h i e l dProbe input0VProbe input24V .（ a） A1～ A4插針排列 (b) A5插針排列 (c) A6插針排列 圖 編碼輸入信號連接器 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? （ 3）主軸編碼器輸入 A5 ? A5為主軸編碼器輸入插座，用于主軸轉(zhuǎn)速反饋和螺紋加工，插針排列如圖(b)所示。 ? （ 4）電子手輪輸入 A6 ? A6為電子手輪輸入插座， 1～ 5號插針用于手輪輸入， 6～ 8號插針用于探針輸入，插針排列如圖 (c)所示。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) CK6150數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及控制要求 ? 1. 機(jī)床結(jié)構(gòu) ? CK6150數(shù)控車床外形結(jié)構(gòu)如圖 ，床身最大回轉(zhuǎn)直徑 500 mm，刀架最大回轉(zhuǎn)直徑 300 mm，主軸轉(zhuǎn)速范圍 36～ 1600rpm(12 檔 )，橫向 X軸進(jìn)給速度 0～ 2 m/min，縱向 Z軸進(jìn)給速度 0～ 4 m/min，橫向 X軸快移速度 3 m/min，縱向 Z軸快移速度 6 m/min，公制螺紋范圍 ～ 48 mm，英制螺紋范圍 1～ 200 t/in，刀具容量 4 把，主軸電機(jī)功率 kw，縱向 Z最小設(shè)定單位 mm，橫向 X最小設(shè)定單位 mm。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? 圖 6150數(shù)控車床外形結(jié)構(gòu) 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? 機(jī)床傳動系統(tǒng)如圖 。該數(shù)控車床的主軸由 M2驅(qū)動，手動三檔變速，電磁離合器 YA YA2自動兩檔變速，共有 12檔速度；在主軸的尾端裝有主軸編碼器 G1，用于速度測量和螺紋加工。進(jìn)給運動采用 1FT5064型交流伺服電機(jī)M M7驅(qū)動， SQ1～ SQ6分別為 X軸和 Y軸的正負(fù)向限位開關(guān)和參考點開關(guān)。該機(jī)床采用四工位刀架， M4為刀架電機(jī)， T1～ T4為四個刀位檢測開關(guān)。 M1為油泵電機(jī)， M3為冷卻液水泵電機(jī)， M5為潤滑泵電機(jī)。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) 主軸電機(jī)伺服電機(jī)Z軸X + 限位X軸伺服電機(jī)X 限位X 參考點Z + 限位Z 限位Z 參考點刀架電機(jī)液壓卡盤主軸編碼器液壓頂尖變速手柄1冷卻電機(jī)M2M4M3M6M7刀位檢測開關(guān)G1T 1 , T 2 , T 3 , T 4S Q 1S Q 2S Q 3S Q 4S Q 5S Q 6Y A 2Y A 1Y A 3潤滑電機(jī)M5圖 CK6150型數(shù)控車床傳動系統(tǒng)示意圖 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? 此外， CK6150型數(shù)控車床卡盤的卡緊與松開，尾座套筒的伸出與退回都是由液壓系統(tǒng)驅(qū)動的。圖 CK6150數(shù)控車床得液壓系統(tǒng)原理圖。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) 潤滑電機(jī)M5卡盤松開卡盤夾緊套筒退回套筒伸出Y V 3Y V 1Y V 1Y V 2Y V 4圖 CK6150型數(shù)控車床液壓系統(tǒng)原理圖 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? 2. 控制要求 ? 液壓啟動 /停止由按鈕 SB SB2控制， NC啟動 /停止由按鈕 SB SB4控制。SA1為照明開關(guān)， SB1位外部急停按鈕。當(dāng)有緊急情況發(fā)生時，按下急停按鈕 SB1，切斷控制回路電源。機(jī)床控制面板如圖。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) 急停手輪S B 1SB8點動左連續(xù)左 連續(xù)右液壓停止 液壓啟動 N C 停止 N C 啟動冷卻液開關(guān)超程解除SB8SB7SB3SB2SB6SB5SB4照明開關(guān)S A 1 S A 2圖 CK6150型數(shù)控車床控制面板圖 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? CK6150數(shù)控車床的主軸采用分檔變速，三個手動檔與四個自動檔組成 12檔變速，四個自動檔由 MDI按鍵或零件程序中的 S S S S4指令指定，主軸啟動 /停止受 M03/M05指令控制。 ? 液壓卡盤的松開、夾緊由腳踏開關(guān) SQ1控制。液壓尾座可點動伸出（點動左 SB7）、連續(xù)伸出（連續(xù)左 SB6）、連續(xù)退回（連續(xù)右 SB8）。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? 冷卻液的開關(guān)由旋鈕 SA2和程序中的 M08（開）、 M09（關(guān)）共同控制。導(dǎo)軌潤滑采用定時控制，每 30分鐘一次，每次 10秒鐘。 ? 刀架的位臵由 MDI按鍵或程序中的 T TT T4指令指定。 ? 進(jìn)給運動可點動進(jìn)給，也可連續(xù)自動進(jìn)給，由 CNC裝臵控制。如果超過正負(fù)向限位，則產(chǎn)生急停報警，按住超程解除按鈕 SB9后才可再進(jìn)行點動。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? 控制電路工作原理 ? 由于 CK6150數(shù)控車床采用不含 PLC的 FAGOR 8025數(shù)控系統(tǒng)，因此需要獨立配臵可編程控制器來完成輔助功能的控制。機(jī)床控制電路如圖 、圖 、圖 ，系統(tǒng)采用了西門子 S7200型可編程控制器和西門子 611A伺服驅(qū)動 ,其基本工作原理如下。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? ? 在圖 ，三相交流電源通過自動空氣開關(guān) QF1引入，經(jīng)過自動空氣開關(guān)QF2～ QF6分配給 M1～ M5交流異步電動機(jī)回路。自動空氣開關(guān)具有短路保護(hù)功能，并能夠起到一定的過載保護(hù)功能。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? KM1液壓電動機(jī) M1的啟動和停止控制接觸器。 KM KM KM4為主軸電動機(jī) M2的高速、低速控制接觸器；當(dāng) KM2吸合 KM KM4斷開時，電動機(jī) M2定子繞組三角形接法， 4極低速運行；當(dāng) KM KM4吸合 KM2斷開時，電動機(jī) M2定子繞組呈雙星形接法， 2極高速運行。 KM5為冷卻泵電動機(jī) M3的啟動和停止控制接觸器。 KMKM7為刀架電動機(jī) M4的正傳和反轉(zhuǎn)控制接觸器。KM8為潤滑泵電動機(jī) M5的啟動和停止控制接觸器。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? FR FR FR3分別為 M M和M3電動機(jī)的過載保護(hù)熱繼電器，由于刀架電機(jī)和潤滑電機(jī)的工作時間很短，所以不需要加過載保護(hù)。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，在總電源回路和主軸電動機(jī)回路中設(shè)臵了阻容吸收電路 FV1～ FV６。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) 圖 CK6150型數(shù)控車床主電路原理圖 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? ? 在圖 、 CNC接口和控制回路中，伺服驅(qū)動器采用三相交流 380V電源供電，三相電源經(jīng)過自動空氣開關(guān) QF7引入；FAGOR 8025數(shù)控系統(tǒng)采用單相交流 220V電源供電，電源經(jīng)過自動空氣開關(guān) QF8引入；控制回路采用單相交流 110V電源供電， 380V電源經(jīng)過自動空氣開關(guān) QF9引入后，經(jīng)過變壓器 T1和自動空氣開關(guān) QF10向控制回路供電。 KM9為伺服驅(qū)動器、 FAGOR 8025數(shù)控系統(tǒng)、 S7200可編程控制器和直流 24V開關(guān)電源的電源控制接觸器。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) 圖 CK6150型數(shù)控車床 CNC接口和控制電路原理圖 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? 在系統(tǒng)上電后，按下液壓啟動按鈕 SB3，接觸器 KM1吸合并自鎖，液壓泵電動機(jī)得電運轉(zhuǎn)，液壓泵開始工作。這時，按下 NC啟動按鈕 SB5，接觸器 KM9吸合并自鎖，伺服驅(qū)動器、 FAGOR 8025數(shù)控系統(tǒng)、 S7200可編程控制器和直流 24V開關(guān)電源同時得電， FAGOR 8025數(shù)控系統(tǒng)開始自檢。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? FAGOR 8025數(shù)控系統(tǒng)自檢結(jié)束后，在沒有外部急停報警的情況下，從 I/O1口輸出 X軸、 Z軸伺服使能信號，通過繼電器 KA KA2轉(zhuǎn)接后，分別接通 611A伺服驅(qū)動電源的 X33 X332的 6 9端，伺服驅(qū)動器開始工作。當(dāng)手動方式點動或者自動執(zhí)行程序進(jìn)給時，如果來自 PLC的進(jìn)給保持信號無效，則數(shù)控系統(tǒng)通過 I/O1口輸出 0～ 177。 10V模擬給定信號到 611A伺服驅(qū)動器的 X33 X332的 5 14端，伺服驅(qū)動器開始工作，驅(qū)動伺服電動機(jī) M M7運轉(zhuǎn)。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? 在伺服電動機(jī)上，同軸安裝這兩個傳感器，一個是轉(zhuǎn)子位臵和速度測量傳感器 T，另一個是用于位臵測量反饋的旋轉(zhuǎn)編碼器 G。兩個伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子位臵和速度反饋信號分別接到伺服驅(qū)動器的 X31 X313上，旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的位臵測量反饋信號接到 FAGOR 8025數(shù)控系統(tǒng)的 A A3接口。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? 在伺服驅(qū)動器上電后，也要進(jìn)行自檢，如果自檢正常，則輸出一個伺服準(zhǔn)備好開關(guān)信號給PLC的 。在工作過程中， 611A具有電機(jī)過熱、過載保護(hù)功能，一旦檢測到電機(jī)過熱，過熱保護(hù)繼電器動作，向 PLC的 ，產(chǎn)生急停報警。 ? 其他象主軸啟 /停、換檔，換刀等輔助動作，由 FAGOR 8025數(shù)控系統(tǒng)通過 I/O I/O2接口將工作方式、輔助控制命令等信號送到 PLC處理控制。有些輔助動作的處理控制結(jié)果還要由 PLC送回數(shù)控系統(tǒng)的 I/O1接口，通過進(jìn)給保持信號同步程序的執(zhí)行。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) ? ? 在圖 PLC控制電路中，由西門子 S7200系列 CPU 226（ 24V直流入/16繼電器出）主單元和 EM221（ 8入）直流 24V輸入擴(kuò)展單元、 EM222（ 8處）繼電器輸出擴(kuò)展單元組成 56點可編程控制器。 第 7章 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng) 圖