【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 模塊脈沖使能44電源模塊控制使能45電源模塊內(nèi)部繼電器控制 PLC點(diǎn)位分配輸出表 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算及選型1 電機(jī) （1）磨頭主軸電機(jī)磨頭電機(jī)采用6FPVF 系列變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)。6FPVF 系列變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)，是以變頻器為供電電源的變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)，通過(guò)改變電源頻率實(shí)現(xiàn)平滑地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到節(jié)能和控制自動(dòng)化的目的。6FPVF 系列電動(dòng)機(jī)效率高，調(diào)速范圍廣，精度高，運(yùn)行平穩(wěn)，操作和維修方便，其安裝尺寸符合國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）標(biāo)準(zhǔn)，外殼防護(hù)等級(jí)為IP54；電動(dòng)機(jī)有外扇冷風(fēng)機(jī)；電動(dòng)機(jī)的定額是以連續(xù)工作制（S1）為基準(zhǔn)的連續(xù)定額；電動(dòng)機(jī)的額定電壓為380V；F 級(jí)絕緣；額定頻率為50Hz；電動(dòng)機(jī)可以在3～100 Hz 范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)速，3～50 Hz 為恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行；50～100 Hz 為恒功率運(yùn)行。6FPVF 系列電動(dòng)機(jī)適用于驅(qū)動(dòng)軋鋼起重﹑運(yùn)輸﹑機(jī)床﹑印染﹑造紙﹑化工﹑紡織﹑包裝等要求連續(xù)和頻繁正反轉(zhuǎn)的各種機(jī)械設(shè)備上，可與國(guó)內(nèi)外各種變頻電源配套使用。1　 粗磨電機(jī)切入式砂帶磨削的切向力Fto[6]其中： Us————比磨削能，kg/mm2,不銹鋼取1300kg/mm2，1300kg/mm2=12740N/mm2； vW————工件速度，mm/s，取100mm/s； Vs————砂帶速度，m/s，取25m/s=25000mm/s； ap————實(shí)際（有效）磨削深度，mm，； B————砂帶寬度，mm，取10mm。 所以：考慮砂帶磨損因素，則式中 t————磨削時(shí)間，s，取1s； Zs————不同磨粒和磨削參數(shù)，（1/s）所以：[6]則磨削功率主軸電機(jī)的功率主軸電機(jī)選用6FPVF系列變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)。因此，選用6FPVF ，不需外扇冷風(fēng)機(jī)。2　 精磨電機(jī)切入式砂帶磨削的切向力Fto[6]其中： Us————比磨削能，kg/mm2,不銹鋼取1300kg/mm2，1300kg/mm2=12740N/mm2； vW————工件速度，mm/s，取150mm/s； Vs————砂帶速度，m/s，取30m/s=30000mm/s； ap————實(shí)際（有效）磨削深度，mm，； B————砂帶寬度，mm，取10mm。 所以：考慮砂帶磨損因素，則式中 t————磨削時(shí)間，s，取1s； Zs————不同磨粒和磨削參數(shù)，（1/s）所以：[6]則磨削功率主軸電機(jī)的功率因此，由上表選用6FPVF 4，不需外扇冷風(fēng)機(jī)。 （2） 進(jìn)給電機(jī)進(jìn)給電機(jī)采用1FK7伺服電機(jī)。 1FK7伺服電機(jī)是一種特別緊湊型永磁同步電機(jī)，具有大功率高性能，內(nèi)有旋轉(zhuǎn)變壓器（Resolver）用于速度和位置的監(jiān)測(cè)。1FK7伺服電機(jī)沒(méi)有外部冷卻，通過(guò)點(diǎn)擊表面散熱。具有很高的負(fù)載特性。由控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)可知，進(jìn)給軸采用全閉環(huán)控制系統(tǒng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由減速機(jī)構(gòu)和滾珠絲杠副。： 進(jìn)給軸的控制原理圖1　 X軸主要技術(shù)參數(shù)選擇：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率η ，傳動(dòng)比i為6，絲杠螺距p為5mm、直徑30mm、質(zhì)量50kg，小齒輪直徑60mm（）、質(zhì)量m1為5kg，大齒輪直徑360mm()、質(zhì)量m2為30kg，星盆工裝的質(zhì)量m為100kg。絲杠傳動(dòng)時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)折算到馬達(dá)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：其中：J1————齒輪Z1及其軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， kgm2；J2————齒輪Z2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kgm2；P————絲杠螺距，mm；M————工件及工作臺(tái)質(zhì)量，kg；圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（齒輪、聯(lián)軸節(jié)、絲杠、軸）的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：所以：加速度計(jì)算電機(jī)力矩計(jì)算T=因此，由上表可知選取1FK70605AF711。2　 Y軸 主要技術(shù)參數(shù)選擇：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率η ，傳動(dòng)比i為6，絲杠螺距p為5mm、直徑30mm、質(zhì)量50kg，小齒輪直徑60mm（）、質(zhì)量m1為5kg，大齒輪直徑360mm()、質(zhì)量m2為30kg，磨頭頭機(jī)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)滑座的總質(zhì)量m為500kg。絲杠傳動(dòng)時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)折算到馬達(dá)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：其中：J1————齒輪Z1及其軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， kgm2；J2————齒輪Z2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kgm2；P————絲杠螺距，mm；M————工件及工作臺(tái)質(zhì)量，kg；圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（齒輪、聯(lián)軸節(jié)、絲杠、軸）的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 所以： 加速度計(jì)算電機(jī)力矩計(jì)算T=因此，由上表可知選取1FK70605AF711。3　 C軸主要技術(shù)參數(shù)選擇：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率η ，傳動(dòng)比i為6，絲杠螺距p為5mm、直徑30mm、質(zhì)量50kg，小齒輪直徑60mm（）、質(zhì)量m1為5kg，大齒輪直徑360mm()、質(zhì)量m2為30kg，磨頭質(zhì)量m為300kg。絲杠傳動(dòng)時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)折算到馬達(dá)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：其中：J1————齒輪Z1及其軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， kgm2；J2————齒輪Z2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kgm2；P————絲杠螺距，mm；M————工件及工作臺(tái)質(zhì)量，kg；圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（齒輪、聯(lián)軸節(jié)、絲杠、軸）的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 所以： 加速度計(jì)算電機(jī)力矩計(jì)算T=因此，由上表可知選取1FK70605AF711。綜上所述，電機(jī)選型如下：粗磨電機(jī)：6FPVF ，不需外扇冷風(fēng)機(jī)；精磨電機(jī)：6FPVF ，不需外扇冷風(fēng)機(jī)；X、Y、C軸進(jìn)給電機(jī)：都采用1FK70605AF711。 此外，由于X、Y、C軸進(jìn)給電機(jī)都采用1FK70605AF711，故我選用兩塊雙軸功率模塊帶動(dòng)。由上表可以看出，1FK70605AF711電機(jī)所對(duì)應(yīng)變頻器的額定電流為5A，故我選用功率模塊6SN11 231AB000AA1（額定電流5A，峰值電流10A）。配套帶全屏蔽的電源電纜6FX60025 A0101 0。由于X、Y、C軸進(jìn)給電機(jī)都采用1FK70605AF711，,相電壓220V。故所需電源模塊輸出總功率：P220**3=2970W.因此，根據(jù)上面的選型資料，選擇電源模塊6SN11 451BA010BA1，用于安裝控制柜的安裝架6SN11 62OBA04OBA1.2 變頻器 變頻器采用 MICROMASTER420基本型標(biāo)準(zhǔn)變頻器MlCROMASTER 420變頻器適合用于各種變速驅(qū)動(dòng)裝置，尤其適合用丁水泵，風(fēng)機(jī)和傳送帶系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置。它的特點(diǎn)是設(shè)備性能面向用戶(hù)的需求，并且使用方便。它的電源電壓規(guī)格很多，因而可在世界范圍內(nèi)應(yīng)用。MicroMaster420基本型標(biāo)準(zhǔn)變頻器，該型變頻器采用模塊化設(shè)計(jì)，采用全新的IGBT技術(shù)。通訊功能強(qiáng)，控制精確，可靠性高，電源三相交流（380～480）V（177。10%，～11kW）?？刂乒δ埽壕€性V/f控制；平方V/f控制；可編程多點(diǎn)設(shè)定V/f控制磁通電流控制，可以改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性在電源消失或故障時(shí)，具有自動(dòng)再起動(dòng)功能保護(hù)功能：變頻器過(guò)熱保護(hù)；過(guò)電壓保護(hù)；欠電壓保護(hù)；閉鎖電動(dòng)機(jī)保護(hù)；防止失速保護(hù)。選型和訂貨數(shù)據(jù)：容量的選擇：輕載起動(dòng)或連續(xù)性時(shí)變頻器容量的計(jì)算 ≥其中：為變頻器的額定輸出電流；為電動(dòng)機(jī)額定電流因?yàn)榇帜ル姍C(jī)的額定電流較精磨電機(jī)的額定電流大，。綜合以上：選用變頻器：6SE64202AD311CA1（帶有內(nèi)置A級(jí)濾波器）兩個(gè)； 進(jìn)線電抗器：6SE64003CR035CD3，兩個(gè)。 PC至變頻器的連接組合件：PC 6SE64001PC000AA0，兩套。3 空氣開(kāi)關(guān)空氣開(kāi)關(guān)選用：DZ4763高分?jǐn)辔⑿蛿嗦菲?空氣開(kāi)關(guān))適用范圍：適用于保護(hù)線路的短路和過(guò)載，適用于照明配電系統(tǒng)或電動(dòng)機(jī)的配電系統(tǒng)，外型美觀小巧、重量輕、性能優(yōu)良可靠分?jǐn)嗄芰^高，脫扣迅速，導(dǎo)軌安裝，殼體和部件采用高阻燃及耐沖擊塑料，使用壽命長(zhǎng)，主要用于交流50Hz，額定電壓至400V，額定電流至63A線路的過(guò)載、短路保護(hù)，同時(shí)也可以在正常情況下不頻繁地通斷電器裝置和照明線路。 型號(hào)及含義：選型分析由于磨頭電機(jī)分別采用了6FPVF ，故QFQF3都選用DZ4763/3pC3；由于警示燈選用ＬＴＡ２０５，３段，ＴＪ閃光帶響，１５Ｗ，８５ｄＢ， DC 24Ｖ，機(jī)床照明燈選用了 JL40A1，故QF4選用DZ4763/1pC3；綜合以上，并考慮到伺服供電，QF1選用DZ4763/1pC50.其中，QFQFQFQF4的位置請(qǐng)參看附圖1主回路分析、2電源電路分析。4 變壓器變壓器的功率（容量）是決定于負(fù)載的,即：P2=U2II2I+U2III2II+......+U2nI2In(VA)P1=P2/η(VA)式中:P2————變壓器次級(jí)功率計(jì)算值P1————變壓器的初級(jí)功率計(jì)算值U2I和U2II————變壓器次級(jí)各繞組電壓(V),其值由負(fù)載決定，U2I為24V。I2I和I2II————變壓器次級(jí)各繞組電流(A),其值由負(fù)載決定，又QF4的額定電流為3A，故I2I取3A。Η————效率，變壓器容量1KVA以下的變壓器容量小,效率較低,一般可取η=,對(duì)于變壓器容量在100VA以下的,η選小值。變壓器容量在100VA到1000VA者選大值。所以：考慮單相感性負(fù)荷的功率因數(shù)，則此變壓器選用正泰NBK100，其中B表示兩相，100表示容量為100W。初級(jí)380V，次級(jí)24V。5 安全保護(hù) 根據(jù)所設(shè)計(jì)的星盆邊緣數(shù)控砂帶磨床的結(jié)構(gòu)，采用安全光柵代替安全門(mén)對(duì)操作人員進(jìn)行保護(hù)。綜合考慮安全光柵的分辨率、檢測(cè)高度等因素，選用用施萊格SCA系列安全光柵25SCA0150N08 ，它接線說(shuō)明如下，即安全光柵的發(fā)射單元和接收單元都需要用24VDC電源對(duì)其供電，另外接收單元的信號(hào)線綠OSSD1和信號(hào)線藍(lán)OSSD2作為PLC的輸入信號(hào)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)操作人員的自動(dòng)安全保護(hù)。具體信號(hào)傳輸見(jiàn)附圖8PLC輸入一。 由以分析，：序號(hào)名稱(chēng)圖紙和標(biāo)識(shí)供貨商訂貨號(hào)裝機(jī)量單位備注1PCUSINUMERIK6FC5 6100BA100AA11臺(tái)2鍵盤(pán)SINUMERIK6FC5 6030AC131AA0（水平安裝）1臺(tái)與 PCU 的聯(lián)接電纜包含在包裝盒內(nèi)3輸入輸出模塊 PP72/48SINUMERIK6FC5 6110CA010AA02塊配套件：50 芯扁平電纜（非西門(mén)子提供4端子轉(zhuǎn)換器 UM72FLK50 PHOENIX 公司29659075個(gè)5RS232 隔離器SINUMERIK6FX20030DS001件6611UE 插件SINUMERIK6SN1 1180NH100AA23件7PROFIBUS 總線選件模塊SINUMERIK6SN1 1140NB010AA03件8PROFIBUS 總線插頭SINUMERIK6SE7 9720BA400XA08個(gè)9進(jìn)給電機(jī)SINUMERIK1FK70605AF7113個(gè)10粗磨磨頭電機(jī)翡葉動(dòng)力6FPVF 1個(gè)不需要冷風(fēng)機(jī)11精磨磨頭電機(jī)翡葉動(dòng)力6FPVF 1個(gè)不需要冷風(fēng)機(jī)12變頻器SINUMERIK6SE64202AD311CA11個(gè)變頻器選件13PROFIBUS 通訊模塊SINUMERIK6SE64001PB000AA01個(gè)變頻器選件14進(jìn)線電抗器LkLk2SINUMERIK6SE64003CR035CD32個(gè)變頻器選件15PC至變頻器的連接組合件SINUMERIKPC 6SE64001PC000AA01個(gè)變頻器選件16功率模塊SINUMERIK6SN11231AB000AA12塊雙軸17電源饋入模塊SINUMERIK6SN11 451BA010BA11塊雙軸，再生饋入式（I/RF模塊）18安裝架SINUMERIK6SN11 62OBA04OBA11套用于安裝控制柜的安裝架19HF整流電抗器Lk3SINUMERIK6SN11 110AA0OBA11個(gè)用于16KW I/RF模塊20濾波器FnSINUMERIK6SL3 000OBE216AA11個(gè)用于16KW I/RF模塊21PROFIBUS 總線電纜SINUMERIK6XV1 8300EH104根22電機(jī)電纜SINUMERIK6FX80025CA01103根功率模塊到電機(jī)23信號(hào)電纜SINUMERIK6FX8 0022CA31103根 電機(jī)到伺服模塊 611UE24扁平電纜SINUMERIK6FX2 0024EA17104根 PP72/48 到MCP，或PP72/48 到端子轉(zhuǎn)換器2524V 直流電源SINUMERIK6ES73071EA000AA01個(gè)26中間繼電器KAZelio RelayRXM2AB9個(gè)27基座Zelio RelayRXZE1M2