普通車床改數(shù)控電氣部分設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(doc畢業(yè)設(shè)計(jì)論文)(編輯修改稿)
2025-07-25 15:58 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 西門子802系列、三菱50L系列等。根據(jù)價(jià)格合理、技術(shù)先進(jìn)、可靠性高的原則來選擇數(shù)控系統(tǒng)。經(jīng)綜合考慮選用高品質(zhì)、高可靠、高性能價(jià)格比的FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)。，控制軸數(shù)2軸，可控制兩臺(tái)伺服電機(jī)（αα12）實(shí)現(xiàn)XZ向插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，可車削端面、外園、錐度、圓弧面；主軸接口2軸，可控制變頻器實(shí)現(xiàn)主軸調(diào)速；內(nèi)置PLC簡(jiǎn)化了外部接線，提高整機(jī)的可靠性；圖形功能，實(shí)現(xiàn)加工時(shí)刀具軌跡預(yù)覽和模擬，顯示運(yùn)行時(shí)的故障、伺服波形使維修更方便；通過RS232與PC機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)加工程序的上傳與下載；配置主軸編碼器能加工多種型式螺紋工件。167。 FANUC 0iA系統(tǒng)167。 控制單元 24VDC177。10% CRT/MDI單元 額定電壓 三相AC220V －15%～＋10% 177。2HzX向伺服電機(jī)選擇為 α6/2000 電源容量 Z向伺服電機(jī)選擇為 α12/2000 電源容量 ，變壓器容量為：（＋）＝ KVA167。 功能：用來顯示程序、參數(shù)、圖形、診斷并支持機(jī)床的操作控制單元通過視頻電纜、電源電纜與其相連二. MDI單元功能：用來輸入加工程序、設(shè)置參數(shù)等數(shù)據(jù)輸入控制單元通過MDI電纜與其相連三． 手搖脈沖發(fā)生器（MPG）：它廣泛應(yīng)用于機(jī)床的手動(dòng)軸操作。MPG每轉(zhuǎn)輸出100個(gè)脈沖電信號(hào)，信號(hào)分A、B兩路，均為方波信號(hào)，其相位差為90度。MPG與CNC通過四根信號(hào)線(+5V 0V A B)相聯(lián)。CNC通過判斷其A、B信號(hào)相位超前或滯后關(guān)系來判斷MPG正反轉(zhuǎn)，通過檢測(cè)MPG所發(fā)脈沖個(gè)數(shù)來控制坐標(biāo)軸移動(dòng)的距離。（主軸控制接口、進(jìn)給軸控制接口）數(shù)控系統(tǒng)可輸出0177。10V的高分辨率模擬量電壓信號(hào)，用于控制主軸的轉(zhuǎn)速?？刂茊卧c變頻器間模擬量的傳輸使用雙絞屏蔽電纜，且屏蔽層接地。五．主軸編碼器主軸編碼器與主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)以獲得與主軸同步的位置信號(hào)。其主要用于螺紋切削、主軸轉(zhuǎn)速監(jiān)控及主軸準(zhǔn)停等。第四章 數(shù)控機(jī)床電控制167。、變頻電機(jī)技術(shù)要求：主傳動(dòng)采用變頻分段無級(jí)調(diào)速，變頻調(diào)速范圍 1：3。根據(jù)技術(shù)要求，主電機(jī)可采用變頻器或主軸伺服單元進(jìn)行調(diào)速控制。主軸伺服控制：調(diào)速范圍廣全速段機(jī)械特性好，具有速度反饋功能速度穩(wěn)定，能實(shí)現(xiàn)主軸準(zhǔn)停、分度。圖表 1 伺服主軸電機(jī)特性 變頻調(diào)速控制：變頻器調(diào)頻范圍一般在1400Hz，低速段機(jī)械特性較差，在低頻5Hz以下電機(jī)輸出扭矩較小。由于無速度反饋功能速度脈動(dòng)較高。在低速切削時(shí)易產(chǎn)生主軸輸出扭矩不夠和主軸速度下降。從圖表2變頻電機(jī)特性曲線可以看出，變頻電機(jī)在150轉(zhuǎn)（5Hz）以下運(yùn)行時(shí)特性較軟，在1501500轉(zhuǎn)范圍內(nèi)運(yùn)行扭矩輸出平穩(wěn)。合理選擇電機(jī)的運(yùn)行區(qū)間完全可以滿足技術(shù)要求。根據(jù)要求調(diào)速范圍為1：3，我們選擇電機(jī)的范圍為500—3500轉(zhuǎn)，其運(yùn)行區(qū)間被恒扭矩區(qū)完全覆蓋，可以滿足設(shè)計(jì)要求. 變頻器具有多種保護(hù)功能和故障顯示功能，如過電壓、欠電壓、過電流、過熱等保護(hù)。能方便與CNC系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的變速控制。圖表 2變頻電機(jī)特性曲線 由以上分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知：變頻電機(jī)選擇為DP160M－4，變頻器選擇為FRN 11 G11S4，它們的主要技術(shù)參數(shù)如下：DP160M－4電機(jī)主要數(shù)據(jù):額定電壓三相380V 額定頻率50Hz 功率 11KW 額定轉(zhuǎn)矩 額定電流 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)頻范圍5—50Hz 恒功率調(diào)頻范圍 50200 HzFRN 11 G11S4變頻器主要數(shù)據(jù)：額定容量 11KVA 額定輸出電流 24A 額定輸出頻率50Hz 額定電壓三相380V 電源容量 15KVA參數(shù)設(shè)定參看變頻器說明手冊(cè)過電流、過載保護(hù)開關(guān)QF1選擇變頻器額定輸出電流 24A167。167。富士變頻器為交流變頻調(diào)速裝置，其控制參數(shù)可通過鍵盤、液晶顯示屏進(jìn)行設(shè)定。其外部接線圖如下： 圖4變頻器的接線圖R S T 三相380480V 50Hz交流電源11 12頻率設(shè)定模擬量輸入FEW REV CM正反轉(zhuǎn)控制X1－X9可選擇功能輸入信號(hào)U V W變頻器輸出端子接電機(jī)30A 30B 30C總報(bào)警輸出P（+） P(－) THR CM外接制動(dòng)單元，制動(dòng)電阻Y1－Y4選擇功能輸出信號(hào)167。變頻器的電源為三相交流380V 50Hz，其輸入經(jīng)斷路器QF2接觸器KM1接入變頻器RST電源輸入端子，經(jīng)變頻器U V W端子輸出到變頻電機(jī)。QF2對(duì)變頻器進(jìn)行短路過載保護(hù)，KM1在機(jī)床出現(xiàn)緊急停止時(shí)對(duì)變頻器進(jìn)行斷電處理。QFKM1的輔助觸點(diǎn)引入PLC對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。從數(shù)控系統(tǒng)的接口輸出010V頻率設(shè)定模擬量，經(jīng)變頻器11 12端子引入，對(duì)變頻器輸出頻率進(jìn)行控制，進(jìn)而對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行控制。FEW REV端子對(duì)電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制，PLC輸出的正反轉(zhuǎn)控制信號(hào)經(jīng)中間繼電器接入。FEW 接通電機(jī)正轉(zhuǎn)，REV接通電機(jī)反轉(zhuǎn)，同時(shí)斷電機(jī)停。X1－X9 Y1－Y4端子可選擇功能輸入出信號(hào)。第五章 數(shù)控機(jī)床的邏輯控制167。167。本機(jī)床采用四檔無級(jí)變速，利用M接口實(shí)現(xiàn)主軸機(jī)械分段換檔，利用S接口實(shí)現(xiàn)速度控制。根據(jù)ISO M功能代碼的表述，則其控制流程如下：圖6主軸的S功能控制流程一．主軸變速過程如下：主軸在變頻電機(jī)的帶動(dòng)下低速正反擺動(dòng),此時(shí)對(duì)應(yīng)的換檔油缸得電推動(dòng)變速齒輪進(jìn)行換檔。當(dāng)變速油缸上方的接近開關(guān)給出齒輪到位信號(hào)后，換檔結(jié)束。輸入M0S100主軸即以100r/min的速度正轉(zhuǎn)，輸入M0S150主軸即以150r/min的速度反轉(zhuǎn)，輸入M05主軸停。二．主軸速度控制S功能通過數(shù)控系統(tǒng)的模擬量接口來完成。其輸出與主軸速度相對(duì)應(yīng)的＋10V 到－10
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