西門子802c數(shù)控車床的主軸設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告(編輯修改稿)
2024-08-31 05:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 反轉(zhuǎn)。 安全保護(hù)當(dāng)變頻器發(fā)生故障，AL0輸出報(bào)警信號(hào)，PLC控制程序根據(jù)報(bào)警信號(hào)實(shí)現(xiàn)緊急停止并報(bào)警 數(shù)控機(jī)床的主軸傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)有很大的差別。根據(jù)機(jī)床主傳動(dòng)的工作特點(diǎn)，早期的機(jī)床主軸傳動(dòng)全部采用三相異步電動(dòng)機(jī)加上多級(jí)變速箱的結(jié)構(gòu)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)床結(jié)構(gòu)有了很大的改進(jìn)，從而對(duì)主軸系統(tǒng)提出了新的要求，而且因用途而異。為了滿足量大面廣的前兩類數(shù)控機(jī)床的需要，對(duì)主軸傳動(dòng)提出了下述要求：～250kW的功率范圍；要有大的無級(jí)調(diào)速范圍，如能在1：100～1000范圍內(nèi)進(jìn)行恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和1：10的恒功率調(diào)速；要求主傳動(dòng)有四象限的驅(qū)動(dòng)能力；為了滿足螺紋車削，要求主軸能與進(jìn)給實(shí)行同步控制；在加工中心上為了自動(dòng)換刀，要求主軸能進(jìn)行高精度定向停位控制，甚至要求主軸具有角度分度控制功能等。主軸傳動(dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)一樣，經(jīng)歷了從普通三相異步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)到直流主軸傳動(dòng)，而隨著微處理器技術(shù)和大功率晶體管技術(shù)的進(jìn)展，現(xiàn)在又進(jìn)入了交流主軸伺服系統(tǒng)的時(shí)代，目前已很少見到在數(shù)控機(jī)床上有使用直流主軸伺服系統(tǒng)了。但是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的交流主軸伺服系統(tǒng)的產(chǎn)品尚很少見，大多采用進(jìn)口產(chǎn)品。交流伺服電動(dòng)機(jī)有永磁式同步電動(dòng)機(jī)和籠型異步電動(dòng)機(jī)兩種結(jié)構(gòu)形式，而且絕大多數(shù)采用永磁式同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式。而交流主軸電動(dòng)機(jī)的情況則不同，交流主軸電動(dòng)機(jī)均采用異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，這是因?yàn)?，一方面受永磁體的限制，當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量做得很大時(shí)，電動(dòng)機(jī)成本會(huì)很高，對(duì)數(shù)控機(jī)床來講無法接受采用；另一方面，數(shù)控機(jī)床的主軸傳動(dòng)系統(tǒng)不必像進(jìn)給伺服系統(tǒng)那樣要求如此高的性能，采用成本低的異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行矢量閉環(huán)控制，完全可以滿足數(shù)控機(jī)床主軸的要求。但對(duì)交流主軸電動(dòng)機(jī)性能要求又與普通異步電動(dòng)機(jī)不同，要求交流主軸電動(dòng)機(jī)的輸出特性曲線（輸出功率與轉(zhuǎn)速關(guān)系）是在基本速度以下時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域，而在基本速度以上時(shí)為恒功率區(qū)域。交流主軸控制單元與進(jìn)給系統(tǒng)一樣，也有模擬式和數(shù)字式兩種，SIEMENS 802C主軸控制單元即為數(shù)字式的。 變頻器的使用 安裝①檢查 檢查變頻器在運(yùn)輸過程中有可能出現(xiàn)的各種損傷；檢查iS5 變頻器的名簽，確認(rèn)是否為正確可以使用的變頻器。②確認(rèn)安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件 環(huán)境溫度不能低于14186。F (10186。C) 并且不能超過 104186。F (40186。C)，相對(duì)濕度不能超過90% (無結(jié)露)，高度不能超過3,300英尺 (1,000m)。不能把變頻器安裝在陽光直射的地方，產(chǎn)生劇烈振動(dòng)的物體應(yīng)該遠(yuǎn)離變頻器。③安裝 iS5 變頻器必須豎直安裝在與相鄰設(shè)備有足夠空間的地方。(水平方向距離大于 2(50mm)，垂直方向距離大于 6 (150mm))④其他 變頻器不能放在高溫高壓、振動(dòng)大、灰塵多的地方，另外，安裝時(shí)還需要使用螺釘進(jìn)行固定。 變頻器的基本配線變頻器的基本配線如圖5。各符號(hào)的含義如表1。表1 變頻器配線符號(hào)說明符號(hào)功能R交流電壓輸入端子(3 相, 200–230V 交流（2 單元）或380460V 交流（4 單元）)STG大地P正端直流總線端子DB單元（PP5）連接端子（當(dāng)要求完成制動(dòng)(30%ED),連接DB單元。）P1外部直流電抗器（P1P2）和DB單元（P2 P5）連接端子。P2N負(fù)端直流總線端子DB單元（NN5）連接端子B1動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻（B1B2）連接端子B2U連接電機(jī)的3相電源輸出端子(3 相, 200 – 230V 交流（2 單元）或380 460V 交流（4 單元）)VW圖5 變頻器的基本配線圖 PLC程序設(shè)計(jì) PLC控制流程圖圖6 PLC流程圖 PLC的I/O分配本系統(tǒng)用的是西門子S200 PLC，I/O分配表見表2。表2 PLC I/O分配表信 號(hào) 說 明輸入信號(hào)接口: X100~X104主軸正向運(yùn)行/停止主軸反向運(yùn)行/停止主軸高擋到位檢測(cè)主軸抵擋到位檢測(cè)故障輸出檢測(cè)接口: X200~X201主軸正轉(zhuǎn)/停止主軸反轉(zhuǎn)/停止主軸控制PLC子程序的有關(guān)變量定義，見表3。表3 主軸控制PL
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