【文章內(nèi)容簡介】 系列等。根據(jù)價格合理、技術先進、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、高性能價格比的 FANUC 0i 數(shù)控系統(tǒng)。系統(tǒng)分辨率 ，控制軸數(shù) 2 軸，可控制兩臺伺服電機（α α 12）實現(xiàn) XZ 向插補運動，可車削端面、外園、錐度、圓弧面；主軸接 口 2軸，可控制變頻器實現(xiàn)主軸調(diào)速；內(nèi)置 PLC 簡化了外部接線，提高整機的可靠性；圖形功能，實現(xiàn)加工時刀具軌跡預覽和模擬，顯示運行時的故障、伺服波形使維修更方便；通過 RS232 與 PC 機相連，實現(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。 FANUC 0iA 系統(tǒng) 伺服電源容量 控制單元的電源 控制單元 24VDC177。 10% CRT/MDI 單元 額定電壓 三相 AC220V － 15%～＋ 10% 177。 2Hz X向伺服電機選擇為 α 6/2020 電源容量 Z向伺服電機選擇為 α 12/2020 電源容量 中北大學成人教育學院 2020屆畢業(yè)論文 8 在一般動作條件下系數(shù)取 ，變壓器容量為：（ ＋ ） ＝ KVA 外圍設備 功能：用來顯示程序、參數(shù)、圖形、診斷并支持機床的操作 控制單元通過視頻電纜、電源電纜與其相連 2. MDI 單元 功能：用來輸入加工程序、設置參數(shù)等數(shù)據(jù)輸入 控制單元通過 MDI 電纜與其相連 3. 手搖脈沖發(fā)生器（ MPG）： 它廣泛應用于機床的手動軸操作。 MPG 每轉(zhuǎn)輸出 100 個脈沖電信號，信號分 A、 B兩路，均為方波信號，其相位差為 90 度。 MPG 與 CNC 通過四根信號線 (+5V 0V A B)相聯(lián)。 CNC通過判斷其 A、 B 信號相位超前或滯后關系來判斷 MPG 正反轉(zhuǎn)，通過檢測 MPG 所發(fā)脈沖個數(shù)來控制坐標軸移動的距離。 （主軸控制接口、進給軸控制接口） 數(shù)控系統(tǒng)可輸出 0177。 10V 的高分辨率模擬量電壓信號，用于控制主軸的轉(zhuǎn)速。控制單元與變頻器間模擬量的傳輸使用雙絞屏蔽電纜，且屏蔽層接地。 5。主軸編碼器 主軸編 碼器與主軸同步轉(zhuǎn)動以獲得與主軸同步的位置信號。其主要用于螺紋切削、主軸轉(zhuǎn)速監(jiān)控及主軸準停等。 4 數(shù)控機床 5 電控制 變頻器、變頻電機 技術要求：主傳動采用變頻分段無級調(diào)速，變頻調(diào)速范圍 1： 3。 根據(jù)技術要求，主電機可采用變頻器或主軸伺服單元進行調(diào)速控制。 主軸伺服控制：調(diào)速范圍廣全速段機械特性好，具有速度反饋功能速度穩(wěn)定，能實現(xiàn)主軸準停、分度。 中北大學成人教育學院 2020屆畢業(yè)論文 9 0510152 00 0 4 00 01 5 0 0 4 5 0 002 00 0 4 00 01 5 0 0 4 5 0 0短 時過 載 1 5 m i n額 定 1 1KWr / m i n306090NMr / m i n 圖表 1 伺服主軸電機特性 變頻調(diào)速控制：變 頻器調(diào)頻范圍一般在 1400Hz，低速段機械特性較差，在低頻5Hz 以下電機輸出扭矩較小。由于無速度反饋功能速度脈動較高。在低速切削時易產(chǎn)生主軸輸出扭矩不夠和主軸速度下降。從圖表 2 變頻電機特性曲線可以看出，變頻電機在 150轉(zhuǎn)（ 5Hz）以下運行時特性較軟，在 1501500 轉(zhuǎn)范圍內(nèi)運行扭矩輸出平穩(wěn)。合理選擇電機的運行區(qū)間完全可以滿足技術要求。根據(jù)要求調(diào)速范圍為 1： 3，我們選擇電機的范圍為500— 3500 轉(zhuǎn)，其運行區(qū)間被恒扭矩區(qū)完全覆蓋，可以滿足設計要求 . 變頻器具有多種保護功能和故障顯示功能，如過 電壓、欠電壓、過電流、過熱等保護。能方便與 CNC 系統(tǒng)連接，實現(xiàn)電動機的變速控制。 r / m i nNM6030r / m i nKW額 定 1 11 5 0 001 5 0 01510503 0 0 0 3 0 0 0150 圖表 2變頻電機特性曲線 由以上分析和實踐經(jīng)驗可知： 變頻電機選擇為 DP160M－ 4，變頻器選擇為 FRN 11 G11S4，它們的主要技術參數(shù)如下： 中北大學成人教育學院 2020屆畢業(yè)論文 10 DP160M－ 4電機主要數(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 Hz FRN 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)設定參看變頻器說明手冊 過電流、過載保護開關 QF1 選擇 變頻器額定輸出電流 24A 控制設計 變頻器信號連接 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、液晶顯示屏進行設定。其外部接線圖如下： 圖 4變頻器的接線圖 中北大學成人教育學院 2020屆畢業(yè)論文 11 R S T 三相 380480V 50Hz 交流電源 11 12 頻率設定模擬量輸入 FEW REV CM 正反轉(zhuǎn)控制 X1－ X9 可選擇功能輸入信號 U V W 變頻器輸出端子接電機 30A 30B 30C 總報警輸出 P（ +） P(－ ) THR CM 外接制動單元，制動電阻 Y1－ Y4 選擇功能輸出信號 變頻器控制 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。 QF2 對變頻器進行短路過載保護，KM1 在機床出現(xiàn)緊急停止時對變頻器進行斷電處理。 QF KM1 的輔助觸點引入 PLC 對其進行監(jiān)控。 從數(shù)控系統(tǒng)的接口輸出