數(shù)控畢業(yè)設(shè)計(jì)-華數(shù)控8型銑床電氣系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-05 09:13本頁(yè)面
【正文】 各種慣量的直流伺服電動(dòng)機(jī)以及交流伺服電動(dòng)機(jī)。本系統(tǒng)采用的為蘭州電機(jī)廠出產(chǎn)的 1FT6074 型伺服電機(jī)。 為了滿足數(shù)控機(jī)床的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率等方面的要求，伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有下列的性能；調(diào)速范圍寬，并具有良好的穩(wěn)定性，尤其是低速時(shí)的穩(wěn)定性；負(fù)載特性硬，特別是低速時(shí)應(yīng)具有足夠的負(fù)載能力；響應(yīng)速度快；可頻繁啟動(dòng)、停止及換向。 根據(jù)牛頓第二定律，進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)所需的驅(qū)動(dòng)力 矩 T，等于系統(tǒng)的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J 乘以電動(dòng)機(jī)的角加速度 ε ，即 T=Jε 。當(dāng)進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)已選定，則 T的最大值基本不變。如果希望 ε 的變化小，則應(yīng)使轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J 的變化盡量小些。 進(jìn)給系統(tǒng)的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J，是由伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量 JM 和負(fù)載慣量 JL兩部分組成，即 J=JM+JL 負(fù)載慣量 JL由絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和工作太折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量組成，它會(huì)因夾具、工件或刀具的不同而有所變化。如果希望 J 的變化小些，則最好使 JL 所占的比例小些。這就是慣量匹配原則。因此機(jī)床伺服電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算，應(yīng)從保證伺服電動(dòng)機(jī)所需轉(zhuǎn)距，滿足傳動(dòng)系統(tǒng)慣量匹配的角度進(jìn)行。初選1FT6074 型伺服電動(dòng)機(jī)，然后進(jìn)行慣量匹配計(jì)算和轉(zhuǎn)距計(jì)算，驗(yàn)證其是否滿足要求。 ： 通常， JM 應(yīng)不小于 JL，但 JM 應(yīng)有所限制，以免使 J 過大。否則，為了足夠大的角加速度 ε 而采取過大的伺服電動(dòng)機(jī)和伺服系統(tǒng)，這將是不合理的。對(duì)此，可按下式確定： ＜ JL/JM＜ 1 由電機(jī)產(chǎn)品目錄可知，伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： JM= cm2 代入上式得： JL/JM= 故所選電動(dòng)機(jī)滿足慣量匹配原則。 伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)距計(jì)算： 快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩為： M=Mamax+Mf+Mo 最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩為： M=Mat+Mf+Mo+Mt 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩為： M=Mf+Mo 式中： Mamax：空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩； Mf： 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩； Mo： 由于絲杠預(yù)緊所引起，折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力距； Mat： 切削時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩； Mt： 折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩； 當(dāng) n=namax時(shí)， namax=Vamax/L0，得： Mamax=Jnmax/ 104= cm 式中： J：系統(tǒng)總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； t：傳動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)加速時(shí)間（ s）， t=(3~4)tM=3 =, tM 為電動(dòng)機(jī)機(jī)械時(shí)間常數(shù)。 當(dāng) n=nt 時(shí)， nt=n 主 f/L0， n 主 =1000V/П D，得： Mat=Jnt/ 104= cm 又： Mf=F0L0/2∏η =fWL0/2∏η 當(dāng) η =， fˊ = 時(shí)，得： Mf= cm 又： M0=P0L0/2∏η（ 1η 02） 當(dāng) η 0= 時(shí)，預(yù)加載荷 P0=FX/3，則： M0= cm Mt=FXL0/2∏η = cm 所以，快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩： M=Mamax+Mf+M0= cm 切削時(shí)所需力矩： M=Mat+Mf+M0+Mt=124N cm 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩： M=Mf+M0= cm 由以上分析計(jì)算可知，所需最大力矩 Mmax發(fā)生在快速空載啟動(dòng)時(shí)。由伺服電動(dòng)機(jī)工作特性得知，機(jī)床進(jìn)給部件快速空載啟動(dòng)所虛的加速度，取決于伺服電動(dòng)機(jī)所能提供的最轉(zhuǎn)距。而本系統(tǒng)選用 1FT6074 型伺服電機(jī)的最大轉(zhuǎn)距為14N cm，連續(xù)轉(zhuǎn)距為 cm，因此能夠滿足系統(tǒng)的需求。 第五章 數(shù)控機(jī)床電氣柜電裝工藝設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)電氣柜的注意事項(xiàng) 電氣柜的防護(hù)： ①電氣柜的鈑金件的連接必須保證密封性良好。 ②所有的門和開孔的位置都需要安裝傳導(dǎo)性密封膠條，所有的開孔或是切口要盡量小。 ③門鎖需要帶拉緊裝置、與外界導(dǎo)體連接時(shí)表面要刮凈涂漆。 電氣柜的散熱 ①數(shù)控系統(tǒng)要求工作環(huán)境溫度在 40 度以下，溫度過高 除了容易老化系統(tǒng)硬件以外，還會(huì)降低驅(qū)動(dòng)的輸出的功率，為了使電柜內(nèi)空氣流通順暢，需要將每個(gè)單元與電氣柜內(nèi)壁保持至少 100mm 的空間。 ②采用熱交換器散熱時(shí)，由與密封性不好控制，使得粉塵和潮濕的空氣能進(jìn)入到電氣柜里面，空氣中的水分子凝結(jié)，將會(huì)導(dǎo)致電氣部件的故障，因此要特別注意電氣柜的防塵。 電氣柜的空間布局及電氣元件的安裝走線 電氣柜內(nèi)空間布局：對(duì)電氣柜的各種電氣元件進(jìn)行合理的布局，能有效的防止電磁干擾對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的危害。合理布局的基本原則①使干擾源于干擾對(duì)象盡可能遠(yuǎn)離。②輸入和輸出端妥善分離。③高壓電纜、脈沖 引線及低電平電纜分別鋪設(shè)。④對(duì)大截面導(dǎo)線轉(zhuǎn)彎半徑的考慮。⑤對(duì)強(qiáng)弱電元件之間的距離放置。⑥對(duì)發(fā)熱元件的方向 布置等。數(shù)控機(jī)床的電氣柜內(nèi)空間布置如圖 圖 電氣柜布置圖 電氣元件的安裝 ①電氣元件應(yīng)牢固地安裝在鍍鋅電氣地板，注意要在電箱的上部和下部流出至少100mm 的空間。 ②電氣元件應(yīng)有足夠的電氣間隙及爬電距離，以保證設(shè)備安全可靠工作。 ③發(fā)熱元件易安裝在散熱良好的地方，兩個(gè)發(fā)熱元件之間的連接，應(yīng)采用耐熱導(dǎo)線或裸銅線套磁管。 ④電阻器等電熱元件安裝，一般應(yīng)安裝在電氣柜頂上，并且有防護(hù)罩保護(hù)。 ⑤強(qiáng)弱電端子應(yīng)分開布置，當(dāng)有困難時(shí)，應(yīng)有明顯標(biāo)志并設(shè)空端子隔離開或設(shè)加強(qiáng)絕緣的隔板。 ⑥電氣元件安裝不能過于緊湊，更要避免電氣柜前、后兩面都放元器件。元器件密度較大，缺乏必要的空間，不利于散熱和干擾的產(chǎn)生。 第六章 參考文獻(xiàn)
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