【導(dǎo)讀】.畢業(yè)考核成績.屬材料，具有比較廣闊的市場前景。本課題對國內(nèi)外雕刻機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括總體布局、加工原理、主軸。與主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)以及整個(gè)雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。高效率、高精度、外觀優(yōu)美、體積小巧、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)的前提下。加工的精度提高至，最高工作速度可達(dá)80m~100m/min。.digitalcontrol，engravers，mechatronics，system，分代替腦力勞動(dòng)的工具。它與人類在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會(huì)中創(chuàng)造的那些只是。從此，傳統(tǒng)機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。近半個(gè)世紀(jì)以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展。大，但不能適應(yīng)機(jī)床實(shí)時(shí)控制的要求。人們不得不采用數(shù)字邏輯電路". 隨著元器件的發(fā)展，這個(gè)階。管；1965年的第三代--小規(guī)模集成電路。tools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作數(shù)控折彎機(jī)并加工零件。

　　

【正文】 從而影響其他的受電設(shè)備，需要根據(jù)變頻器的容量大小來決定是否需要加電抗器；濾波器是安裝在變頻器的輸出端， 減少變頻器輸出的高次諧波，當(dāng)變頻器到電機(jī)的距離較遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)該安裝濾波器。雖然變頻器本身有各種保護(hù)功能，但缺相保護(hù)卻并不完美，斷路器在主回路中起到過載，缺相等保護(hù)，選型時(shí)可按照變頻器的容量進(jìn)行選擇。可以用變頻器本身的過載保護(hù)代替熱繼電器。 . II. 控制回路：具有工頻變頻的手動(dòng)切換，以便在變頻出現(xiàn)故障時(shí)可以手動(dòng)切工頻運(yùn)行，因輸出端不能加電壓，固工頻和變頻要有互鎖。 . 變頻器工作注意事項(xiàng) . 工作溫度。在控制箱中，變頻器一般應(yīng)安裝在箱體上部，并嚴(yán)格遵守產(chǎn)品說明書中的安裝要求，絕對不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻 器的底部安裝。 . 腐蝕性氣體。使用環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大，不僅會(huì)腐蝕元器件的引線、印刷電路板等，而且還會(huì)加速塑料器件的老化，降低絕緣性能。 . 振動(dòng)和沖擊。裝有變頻器的控制柜受到機(jī)械振動(dòng)和沖擊時(shí)，會(huì)引起電氣接觸不良?；窗矡犭娋统霈F(xiàn)這樣的問題。這時(shí)除了提高控制柜的機(jī)械強(qiáng)度、遠(yuǎn)離振動(dòng)源和沖擊源外，還應(yīng)使用抗震橡皮墊固定控制柜外和內(nèi)電磁開關(guān)之類產(chǎn)生振動(dòng)的元器件。設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，應(yīng)對其進(jìn)行檢查和維護(hù)。 . 電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對附近的儀表、儀器有一定 的干擾。因此，柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng)，應(yīng)該選用金屬外殼，屏蔽變頻器對儀表的干擾。所有的元器件均應(yīng)可靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應(yīng)接地。如果處理不好電磁干擾，往往會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)無法工作，導(dǎo)致控制單元失靈或損壞。 . 變頻器的接地。變頻器正確接地是提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，抑制噪聲能力的重要手段。變頻器的接地端子的接地電阻越小越好，接地導(dǎo)線的截面不小于 4mm，長度不超過 5m。變頻器的接地應(yīng)和動(dòng)力設(shè)備的接地點(diǎn)分開，不能共地。信號線的屏蔽層一端接到變頻器的接地端，另一端浮空。變頻器與 控制柜之間電氣相通。 . 變頻器和電機(jī)的距離確定電纜和布線方法 . .變頻器和電機(jī)的距離應(yīng)該盡量的短。這樣減小了電纜的對地電容，減少干擾的發(fā)射源。 . 控制電纜選用屏蔽電纜，動(dòng)力電纜選用屏蔽電纜或者從變頻器到電機(jī)全. 17 . 部用穿線管屏蔽。 . .電機(jī)電纜應(yīng)獨(dú)立于其它電纜走線，其最小距離為 500mm。同時(shí)應(yīng)避免電機(jī)電纜與其它電纜長距離平行走線，這樣才能減少變頻器輸出電壓快速變化而產(chǎn)生的電磁干擾。如果控制電纜和電源電纜交叉，應(yīng)盡可能使它們按 90度角交叉。與變頻器有關(guān)的模擬量信號線與主回路線分開走線，即使在控制柜中也要如此。 . 與變頻器有關(guān)的模擬信號線最好選用屏蔽雙絞線，動(dòng)力電纜選用屏蔽的三芯電纜（其規(guī)格要比普通電機(jī)的電纜大檔）或遵從變頻器的用戶手冊。 . 根據(jù)以上知識介紹本次設(shè)計(jì)選用四方變頻器 E300 型變頻器其各部分參數(shù)為： . 1．功率范圍： . 2． 自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升，實(shí)現(xiàn) 6Hz 時(shí) 150%轉(zhuǎn)矩輸出。 . 3． 數(shù)字式撥盤，設(shè)定簡單快捷。 . 4． 柔性 PWM，實(shí)現(xiàn)更低噪音運(yùn)行。 . 5． 15 段速， PID， 420 m A 輸入和漏源型轉(zhuǎn)換等多功能。 . 啟動(dòng)回路的設(shè)計(jì) . 原理圖原理、設(shè)備的選型 . 低壓電器選型的一般原 則： . 低壓電器的額定電壓應(yīng)不小于回路的工作電壓，即 Ue≥ Ug。 . 低壓電器的額定電流應(yīng)不小于回路的計(jì)算工作電流，即 Ie≥ Ig。 . 設(shè)備的遮斷電流應(yīng)不小于短路電流，即 Izh≥ Ich . 熱穩(wěn)定保證值應(yīng)不小于計(jì)算值。 . 按回路起動(dòng)情況選擇低壓電器。如，熔斷器和自動(dòng)空氣開關(guān)就需按起動(dòng)情況進(jìn)行選擇。 . 斷路器的選型 . 保護(hù)：過載，短路，欠電壓 . 一般選型： . 斷路器額定電壓≥線路額定電壓； . 斷路器額定電流≥線路計(jì)算負(fù)荷電流； . 斷路器脫扣器額定電流≥線路計(jì)算負(fù)荷電流； . 斷路器極限通斷能力≥線路中最大短路電流； . 線路末端單相對地短路電流不小于 倍的自動(dòng)開關(guān)瞬時(shí)（或短延時(shí)）脫扣整定電流； . 斷路器欠電壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。 . 電動(dòng)機(jī)保護(hù)用自動(dòng)開關(guān)的選型： . 長延時(shí)電流整定值＝電動(dòng)機(jī)額定電流； . 6 倍長延時(shí)電流整定值的可返回時(shí)間≥電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間； . 鼠籠形瞬時(shí)整定電流為 8～ 15 倍脫扣器額定電流；繞線形瞬時(shí)整定電流為 3～ 6 倍脫扣器 額定電流。 . 熔斷器選型 . 保護(hù)：短路，若作過載保護(hù)，可靠性不高。 . 熔斷器熔體的選擇 . （ 1）按正常工作電流選擇 . 熔體額定電流≥線路計(jì)算電流 . 18 . . （ 2）按短路電流校驗(yàn)動(dòng)作靈敏性： Idmin／ Ier≥ Kr . I ：被保護(hù)線路最小短路電流 . Kr：熔斷器動(dòng)作系數(shù)，一般為 4 各類設(shè)備熔斷器選擇 （ 1）單臺(tái)電機(jī)回路熔體選擇： . Ier≥ Iqd／α . Ier：熔體額定電流 Iqd：電機(jī)起動(dòng)電流 α：計(jì) 算系數(shù)，取決于起動(dòng)狀況的熔斷器特性 . （ 2）配電線路熔體的選擇： Iqd1：線路中起動(dòng)電流最大的電機(jī)的起動(dòng)電流 Ig(n1)：除起動(dòng)電流最大的電機(jī)以外的線路工作電流 α：計(jì)算系數(shù)。 . 交流接觸器的選用方法 . 接觸器的選用應(yīng)按滿足被控制設(shè)備的要求進(jìn)行，除額定工作電壓應(yīng)與被控設(shè)備的額定電壓相同外，被控設(shè)備的負(fù) 載功率、使用類別、操作頻率、工作壽命、安裝方式及尺寸以及經(jīng)濟(jì)性等是選擇的依據(jù)。 . 選擇接觸器時(shí)應(yīng)從其工作條件出發(fā)，主要考慮下列因素： . i. 控制交流負(fù)載應(yīng)選用交流接觸器； . ii. 接觸器的使用類別應(yīng)與負(fù)載性質(zhì)相一致。 . iii. 主觸頭的額定工作電流應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電流；還要注意的是接觸器主觸頭的額定工作電流是在規(guī)定的條件下（額定工作電壓、使用類別、操作頻率等）能夠正常工作的電流值，當(dāng)實(shí)際使用條件不同時(shí)，這個(gè)電流值也將隨之改變。 . iv. 主觸頭的額定工作電流應(yīng)大于或等于負(fù)載電路的電壓。 . v. 吸引線圈的額定電壓應(yīng)與控制回路電壓相一致，接觸器在線圈額定電壓 85％及以上時(shí)應(yīng)能可靠地吸合。 . 熱繼電器的選型 . 長期工作或間斷長期工作電動(dòng)機(jī)熱繼電器的選型 . （ 1）按電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間選擇： tf＝（ ～ ） td . tf：熱繼電器在 6Ie 下的可返回時(shí)間 td：熱繼電器在 6Ie 下的動(dòng)作時(shí)間 . （ 2）按電動(dòng)機(jī)額定電流選擇： Iz＝（ ～ ） Ied Iz：熱繼電器整定電流 Ied：電動(dòng)機(jī)額定電流 . （ 3）按斷相保護(hù)要求選擇： . 對于星形接法的電動(dòng)機(jī)，采用三極熱繼電器即可；對于三角形接法的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)采用帶斷相運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)裝置的熱繼電器。 . 反復(fù)短時(shí)工作電動(dòng)機(jī)保護(hù)用熱繼電器的選用 對于星形接法的電動(dòng)機(jī)，采用三極熱繼電器即可；對于三角形接法的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)采用帶斷相運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)裝置的熱繼電器。 . 變頻器控制電路圖及啟動(dòng)回路電路圖如下： . 控制說明：閉合空氣開關(guān) QF QS QS4，按下按紐 SB1，繼電器 KA0. 19 . 得電，常開觸電 KA0 閉合，交流接觸器 KM0 得電，常開觸電 KM0 閉合，變頻器得電 ,即可控制主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 . . 步進(jìn)電機(jī)概述 . 步進(jìn) 電機(jī) 是將電 脈沖 信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率 和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為 “ 步距角 ” ，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制 角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的 目的 ；同時(shí)可以通過控制 脈沖頻率 來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 . 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)概述 . 通常情況下，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由 3 部分構(gòu)成： . ①控制電路。用于產(chǎn)生脈沖，控制電機(jī)的速度和轉(zhuǎn)向。 . ②驅(qū)動(dòng)電路。即本文的研究內(nèi)容，由圖 1 所示的脈沖信號分配和功率驅(qū)動(dòng)電路組成。根據(jù)控制器輸入的脈沖和方向信號，為步進(jìn)電機(jī)各繞組提供正確的通電順序，以及電機(jī)需要的高電壓、大電流；同時(shí)提供各種保護(hù)措施，比如過流、過熱等。 . ③步進(jìn)電機(jī)?？刂菩盘柦?jīng)驅(qū)動(dòng)器放大后驅(qū) 動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)負(fù)載。 . 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)選型 . 研控 YKB3722MA 三相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 . YKB3722MA . 1) 設(shè)有 16 檔等角度恒力矩細(xì)分，最高分辨率 60000 步 /轉(zhuǎn)，使運(yùn)轉(zhuǎn)平滑，分辨率提高 . 2) 采用獨(dú)特的控制電路，有效的降低了噪音，增加了轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)性 . 3) 最高反應(yīng)頻率可達(dá) 200Kpps . 4) 步進(jìn)脈沖停止超過 100ms 時(shí)，線圈電流自動(dòng)減半，減小了許多場合的電機(jī)過熱 . 5) 雙極恒流斬波方式，使得相同的電機(jī)可以輸出更大的速度和功率 . 6) 光電隔離信號輸入 /輸出 . 7) 驅(qū)動(dòng)電流從 . 8) 可以驅(qū)動(dòng)任何 相電流以下三相混合式步進(jìn)電機(jī)單電源輸入，電壓范圍： AC110220V . 9) 出錯(cuò)保護(hù)： a) 過熱保護(hù) 。 b) 過流、電壓過低保護(hù) . 10) 體積為 80x146x200mm3,重量為 。 . 11) 相位記憶功能（注：輸入脈沖停止超過 5 秒后，驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)記憶當(dāng)時(shí)電機(jī)相位，重新上電或 MF信號由有效變?yōu)闊o效時(shí)，驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)恢復(fù)電機(jī)相位。） . 20 . . . 開關(guān)穩(wěn)壓電源的應(yīng)用 . 。 . PWM(脈沖寬度調(diào)制 )信號控制開關(guān) 管 ,將那個(gè)直流加到開關(guān)變壓器初級上 。 . ,經(jīng)整流濾波供給負(fù)載 。 . 在本設(shè)計(jì)中開關(guān)電源主要是交流電壓轉(zhuǎn)化對步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器提供電源。 . 6 總結(jié) . 本系統(tǒng)為本人在工作單位的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及從網(wǎng)絡(luò)上查找資料而設(shè)計(jì)的，其中有不足之處在所難免。 . 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為電腦雕刻機(jī)普通機(jī)型，配置較低符合用戶經(jīng)濟(jì)適用的要求。在濟(jì)南本地以這種機(jī)型較為普遍。 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 致謝 . 山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 . 山東寶典電子科技有限公司 . . . . . . 21 . . . . . . . . . . . . . . . . . 參考文獻(xiàn) . 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、 . 數(shù)控機(jī) 床電氣控制 . 數(shù)控機(jī)床 . 微紅控制系統(tǒng) .