【正文】 定 變頻器的頻率給定方式可以有多種，應根據(jù)具體情況進行選擇。所以，除非該機床對加工精度有特殊要求，一般沒必要采取此種控制方式。采用無反饋矢量控制方式，進行選 擇時需要注意其能夠穩(wěn)定運行的最低頻率（ 部分變頻器在無反饋矢量控制方式下的實際穩(wěn)定運行的最低頻率為 5~6Hz） 。 ：新的系列變頻器在無反饋矢量控制方式下，已經(jīng)能夠做到在 時穩(wěn)定運行，所以完全可以滿足普通車床主拖動系統(tǒng)的要求。但從節(jié)能的角度看 V/F 控制方式并不理想。 3. 電動機的工作頻率范圍 設：最高頻率為 75Hz，則最低頻率為 當 時 ， =75/40=； 當 時， =75/140=； 北京交通大學畢業(yè)設計（論文） 10 3. 變頻調(diào)速的原理 變頻器的控制方式 ：車床除了在車削毛坯的時候負荷大 小有變化外，以后的車削過程中，負荷的變化通常是很小的。G180。 圖 24 1—— 負載特性 曲線 2—— 電動機的有效轉矩線 2. 電動機的容量 如圖 24，電動機的容量與面積 OA180。 北京交通大學畢業(yè)設計（論文） 8 設最大調(diào)頻比 （ 110） 則：電動機的最高轉速 也約為額定轉速 的 倍： （ 111） (2) 電動機的額定轉速 （ 112） 電動機的有效轉矩線如圖 24中的的曲線 2所示。 低速轉保留一級 傳動比，且 方案 (1) 電動機和主軸之間的傳動比仍只有一檔，但變頻器的最高輸出頻率 允許超過額定頻率 。 (1) 最高頻率 。而電動機的容量則與面積 OA180。為了便于比較，圖中，電動機的轉矩和轉速均為折算到負載軸上的值。 北京交通大學畢業(yè)設計（論文） 6 低速轉保留一級 傳動比，且 方案 (1) 電動機和主軸之間的傳動比只有一檔，傳動比 （ 14） (2) 變頻器的最大輸出頻率 等于電動機的額定頻率 。 (4) 如上述，在低 速段，可能出現(xiàn)較大的沖擊過載，容易引起變頻器的跳閘。 (2) 因為調(diào)速范圍廣，且高速段與低速段機械特性的特點不一樣，故工作頻率范圍應不限于額定頻率以下。所以，以選用矢量控制方式為宜。 在低速段，拖動系統(tǒng)經(jīng)齒輪降速后的額定轉 矩將遠遠高于負載的最大阻轉矩，具有極強的過載能力。所以對同一切削用量而言，電動機的輸出功率是不變的。 普通車床的原拖動系統(tǒng) 普通車床通常是由齒輪箱來傳動和調(diào)速的。 ，非但切削深度較小，進刀量也往往不大。所以，在實際處理時 ，通常取： （ 11） 主拖動系統(tǒng)的負載功率 如圖 22，主拖動系統(tǒng)的負載功率取決于高速段任一點轉矩與轉速的乘積： （ 12） 主拖動系統(tǒng)的工作特點 調(diào)速范 圍 由最高速 與最低速 的比值決定： （ 13） 北京交通大學畢業(yè)設計（論文） 5 通常： = 25~150 例如，國產(chǎn) CA5140 型車床的 =140，而意大利 SAG 型精密車床的 =。但考慮到低速車削通常為粗加工，切削量較大。 北京交通大學畢業(yè)設計（論文） 4 圖中， D 點以下是恒轉矩區(qū)； D點以上是恒功率區(qū)。 (2) 在高速段，由于受車床身機械強度及振動等的影響，速度越高，允許的切削深度和進刀量越小，阻轉矩也越小，因而具有恒功率的性質(zhì)。而切削轉矩則取決于切削力和工件回轉半徑的乘積，其大小與下列因素有關： (1) 切削深度； (2) 進刀量； (3) 工件的材質(zhì)與直徑 等。理論上說切削功率用于切削的剝落和變形。由于在車削螺紋時，刀架的移動速度必須和工件的旋轉速度嚴格配合，故中小型車床的進給運動通常由主電動機經(jīng)進給傳動鏈而拖動的，并無獨立 的進給拖動系統(tǒng)。 普 通車床的構造 如圖 21所示，主要部件有： 圖 21 普通車床的構造 北京交通大學畢業(yè)設計（論文） 3 普通車床的拖動 系統(tǒng) 普通車床的運動系 統(tǒng) 普通車床的運行系統(tǒng)主要包括以下兩種運動： 1. 主運動 工件的旋轉運動為普通車床的主運動，帶動工件旋轉的拖動系統(tǒng)為主拖動系統(tǒng)。作為機械與電氣控制專業(yè)的大學生如果把這個項目設計成功，不僅可以檢驗本人的機 電一體化知識學以致用的能力，還可具有普及推廣，以推動我國機床節(jié)能改造的事業(yè)發(fā)展的重大意義。某發(fā)達國家經(jīng)過用高新技術對其的控制進行改造后，成為智能數(shù)控機床就以幾十倍甚至百倍的價格 回銷我國，這是多么令國人痛心的情景呀！所以目前機床改造已成為我國迫切需要加大力度發(fā)展的事業(yè)。 目前，我國機床工業(yè)進入了一個關鍵的發(fā)展時期，當前機床機械制造業(yè)面臨產(chǎn)品更新，進行技術改造的局面，這是提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展迫切需要的。它正被看作是現(xiàn)代國家經(jīng)濟上獲得成功的關鍵因素。 PLC programming。 mechanical transmission ratio。 本畢業(yè) 論文 是對普通車床 設計項目的技術總結，主要介紹了變頻調(diào)速原理 ，普通機床工作原理， PLC 控制原理，實現(xiàn)了機床的無極調(diào)速， 由原來 的電機換成 后進行的變頻調(diào)速節(jié)能設計，通過電子觸摸屏實現(xiàn)速度切換功能 。 配以 PLC控制實現(xiàn)變頻調(diào)速的目的。 本人簽名： 日期： i 摘 要 車床已經(jīng)成為工業(yè)器件加工應用最廣泛的不可或缺的機器，但是我 過車床的應用水平對于世界比較低的，多年以來都是通過手柄控制主軸轉速，操作起來非常繁瑣， 本論文以普通車床為研究對象，對普通車床的主軸進行了變頻調(diào)速的設計改造。 申請學位論文與資料若有不實之處，本人承擔一切相關責任。 綜上所述，已經(jīng)掌握了本專業(yè)的基礎理論和相關專業(yè)知識，該同學寫作的畢業(yè)論文已經(jīng)達到本科畢業(yè)論文水平，可以提交答辯。論文的寫 作基本規(guī)范。 指導教師簽字： 日期： 年 月 日 6. 系意見： 簽字： 系（蓋章） 日期： 年 月 日 北京交通大學畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱意見 姓名 學號 專業(yè) 電氣工程及其自動化 指導教師 職稱 單位 指導教師 職稱 單位 畢業(yè)設計（論文）題目 車床主軸拖動變頻調(diào)速節(jié)能改造設計 指導教師評語： 是否同意答辯： 同意 論文成績： 85分 指導教師（簽名）： 年 月 日 北京交通大學畢業(yè)設計（論文）評閱教師評閱意見 姓名 學號 09142074 專業(yè) 電氣工程及其自動化 指導教師 職稱 教授級高工 單位 本校機械電氣控制系 指導教師 職稱 單位 畢業(yè)設計（論文）題目 車床主軸拖動變頻調(diào)速節(jié)能改造設計 對論文的評語： 同學畢業(yè)論文的選題 《 車床主軸拖動變頻調(diào)速節(jié)能改造設計 》 論文探討了 車床主軸拖動變頻調(diào)速節(jié)能 系統(tǒng)分析和設計方法，具有一定實用價值。 二．設計（論文）結構提要 題目： 車床主軸拖動變頻調(diào)速節(jié)能改造設計 關鍵詞：電機轉矩線；機械傳動比；變頻調(diào)速 ； PLC 編程；電子觸摸屏 1. 緒論 2. 普通車床主軸的變頻調(diào)速 普通車床的主要功能與構造 普通車床的主要功能 普通車床的構造 普通車床的拖動系統(tǒng) 普通車床的運動系統(tǒng) 普通車床主拖動系統(tǒng)的機械特性 主拖動系統(tǒng)的負載功率 主拖動系統(tǒng)的工作特點 普通車床的原拖動系統(tǒng) 車床主拖動的變頻調(diào)速系統(tǒng) 對變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本考慮 低速轉保留一級傳動比，且 方案 低速轉保留一級傳動比，且 方案 3. 變頻調(diào)速的原理 變頻器的控制方式 變頻器的頻率給定 4. PLC 控制實現(xiàn)的轉速分段給定原理 5. 設計 系統(tǒng)構成 設備明細表 傳動比設計（ 1:3） 變頻調(diào)速系統(tǒng)控制電路 控制與實現(xiàn) 電子觸摸屏 控制流程圖 選擇電動機型號 電動機的主要額定數(shù)據(jù) 主要計算數(shù)據(jù) 電動機容量不變的可行性核算 變頻器 變頻器的基本構成 變頻器內(nèi)部電路的基本功能 變頻器的選擇 變頻器的功能參數(shù)表 變頻器的功能預置 各參數(shù)的設定值表 多段速的參數(shù)設定表 PLC 選擇 后記 感謝協(xié)作者 3. 主要參考文獻： [1]. 大連組合機車研究所 .《組合機床設計手冊 機械部分》 機械工業(yè)出版社 1975 [2]. 大連組合機車研究所 . 《組合機床設計參考圖冊》 機械工業(yè)出版社 1975 [3]. 周宗明 . 《金屬切削機床》 清華大學出版社 2020 [4]. 濮良貴，紀名剛 . 《機械設計》 高等教育出版社 2020 [5]. 賈亞洲 . 《金屬切削機床概論》 機械工業(yè)出版社 2020 [6]. 周開勤 . 《機械零件手冊》 高等教育出版社 2020 [7]. 孫恒，陳作模 . 《 機械原理》 北京高等教育出版社 2020 [8]. 朱林 . 《機電一體化設計》 石油工業(yè)出版社 2020 [9]. 甘永立 . 《幾何量公差與檢測》 上?？茖W技術出版社 2020 [10]. 大連理工大學工程畫教研室 .《 機械制圖》 高等教育出版社 1993 [11]. 金振華 . 《組合機床及其調(diào)整與使用》 機械工業(yè)出版社 1990 4. 進度安排： （ 1） 2020/12/232020/01/10 資料調(diào)研和開題報告撰寫 （ 2） 2020/01初 2020/02/20 假期期間走訪調(diào)查 （ 3） 2020/02底 2020/03初 匯總資料，方案設計 （ 4） 2020/03中 2020/03底 設計變頻器和 PLC原理接線圖 （ 5） 2020/04初 2020/04中 選型設計和施工設計 （ 6） 2020/04中 2020/04底 PLC和變頻器編程 （ 7） 2020/05初 2020/05/中 仿真模擬系統(tǒng)調(diào)試 （ 8） 2020/05中 2020/05底 整理圖紙和論文 答辯 5. 指導教師意見： 該課題設計有機、有電，要請教機械設計專業(yè)老師，要準確計算和校核轉矩。 （ 3） PLC 在變速設定和存儲切削自動過程等應用 PLC 的 DI 接受觸摸屏微動開關信號，通過 DO 輸出 3 個信號可以輸出給變頻器X1， X2， X3 端子，組合成 8 種轉速，同時設 Shift 鍵與 X1— X3 組合使用，產(chǎn)生 8 種預先存儲好的自動切削過程程序。和折算電動機的有效功率。 本