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xk7124經濟型數控銑床主軸伺服系統(tǒng)及自動拉刀裝置的設計修改-文庫吧資料

2025-07-06 12:42本頁面
  

【正文】 ,必須妥善處理。 5—3主回路配線圖主回路功能多功能輸入端子X1~X8的功能豐富,可根據需要方便地選擇,~~X8的功能進行定義,設定值與功能見下表所示。一般情況下,當變頻器供電電源的容量大于550KVA以上時,或者供電電源容量大于變頻器容量的10倍時,變頻器需要配置直流電抗器主回路配線圖及功能 主回路配線圖下圖5—13中以端子運行命令通道為例,由KK5可以對運行方向進行控制,K4端為正轉,K5端為反轉,COM為公共端。為防護電源對變頻器的影響,保護變頻器和抑制高次諧波,在下列情況下,應配置直流電抗器。制動單元和變頻器、制動單元和制動電阻之間的接線應在5米以內,若超過5米,請使用雙絞線。 圖5—2主回路端子輸入/輸出圖主回路端子描述適用機型:EV20004T0185G1/0220P1~EV20004T0450G1/0550P1的主回路端子描述見下表所示。%頻率分辨率數字設定:;模擬設定:最高頻率%轉矩提升自動轉矩提升,%~%V/F曲線四種方式:1種用戶設定V/F曲線方式和3種降轉矩特性曲線方式(、)加減速曲線三種方式:直線加減速、S曲線加減速及自動加減速方式;四種加減速時間,時間單位(分/秒)時間單位(分/秒)可選,最長60小時點動 點動頻率范圍:~;~,點動間隔時間可設多段速運行通過內置PLC或控制端子實現多段速運行自動節(jié)能運行根據負載情況,自動優(yōu)化V/F曲線,實現節(jié)能運行自動電壓調整(AVR)當電網電壓變化時,能自動保持輸出電壓恒定自動限流對運行期間電流自動限制,防止頻繁過流故障跳閘 運行功能 運行命令通道操作面板給定、控制端子給定、串行口給定,可通過多種方式切換頻率給定通道數字給定、模擬電壓給定、模擬電流給定、脈沖給定、串行口給定,可通過多種方式隨時切換輔助頻率給定實現靈活的輔助頻率微調、頻率合成脈沖輸出端子0~50kHz的脈沖方波信號輸出,可實現設定頻率、輸出頻率等物理量的輸出模擬輸出端子2路模擬信號輸出,分別可選0/4~20mA或0/2~10V,可實現設定頻率、輸出頻率等物理量的輸出表52 EV2000基本運行配線圖適用機型:EV20004T0185G1/0220P1~EV20004T0450G1/0550P1基本配線圖如圖61所示。%額定同步轉速頻率精度數字設定:最高頻率177。頻率三相,380V~輸440V;50Hz/60Hz充許電壓工作范圍電壓:320V~460V;電壓失衡率:3%;頻率:177。 EV2000變頻器的通用規(guī)格及配線圖EV2000變頻器的通用技術規(guī)格見下表所示。若電機與變頻器額定容量不匹配,則務必調整保護值或采取其他保護措施,以保證電機的安全運行。如果需要以低速恒轉矩長期運行,必須選用變頻電機。因此,使用時電機的溫升、噪聲和振動同工頻運行相比略有增加。EV2000變頻器(55P及以下)系列額定值如下表所示。根據所用電動機的容量EV2000變頻器符合本設計要求,并且滿足本設計所需要的各項功能。在實踐中,根據以上原則對變頻器選型,可以提高工作效率,減少因選型不當帶來的時間上和成本上的損失。否則現場的灰塵、水汽會影響變頻器的長久運行。當變頻器控制羅茨風機或特種風機時,由于其起動電流很大,所以選擇變頻器時一定要注意變頻器的容量是否足夠大。因此,應了解工頻運行情況,選擇比其最大電流更大的額定輸出電流的變頻器。變頻器驅動同步電動機時,與工頻電源相比,會降低輸出容量10%~20%,變頻器的連續(xù)輸出電流要大于同步電動機額定電流與同步牽入電流的標幺值的乘積。因此,不要超過最高轉速容許值。6 、使用變頻器驅動齒輪減速電動機時,使用范圍受到齒輪轉動部分潤滑方式的制約。另外,在運行中進行極數轉換時,應先停止電動機工作,否則會造成電動機空轉,惡劣時會造成變頻器損壞。因此,選擇用于高速電動機的變頻器時,應比普通電動機的變頻器稍大一些。 使用變頻器控制高速電機時,由于高速電動機的電抗小,會產生較多的高次諧波。另外在此種情況下,變頻器的控制方式只能為V/F 控制方式,并且變頻器無法實現電動機的過流、過載保護,此時需在每臺電動機側加熔斷器來實現保護。4 、當變頻器用于控制并聯的幾臺電機時,一定要考慮變頻器到電動機的電纜的長度總和在變頻器的容許范圍內。變頻器若要長電纜運行時,此時應該采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響,避免變頻器出力不夠。因此,用變頻器給電動機供電與用工頻電網供電相比較,電動機的電流會增加10%而溫升會增加20%左右。 選擇變頻器時應以實際電機電流值作為變頻器選擇的依據,電機的額定功率只能作為參考。 根據負載特性選擇變頻器。變頻器也是根據4極電機來設計的。 電機的額定轉速:電機有分為2極、4極、6極、8極等,極數越高,轉速越低,同功率電流也越大。選擇變頻器時,變頻器的額定電流應大于或等于電機的額定電流,特殊情況應將變頻器功率檔次放大一檔。如有其它非標準的電壓等級,請及時咨詢生產廠家或各地辦事處及經銷商。電機的額定電壓:電機的額定電壓一般有110V、220V、380V、690V、1140V、6kV等。每臺電機都有它自己出廠的銘牌,從銘牌上,我們不難找到電機的各項參數。變頻器在使用過程中帶動的是電機,所以,變頻器的選型可以從電機的角度來選擇型號、規(guī)格。在變頻器出現前同步電機無法實現調速功能,因此只能在定速傳動領域使用三相交流鼠籠電機盡管調速性能不佳,但其結構堅固、經久耐用且價格低廉還是在一些性能較低的傳動現場使用。到20世紀90年代,場效應晶體管的出現和不斷提高,又使變頻調速器在各個方面都前進了一步。 變頻器概述變頻器的產生與發(fā)展直至20世紀60年代,隨著晶閘管(SCR)功率的不斷增大,才使變頻調速具有了現實可能性。所以70年代以前,在要求調速的場合,多用直流電機。由此可知,交流電機(不管是同步還是異步)的轉速都受電源頻率的制約。異步電機轉子的轉速總是低于或高于其旋轉磁場的轉速,異步之名由此而來。由于磁極是成對出現的,所以電機有8……極之分?! ±@組的一來一去才能組成回路,也就是磁極對數,是成對出現的,極就是磁極的意思,這些繞組當通過電流時會產生磁場,相應的就會有磁極。預加 ——因滾珠絲杠螺母預加再載荷引起的附加摩擦轉矩N. m ——滾珠絲杠軸承的摩擦轉矩N. m i ——傳動比 計算得 T = (2) 慣量匹配 電動機軸慣量 J =m= 滾珠絲杠的慣量 J==聯軸節(jié)的慣量(查表得) J= 負載慣量 J= J+ J+ J= 所以電動機的慣量 J應 J J 4 J 20 J 90所以我根據上面計算的結果我決定主電機采用西門子 a c6/8000i電機其電機參數。60/60000KW=5KW P= Pc/ηK=5/( )KW =主軸電機的主參數計算: (1)最大切削力負載轉矩 T=i 式中 ——絲杠上的最大軸向負載N ——絲杠導程m。功率應按在各種加工情況下經常遇到的最大切削力和最大切削轉速來計算,設即最大切削速度為500(),最大切削力 = 及 =PηK式中 P——電動機功率; ——切削功率; η——主傳動系統(tǒng)總效率,查機床說明書,~,η=。與模擬式相比,數字式伺服加速特性近似直線,時間短,且可提高主軸定位控制時系統(tǒng)的剛性和精度,操作方便,是機床主軸驅動采用的主要形式。其中,正弦電流的幅值可分解為給定或可調的勵磁電流與等效轉子力矩電流的矢量和;正弦電流的頻率可分解為轉子轉速與轉差之和,以實現矢量化控制。機床進給伺服機構由NC系統(tǒng)控制,它包括電源模塊、NCU模塊、驅動模塊及伺服電機。由于齒輪機床的特殊性,還擴充了若干功能。圖41 主軸自動松刀裝配圖 圖42此次設計的拉刀裝置的動力系統(tǒng)采用液壓回路提供動力設計的液壓回路圖為下圖43:圖43增壓回路第5章 電氣部分設計本機床采用德國SIEMENS的SINUMERK 802D數控系統(tǒng)。當增壓氣缸接到準備取走主軸錐孔內的刀具信號時,增壓氣缸活塞推桿便向下運動,克服碟形彈簧反作用力,把拉桿向下推,卡爪末端從~27mm圓柱孔經過內錐孔進入開放的~35mm圓柱孔內,此時6片卡爪由于彈簧的作用向外擴張,就能把刀具從主軸上取走。 拉刀裝置的工作原理該拉刀裝置的工作原理如圖1所示,當刀具由人工送到7:24主軸錐孔后,刀柄后部的拉釘便被送入到主軸中心的拉桿的前端,當增壓氣缸接收到刀具已被放入主軸錐孔的信號時,增壓氣缸活塞推桿便向上運動,拉桿在碟形彈簧(在松刀時已被壓縮處于儲能狀態(tài))能量釋放反作用力下,也跟著向上運動,拉桿前端的卡爪(卡爪在圓周方向等分割成6片)由于受到卡爪彈簧的緊箍力作用,而與拉桿緊緊相連,因此彈簧卡爪也跟著向上運動,卡爪末端從~35mm開放的圓柱孔經過錐孔進入~27mm的主軸圓柱孔,6片卡爪在~27mm的主軸圓柱孔中縮小了直徑,從而抱住拉釘,同時把拉釘向上拉。實現自動拉馬的具體機構是由一組碟形彈簧配以一液壓裝置組成的。為實現刀具在主軸上的自動裝卸,主軸上必須帶有刀具的自動卡緊機構,通常刀桿都是采用7:24的大錐柄和主軸錐孔配合定心,從而保證刀具回轉中心每次裝卡后與主軸回轉中心都同軸,而且大錐度的錐柄不僅有利于定心,也為松卡帶來方便。夾緊狀態(tài)時,蝶形彈簧通過拉桿及夾頭,拉住刀柄的尾部,使刀具錐柄和主軸錐孔緊密配合;松刀時,通過氣缸活塞推動拉桿,壓縮蝶形彈簧,使夾頭松開,夾頭與刀柄上的拉釘脫離,即可拔出刀具,進行新、舊刀具的交換,新刀裝入后,氣缸活塞后移,新刀具又被蝶形彈簧拉緊。 方案選擇:根據所改造成數控機床的使用要求和結構特點,本方案選擇電氣無級變速。優(yōu)點:傳遞功率大,變速范圍大,傳動比準確,工作可靠。缺點:機械式和液壓式無級變速結構較復雜;電氣式成本較高。無級變速:指在一定速度(或轉速)范圍內能連續(xù)、任意地變速。傳動帶接觸圓的長度為:傳動比 即:或D1:D2我們設計的傳動比為:低速區(qū)為28733r/min,高速區(qū)為7333150r/min,低速時傳動比為1:;高速時傳動比為1:。一般V帶型號的截面尺寸和其所能傳遞的功率大小有關,傳遞的功率越大,選用的截面尺寸也越大。V帶根據截面尺寸由小到大的順序排列,共有Y、Z、A、B、C、D、E七種。包布層耐磨,起保護作用。一般采用簾布結構,在載荷不大、小直徑或轉速較高時采用線繩結構。176。缺點是:外部尺寸大,作用在軸和軸承上的力也較大,此外V帶和平帶傳動還有彈性滑動,不能保持恒定的傳動比。這樣,就帶動從動輪2旋轉了,但一定條件下,摩擦力有一定的限度,若工作阻力超過極限值、帶就在輪面上打滑,傳動不能正常工作。帶傳動不工作時,帶兩邊的拉力相等,均為F0;工作時主動帶1轉動,帶與帶輪面間的摩擦力使其一邊拉力加大到F1稱為緊邊拉力,另一邊拉力減小到F2,稱為松邊拉力。傳動帶 傳動帶是以帶作為中間撓性件,靠帶與帶輪間的摩擦力傳遞運動和動力。主軸材料的選擇主要根據剛度、載荷特點、耐磨性和熱處理變形大小等因素確定。但是孔徑的大小受主軸剛度的制約。(2)主軸內孔直徑 主軸內徑是用來通過刀具夾緊裝置固定刀具的。前、后軸頸的差值越小則主軸的剛度越高,工藝性能也越好。主軸的主要尺寸參數包括:主軸直徑、內孔直徑、懸伸長度和支承跨距。主軸端面裝有定向鍵,既可傳遞切削的轉矩,又可用于刀具的周向定位。 主軸箱的設計:為了提高主軸的剛度和便于安裝,將主軸設計成階梯圓柱形,
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