【正文】 5L32T14T26T3NONCA1NONCA21L13L25L32T14T26T3NONCA1NONCA21L13L25L3KM1KM2KM3KM4KM5KM6KM7KM8KM9RC6RC1RC2RC3RC4RC5RC7RC81L13L25L3OFFONQF20XT1QF11QF12QF13QF142T14T26T3AACBDh1BCDh1 h1h2h6h5h4h2 h2h3h3h4h5h6h7 圖 31 下電盤(pán)分層結(jié)構(gòu) 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 下電盤(pán)的分層結(jié)構(gòu)是出于接線習(xí)慣和參考電器標(biāo)準(zhǔn)要求而設(shè)計(jì)的。 上圖 31 是下電盤(pán)具體的分層結(jié)構(gòu)布局：為方便接線，將第一層稱 A，第二層稱 B、 C，第三層稱 D。通過(guò)計(jì)算，下電盤(pán)長(zhǎng) 1150mm，寬 700mm,其中線槽的邊界到電盤(pán)的邊界距離為 5mm。 備用插座處理空間 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 第 3 章 下電盤(pán)電氣裝調(diào)工藝 下電盤(pán)電器布局設(shè)計(jì) 下電盤(pán)主要安裝空氣開(kāi)關(guān)、繼電器模塊、接觸器、滅弧器、分線器、端子等等。對(duì)安裝要求的環(huán)境以及安裝中所要注意的地方都一一給予說(shuō)明。為它預(yù)留的空間如 下 圖中的（ C）。同時(shí)還應(yīng)在單元前部和頂部留出足夠的空間以便在必要時(shí)方便地更換電路板和風(fēng)扇。 控制單元的安裝 控制單元包括一個(gè)塑料外殼，風(fēng)扇，和 PCB 底板。磁場(chǎng)強(qiáng)度不是一成不變的，它通常會(huì)因?yàn)槎鄠€(gè)電磁元件的相互作用而增強(qiáng)，為此，簡(jiǎn)單地靠保持電磁元件和顯示器之間300mm 的距離有可能消除不了顯示屏幕的影響。為了防止這種情況的發(fā)生，一般要將電磁元件和顯示器之間保持至少 300mm 的距離。必須仔細(xì)考慮電磁輻射元件的安裝。單元在電氣柜內(nèi)部的安裝和排列必須考慮檢查和維修的方便。噪聲必須降低 ，由于機(jī)床和 CNC 單元的尺寸在減小，在電柜內(nèi)，產(chǎn)生噪聲的元件就有可能安裝在對(duì)噪聲比較敏感的元 件旁邊。這可能引起單元的絕緣效果惡化。必須在電纜口以及電氣柜的門(mén)上使用密封材料，以保證電柜的密封。風(fēng)扇需作調(diào)整以保證空氣以 。 C。電氣柜的設(shè)計(jì)必須符合如下條件：電氣柜必須是全封閉的，必須有效的防治灰塵、冷卻液、和有機(jī)溶液的進(jìn)入，還必須考慮伺服放大器和伺服變壓器的安裝：在空氣入口處使用空氣過(guò)濾器；將換氣扇安裝在空氣不能直接吹到單元的地方；控制氣流以保證灰塵和冷卻液不能進(jìn)入空氣入口。下電盤(pán)主要安裝繼電器模塊、分線器、空氣開(kāi)關(guān)、接觸器、滅弧器、電源總開(kāi)關(guān)、接線端子排、熔斷器、單級(jí)空氣開(kāi)關(guān)等。 電氣柜內(nèi)裝上兩塊電氣控制板，上面一塊稱為上電氣控制板，簡(jiǎn)稱上電盤(pán)（下文統(tǒng)一用該術(shù)語(yǔ)），下面一塊稱為下電氣控制板，簡(jiǎn)稱下電盤(pán)（下文統(tǒng)一用該術(shù)語(yǔ)）。然后要考慮到 CNC 控制單元的電源容量。系統(tǒng)要正常工作必須提供直流 24V 電源，這個(gè)電源是通過(guò)上電盤(pán)的開(kāi)關(guān)電源 接入到系統(tǒng)控 圖 26 VM1204H 電氣系統(tǒng)與外部設(shè)備的基本電纜連接 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 制單元的 CP1 接口。 系統(tǒng)和操作面板上的軟鍵的連接電纜是通過(guò)系統(tǒng)背面的 CN2 接口。系統(tǒng)和 上電盤(pán)的雙 軸、單軸 伺服放大器是通過(guò)光纖 COP10A、 COP10B 電纜進(jìn)行通信，系統(tǒng)通過(guò) JA7A、JA7B 電纜和 上電盤(pán)的 主軸 伺服放大器 進(jìn)行通信。主軸模塊和伺服放大器模塊也是通過(guò)電纜對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，同時(shí)電機(jī)要有反饋信息給伺服放大器。 圖 24 變壓器接線圖 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 VM1204H 電氣 系統(tǒng)與外部設(shè)備的基本電纜連接如下： 伺服放大器 機(jī)床操作臺(tái) 手脈 主軸電機(jī) 伺服電機(jī) 系統(tǒng)與伺服放大器之間電源模塊之間通過(guò)電纜連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換， 系統(tǒng)給電源模塊與伺服放大器指令同時(shí)伺服模塊也要有反饋信息給系統(tǒng)。 所以這里 主要考慮系統(tǒng)和上電盤(pán)、下電盤(pán) 以及外部設(shè)備之間的電路連接關(guān)系。 VM1204H 控制的對(duì)象有主軸電機(jī)、伺服電機(jī)、 ATC 電機(jī)、刀庫(kù)電機(jī) 、冷卻電機(jī)、沖屑電機(jī)、排屑電機(jī)、中心出水電機(jī)、提升泵、潤(rùn)滑泵、電器柜空調(diào)等。 因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源要求的輸入端是 AC220V電源，所以在設(shè)計(jì)電氣原理圖時(shí)要設(shè)計(jì)用一個(gè)變壓器 提供給開(kāi)關(guān)電源 AC220V電源。最后接 通伺服主回路電源（ 3 相 200V）。圖 25 是開(kāi)關(guān)電源的接線圖。 OIMATE 控制要求 FANUC 0Imate 控制系統(tǒng) 與其外部設(shè)備 要求的控制電源 AC200V電源、直流24V 電源 ，所以要求在電氣設(shè)計(jì)時(shí)要加一個(gè) AC200V 變壓器和開(kāi)關(guān)電源。 Z軸伺服電機(jī)有三個(gè)接口，一個(gè)是電機(jī)電源線接口，這個(gè)接口接單軸伺服模塊的 TB2 接口，另一個(gè)接口是 Z 軸電機(jī)編碼器反饋接口，這個(gè)接口接單軸伺服模塊的 JF1 接口，還有一個(gè)是 Z軸抱閘線，這個(gè)接口出來(lái)的線接下電盤(pán)的端子排上 5號(hào)和 2 號(hào)端子。 X軸伺服電機(jī)有兩個(gè) 接口， 一個(gè)是電 機(jī)電源線 接口， 這個(gè)接口 接雙軸伺 服模塊的 TB2 接口，另一個(gè)接口是 X 軸電機(jī)編 碼器反饋接口，這個(gè)接口接雙軸伺服模塊的 JF1 接口。 主軸電機(jī)有三個(gè)接口，一個(gè)接口是從主軸伺 服 TB2 模塊接出來(lái)的電源接口、一個(gè)是主軸編碼 器反饋接口、還有一個(gè)是主軸風(fēng)扇電源接口，風(fēng) 扇電源是從 QF10 下接線端接出來(lái)的。最后還提到論文所用到的軟件和常用工具。 本章小結(jié) 本章主要對(duì)課題進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹和說(shuō)明，也對(duì)課題的背景、性質(zhì)、范圍以及重要性進(jìn)行了描述。 工具及軟件 在論文設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)接線進(jìn)行繪圖時(shí)，要熟練應(yīng)用 AUTO CAD 軟件和 WORD文檔軟件。 VM1204H下電氣控制電路板（下電盤(pán)）分為三個(gè)層次，第一層是由繼電器模塊和分線器、還有四個(gè)空 氣開(kāi)關(guān)組成，第二層是由四個(gè)空氣開(kāi)關(guān)和九個(gè)接觸器、八個(gè)滅弧器、一個(gè)電源總開(kāi)關(guān)組成，第三層是由端子排、四個(gè)熔斷器、四個(gè)單觸點(diǎn)空氣開(kāi)關(guān)組J D 1 BJ A 3C B 1 0 4I / O 單元C B 1 0 5C B 1 0 6C B 1 0 7C P 1321 + 2 4 V0VI / O 單元【1 】C X 3【3 】【1 】C X 1 A【3 】【2 】【2 】C X 4【3 】T B 2L1 L2 L3 PE【P 】【N 】T B 1C X A 2 AP S M 2 6 I電源模塊【P 】【N 】T B 1T B 2U V W PEC X A 2 BC X A 2 AJ A 7 BJ Y A 2【P 】【N 】T B 1S P M 1 1 IJ Y A 3主軸模塊【P 】【N 】T B 1C X A 2 AS V M 2 8 0 / 8 0 I【P 】【N 】T B 1T B 2UL VL WL GL UM VM WM GMC X A 2 BC O P 1 0 B C O P 1 0 AJ F 2J F 1雙軸伺服模塊【P 】【N 】T B 1C X A 2 BS V M 2 8 0 / 8 0 iC O P 1 0 BJ F 1UL VL WL GLT B 2單軸伺服模塊KA1KA2KA3KA4KA5KA6KA7KA8KA9KA10KA11KA12KA13KA14KA15KA16KA17KA181 L 12 T 11 L 12 T 11 L 12 T 11 L 12 T 11 L 1 3 L 2 5 L 32 T 1 4 T 2 6 T 3O F F ON11 121 L 1 3 L 2 5 L 32 T 1 4 T 2 6 T 3O F F ON11 121 L 1 3 L 2 5 L 32 T 1 4 T 2 6 T 3O F F ON11 121 L 1 3 L 2 5 L 32 T 1 4 T 2 6 T 3O F F ON11 12L N G N D V V +V +V線槽線槽線槽線槽線槽F X 1F X 2Q F 1 Q F 2 Q F 3 Q F 41 L 1 3 L 2 5 L 32 T 1 4 T 2 6 T 3O F F ON11 121 L 1 3 L 2 5 L 32 T 1 4 T 2 6 T 3O F F ON11 121 L 1 3 L 2 5 L 32 T 1 4 T 2 6 T 3O F F ON11 121 L 1 3 L 2 5 L 32 T 1 4 T 2 6 T 3O F F ON11 12Q F 5 Q F 6 Q F 7Q F 1 02 T 1 4 T 2 6 T 3NO NC A1NO NC A21 L 1 3 L 2 5 L 3 1 L 1 3 L 2 5 L 32 T 1 4 T 2 6 T 3NO NC A1NO NC A22 T 1 4 T 2 6 T 3NO NC A1NO NC A21 L 1 3 L 2 5 L 32 T 1 4 T 2 6 T 3NO NC A1NO NC A21 L 1 3 L 2 5 L 32 T 1 4 T 2 6 T 3NO NC A1NO NC A21 L 1 3 L 2 5 L 3 1 L 1 3 L 2 5 L 32 T 1 4 T 2 6 T 3NO NC A1NO NC A22 T 1 4 T 2 6 T 3NO NC A1NO NC A21 L 1 3 L 2 5 L 32 T 1 4 T 2 6 T 3NO NC A1NO NC A21 L 1 3 L 2 5 L 32 T 1 4 T 2 6 T 3NO NC A1NO NC A21 L 1 3 L 2 5 L 3K M 1 K M 2 K M 3 K M 4 K M 5 K M 6 K M 7 K M 8 K M 9R C 6R C 1 R C 2 R C 3 R C 4R C 5 R C 7 R C 81 L 1 3 L 2 5 L 3O F F ONQ F 2 0X T 1Q F 1 1 Q F 1 2 Q F 1 3Q F 1 4開(kāi)關(guān)電源2 T 1 4 T 2 6 T 3 圖 13 電盤(pán)布局 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 圖 14 斜口鉗 成。對(duì)下電氣控制電路板（下電盤(pán)）的空氣開(kāi)關(guān)部分、繼電器模塊部分、接觸器部分、端子排部分、分線器接口部分等進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，并在工序卡中繪制具體的接線圖。主要對(duì)基本的電氣控制板（電盤(pán)）電路的連接進(jìn)行詳細(xì)說(shuō) 明。工序卡要把電盤(pán)的整個(gè)接線反映出來(lái)，而且要考慮一個(gè)電盤(pán)要多少道工序，出于施工人員和整個(gè)時(shí)間成本考慮， VM 1204H 工序可以分成 20道工序，這樣流水線生產(chǎn)就需要 20 個(gè)施工人員。根據(jù)電氣原理圖和布局圖還 要制作一套 上電盤(pán) 工序卡 和上電盤(pán)工藝過(guò)程卡 ， 下電盤(pán)工序卡和下電盤(pán)工藝過(guò)程卡。 電氣原理圖設(shè)計(jì)完成以后， 要設(shè)計(jì)電氣控制板 ，這里又叫電盤(pán)。然后再根據(jù)機(jī)床的控制項(xiàng)目進(jìn)行電路設(shè)計(jì)， VM1204H 控制的項(xiàng)目有主軸電機(jī)、三個(gè)伺服電機(jī)、一個(gè) ATC電機(jī)、一個(gè)刀庫(kù)電機(jī)、一個(gè) 冷卻電機(jī)、一個(gè) 沖屑電機(jī)、一個(gè)排屑電機(jī)、一個(gè)中心出水電機(jī)、一個(gè)提升泵、一個(gè)潤(rùn)滑泵、一個(gè)電器柜空調(diào)等。 實(shí)施思路 本篇論文 首先根據(jù)系統(tǒng)的供電要求進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，比如 FANUC 要求 AC200V供電電源，所以要用變壓器提供 AC200V 電源。 預(yù)期成果 本文將研制 上電盤(pán) 工序卡一份 、下電盤(pán)工序卡一份 、 （ 工序卡格式見(jiàn)圖 11） 紐威數(shù)控裝備有限公司 工序號(hào)： PRO.NO: 工序名稱： : 主管審定 Issued by 機(jī)床 名稱 Part name VM1204H立式加工中心 電氣 圖號(hào) Part no: 接線簡(jiǎn)圖 工步號(hào)： 1 共 頁(yè) 第 頁(yè) 工步號(hào)： 2 ………… 圖 11 工序卡 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 根