数控技术毕业设计-1.2万字CK516数控化车床的电气控制电路设计.docx

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1、目录引言1第一章绪论21.1 数控系统发展简史及趋势31.2 计算机数控的发展4数控未来发展的趋势41.4机床数控化改造的必要性5141微观看改造的必要性51.4.2宏观看改造的必要性515机床与生产线数控化改造的市场6151国内机床数控化改造的市场6152进口设备和生产线的数控化改造市场616数控化改造的内容及优缺点6161国外改造业的兴起6162.数控化改造的内容7163数控化改造的优缺点7第二章数控机床电气控制系统综述82.1典型数控机床电气控制系统822数控机床运动坐标的电气控制9第三章CK516车床数控系统选用及连接103数控系统选用103.1.1系统的运动方式与伺服系统103.L2

2、微机系统103.2FANUCOi系统的连接11第四章CK516数控车床的电气部分设计124.1 CK516数控车床的电气控制要求124.2 CK516数控车床的电气控制方案设计13421交流伺服电机的确定13422变频器的确定13423控制变压器的确定14424电气系统框图设计14425强电主回路的设计144.2.6 机床控制电源的设计16427伺服驱动系统控制设计16428交流控制回路的设计18429主轴润滑系统的控制设计184.2.10 刀台的自动控制设计194214交流控制回路的辅助回路设计20结论21致谢22参考文献23引言2。世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及

3、控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从1952年美国第1台数控铳床问世至今已经历了5。个年头。数控设备包括：车、钱、加工中心、锋、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族。由于市场竞争日趋激烈，产品更新极为迅速。随着汽车工业以及轻工消费品生产的高速增长，中小批量零件的生产及复杂零件越来越多，精度要求也越来越高，这就要求加工设备具有很高的效率和加工精度。而传统的普通机床已远远不能满足现代生产的需要。而以数控机床为代表的数控设备的生产与应用水平反映了一个国家的机械与电子水平。它的推广应用对于提高劳动生产率和产品质量，改变我国制造技术落后的状况起着极

4、为重要的作用。数控系统技术的突飞猛进为数控机床的技术进步提供了条件。为了满足市场的需要，达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求，当前，世界数控技术及其装备的发展主要体现为以下几方面技术特征：1、高速、高效机床向高速化方向发展，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。2、高精度从精密加工发展到超精密加工，是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级(wr*)v220A220B24V 6A图8机床控制电源图图8为机床的控制电源线路，图中变压器TC2原边接三相AC380V

5、,副边三组绕组分别提供AC220V、AC24V、ACIlOV电压，AC220V给开关电源供电，AC24V给工作灯供电，ACIloV给电柜风扇供电，断路器QF6QF10用来对线路进行过载及短路保护C4.2.7伺服驱动系统控制设计。艮OS。工022OAC22。R屏蔽层X2XttQKj2KSV-IID250僦。也0X2.5rgt-aif449脩3eta2复位1公共端PHOPEWI2220A-yi220B必施量岸林、,8724VM24V地本使能4减电施牍蔽层X2FANTlCPlP14P2P15XCP+XCP-XDIRXDIR-12220AvOlO220B、9舔曜烽林We910UVVOHlOlQPEX轴

6、伺眼电机X，码盘y图9伺服驱动器的连接图J5伺服驱动系统信号接口PI3P1224V地24”脓冲脉冲方司+方向-SRV-ONCOM-COM+P3P4P5P6P29P41P7PaZliC交流伺服电动WUlK动器（X轴）IV驱动插座（CNSlG）a3ope121016122411T1、,6、,5，4V0H10H2PE24V24V葩他能减电应Z地编码豁910然保妒Z轴伺服电机彳P5P18P6P19ZCP+ZCP-ZDIR+ZR-图10伺服驱动系统的控制图图10为伺服驱动系统控制图，其中P5、P6是数控系统发出的伺服电机正反转控制指令,驱动器主电路输出三相交流电（端子A、B、Z）给伺服电动机供电。A、B

7、、Z提供来自分配器的编码器信号的差分输出。FG为内部连接到地端子。驱动器输出DC5V为编码器电源。4.2.8交流控制回路的设计Bai御文库图U交流控制回路图11为交流接触器的控制回路，在交流接触器的控制回路中，交流接触器KM3线圈和KM4一对常闭辅助触点串接，从而实现刀架电动机正反向接触器间的互锁控制;交流接触器KM3线圈用来控制KM3的主触点吸合。继电器KA4-KA7触点由可编程控制器或数控装置I/O接口控制，用来控制交流接触器KM1-KM5的线圈得电或断电。4.2.9主轴润滑系统的控制设计R8 HL8K12D12COMTIIUFU12QF12KM12KA12KM12图12主轴润滑系统电气原

8、理图图12为主轴的润滑系统电气原理图，按下SB12,润滑电动机运动启动，当常开触点SL12闭合时，润滑油不足报警；SP12闭合时，润滑油路压力不正常报警；常闭触点QF12断开时，润滑电动机过载报警。二极管HL8为润滑故障报4.2.10刀台的自动控制设计Tl SQlT2 SQ2T3 SQ3T4 SQ4T5 SQ5T6 SQ6SBlTlT2+24VCNCP L CKA6K5R3()+24VC()MC()MHl 3()D5KM4D6图13刀台控制电气原理图(1)图13为刀台的自动控制及自动换刀电气原理图，其中Tl、T2、T3、T4、T5、T6为刀架位置码，图下方的Tl、T2为零件程序的正转和反转，S

9、BI为手动换刀键，HL30为换刀故障报警的发光二极管，KM3、KM4分别为刀架正转和反转的控制接触器。(2)刀台控制原理分析启动刀架前，首先选择刀号，然后按刀架启动按钮。刀号选择端子和刀架启动按钮分别同PLC中的对应端子相连，其输入状态经PLC按一定逻辑运算后，在PLC输出端子输出正转或反转信号，经中间继电器KA3或KA4使KM3或KM4通电，刀架实现正转或反转。刀架转动过程中，压限位开关经由PLC输入端子输入到PLC内部，经逻辑运算后如未确定所选刀号，则对应的正反转端子上的信号消失，KA3或KA4失电，KM3或KM4也失电，刀架电动机停止运转。4.2.11交流控制回路的辅助回路设计排屑液压排

10、屑电液压冲屑启动冷却启动电机电机机启动启动电磁铁电磁铁图14交流控制回路的辅助回路a伺服变压热交CNC控CNC控制单元电Z轴昭明灯润滑器电源换器制单元源ON/OFF电路抱闸N刀内电机图15交流控制回路的辅助回路b图14,图15为交流控制回路的辅助回路设计，包括排屑、照明、抱闸和冷却回路。结论在对普通车床进行数控化改造进行的设计中，本人负责CK516数控化车床的电气控制电路设计部分的设计计算，同组的其他两位同学分别负责电器选型和PLC编程的设计和计算。本次设计所涉及的内容主要有：(1)普通车床的数控化改造，在改造设计时，对总体改造方案进行了优化选择，即机械改造与电气改造相结合，先易后难、先局部后

11、全局。(2)对数控化改造的硬件系统电路进行设计时，其系统大量采用模块化结构，不仅缩短了设计周期，而且大大降低了成本！同时也提高了自动化程度！(3)在对电动机、变频器及其它电器元器件进行选择时，以经济实用为基本原则，参照市场上各厂商的产品型号与数控系统的连接配套情况。(4)在对电气控制进行设计时，分别对主回路、控制电源、进给伺服系统控制、交流控制回路、主轴润滑控制系统、刀台控制系统、交流控制辅助回路进行了设计，并对其工作原理进行了说明C参考文献01张柱良主编数控原理与数控机床.化学工业出版社，200302余英良主编机床数控改造设计与实例.机械工业出版社,199803(4林其骏主褊械床数控系统M.北京：中三科阜技Jtt出版社，1991林其骏主编机床数控系统.中国科学技术出版社，199104陶晓杰主编伺服电机用于车床进给系统.制造业自动化22期,200005李诚人主编现代机电控制系统.西北工业大学出版社，199506王永辛主编机床的数字控制技术.哈工大出版社，19950刀罗永顺主编机床数控化改造技术.机械工业出版社，20000