畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)機(jī)械制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：BM850T 立式加工中心電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容：數(shù)控系統(tǒng)選擇 Siumerik 808D銑削版。進(jìn)行立式加工中心強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，PLC 部分的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選型和電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要技術(shù)參數(shù)：主軸電機(jī)功率 7.5KW，主軸最高轉(zhuǎn)速6000r/min，進(jìn)給部分功率 6.0KW，冷卻功率 0.4KW，排屑電動(dòng)機(jī)功率 0.4KW，電源總?cè)萘?18KVA。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專題部分：（1）數(shù)控系統(tǒng)選型：選擇 Siumerik 808D 銑削版。 （2）立式加工中心強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)：電源分配電路，直流和交流控制電路，伺服電源電路。 （3）PLC 部分的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：I/O 地址分配，I/O 電路設(shè)計(jì)，電氣元件選擇。（4）伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)的選擇,與 CNC系統(tǒng)的電氣連接電路設(shè)計(jì)。 （5）電氣線路的連接與調(diào)試，常見(jiàn)連接故障處理。起止時(shí)間：2016.2.29~2016.6.17指導(dǎo)教師： 簽字 2016 年 6 月 3 日 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目： BM850T 立式加工中心電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)械制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師: 論文提交時(shí)間：年 5 月 28 日論文答辯時(shí)間：年 6 月 8 日摘要數(shù)控技術(shù)發(fā)展飛速的今天，數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，數(shù)控機(jī)床是數(shù)控制造業(yè)的核心，隨著國(guó)際國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，機(jī)床工業(yè)也有了飛躍的發(fā)展：體現(xiàn)在新技術(shù)的廣泛應(yīng)用和企業(yè)效益的明顯改善。目前機(jī)床行業(yè)的消費(fèi)主流是數(shù)控機(jī)床。從國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)數(shù)控機(jī)床的需求來(lái)看，以后數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)具有以下特征：一是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床是以后的主流產(chǎn)品。二采用新技術(shù)，降低成本，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性是企業(yè)生存的關(guān)鍵。本文主要介紹了對(duì)數(shù)控銑床的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程。立式加工數(shù)控銑削版，對(duì)其電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)是尤為重要的，其內(nèi)容包括進(jìn)行立式加工中心強(qiáng)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，PLC 部分的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選型和電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)給出了整個(gè)數(shù)字電氣控制系統(tǒng)的電路圖繪制，重點(diǎn)部分模塊化，較詳細(xì)地介紹了各個(gè)部分的功能及用途。分為 808D 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，電源分配電路，直流和交流控制電路，伺服電源電路，急?？刂齐娐罚ぜ彰麟娐吩O(shè)計(jì)，電氣元件選擇，伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)的選擇,電氣線路的連接與調(diào)試，常見(jiàn)連接故障處理。通過(guò)本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)可以基本上掌握立式加工數(shù)控銑床的電氣原理，以及基本的電氣常識(shí)，使讀者無(wú)論是從整體上還是各個(gè)模塊中都能夠了解到數(shù)控銑床相關(guān)的一系列電氣知識(shí)。關(guān)鍵詞： 數(shù)控系統(tǒng)； 數(shù)控銑床； 主電路； 控制電路； PLC 控制；電氣原理圖AbstractNumerical control technology rapid development today, the numerical control technology play more and more important role in modern manufactuiring, numerical control machine tool is the core of the numerical control manufacturing, with the rapid development of international and domestic economy, the machine tool industry has a leap in the development, reflected in the wide application of new technology and enterprise efficiency improved significantly. The machine tool industry mainstream consumption is no machine tools. From domestic and international market demand for CNC machine tools, CNC machine after the market has the following characteristics: one is the economical no machine tool is the mainstream products later. 2 adopt new technology, reduce costs, improve product, stability is the key of enterprise survival. This article mainly introduced the process of CNC milling machine electrical system design.Vertical no milling machining, the electrical system design is particularly important, its content includes system design, vertical machining center part of PLC electrical control system design, selection of servo drive system and electric control system design. This design gives the whole circuit diagram drawing of digital electrical control system, the key part of modular, introduces in detail the function and usuage of the parts. Is divided into 808 d numerical control system design, power distribution circuit, do and at control circuit, servo power circuit, stop control circuit, and artifacts ligheing circuit design, electrical components selection, the choice of servo driver, servo motor, electrical wiring connection and debugging, fault handling common connection. Through this design manual can basically grasp the vertical processing electrical principle of CNC milling machine, as well as the basic electrical sense, make readers both as a whole and each module can be realized in the CNC milling machine, a series of electrical knowledge.Key words: CNC system; CNC milling machine; Main circuit; Control circuit; PLC control; Electrical schematic diagram目 錄第一章 緒論…………………………………………… 11.1 引言 ……………………………………………… 11.2 數(shù)控機(jī)床概述 …………………………………… 11.3 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) …………………………… 41.4 SINUMERIK 808D ………………………………… 4第二章 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理…………………………… 52.1 數(shù)控系統(tǒng)的供電 ………………………………… 52.2 伺服控制系統(tǒng)電氣控制線路設(shè)計(jì) ……………… 52.3 主軸控制系統(tǒng)電氣控制線路設(shè)計(jì) ……………… 62.3.1 單極性主軸 ………………………………… 62.3.2 雙極性主軸 ………………………………… 62.4 其他輔助功能的電氣控制線路設(shè)計(jì) …………… 6第三章 SINUMERIK 808D 組成及電路……………… 83.1 三相電源引入 …………………………………… 83.3 排屑系統(tǒng)控制 …………………………………… 103.3 斗笠式刀庫(kù)控制 ………………………………… 113.4 機(jī)床照明溫度控制 ……………………………… 143.5 潤(rùn)滑控制 ………………………………………… 153.6 主軸驅(qū)動(dòng) ………………………………………… 173.7 伺服系統(tǒng)軸驅(qū)動(dòng)控制 …………………………… 183.8 行程開(kāi)關(guān) ………………………………………… 183.9 808D 數(shù)控系統(tǒng) ………………………………… 20第四章 電氣數(shù)控系統(tǒng)主軸驅(qū)動(dòng)……………………… 214.1 機(jī)構(gòu)方式以及選型 ……………………………… 214.1.1 電動(dòng)機(jī) ……………………………………… 214.1.2 電動(dòng)機(jī)玄星條件 …………………………… 214.1.3 電動(dòng)機(jī)選型 ………………………………… 224.2 變頻器電動(dòng)機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)裝置 …………………… 224.2.1 設(shè)備的選型方法 …………………………… 224.2.2 變頻器主軸伺服驅(qū)動(dòng)電路 ………………… 23第五章 系統(tǒng)各部分元器件選型……………………… 245.1 低壓電器選擇及遵從的原則 …………………… 245.2 斷路器選擇標(biāo)準(zhǔn) ………………………………… 245.3 自動(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇——保護(hù)裝置 ………………… 255.4 接觸器的選擇 …………………………………… 255.5 熱繼電器的選擇 ………………………………… 255.6 中間繼電器的選擇 ……………………………… 26結(jié)論………………………………………………………… 27參考文獻(xiàn)…………………………………………………… 28致謝………………………………………………………… 29沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論1第一章 緒論1.1 引言隨著科學(xué)技術(shù)和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)際化競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，工業(yè)產(chǎn)品和制造產(chǎn)品更新越來(lái)越迅速，中、小型工廠批量的生產(chǎn)也越來(lái)越多。在機(jī)械、軍工、航空工業(yè)，其生產(chǎn)的零件幾乎占產(chǎn)品數(shù)量 75%－80%，而且零件外部結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜，精度要求也越來(lái)越高標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的機(jī)床設(shè)備己不能滿足需求，硬性加工相對(duì)于柔性加工的劣勢(shì)更加明顯，相關(guān)裝備的數(shù)控技術(shù)需求也日益加大。數(shù)控技術(shù)是對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的數(shù)字信息技術(shù)，數(shù)控裝備是對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的，以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)機(jī)電一體化產(chǎn)品，即為所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：（1）機(jī)械加工制造工藝；（2）信息加工處理及傳輸技術(shù)；（3）機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)；（4）伺服驅(qū)動(dòng)；（5）各種安全技術(shù)操控傳感器；（6）計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)等。1.2 數(shù)控機(jī)床概述數(shù)字控制(Numerical Control 縮寫(xiě)為 NC)簡(jiǎn)稱為數(shù)控，是指一臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備用數(shù)字指令來(lái)控制的動(dòng)作。它所控制對(duì)象有以下幾類(lèi)：1、順序的程序控制動(dòng)作。2、輔助功能控制。如：主軸、坐標(biāo)進(jìn)給速度、更換刀具、開(kāi)閉冷卻液等。3、決定有關(guān)部件位移量和相對(duì)位置關(guān)系的坐標(biāo)控制。沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論2通過(guò)多年機(jī)床的控制經(jīng)驗(yàn)與數(shù)字技術(shù)的密切結(jié)合使數(shù)控技術(shù)發(fā)展起來(lái)，采用數(shù)字控制裝置的機(jī)床實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和高效率加工，于是數(shù)字控制機(jī)床統(tǒng)稱為數(shù)控機(jī)床。在加工合理化及高效率方面，數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比具有許多優(yōu)勢(shì)。數(shù)控加工作為機(jī)械加工多品種，小批量生產(chǎn)的一種自動(dòng)化手段。其中突出的加工速度快、自動(dòng)化程度高是數(shù)控機(jī)床的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。數(shù)控加工也能保持加工條件不變，而使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。由于加工所的條件(吃刀深度、進(jìn)給量、主軸轉(zhuǎn)速、刀具等)都己事先由指令規(guī)定，所以無(wú)論由誰(shuí)操作都能得到同一加工質(zhì)量。數(shù)控加工極大地提高外形復(fù)雜零件的加工效率和加工精度。通過(guò)數(shù)控加工的零件，由于提高了工件與基準(zhǔn)面相關(guān)尺寸的加工精度，有可能大大提高零件裝配的互換性，而提高裝配質(zhì)量和效率。由于加工時(shí)間固定，有利于管理，更進(jìn)一步促使加工定量化，以達(dá)到生產(chǎn)管理的合理化、標(biāo)準(zhǔn)化。這為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理生產(chǎn)乃至建立計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)都打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于操作技術(shù)被數(shù)據(jù)化后，熟練工人就可以減少?？梢源蠓葴p少人為的操作失誤，而降低廢次品率?？梢圆婚g斷地連續(xù)加工，從而縮短了加工周期.由于工夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，減少了工夾具的需用量。正是由于數(shù)控機(jī)床的這些特點(diǎn)，從本世紀(jì)五十年代以來(lái)，隨著電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制以及精密機(jī)械與測(cè)試技術(shù)的不斷提高和發(fā)展，數(shù)控機(jī)床也在迅速發(fā)展和演變。世界上的第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床是由美國(guó)在五十年代開(kāi)發(fā)研制的，使用電子管元件，體積龐大。到六十年代，由于半導(dǎo)體晶體管的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，數(shù)控系統(tǒng)的可靠性提高、價(jià)格下降。七十年代隨著中小規(guī)模集成電路的應(yīng)用并伴隨著紙帶傳輸系統(tǒng)的出現(xiàn)，大大提高了機(jī)床的加工效率及使用的靈活性，也使數(shù)控機(jī)床日趨完善。八十年代以來(lái)，微處理器的發(fā)展與應(yīng)用，數(shù)控技術(shù)也迎來(lái)了計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(Computer Numerical Control縮寫(xiě)為 CNC)時(shí)代，隨著微處理器的運(yùn)算速度的不斷提高，數(shù)控機(jī)床的功能和應(yīng)用范圍也在不斷的發(fā)展與擴(kuò)大。數(shù)控車(chē)床可分為臥式和立式兩大類(lèi)。臥式車(chē)床又有水平導(dǎo)軌和傾斜導(dǎo)軌兩種。檔次較高的數(shù)控臥車(chē)一般都采用傾斜導(dǎo)軌。按刀架數(shù)量分類(lèi)，又可分為單刀架數(shù)控車(chē)床和雙刀架數(shù)控車(chē)，前者是兩坐標(biāo)控制，后者是 4 坐標(biāo)控制。雙刀架臥車(chē)多數(shù)采用傾斜導(dǎo)軌。 數(shù)控車(chē)床與普通車(chē)床一樣，也是用來(lái)加工零件旋轉(zhuǎn)表面的。一般能夠自動(dòng)完成外圓柱面、圓錐面、球面以及螺紋的加工，還能加工一些復(fù)雜的回轉(zhuǎn)面，沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論3如雙曲面等。車(chē)床和普通車(chē)床的工件安裝方式基本相同，為了提高加工效率，數(shù)控車(chē)床多采用液壓、氣動(dòng)和電動(dòng)卡盤(pán)。 數(shù)控車(chē)床的外形與普通車(chē)床相似，即由床身、主軸箱、刀架、進(jìn)給系統(tǒng)壓系統(tǒng)、冷卻和潤(rùn)滑系統(tǒng)等部分組成。從這些年數(shù)控機(jī)床的發(fā)展可以看出，它正向著高精度、多功能、高速化。（1）高精度現(xiàn)代社會(huì)對(duì)工業(yè)產(chǎn)品對(duì)精度的要求越來(lái)越高，近十年來(lái)，普通數(shù)控機(jī)床的加工精度已由 10μm 提高到 5μm,精密加工中心則從 3～5μm 提高到 1～1.5μm，并且超精密加工已開(kāi)始進(jìn)入納米級(jí)（0.01μm） 。超精密加工機(jī)床在向更高精度（納米級(jí)）發(fā)展的同時(shí)，也向高效率、和大型化發(fā)展。與之相適應(yīng)，在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，各種加工精度補(bǔ)償技術(shù)得到了應(yīng)用和發(fā)展，機(jī)床結(jié)構(gòu)材料也開(kāi)始普遍采用各種性能穩(wěn)定、溫度影響小的新型材料，如:花崗巖、精密陶瓷等，使得數(shù)控機(jī)床的各項(xiàng)精度越來(lái)越高。（2）高速度提高生產(chǎn)效率是機(jī)床技術(shù)發(fā)展的永恒主題，這也表現(xiàn)在提高機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速上。中等規(guī)格的機(jī)加中心的最高轉(zhuǎn)速為 4000-6000rpm，到了九十年代，則達(dá)到 8000-12000rpm;另一方面，坐標(biāo)軸的快速移動(dòng)速度的提高，換刀時(shí)間和托盤(pán)交換時(shí)間等非切削時(shí)間的縮短，也使機(jī)床的加工效率大幅提高。（3）高柔性當(dāng)代產(chǎn)品的多樣化和個(gè)性化，對(duì)機(jī)床提出了更高的柔性加工要求。如銑削加工中心可以銑削、鉆孔、攻絲等。這種將各種加工功能在一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行集成，均是為了在一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)一次裝夾就能完成對(duì)零件的不同加工要求，這充分展示了機(jī)床加工的柔性，并有利于提高加工精度。（4）高自動(dòng)自動(dòng)化是指在全部加工過(guò)程中，減少“人”的介入，而能自動(dòng)地完成規(guī)定的任務(wù)。傳統(tǒng)的自動(dòng)化往往與大批量生產(chǎn)聯(lián)系在一起，使用大量的專用設(shè)備和組合機(jī)床。而目前可以通過(guò)數(shù)控機(jī)床和機(jī)械加工中心，既可在大批量生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，也可在小批量、多品種產(chǎn)品生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工。（5）造型宜人好的數(shù)控機(jī)床不僅功能齊全、操作安全可靠、性能良好，而且要成為外觀宜人沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論4和符合操作人體學(xué)的一件藝術(shù)品。（6）操作簡(jiǎn)單從 LED 顯示到 TFT 液晶顯示，操作從按大量按鈕到菜單選擇甚至對(duì)話框操作使操作越來(lái)越簡(jiǎn)單，顯示信息越來(lái)越多、越來(lái)越明快。（7）高可靠性大規(guī)模集成電路及計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使得數(shù)控機(jī)床越來(lái)越可靠。同時(shí)，數(shù)控機(jī)床的這些特點(diǎn)也使得機(jī)床的數(shù)控化不僅從傳統(tǒng)的銑、銼、車(chē)、鉆一類(lèi)切削機(jī)床，日益廣泛地向磨床、壓力機(jī)等塑性加工機(jī)床、繪圖機(jī)、氣割機(jī)等特殊加工設(shè)備方面發(fā)展,也向柔性制造系統(tǒng)(FMS)，高速機(jī)床、專業(yè)機(jī)床發(fā)展。應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。但是，數(shù)控機(jī)床畢竟是一種高自動(dòng)化的設(shè)備，技術(shù)復(fù)雜、成本較高，從其使用的經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，在目前階段，特別是在我國(guó)，仍多用于精度高、形狀復(fù)雜的批量零件的加工。相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，以數(shù)控機(jī)床為核心的柔性制造系統(tǒng)、無(wú)人工廠必將逐步取代現(xiàn)有的生產(chǎn)模式，成為機(jī)加行業(yè)的主導(dǎo)力量。1.3 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)自動(dòng)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車(chē)、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)。1.4 SINUMERIK 808D西門(mén)子公司 2012 年發(fā)布的 SINUMERIK 808D 數(shù)控系統(tǒng)，為經(jīng)濟(jì)型車(chē)床和銑床提供了最新的數(shù)控技術(shù)。這款結(jié)構(gòu)緊湊、具有友好用戶體驗(yàn)的數(shù)控控制器，適用于經(jīng)濟(jì)型的車(chē)削和銑削應(yīng)用，并將進(jìn)一步替代現(xiàn)有的 SINUMERIK 802S/C 控制器。SINUMERIK 808D 數(shù)控系統(tǒng)分為兩個(gè)版本，即銑床版和車(chē)床版。 現(xiàn)以銑床版為例，沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論5闡述配合數(shù)控系統(tǒng)的外圍電氣控制線路的設(shè)計(jì)。沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理6第二章 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理2.1 數(shù)控系統(tǒng)的供電SINUMERIK 808D 使用直流 24V 電源，通過(guò)接口 X1 與直流 24V 電源連接。 系統(tǒng)所使用的電源建議與 PLC 輸入輸出的 24V 電源獨(dú)立。直流電源的容量和質(zhì)量是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。 進(jìn)行 24V 直流電源容量計(jì)算時(shí)，需要注意 4 個(gè)方面：（1）數(shù)控系統(tǒng)瞬時(shí)啟動(dòng)消耗的電流為 5.0A，正常運(yùn)行消耗的電流為 1.5A。（2）驅(qū)動(dòng)器 SINAMICS V60 消耗的 24 V 電流，不帶抱閘電機(jī)時(shí)為 0.8A/軸，帶抱閘電機(jī)時(shí)為 1.2A/軸。（3）PLC 輸入輸出點(diǎn)的最大負(fù)載能力為 0.25A/輸入點(diǎn)。（4）機(jī)床上使用的其他電氣設(shè)備（如電磁閥、風(fēng)扇、指示燈等） ，根據(jù)銘牌標(biāo)識(shí)計(jì)算。另外，還需考慮工廠內(nèi)部的設(shè)計(jì)規(guī)范，以及考慮相關(guān)冗余量。2.2 伺服控制系統(tǒng)電氣控制線路設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服控制系統(tǒng)完成對(duì)進(jìn)給軸速度和位移的控制，直接決定所加工零件的精度和質(zhì)量。對(duì)于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床， 進(jìn)給軸一般為半閉環(huán)控制，推薦使用SINAMICS V60 服驅(qū)動(dòng)器與 808D 數(shù)控系統(tǒng)配套使用（也可以使用其他驅(qū)動(dòng)器） 。SINUMERIK 808D 數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)脈沖驅(qū)動(dòng)接口 X51 和 X53 輸入輸出進(jìn)給軸控制信號(hào)， 本文以 X 軸接口 X51 為例， 簡(jiǎn)述與伺服驅(qū)動(dòng)器的連接。V60 的 X5 接口接收來(lái)自于808D 的軸控制信號(hào)，包括脈沖（PULS） 、方向（DIR）和使能（ENA）信號(hào)。V60 的X6 接口，其中 RST 引腳接收來(lái)自于數(shù)控系統(tǒng)的報(bào)警清除信號(hào)， ALM 引腳輸出驅(qū)動(dòng)報(bào)警信號(hào)至數(shù)控系統(tǒng)，RDY 引腳輸出“驅(qū)動(dòng)就緒”信號(hào)至系統(tǒng)，Z-M 引腳輸出零脈沖信號(hào)至數(shù)控系統(tǒng)， 數(shù)控系統(tǒng)需要利用此信號(hào)完成回零操作。 另外， +24V 引腳接收來(lái)自于數(shù)控系統(tǒng)的直流電源，M24 引腳同理。需要注意的是：由于 V60 的+24V沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理7電源來(lái)自于數(shù)控系統(tǒng)的脈沖驅(qū)動(dòng)接口，此接口由數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)字量輸出接口 X200 供電，所以即使 X200 的數(shù)字輸出量用戶不使用，但 X200 接口的+24 V 和 M 信號(hào)也必須連接。需要強(qiáng)調(diào)的是：808D 數(shù)控系統(tǒng)與之前的 802C 連接不同，808D 根本沒(méi)有位置反饋輸入的接口，所以電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)這三環(huán)的 PID 調(diào)節(jié)全部交由伺服驅(qū)動(dòng)完成，數(shù)控系統(tǒng)只是負(fù)責(zé)發(fā)出指令而已。2.3 主軸控制系統(tǒng)電氣控制線路設(shè)計(jì)數(shù)控銑床的主軸帶動(dòng)工件高速旋轉(zhuǎn)，通過(guò)與刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)完成零件的切削。對(duì)于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床而言，主軸只需要能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速即可，這可以通過(guò)普通變頻器實(shí)現(xiàn)。 根據(jù)轉(zhuǎn)向的控制方式，具有兩大類(lèi)別：?jiǎn)螛O性主軸和雙極性主軸。2.1.1 單極性主軸單極性主軸以 X54 為 808D 主軸控制信號(hào)輸出接口，AO 和 AGND 引腳輸出 0～10 V 模擬量電壓信號(hào)控制主軸的轉(zhuǎn)速，使能信號(hào)一般不用。轉(zhuǎn)向由快速輸入輸出接口X21 的 CW 和 CCW 信號(hào)輸出?？焖佥斎胼敵鍪怯?NC 直接控制的數(shù)字量輸入輸出接口，用于需要 NC 快速響應(yīng)的場(chǎng)合。作為銑床，銑削螺紋是必須的功能，所以數(shù)控系統(tǒng)的X60 接口接收來(lái)自主軸編碼器的信號(hào)。2.2.2 雙極性主軸與單極性主軸不同，雙極性主軸轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速控制信號(hào)都由 X54 輸出，所以 AO和 AGND 引腳輸出±10V 的模擬量電壓指令，指令電壓的正負(fù)即代表了旋轉(zhuǎn)的方向，此時(shí)主軸使能信號(hào)應(yīng)該連接上。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是：無(wú)論是單極性主軸還是雙極性主軸，808D 的 X60 接口都連接了主軸編碼器，但此處的編碼器與進(jìn)給軸的編碼器有著本質(zhì)的區(qū)別。對(duì)于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床而言，主軸的編碼器并不是為了構(gòu)成主軸轉(zhuǎn)速的半閉環(huán)控制，而是車(chē)削螺紋的需要。事實(shí)上，數(shù)控車(chē)床的主軸轉(zhuǎn)速就是一個(gè)開(kāi)環(huán)控制，鑒于主軸轉(zhuǎn)速對(duì)被加工的零件質(zhì)量的影響程度，沒(méi)有必要完成轉(zhuǎn)速的閉環(huán)調(diào)節(jié)。2.4 其他輔助功能的電氣控制線路設(shè)計(jì)沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理8關(guān)于冷卻、刀架等相關(guān)輔助功能，都是標(biāo)準(zhǔn)連接，此處不再贅述。需要注意的是：西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)在出廠時(shí)都配置有相應(yīng)的樣例 PLC 程序，相應(yīng)的 PLC 輸入輸出點(diǎn)已經(jīng)定義完成，設(shè)計(jì)控制線路時(shí)需要據(jù)此連接，才能保證軟硬件的配合。沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 SINUMERIK 808D 組成及電路9第三章 SINUMERIK 808D 組成及電路3.1 三相電源引入設(shè)計(jì)三相 380V/50HZ 電源引入電路：用空氣開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)電源分?jǐn)嗪投搪繁Ｗo(hù)，帶接地保護(hù)端，確保電路接入安全，是 808D 數(shù)控系統(tǒng)的動(dòng)力來(lái)源。U，V，W 為三相 380V/50H 電源，附有 PE 接地端，QF1，QF2 分別為空氣控制開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)安全接入斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)電源電壓通電保障，確保電路安全。整體組成了三相380V 電源，通入三相 380V 電壓，通過(guò)電路的流程使電壓安全可控輸入，保證其他電路設(shè)施正常運(yùn)作，電路中的接地線也符合了安全用電的準(zhǔn)則，電路設(shè)計(jì)如下圖所示： -QF123456-2143=D0+C1-RST2-4V6=10 接 地 銅 牌GROUNDE123-W60-59SXT3UVWPE1234-XS分 勵(lì) 脫 口 器 門(mén) 控 開(kāi) 關(guān)dorswitch圖 3-1設(shè)計(jì)變壓器控制電路：將 380V 變換為 220V 供開(kāi)關(guān)電源等電路。實(shí)現(xiàn)變壓，使電路系統(tǒng)正常工作運(yùn)行，主要部件變壓器，使用 380V AC 通過(guò)沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 SINUMERIK 808D 組成及電路10TC1 3.5KVA 變壓為 220VAC 輸入到系統(tǒng)電路連接端。確保穩(wěn)定電流電壓輸入。整體通過(guò)電源干路得電，通過(guò)電路過(guò)濾疏導(dǎo)，使電源電壓可控，即通過(guò)變壓器元件將380V 電轉(zhuǎn)化成 220V 有用電的過(guò)程，附有接地安全控制導(dǎo)向，具體電路情況如下圖： 513624-TC-W8X7UVPE=K10-TSR=D0-R1STR2ST圖 3-2設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源電路：輸入 220V 交流，輸出 24V 直流，給 PLC 輸入輸出部分供電。小塊電路控制采用直流電 24V 安全電壓，確保操作人員安全，引用了交流變直流，空氣控制開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，控制系統(tǒng)模塊化接入，連入干路傳輸。具體過(guò)程是通過(guò) 220V 電壓電源導(dǎo)線得電，經(jīng)過(guò)空氣控制開(kāi)關(guān)以及交變直流轉(zhuǎn)換，形成 24V 安全電壓控制端，實(shí)現(xiàn)安全操作系統(tǒng)，這一步將不可觸及的資源通過(guò)電路得以實(shí)現(xiàn)控制的重要操作步驟，具體圖示如下：沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 SINUMERIK 808D 組成及電路11PE =D21+C-SR=D20+C1-SR-24V019876-53241-0V5-67180294 接 地 銅 牌GROUND 接 地 銅 牌GROUNDE123-SQF6圖 3-33.2 排屑系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)螺旋排屑控制電路：實(shí)現(xiàn)排屑電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，包括 PLC 輸入輸出，中間繼電器，交流接觸器。排屑電路分為排屑電機(jī)正反轉(zhuǎn)，排屑電機(jī)輔觸實(shí)現(xiàn)螺旋排屑，三相輸入過(guò)載控制反饋調(diào)節(jié)，安全接地線。主要由 PLC 控制整個(gè)電機(jī)電路的運(yùn)行邏輯，實(shí)現(xiàn)電路安全，排屑正常。通入三相 380V 電源通過(guò)過(guò)載控制閥導(dǎo)入電機(jī)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)，中間部分通過(guò)電磁效應(yīng)形成自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，使兩邊線互換位置導(dǎo)通電流形成正向和反向電流通入電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)確保排屑系統(tǒng)順利進(jìn)行，具體如下圖所示：沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 SINUMERIK 808D 組成及電路1221-KM-3-K3-2A129543-KA-1XTD21+C-R=E20+C1-R=D21+C-S=E0+C1-S531642-KM-642531-QF9654PE-M3-W1+C8接 地 銅 牌 ~=E0ST=E0+C-RST M4XT-QF924VQF9D-1431-KA14-343=0-T=M0-T-W50XS7-25T0431VUPE圖 3-4此圖為 PLC 輸入和 PLC 輸出系統(tǒng)圖：沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 SINUMERIK 808D 組成及電路1315.763.49152.3047.619523.4719.0365.71493.25047=M40-XT18.7635.49182.3057.619243.5719.0635.71496.235047=M40-XT=E0/.A:FM/.:8=A/.:M/.:=FAE/.:K=M2/.A:F/.:=EAG/.:M11-Q9:42+-S17-4+S-Q0:164-:+1B-0S-3+C2X65:B4-S5排 屑 電 機(jī) 輔 觸潤(rùn) 滑 電 機(jī) 輔 觸Z軸 正 極 限Y軸 零 點(diǎn)zero軸 負(fù) 極 限軸 正 極 限X軸 零 點(diǎn)r軸 負(fù) 極 限冷 熱 交 換 器 輔 觸軸 正 極 限機(jī) 械 手 輔 觸冷 卻 輔 觸 A主 軸 風(fēng) 扇 輔 觸刀 具 松 開(kāi) unclamp刀 具 卡 緊松 刀 按 鈕 lkey潤(rùn) 滑 油 位 低 報(bào) 警 wtrlv冷 卻 水 箱 液 位 低 報(bào) 警 al 氣 源 壓 力 低 報(bào) 警 ifounhdprs急 停 信 號(hào) tigl潤(rùn) 滑 壓 力 低 報(bào) 警刀 庫(kù) 輔 觸軸 負(fù) 極 限軸 零 點(diǎn)r =M/.A:/.:=K/.A:/.:E8=A/.:=E/.:1A1+6-K2:S-:-M:712-:+B04M2-6+B:4-1:右 側(cè) 門(mén) 打 開(kāi) rightsdeopn左 側(cè) 門(mén) 打 開(kāi) lf右 前 門(mén) 打 開(kāi) i左 前 門(mén) 打 開(kāi) ltr驅(qū) 動(dòng) 故 障directonal準(zhǔn) 停 到 位 vy驅(qū) 動(dòng) 就 緒 gwh速 度 到 達(dá)fu機(jī) 械 手 原 點(diǎn)orin機(jī) 械 手 扣 刀 bcklet刀 套 垂 直 upghs刀 套 水 平v刀 庫(kù) 原 點(diǎn)orin刀 庫(kù) 記 數(shù) ct機(jī) 械 手 剎 車(chē)圖 3-5Q3.7465.2341.0Q9782.6534.Q21.03=E/.B:8A9M/.:=F/.:EA=K/.:7EA98M40-T132冷 卻 電 磁 閥magnetic vl主 軸 吹 氣松 /卡 刀UNCLAMPTO 潤(rùn) 滑 電 機(jī) 啟 動(dòng) otrstaup機(jī) 床 照 明 wkieclighn機(jī) 械 手 轉(zhuǎn) 動(dòng)刀 盤(pán) 后 退b f刀 盤(pán) 反 轉(zhuǎn) turnaos刀 盤(pán) 前 進(jìn)d主 軸 氣 封外 冷 卻 電 機(jī) mp氣 冷 aicl刀 盤(pán) 正 轉(zhuǎn)e排 屑 正 轉(zhuǎn)d排 屑 反 轉(zhuǎn) roks/.:-564013-:89-40123-5=4-TQ5.7164.3251.0Q9478.65.342Q1.0=M/.A:=K/.A:710-M3:門(mén) 鎖 線 圈 windgoflck控 制 使 能 extro準(zhǔn) 停 dicn主 軸 反 轉(zhuǎn)CW主 軸 正 轉(zhuǎn)剛 性 攻 絲 ap-K65:1=-X8/.:2-:4圖 3-6沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 SINUMERIK 808D 組成及電路143.3 斗笠式刀庫(kù)控制設(shè)計(jì)斗笠式刀庫(kù)控制電路：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)刀盤(pán)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn) ，電磁閥控制刀盤(pán)的前進(jìn)和后退。這個(gè)控制系統(tǒng)分為三部分，也是機(jī)械加工中的三個(gè)刀庫(kù)進(jìn)給旋轉(zhuǎn)的三個(gè)模塊。一圖刀庫(kù)控制與排屑電路有類(lèi)似之處，電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)工件切削，電源接入變壓，開(kāi)關(guān)控制實(shí)現(xiàn)反饋調(diào)節(jié)。二圖刀庫(kù)控制較復(fù)雜，分為：刀庫(kù)輔助電路，刀庫(kù)計(jì)數(shù)電路，刀庫(kù)原點(diǎn)電路，刀庫(kù)前進(jìn)電路，刀庫(kù)后退電路，刀盤(pán)正轉(zhuǎn)電路，刀盤(pán)反轉(zhuǎn)電路，刀盤(pán)前進(jìn)電路，刀盤(pán)后退電路。三圖刀庫(kù)控制通過(guò)一條電源接入，兩個(gè)開(kāi)關(guān)并聯(lián)接入系統(tǒng)控制，實(shí)現(xiàn)三刀庫(kù)進(jìn)給，切削。具體通過(guò)電磁線圈自動(dòng)控制使電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)，通過(guò)導(dǎo)線觸點(diǎn)空開(kāi)保護(hù)控制使刀具正常運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)加工零件銑削工序具體如下圖： 21-KM0---A129537-A-4XT=E0+C1-R2=F0+C1-R2=E30+CS=F30+C1-S2531642-KM-0642531-QF987PE-M10-W5+C42接 地 銅 牌 XT3~K-/S=E30+CRST圖 3-7沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 SINUMERIK 808D 組成及電路15-W50-KA45-6KA733=M0T1=M40-T13536747543147543134566GS10V48+2211212-B-7-XT5WCM-13425-XT1=E20+C-QFV5=M0-T1刀 庫(kù) 輔 助 AS刀 庫(kù) 記 數(shù) count刀 庫(kù) 原 點(diǎn)rig刀 庫(kù) 前 進(jìn) onwad刀 庫(kù) 后 退bckf刀 盤(pán) 正 轉(zhuǎn)turn deasil刀 盤(pán) 反 轉(zhuǎn)cokwe刀 盤(pán) 前 進(jìn) nard刀 盤(pán) 后 退bckof圖 3-823161295-W85+MC-14YXT9GS 0V2758129-71 0-KA6-=E21+C-4V=K1+C-24V圖 3-9沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 SINUMERIK 808D 組成及電路163.4 機(jī)床照明溫度控制輔助電路機(jī)床照明電路設(shè)計(jì)：交流 220V 供電，有短路保護(hù)，PLC 控制燈的亮滅。照明電路相對(duì)簡(jiǎn)單，就是一般正常并聯(lián)照明電路通過(guò) PLC 自動(dòng)控制，PLC 燈亮則正常照明，PLC 燈滅則停止工作。電源得電后通過(guò)空氣控制閥使其形成安全過(guò)載保護(hù)電路，通過(guò)照明元件形成照明工件的功能，實(shí)現(xiàn)銑床精細(xì)加工前提條件，具體電路如圖：-W50=M40-T1=M40-T13939KAF+CR2S=D21+C-RS3593124-KAXT-W10+M6EL機(jī) 床 照 明workpiec lghtn圖 3-10設(shè)計(jì)冷熱交換器控制電路：220V 交流供電，帶過(guò)載保護(hù)，并且可由 PLC 檢測(cè)。通過(guò) PLC 檢測(cè)自動(dòng)控制電路開(kāi)關(guān)閉合，實(shí)現(xiàn)冷熱過(guò)載保護(hù)，220V 交流提供電流供給。電源得電，經(jīng)過(guò)空氣控制過(guò)載保護(hù)閥流通冷熱交換器，實(shí)現(xiàn)冷熱交換控制系沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 SINUMERIK 808D 組成及電路17統(tǒng)，接地電路，確保安全，如圖所示： 23134=M40-XT12VQFO=K0+C-=F20+C1-RS-312-W 冷 熱 交 換 器ExchangeroltLN-2接 地 銅 牌GROUND圖 3-11這一部分是電路安全很重要的一步，確保工作系統(tǒng)正常，高效率運(yùn)作的唯一保障，也比較容易忽略。因此，也起到了很大的作用。3.5 潤(rùn)滑控制設(shè)計(jì)潤(rùn)滑控制電路：由 PLC 控制自動(dòng)進(jìn)行。通過(guò)電源接入通過(guò)空氣控制開(kāi)關(guān)流入電動(dòng)機(jī)，PLC 自動(dòng)控制信息提供給電路開(kāi)關(guān)，將其打開(kāi)閉合實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)作，輸送潤(rùn)滑油，其中有機(jī)床潤(rùn)滑檢測(cè)電路反饋，使其自動(dòng)控制潤(rùn)滑輸出，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑工序，保障設(shè)備正常運(yùn)作，確保加工安全性，高精度，高效率進(jìn)行，具體電路如下圖：沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 SINUMERIK 808D 組成及電路184040-W5=M-T1=M-T1KA-KA-3739XF0+C-R2F30+CS2A3941=M0-XT2VQF=0+C-O134-W15238GS+24V6179XT143522143PE--KMXT213PE~ 接 地 銅 牌GROUND+-S+R=F0+C-SR 潤(rùn) 滑 電 機(jī)輔 觸AS潤(rùn) 滑油 位 低 報(bào) 警water lvm潤(rùn) 滑壓 力 低 報(bào) 警psu lr潤(rùn) 滑 電 機(jī) 啟 動(dòng)motrsaup圖 3-12設(shè)計(jì)氣源氣壓低報(bào)警電路：傳感器檢測(cè)到壓力低信號(hào)時(shí)，送到 PLC 輸入端，實(shí)現(xiàn)報(bào)警顯示。 45=M0-XT1GS+2V6 019-CW-B24氣 源 壓 力 低 報(bào) 警airfounthedpslm圖 3-13沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 SINUMERIK 808D 組成及電路19如上圖所示，通過(guò)氣源電壓控制報(bào)警，傳感器檢測(cè)電壓低信號(hào)，通過(guò) PLC 顯示報(bào)警信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn) PLC 自動(dòng)控制通過(guò)潤(rùn)滑供給電路開(kāi)關(guān)控制實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑，確保工件正常無(wú)誤差的工作，完成切削流程。潤(rùn)滑電路同樣也是起到輔助正常工作的電路系統(tǒng)，容易被忽略，其中的潤(rùn)滑控制也對(duì)工件正常加工起到不可或缺的作用，是機(jī)械加工數(shù)控系統(tǒng)重要的一部分。3.6 主軸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)主軸伺服驅(qū)動(dòng)電路：包括三相 380V 供電，主軸驅(qū)動(dòng)器，主軸電動(dòng)機(jī)，主軸編碼器，主軸風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)等。通過(guò)電源得電流經(jīng)過(guò)載保護(hù)安全控制閥，流入電動(dòng)機(jī)使其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，主軸編碼系統(tǒng)控制信息輸送，使其接受正確命令，經(jīng)過(guò)主軸驅(qū)動(dòng)程序處理給電動(dòng)機(jī)發(fā)信號(hào)使其自動(dòng)控制工作工序，具體如下圖所示： -QF261354K10-RS-T-XT1W4接 地 銅 牌 +M-53~-W32CTB+PEM~-9=M40-XT1GROUNDE 接 地 銅 牌GROUNDE=K0+C-1SMPX6TRST=10G主 軸 電 機(jī)S OTR轉(zhuǎn) 碼 器CD2主 軸 風(fēng) 扇 電 機(jī) spindlefa3+PE4532876543129SCIT QMOABC=D+1-24V3=D21+C-0V=M40+P1-X5734531=M0-XT14-QF6圖 3-14沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 SINUMERIK 808D 組成及電路203.7 伺服系統(tǒng)軸驅(qū)動(dòng)控制設(shè)計(jì) X、Y、Z 軸驅(qū)動(dòng)控制電路：包括三相 220V 供電；X、Y、Z 驅(qū)動(dòng)器，伺服電動(dòng)機(jī)，編碼器；控制指令信號(hào)等。立式加工中心為了合理高效的控制，設(shè)計(jì)了伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通入三相電后經(jīng)過(guò)安全閥控制電路開(kāi)合，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)行成指令，驅(qū)動(dòng)各方位軸的運(yùn)轉(zhuǎn)形式，使其有目的的加工零件實(shí)現(xiàn)立體 360 度三面加工，具體還通過(guò) PLC 控制操作，實(shí)現(xiàn)方便，快捷，高效加工驅(qū)動(dòng)，具體如下圖： 12345678910 123456123456 7891078910L-XUVWUVWUVWLL-X-X24PE24PE24PE666M3~GY軸 電 機(jī)AXIS OTR編 碼 器CDE+P3~GY軸 電 機(jī)AXIS MOTR編 碼 器CDE+P3~GY軸 電 機(jī)AXIS MOTR編 碼 器CDE+P-W46=D10+C-R2=D2+C-V145=21-04接 地 銅 牌GRUND B+- -1LF51LF5LF5QF315246STZY-W47-W48圖 3-153.8 行程開(kāi)關(guān)沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 SINUMERIK 808D 組成及電路21設(shè)計(jì) X、Y、Z 軸的正負(fù)限位行程開(kāi)關(guān)、回零減速開(kāi)關(guān)控制電路。設(shè)計(jì)急停信號(hào)控制電路。這一步分是通過(guò)開(kāi)關(guān)控制來(lái)解決了控制的輸出實(shí)效，每種開(kāi)合實(shí)現(xiàn)一種加工模式，實(shí)現(xiàn)了多自由度的加工工程，如下圖： Z9 8GS1+24V75-W- zeroM015 4S+2V3-6Y- zero71 20GS+4V97-W5X- zeroMT=-圖 3-16-W36478GS1+2VCOMEP急 停 =0T急停信號(hào)圖 3-17沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 SINUMERIK 808D 組成及電路223.9 808D 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 808D 數(shù)控系統(tǒng)連接電路：包括 PLC 輸入輸出、手輪、機(jī)床操作面板 MCP、各軸位置和速度指令、24V 供電。 、808D 數(shù)控系統(tǒng)是整體機(jī)床控制的核心，通過(guò)電路連接形成信號(hào)輸出，傳給工作電路，形成驅(qū)動(dòng)加工具體連接如下圖，808D 數(shù)控系統(tǒng)一目了然是集結(jié)整體機(jī)床控制的全部操作方式，我們可以通過(guò)操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)工件的高精高效加工，是工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志，也是現(xiàn)代工業(yè)的主流形式。 ?á124VXYZL+-1AB-+5VM01234567891012345678910-HAND-PUX6045-W34=D21+C0V7XXX-W--52301=D+CVKYZRELG-WT繼 電 器 模 組 --3MCP-W49-X10SIK 圖 3-18沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 電氣數(shù)控系統(tǒng)主軸驅(qū)動(dòng)23第四章 電氣數(shù)控系統(tǒng)主軸驅(qū)動(dòng)4.1 結(jié)構(gòu)方式以及選型電動(dòng)機(jī)選擇應(yīng)了解電動(dòng)機(jī)的使用環(huán)境，以便滿足電動(dòng)機(jī)的使用要求。高壓電機(jī)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式主要指電動(dòng)機(jī)的外殼防護(hù)型式、冷卻方法及安裝方法等。電動(dòng)機(jī)的外殼防護(hù)型式按防止人體觸及、固體異物進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)，選用電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)格外謹(jǐn)慎從事。按電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及安裝型式，可分為臥式安裝和立式安裝兩種，它們又分為端蓋無(wú)凸緣和端蓋有凸緣兩種型式。一般情況下大多采用臥式安裝，特殊情況下才考慮采用立式安裝。立式和有凸緣安裝的電動(dòng)機(jī)價(jià)格較貴。軸伸是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與機(jī)械負(fù)載連接，從而傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速并輸出機(jī)械功率的部分，有單軸伸、雙軸伸、圓柱形軸伸、圓錐形軸伸等型式。大多為圓柱形單軸伸結(jié)構(gòu)，可根據(jù)實(shí)際需要選用。4.1.1 電動(dòng)機(jī)如果供電電壓不變,負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變,那么就可以認(rèn)為電機(jī)是勻速旋轉(zhuǎn)的,因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和電壓密切相關(guān),當(dāng)電壓沒(méi)有波動(dòng)的時(shí)候也就是說(shuō)電磁轉(zhuǎn)矩是恒定的,電磁轉(zhuǎn)矩是促使電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的,負(fù)載轉(zhuǎn)矩是阻止電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的,兩個(gè)力是相反的,這樣的話當(dāng)兩個(gè)力平衡時(shí)電機(jī)就是做的勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩變小時(shí),電機(jī)速度會(huì)有所升高,但是當(dāng)升高到一定程度后又會(huì)恒定在某一個(gè)速度上轉(zhuǎn)動(dòng)!4.1.2 電動(dòng)機(jī)選型條件：首先，一般應(yīng)用建議選用交流電機(jī)。第二，根據(jù)功率確定是采用單相電機(jī)還是三相電機(jī)。一般幾個(gè)千瓦以上的都建議采用三相電機(jī)，三相電機(jī)的轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)性較好。再根據(jù)電網(wǎng)和實(shí)際功率選擇電壓等級(jí)和容量。第三，根據(jù)你對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性的要求，比如說(shuō)，負(fù)載變化后，是否允許轉(zhuǎn)速有少量的變化，如果允許，建議選用異步電機(jī)，否則，只能選用同步電機(jī)。沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 電氣數(shù)控系統(tǒng)主軸驅(qū)動(dòng)24第四，根據(jù)轉(zhuǎn)速范圍選擇電機(jī)極對(duì)數(shù)。你說(shuō)的不清楚，只能提供上述建議。首先，一般應(yīng)用建議選用交流電機(jī)。第二，根據(jù)功率確定是采用單相電機(jī)還是三相電機(jī)。一般幾個(gè)千瓦以上的都建議采用三相電機(jī)，三相電機(jī)的轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)性較好。再根據(jù)電網(wǎng)和實(shí)際功率選擇電壓等級(jí)和容量。第三，根據(jù)你對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性的要求，比如說(shuō)，負(fù)載變化后，是否允許轉(zhuǎn)速有少量的變化，如果允許，建議選用異步電機(jī)，否則，只能選用同步電機(jī)。第四，根據(jù)轉(zhuǎn)速范圍選擇電機(jī)極對(duì)數(shù)。4.1.3 電動(dòng)機(jī)選型根據(jù)功率確定是采用單相電機(jī)還是三相電機(jī)，高壓還是低壓電機(jī)。一般幾個(gè)千瓦以上的建議選用三相電機(jī)，三相電機(jī)轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)性較好。再根據(jù)電源和實(shí)際功率大小選擇電壓等級(jí)和容量。對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的要求，比如負(fù)載變化后，是否允許轉(zhuǎn)速有少量的變化，如果允許，建議選用異步電機(jī)，否則，只能選用同步電機(jī)，還有是否有多級(jí)變速要求，如果有那在控制上還要加變頻器或串電阻變速。然后根據(jù)轉(zhuǎn)速范圍選擇電機(jī)極對(duì)數(shù)，2 極電機(jī)是 3000 轉(zhuǎn)/分，4 極 1500 轉(zhuǎn)/分，6 極 1000 轉(zhuǎn)/分等等。部分同功率電機(jī)還有大、中、小型機(jī)座等，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求選。4.2 變頻器電動(dòng)機(jī)主軸驅(qū)動(dòng)裝置4.2.1 設(shè)備的選型方法根據(jù)負(fù)載特性選擇變頻器，確定變頻器的負(fù)載后，選擇變頻器額定容量為電動(dòng)機(jī)額定容量, 即把變頻器的容量提高一個(gè)等級(jí)。變頻器的選擇應(yīng)將電機(jī)的額定功率只能作為參考，以電機(jī)實(shí)際電流值作為變頻器選擇的依據(jù)。另外, 應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波, 會(huì)使電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率變壞。因此, 用變頻器給電動(dòng)機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較, 電動(dòng)機(jī)的電流會(huì)增加，溫升會(huì)增加。所以在選擇電動(dòng)機(jī)和變頻器時(shí), 應(yīng)考慮到這種情況 , 防止溫升過(guò)高, 適當(dāng)留有余量, 避免影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。符合的電動(dòng)機(jī)過(guò)載力矩一般為 212～218 倍, 為了充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力,提高位能負(fù)載設(shè)備的安全性能, 采用變頻器進(jìn)行控制，因沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 電氣數(shù)控系統(tǒng)主軸驅(qū)動(dòng)25此必須提高所適配的變頻器容量, 以便提高變頻器 —電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的瞬時(shí)過(guò)載能力。用于控制幾臺(tái)并聯(lián)的電動(dòng)機(jī)時(shí)，一定要考慮到電動(dòng)機(jī)變頻器的電纜的總長(zhǎng)度在變頻器的容許范圍內(nèi)。如果超過(guò)規(guī)定值，變頻器選擇要擴(kuò)大一檔或兩檔來(lái)選擇。另外在此種情況下，變頻器的控制方式只為一種方式，并且變頻器無(wú)法實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的過(guò)流、過(guò)載保護(hù)，此時(shí)需在每臺(tái)電動(dòng)機(jī)側(cè)加熔斷器來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。4.2.2 變頻器主軸伺服驅(qū)動(dòng)電路采用數(shù)字信號(hào)處理器作為控制核心,可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法,事項(xiàng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化.功率器件普遍采用以智能功率模塊為核心設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路,其內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路,同時(shí)具有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測(cè)保護(hù)電路,在主回路中還加入軟啟動(dòng)電路,以減小啟動(dòng)過(guò)程對(duì)驅(qū)動(dòng)器的沖擊.功率驅(qū)動(dòng)單元首先通過(guò)三相全橋整流電路對(duì)輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流,得到相應(yīng)的直流電.經(jīng)過(guò)整流好的三相電或市電,再通過(guò)三相正弦電壓型逆變器變頻來(lái)驅(qū)動(dòng)三相永磁式同步交流伺服電機(jī).功率驅(qū)動(dòng)單元的整個(gè)過(guò)程可以簡(jiǎn)單的說(shuō)就是 AC-DC-AC 的過(guò)程.整流單元（AC-DC）主要的拓?fù)潆娐肥侨嗳珮虿豢卣麟娐?一般是通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服馬達(dá)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位，如今是傳動(dòng)技術(shù)的高端產(chǎn)品。伺服驅(qū)動(dòng)器廣泛應(yīng)用于注塑機(jī)領(lǐng)域、紡織機(jī)械等領(lǐng)域。