數控車床的電氣系統設計的過程畢業論文(已修改)

　

【正文】 中文摘要數控技術發展飛速的今天，數控技術在現代制造業發揮越來越重要的作用，數控機床是數控制造業的核心，本文主要介紹了對數控車床的電氣系統設計的過程。CK6140數控車床，對其電氣系統設計是尤為重要的，其內容包括強電設計、弱電設計、PLC輸入輸出及接口設計，繪制出整個機床的電氣系統原理圖等。本設計給出了整個機床的原理圖繪制過程，重點部分模塊化，較詳細地介紹了各個部分的功能及用途。分為 380V強電回路，控制回路，PLC輸入輸出控制，主軸驅動模塊和進給伺服驅動模塊，并介紹了相關的電氣知識。通過本設計說明書可以基本上掌握數控車床的電氣原理，以及基本的電氣常識，使讀者無論是從整體上還是各個模塊中都能夠了解到數控車床相關的一系列電氣知識。關鍵詞：數控系統；數控車床；主電路；控制電路；PLC控制；電氣原理圖ABSTRACTThe numerical controls that the technique development fast today, the numerical controls technique at the modern manufacturing industry exertive more and more importance function, numerical control tool machine is number control a manufacturing industry of core, this text mainly introduced logarithms to control the processed that the electricity system of lather design.CK6140 NC lathe, as to it39。s the electricity system design make is important, its contents includes a strong electrically design, weakness design, PLC importation output and Interface design, draw the electricity system principle diagram of a the whole tool machine etc..This principle diagram which designs to the whole tool machine draws process and the point parts of mold piece turn and pared to in detail introduce each function and use of part. Is divided into the 380 Vs strong electricity back track, control back track, the PLC importation outputs a control, the principal axis drives a mold piece and enters to servo drive a mold piece, and introduced related electronic knowledge.Through this design system can basically control numerical control the electricity principle of lather, and basic electronic mon sense, make the reader regardless can understand numerical control the lather related series of electricity knowledge from wholly the top still each mold piece.Keywords: NC system。 NC lathe。 Main circuit。 Control circuit。 PLC control。 Electric principle charts目錄中文摘要 1ABSTRACT 2第一章 緒論 5 引言 5 數控機床概述 5 數控技術的發展趨勢 6 CK6140數控車床主簡介 7第二章 數控車床基本組成和工作原理 8 數控車床組成 8 數控車床工作原理 9 CK6140數控車床運動分析 10 CK6140數控車床電氣系統簡述 11第三章CK6140數控車床主軸驅動系統 14 14 15第四章CK6140數控車床進給伺服系統設計 18 機床進給伺服系統概述 18 CK6140數控車床對伺服驅動進給系統的要求 18 進給伺服系統的選型與控制原理 19 伺服電機的選型 20第五章 CK6140數控車床輔助系統設計 21 CK6140數控車床輔助系統概述 21 刀架傳動系統設計 21 23 24第六章 常用電器元件的選型 25 低壓電器選型的一般原則 25 斷路器的選型 25 電動機保護用自動開關的選型 25 熔斷器選型 26 接觸器的選型 26 熱繼電器的選型 26第七章CK6140數控車床控制面板設計 27 27 28第八章控制系統設計 31 CK6140數控車床數控系統選型 31 FANUC 0i Mate 硬件連接簡要說明 32 FANUC 0i Mate電源裝置 34 FANUC 0i Mate數控系統的綜合連接 35第九章 可編程控制器（PLC）的設計 36 36 PLC選型及I/O接線圖 37 PLC輸入/輸出與通信接口 38第十章 結論 41參 考 文 獻 42附錄A：強電控制電路圖 43附錄 B：電源電路圖 44附錄 C：系統電路圖 45致 謝 46第一章 緒論 引言隨著我國市場經濟的發展，國內、國際市場競爭日益激烈，產品更新更為迅速，中、小批量的生產越來越多。在機械、軍工、航空工業，中、小批零件的生產幾乎占產品數量75%－80%，而且零件外形越來越復雜，精度要求也越來越高。傳統的機床己不能滿足要求，柔性加工的重要性更加突出，數控技術相關裝備的需求日益增大。數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統制造產業和新興制造業的滲透形成的機電一體化產品，即所謂的數字化裝備，其技術范圍覆蓋很多領域：（1）機械制造技術；（2）信息處理、加工、傳輸技術；（3）自動控制技術；（4）伺服驅動技術；（5）傳感器技術；（6）軟件技術等。 數控機床概述數字控制(Numerical Control縮寫為NC)簡稱為數控，是指用數字指令來控制一臺或多臺設備的動作。它所控制對象有以下幾種：動作順序的程序控制。主軸、坐標進給速度、更換刀具、開閉冷卻液等輔助功能控制。有關部件位移量和相對位置關系的坐標控制。數控技術是與機床的控制密切結合而發展起來的，通常把采用數控裝置來實現自動化和高效率加工的機床統稱為數控機床。在實現加工合理化及高效率方面，數控機床與普通機床相比具有許多優勢，它突出地表現為:數控加工是用機械加工多品種，小批量生產的一種自動化手段。自動化程度高、加工速度快是數控機床的突出特點。數控加工能保持加工條件不變，而使產品質量穩定。由于加工所的條件(吃刀深度、進給量、主軸轉速、刀具等)都己事先由指令規定，所以無論由誰操作都能得到同一加工質量。數控加工極大地提高外形復雜零件的加工效率和加工精度。通過數控加工的零件，由于提高了工件與基準面相關尺寸的加工精度，有可能大大提高零件裝配的互換性，而提高裝配質量和效率。七十年代隨著中小規模集成電路的應用并伴隨著紙帶傳輸系統的出現，大大提高了機床的加工效率及使用的靈活性，也使數控機床日趨完善。八十年代以來，微處理器的發展與應用，數控技術也迎來了計算機數字控制(Computer Numerical Control縮寫為CNC)時代，隨著微處理器的運算速度的不斷提高，數控機床的功能和應用范圍也在不斷的發展與擴大。從這些年數控機床的發展可以看出，它正向著高精度、多功能、高速化。 數控技術的發展趨勢數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面。在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～，并且超精密加工精度已開始進入納米級()。在可靠性方面，國外數控裝置的MTBF值已達6000小時以上，伺服系統的MTBF值達到30000小時以上，表現出非常高的可靠性。為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展，應用領域進一步擴大。采用五軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，一臺五軸聯動機床的效率可以等于二臺三軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，五軸聯動加工可比三軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因五軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比三軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了五軸聯動機床的發展。當前由于電主軸的出現，使得實現五軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型五軸聯動機床和復合加工機床（含五面加工機床）的發展。21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。 CK6140數控車床主簡介不同制造廠商制造的CKA6140數控車床選用FANUC OTD，FANUC 0iMATE TC，FANUC 0iTA，FANUC 0iTB、安川J50L、SIEMENS 802D，FAGOR 8025T，FAGOR 8055T等世界知名公司的數控系統。本次設計的CKA6140數控車床采用FANUC 0iMATE數控裝置；FANUC通用變頻器主軸變速；SVM120進給驅動裝置等數控系統。 該機床為萬能型通用產品。特別適合于軍工、汽車、拖拉機、冶金等行業的機械加工。主要承擔各種軸類及盤類零件的半精加工及精加工。可加工內、外圓柱面、錐面、車削螺紋、鏜孔、鉸孔以及各種曲線回轉體，可對工件可進行多次重復循環加工。 基本配置： （1）機床采用臥式平床身結構，床身及床腿采用樹脂砂鑄造，時效處理，導軌采用高頻淬火，整體剛性強。 （2）主傳動采