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1、四 川 工 程 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文目录摘要3绪论5一、系统改造方案6二、改造方案的优点72.1使用变频器的优点72.2伺服电机的特点102.3伺服电机于步进电机性能相比的优势102.4使用触摸屏的优点13三、机床调试143.1触摸屏功能介绍143.2孔加工流程图183.3攻丝加工流程图193.4 PLC程序203.5调试记录33四、 技术资料364.1元件清单364.2电气原理图一394.3电气原理图二404.4接线图414.5位置图42五、机床改造结论435.1 改造后的加工435.2 论文的主要创新点43附录44附录一：伺服驱动器工作原理44附录二：伺服驱动器的接线45
2、附录三：驱动器简易模式调机流程图46附录四：伺服驱动器基本参数说明47附录五：伺服驱动报警48附录七：变频器配线图49附录八：变频器基本参数50后记51参考文献5253立式钻床电气系统改造摘要 这篇论文作者主要针对现代制造行业的发展，对机床更多更高的要求、实现更快更有效的生产，为增加机床加工适应性和精确性制造，而做出对机床主轴电机、铣头电机和升降电机驱动部分的改造设计。随着社会的进步，制造业的发展越来越迅速，各种先进的电气控制元件普遍运用于各类制造工业。而在对主要生产的各类轴承的企业来说更是对产品的精度要求严格，特别是在近年来风电行业的迅速发展，风电轴承的市场需求量越来越大，各个风电轴承制造企
3、业更是竞争激烈，以质量求发展，以精度求生存的道理风靡全球！此篇论文作者主要改造的是机床主轴电机、铣头电机和升降电机驱动部分。将铣头电机和升降电机的驱动由原来的继电器驱动改为更为精确、方便、安全、节能的变频器驱动。将主轴电机由步进电机改为私服电机，驱动部分也由继电器驱动改为私服驱动，以达到更为精确的控制，提高产品质量。控制部分由以前的全按钮控制改为触摸屏控制，以减少控制线路，同时也可减少机床的电气故障率，提高生产效率。设计图为两张加工流程图、两张原理图，一张互联图，一张布置图。关键词： 系统改造 伺服驱动 电气 PLC 变频器 触摸屏Summary This paper aimed at the
4、 modern manufacturing industry on the development of more higher demands on the machine, to achieve faster and more efficient production, to increase the adaptability and precision machine tool manufacturing, and make of the spindle motor, milling headmotor and lift motor drive part of the transform
5、ation of the design.Along with social progress, the development of the manufacturing sector growing rapidly, a variety of advanced electrical control components generally used in various manufacturing industries.In the major production companies for various types of bearing products, precision is mo
6、re demanding, especially in recent years, the rapid development of wind power industry, wind power bearing an increasing market demand, the various wind power bearingmanufacturers more competitive, to the quality development to the accuracy of the truth survival rage! Major transformation of this th
7、esis is to spindle motors, lift motors and motor drive milling head part.The milling head drive motor and lift motor from the relay driver to be more precise, convenient, safe, energy-saving inverter drives.Stepper motor to the spindle motor to PW by the motor, drive parts, PW from the relay driver
8、to drive, to achieve more precise control and improve product quality.Controlled in part by full-button control to previous touch screen control to reduce the control circuit, it can also reduce the failure rate of electrical machines, improve production efficiency.The picture shows the two design p
9、rocess flow chart, two schematics, a connected graph, a layout plan.Keywords：System Transformation Servo drive Electric PLC Inverter Touch Screen绪论 随着传统继电器驱动的机床使用年限及其功能的限制，出现了主轴电机的损坏、故障频率较高、功能不完善、达不到加工工艺要求等问题。作为企业合理节约资源、提高加工工艺、完善机床性能，做出对车床驱动部分的电气改造。变频器及伺服驱动能克服传统继电器驱动的缺点，同时可以减少故障出现的频率、增加使用的寿命、减少主轴电机的
10、损害、合理节约资源、提高加工工艺、完善机床性能，故采用变频器及伺服驱动来控制电机。本论文写的是立式钻床电气系统驱动部分的改造过程。里面拥有绘制的原理图、布置图、接线图、加工流程图、控制程序、元件清单等资料。衷心感谢天马铁路轴承有限公司大型制造部电工王万军师傅以及四川工程职业技术学院电气信息工程系蔡黎老师对我此次机床电气改造的技术指导和支持。由于作者的能力有限，难免出现错误，望有识之士斧正。一、系统改造方案1、将铣头电机由原来的继电器驱动改为变频器驱动2、将升降电机由原来的继电器驱动改为变频器驱动3、将主轴电机由原来的步进电机改为伺服电机4、将主轴电机由原来的继电器驱动改为伺服驱动5、将控制部分
11、由原来的的按钮控制改为触摸屏控制二、改造方案的优点2.1使用变频器的优点 (1) 控制电机的启动电流 当电机通过工频直接启动时它将会产生7 到8 倍的电机额定电流这个电流值将大大增加电机绕组的电应力并产生热量从而降低电机的寿命。而变频调速则可以在零速零电压启动(当然也可以适当加转矩提升)，一旦频率和电压的关系建立变频器就可以按照V/F或矢量控制方式带动负载进行工作，使用变频调速能充分降低启动电流提高绕组承受力。用户最直接的好处就是电机的维护成本 将进一步降低，电机的寿命则相应增加。(2) 降低电力线路电压波动 在电机工频启动时电流剧增的同时电压也会大幅度波动，电压下降的幅度将取决于启动电机的功
12、率大小和配电网的容量，电压下降将会导致同一供电网络中的电压敏感设备故障跳闸或工作异常，如PC 机、传感器、接近开关和接触器等均会动作出错。而采用变频调速后由于能在零频零压时逐步启动，则能最大程度上消除电压下降。(3) 启动时需要的功率更低 电机功率与电流和电压的乘积成正比，那么通过工频直接启动的电机消耗的功率将大大高于变频启动所需要的功率，在一些工况下其配电系统已经达到了最高极限，其直接工频启动电机所产生的电涌就会对同网上的其他设备产生严重的影响，如果采用变频器进行电机起停, 就不会产生类似的问题。(4) 可控的加速功能 变频调速能在零速启动并按照用户的需要进行光滑地加速，而且其加速曲线也可以
13、选择(直线加速、S形加速或者自动加速)，而通过工频启动时对电机或相连的机械部分轴或齿轮都会产生剧烈的振动这种振动将进一步加剧机械磨损和损耗，降低机械部件和电机的寿命。(5) 可调的运行速度 运用变频调速能优化工艺过程，并能根据工艺过程迅速改变，还能通过远控 PLC 或其他控制器来实现速度变化。(6) 可调的转矩极限 通过变频调速后能够设置相应的转矩极限来保护机械不致损坏，从而保证工艺过程的连续性和产品的可靠性。目前的变频技术使得不仅转矩极限可调，甚至转矩的控制精度都能达到35左右。在工频状态下电机只能通过检测电流值或热保护来进行控制，而无法像在变频控制一样设置精确的转矩值来动作。(7) 受控的
14、停止方式 如同可控的加速一样, 在变频调速中, 停止方式可以受控并且有不同的停止方式可以选择(减速停车、自由停车、减速停车、直流制动)，同样它能减少对机械部件和电机的冲击，从而使整个系统更加可靠，寿命也会相应增加。(8) 节能 电机在采用变频器后都能大幅度地降低能耗，这在十几年的工程经验中已经得到体现，由于最终的能耗是与电机的转速成立方比，所以采用变频控制后投资回报就更快，厂家也能乐意接受。(9) 可逆运行控制 在变频器控制中，要实现可逆运行控制无须额外的可逆控制装置，只需要通过内部的短接方式（CM和RVE、FWD）来改变输出电压的相序即可，这样就能降低维护成本和节省安装空间。变频器驱动已被公
15、认为是最理想、最有发展前途的驱动方式之一。采用变频器驱动的主要目的，一是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求；二是为了节约能源、降低生产成本。所以我们改用变频器控制是为了长远的目标，而且无论从节能、性能、控制等方面还是从安全方面考虑都比继电器控制要好的多。2.2伺服电机的特点其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象、转速随着转矩的增加而匀速下降、控制比较容易、体积小重量轻、输出功率和转矩大、方便调速。启动转矩大，调速一般为变频调速。在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。 无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。2.3伺服电机于步进电机性能相比的优势步进电机作为一种开环控制的系统，和现代数
