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1、 1数控设备应用与维修专业毕业论文班 级： 姓 名： 指导老师： 2目录一，内容提要二，关键词三，正文1，控制对象的选择2，对控制对象的要求3，对控制要求的实现3.1，主轴的实现3.2，进给轴的实现3.3，自动换刀的实现4，机床的调试4.1，系统的调试4.2，变频器的调试四，参考文献 3内容提要数字控制技术简称为数控（NC）技术，是一种自动控制技术，它能够对机器的运动和动作进行控制。采用数控技术的控制系统称为数控系统。装备了数控系统的机床称为数控机床。由于数控机床的种类多、数量大，这就促进了数控技术的发展。本文通过 CK 0630 数控车床阐述了数控技术的应用。重点介绍了控制要求的实现和机床的
2、调试。全文共分为三部分，分别叙述了：对提出控制对象的要求的实现、控制对象各部分动作的基本原理，最后叙述了机床安装完成后的调试。关键词变频器 霍尔元件 CNC 伺服电动机 脉冲编码器CK 0630 数控车床电气系统的安装与调试随着科学技术的发展，对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求，而且产品的更新换代也在加快，这对机床设备不仅提出了精度和效率的要求，而且也对其提出了通用性和灵活性的要求。数控机床就是针对这种要求而产生的一种新型自动化机床。数控机床配备有数控系统，可以按照事先编好的程序实现机床的运动和动作。数控机床由程序载体、输出装置、CNC 装置、伺服系统和机床的机械部件构成。 4广州数控 C
3、K0630 数控车床系统对车床的控制对象：主轴、进给轴、刀架、润滑及冷却液。一，对其各控制对象要求为：主轴转速在 01500r/min 内实现无级变速，并能实现正、反转，在任意时刻都可以急停，加、减速时间短，并能保证运动过程中车床的稳定性。进给轴能控制 X、Z 两轴的动作，最小指令单位为：0.001mm，能使 X、Z 轴进行高低速的转换以实现快速进给和工进。刀架能实现四工位的自动换刀和锁紧，电动机控制，换刀必须准确无误。冷却液能控制冷却液的开、关。润滑能实现自动润滑。二，对各控制对象要求的实现：1， 机床的主运动通常是旋转运动，无需丝杠或其他直线的装置。随着生产力的不断提高、机床结构的改进、加
4、工范围的扩大，要求机床主轴的速度和功率不断提高；要求主轴的转速范围不断的扩大；要求主轴的恒功率恒转速范围要大，另外还要求数控机床的螺纹切削功能。主轴采用了三相异步电动机进行主轴的驱动，并用 DC010V 单极性的模拟电压通过变频器来进行变速。机床上电后，按下主轴正转按钮，系统向输出接口X7 的 22 号管脚输入一个低电平，使得继电器 KA3 吸合，进而继电器 KA3 的常开触点闭合，变频器的 S1、SC 端口接通使主轴电动机实现正转。按下反转按钮，系统向输出接口 X7 的 9 号管脚输入一个低电平，使得继电器 KA4 吸合，进而继电器 KA4 的常开触点闭合，同时接口 X7 的 22 号管脚变
5、位高电平使 KA3 的常开触点打开，变频器的 S2、SC端口接通使主轴电动机实现反转。主轴电动机的轴上还装有脉冲编码器作为转速和位置的检测元件。主轴的电气连接 5加工螺纹，就应使带动工件旋转的主轴转数与 X、Z 轴的进给量保持一定的关系：即主轴每转一转按所要求的螺距沿工件的 Z 轴进给相应的距离。采用了脉冲编码器作为主轴的转速和位置的检测元件，并用皮带与主轴连接，传动比为 1：1，与主轴一起旋转，发出脉冲。这些脉冲送到 CNC 装置作为进给轴的脉冲源，经系统对螺距计算后，发给进给轴位置伺服系统，使进给量与主轴转数保持所要求的比率。2， 进给驱动系统包括进给轴的伺服电动机和驱动器。进给运动是根据
6、被加工工件的形状，保持工件与刀具的相对位置。进给运动驱动动力源的功率要求较小，为了保证生成被加工工件所需要的型线和一定的加工精度，进给轴采用了半闭环系统的伺服电动机来进行控制，在交流伺服电动机的半闭环系统中驱动器接收到系统发出的位置指令，驱动电机动作位置反馈系统将其与机床上位置检测元件测得的实际位置相比较，经过调节，输出相应的位置和速度控制信号，控制各轴伺服系统驱动机床的轴运动，使刀具完成相对工件的正确运动，加工出要求的工件轮廓。数控机床进给系统是由伺服电动机通过齿轮传至滚珠丝杠带动刀架做直线运动。GSK928TE 数控系统与 GSK DA98 的接线图X 轴接线图 6Z 轴接线图3，刀架的自
7、动换刀用单相电机控制。数控的自动换刀系统是机床的一个重要的组成部分。刀架为四工位分别为：1 号位、2 号位、3 号位、4 号位、每个工位对应一个刀位到位信号。当系统发出换刀信号后 ,数控系统向刀架接口 X4 的 1 号管脚输入一个低电平，使得继电器 7KA1 得电吸合，其常开触点 KA1 闭合，常闭触点 KA1 打开, 刀架正转控制接触器2 接通 110交流电源 ,2 吸合 , 换刀电机通入 电后正向旋转 ,驱动蜗杆减速机构 ,螺杆升降机构使上刀体上升。当上刀体上升到一定高度时 ,离合转盘起作用 ,带动上刀体旋转。刀架上端的发信盘对应每个刀位都安装一个霍尔元件 SQ9、SQ10、SQ11、SQ
8、12，当上刀体旋转到某一刀位时 ,该刀位上的霍尔元件与刀架上的磁钢感应向系统反馈刀位信号，数控系统将反馈的刀位信号与指令输入的刀位信号进行比较，当两信号相同时，说明上刀体已旋到所选刀位 , 否则继续旋转。转到所选刀号后 ,数控系统立即向接口 X4 的 1 号管脚输入一个高电平使 KA1 断开进而使得刀架停止旋转，并向接口 X4 的 9 号管脚输入一个低电平，使得 KA2 得电吸合，其常开触点 KA2 闭合，常闭触点 KA2 打开, 刀架反转控制接触器3 接通 110交流电源 ,3 吸合 , 换刀电机通入 电后反向旋转 ,在活动销的反靠作用下，蜗杆带动上刀体下降，直至齿轮盘啮合完成精定位。刀架电
9、动机反转锁紧的时间是由数控系统中所存在参数所决定的。刀架部分的电气连接 8三，机床的调试1， 系统的调试GSK 928 TE 数控系统设计了 P01P25 共 25 个参数，每个参数都有其确定的含义并决定数控系统机床的工作方式。在选择参数号后，系统点亮显示所选的参数号并在屏幕下方用汉字显示了该参数的名称。各参数的具体含义如下： 92，变频器的调试 10a、简易运行指示灯的名称：FREF 频率指令设定/监视FOUT 输出频率监视IOUT 输出电流监视MNTR 多功能监视F/R 操作器 RUN 指令的正反选择LO/RE 面板/远程选择PRDM 参数 NO/数据b、参数调试N02=0 时，操作器 R
10、UN、STOP 有效RESET =1 时，控制回路端子的运行、停止有效N03=0 时，操作起的旋钮有效=2 时，控制回路端子的的电压指令（010V）有效N05=0 时，可反转=1 时，不可反转N09=50400HZ 最高输出频率N11=0.2400HZ 最大电压输出频率（基波频率）随着数控系统、机床结构和刀具材料的技术发展，数控车床将向高速化发展，进一步提高主轴转速移动以及换刀速度；工艺和工序将复合化、集中化；数控车床向多主轴、多刀架发展；为实现长时间无人化全自动操作，数控车床向全自动方向发展；机床的加工精度向更高方向发展。 11参考文献邵群涛 主编，电机及拖动基础，机械工业出版社，2005 年 8 月第 1 版林其骏 主编，数控技术及应用，机械工业出版社，2001 年 3 月第 1 版熊光华 主编，数控机床，机械工业出版社，2007 年 1 月第 1 版西安技师学院，广州数控 928TE 安装与调试手册，西安技师学院，2007 年 6 月
