《毕业设计论文CNC3136A数控车床电气系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计论文CNC3136A数控车床电气系统设计（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Tianjin University of Technology and Education毕 业 设 计专 业：机械设计制造及其自动化班级学号：机自0302班 34 学生姓名： 指导教师： 二七年 六 月天津工程师范学院本科生毕业设计CNC3136A数控车床电气系统设计Design of Electrical System of CNC6136A machine tool专业班级：机检0301班学生姓名： 指导教师：系 别：机械工程系2007 年 6月摘 要数控技术发展飞速的今天，数控技术在现代制造业发挥越来越重要的作用，数控机床是数控制造业的核心，本文主要介绍了对数控车床的电气系统设计的过
2、程。CNC6136A 是基于华中数控系统HNC-21的基础上设计制造的新一代的数控车床，对其电气系统设计使尤为重要的，其内容包括强电设计、弱点设计、PLC输入输出及接口设计，绘制出整个机床的电气系统原理图等。本设计给出了整个机床的原理图绘制过程，重点部分模块化，较详细地介绍了各个部分的功能及用途。分为 380V强电回路，控制回路，PLC输入输出控制，主轴驱动模块和进给伺服驱动模块，并介绍了相关的电气知识。通过本设计说明书可以基本上掌握数控车床的电气原理，以及基本的电气常识，使读者无论是从整体上还是各个模块中都能够了解到数控车床相关的一系列电气知识。关键词：数控系统；数控车床；主电路；控制电路；
3、PLC控制；电气原理图ABSTRACTThe numberical controls that the technique development fast today, the numberical controls technique at the modern manufacturing industry exertive more and more importance function, numberical control tool machine is number control a manufacturing industry of core, this text mainl
4、y introduced logarithms to control the processceed that the electricity system of lather design.CNC6136 As is according to Hua number control the system HNC-21 of the number of the new generation of the foundation top design manufacturing control lather, as to its the electricity system design make
5、is important, its contents includes a strong electricaly 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 part
6、s of mold piece turn and compared 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 re
7、lated electronic knowledge.Through this design systerm can basically control numberical control the electricity principle of lather, and basic electronic common sense, make the reader regardless can understand numbrical control the lather related series of electricity knowledge from wholely the top
8、still each mold piece.Key Words：NC system; NC lathe ; Main circuit; Control circuit; PLC control; Electric principle charts目 录第一章 绪论11.1 引言11.2 数控车床的现状与发展方向11.3主要技术5第二章 数控车床主要控制电路设计62.1 数控车床常用电气元件62.2 380V强电控制回路142.3 电源回路162.4 交流控制回路162.5 直流控制回路17第三章 PLC输入输出控制193.1 可编程控制器概述193.2 PLC输入/输出与通信接口21第四章 伺
9、服驱动进给系统设计244.1 概述244.2伺服驱动进给装置的接口设计25第五章 主轴控制系统设计275.1 概述275.1.1 主轴驱动变速的三种形式275.1.2调速的主要指标285.2 交流主轴驱动装置的特性285.3 主轴驱动装置的接口设计28结 论30参考文献31附 录1：CNC6136A数控车床电气原理图32附 录2：翻译42致 谢64I天津工程师范学院2007届本科生毕业设计第一章 绪论1.1 引言机床是对金属或其它材料的坯料或工件进行加工，使之获得所要求的几何精度和表面质量的机器，机床是用以制造一切机械(包括能制造机床自身)的机器，机床是机械制造业的基本加工装备。它的品种、性能
10、、质量和技术水平直接影响着其它机电产品的性能、质量、生产技术水平和企业的经济效益。随着科学技术的高速发展，以电子信息技术为主体，世界机床产业已进入机电一体化时代，其代表产品就是数控机床。CNC6136A数控车床就是典型的现代化设备，它的出现是机械加工设备的新突破。随着科学技术和市场经济的不断发展，人们对机械产品的质量、生产率和新产品开发的周期提出了越来越高的要求，所以，新一代的数控车床便应运而生。CNC6136A 数控车床是基于华中数控“世纪星”HNC-21TD系统的数控车床，其中一个主要的环节就是电气系统设计,其中包括强电设计，弱电设计，以及PLC接口设计等。电气系统是整个车床的控制中心，所
11、以设计工作尤为重要。1.2 数控车床的现状与发展方向数控车床的现状：1床身和导轨(1)床身机床的床身是整个机床的基础支承件，是机床的主体，一般用来放置导轨、主轴箱等重要部件，床身的结构对机床的布局有很大的影响。一般来说，中、小规格的数控车床采用斜床身和平床身斜滑板的居多，只有大型数控车床或小型精密数控车床才采用平床身，立床身采用的较少。平床身工艺性好，易于加工制造。由于刀架水平放置，对提高刀架的运动精度有好处，但床身下部空间小，排屑困难；刀架横滑板较长，加大了机床的宽度尺寸，影响外观。平床身斜滑板结构，再配置上倾斜的导轨防护罩，这样既保持了平床身工艺性好的优点，床身宽度也不会太大。(2)导轨车
12、床的导轨可分为滑动导轨和滚动导轨两种。滑动导轨具有结构简单、制造方便、接触刚度大等优点。但传统滑动导轨摩擦阻力大，磨损快，动、静摩擦系数差别大，低速时易产生 行现象。目前，数控车床已不采用传统滑动导轨，而是采用带有耐磨粘贴带覆盖层的滑动导轨和新型塑料滑动导轨。它们具有摩擦性能良好和使用寿命长等特点。导轨刚度的大小、制造是否简单、能否调整、摩擦损耗是否最小以及能否保持导轨的初始精度，在很大程度上取决于导轨的横截面形状。 2主轴变速系统经济型数控车床大多数是不能自动变速的，需要变速时，只能把机床停止，然后手动变速。而全功能数控车床的主传动系统大多采用无级变速。目前，无级变速系统主要有变频主轴系统和
13、伺服主轴系统两种，一般采用直流或交流主轴电机，通过带传动带动主轴旋转，或通过带传动和主轴箱内的减速齿轮(以获得更大的转矩)带动主轴旋转。由于主轴电机调速范围广，又可无级调速，使得主轴箱的结构大为简化。主轴电机在额定转速时可输出全部功率和最大转矩。 3刀架系统数控车床的刀架是机床的重要组成部分。刀架用于夹持切削用的刀具，因此其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。在一定程度上，刀架的结构和性能体现了机床的设计和制造技术水平。随着数控车床的不断发展，刀具结构形式也在不断翻新。刀架是直接完成切削加工的执行部件，所以，刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工时的切削抗力。由于切削加工精度在很
14、大程度上取决于刀尖位置，所以要求数控车床选择可靠的定位方案和合理的定位结构，以保证有较高的重复定位精度。此外，刀架的设计还应满足换刀时间短、结构紧凑和安全可靠等要求。按换刀方式的不同，数控车床的刀架系统主要有回转刀架、排式刀架和带刀库的自动换刀装置等多种形式。4进给传动系统数控车床的进给传动系统一般均采用进给伺服系统。这也是数控车床区别于普通车床的一个特殊部分。数控车床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反馈环节等组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统。机械传动部件和执行元件组成机械传动系统。检测元件与反馈电路组成检测系统。进给伺服系统按其控制方式不同可分为
15、开环系统和闭环系统。闭环控制方式通常是具有位置反馈的伺服系统。根据位置检测装置所在位置的不同，闭环系统又分为半闭环系统和全闭环系统。半闭环系统具有将位置检测装置装在丝杠端头和装在电机轴端两种类型。前者把丝杠包括在位置环内， 后者则完全置机械传动部件于位置环之外。全闭环系统的位置检测装置安装在工作台上，机械传动部件整个被包括在位置环之内。开环系统的定位精度比闭环系统低，但它结构简单、工作可靠、造价低廉。由于影响定位精度的机械传动装置的磨损、惯性及间隙的存在，故开环系统的精度和快速性较差。全闭环系统控制精度高、快速性能好，但由于机械传动部件在控制环内，所以系统的动态性能不仅取决于驱动装置的结构和参数，而且还与机械传动部件的刚度、阻尼特性、惯性、间隙和磨损等因素有很大关系，故必须对机电部件的结构参数进行综合考虑才能满足系统的要求。因此全闭环系统对机床的要求比较高，且造价也较昂贵。闭环系统中采用的位置检测装置有：脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、磁尺、光栅尺和激光干涉仪等。数控车床的进给伺服系统中常用的驱动装置是伺服电机。伺服电机有直流伺服电机和交
