基于廣數(shù)980TD系統(tǒng)的數(shù)控車床電路設(shè)計(jì)全解

1、 ii畢論文題目:系別:班別:指導(dǎo)老師:組成員:學(xué)號(hào):業(yè)設(shè)計(jì)基于廣數(shù)980TD系統(tǒng)的數(shù)控車床電路設(shè)計(jì)機(jī)械工程系機(jī)電一體化專業(yè)姚龍華、梁耀祖、蔡子婧 摘要數(shù)控機(jī)床綜合運(yùn)用了微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、精密測(cè)量、液壓與氣動(dòng)、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造等技術(shù)的最新成果，隨著我國(guó)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步和數(shù)控設(shè)備的更新?lián)Q代，對(duì)各層次的數(shù)控技術(shù)人才提出了新的更高要求。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)全面、系統(tǒng)地講述數(shù)控系統(tǒng)的基本組成、各部分的主要功能和特點(diǎn)、工作原理等。重點(diǎn)在數(shù)控的應(yīng)用上，著重介紹了發(fā)那科（FANUC）公司、四門子（SIEMENS）公司、發(fā)格（FAGOR）公司以及國(guó)內(nèi)華中數(shù)控集團(tuán)等企業(yè)研制的數(shù)控系統(tǒng)的

2、功能、特點(diǎn)及典型應(yīng)用。廣數(shù)980TD系統(tǒng)數(shù)控車床就是典型的現(xiàn)代化設(shè)備，它的出現(xiàn)是機(jī)械加工設(shè)備的新突破。隨著科學(xué)技術(shù)和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率和新產(chǎn)品開發(fā)的周期提出了越來越高的要求，所以新一代的數(shù)控車床便應(yīng)運(yùn)而生。廣數(shù)980TD系統(tǒng)的數(shù)控車床是基于廣州數(shù)控仿FANUC系統(tǒng)的數(shù)控車床、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、強(qiáng)電控制柜等組成，因此每個(gè)電氣元件及連接線路都會(huì)影響到機(jī)床的運(yùn)行，引起機(jī)床的故障。該設(shè)計(jì)主要介紹數(shù)控車床電氣的元?dú)饧?；機(jī)床電器元器件的計(jì)算以及選擇；控制電路的電路圖分析；數(shù)控系統(tǒng)連接圖的接口分析和元件連接等內(nèi)容。目錄第一章：數(shù)控機(jī)床的概述TOC o 1-5 h z第

3、一節(jié)：數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì)4第二節(jié)：數(shù)控機(jī)床的組成以及分類6第二章：數(shù)控系統(tǒng)第一節(jié)：數(shù)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)11第二節(jié)：數(shù)控系統(tǒng)的組成以及功能12第三節(jié)：數(shù)控系統(tǒng)的分類13第四節(jié)：伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)13.第五節(jié)；進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)14第三章：數(shù)控機(jī)床電氣元件第一節(jié)：元器件的介紹15第二節(jié)：電氣元器件的選擇22第四章：數(shù)控機(jī)床的電路分析第一節(jié)：機(jī)床電路原理圖25第二節(jié)：數(shù)控系統(tǒng)連接圖的了解26總結(jié)39 HYPERLINK l bookmark146 參考文獻(xiàn)41致謝42附錄：電路圖，電氣材料清單43第一章數(shù)控機(jī)床的概述.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越來越合理，它們的性能、精度和

4、效率日趨提高，更新?lián)Q代頻繁，產(chǎn)生類型從大批大量生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。因此，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的加工相應(yīng)提出了高精度、高柔性與高自動(dòng)化的要求。數(shù)字控制機(jī)床就是為了解決單件、小批量，特別是復(fù)雜型面零件加工的自動(dòng)化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床是1952年美國(guó)PARSONS公司與麻省理工學(xué)院（MIT）合作研制的三坐標(biāo)數(shù)控銑床，它綜合應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、伺服驅(qū)動(dòng)、精密檢測(cè)與新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果，可用于加工復(fù)雜曲面零件。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展先后經(jīng)歷了電子管（1952年）晶體管（1959年）、小規(guī)模集成電路（1965年）、大規(guī)模集成電路及小型計(jì)算機(jī)（1970年）和微處理或微型計(jì)算機(jī)（19

5、74年）等5代數(shù)控系統(tǒng)。1.1.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)（1）高速化。隨著汽車、國(guó)防、航空、航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁合金等新材料的應(yīng)用，對(duì)數(shù)控機(jī)床加工的高速化要求越來越高。（2）高精度化。數(shù)控機(jī)床精度的要求現(xiàn)在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度、熱變形以及對(duì)振動(dòng)的監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償越來越獲得重視。（3）多功能化。復(fù)合機(jī)床的含義是指在一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)或盡可能完成從毛坯至成品的多種要素加工。（4）智能化。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，為了滿足制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、制造自動(dòng)化的發(fā)展需求，數(shù)控機(jī)床的智能化程度在不斷提高。數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床一般由輸入輸出設(shè)備、CNC裝置（或稱CNC單元）、伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置（或稱

6、執(zhí)行機(jī)構(gòu)）及電氣控制裝置、輔助裝置、機(jī)床本體、測(cè)量反饋裝置等組成。數(shù)控機(jī)床主要有三大部分組成機(jī)床主體、數(shù)控裝置、伺服機(jī)構(gòu)。1機(jī)床本體數(shù)控車床由于切削用量大、連續(xù)加工發(fā)熱量大等因素對(duì)加工精度有一定影響，加工中又是自動(dòng)控制，不能像在普通車床那樣由人工進(jìn)行調(diào)整、補(bǔ)償，所以其設(shè)計(jì)要求比普通機(jī)床更嚴(yán)格，制造要求更精密，采用了許多新結(jié)構(gòu)，以加強(qiáng)剛性、減小熱變形、提高加工精度。2數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心，主要包括微處理器CPU、存儲(chǔ)器、局部總線、外圍邏輯電路以及與數(shù)控系統(tǒng)的其他組成部分聯(lián)系的各種接口等。數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)完全由軟件處理輸入信息，可處理邏輯電路難以處理的復(fù)雜信息，使數(shù)字控制系統(tǒng)的性能大

7、大提高。3輸入/輸出設(shè)備鍵盤、磁盤機(jī)等是數(shù)控機(jī)床的典型輸入設(shè)備。除此以外，還可以用串行通信的方式輸入。4伺服單元伺服單元是數(shù)控裝置和機(jī)床本體的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它將來自數(shù)控裝置的微弱指令信號(hào)放大成控制驅(qū)動(dòng)裝置的大功率信號(hào)。根據(jù)接收指令的不同，伺服單元有數(shù)字式和模擬式之分，而模擬式伺服單元按電源種類又可分為直流伺服單元和交流伺服單元。5驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置把經(jīng)放大的指令信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，通過機(jī)械傳動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)機(jī)床主軸、刀架、工作臺(tái)等精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最后加工出圖紙所要求的零件。和伺服單元相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)裝置有步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)等。伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置合稱為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它是

8、機(jī)床工作的動(dòng)力裝置，數(shù)控裝置的指令要靠伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)付諸實(shí)施。所以，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。從某種意義上說，數(shù)控機(jī)床功能的強(qiáng)弱主要取決于數(shù)控裝置，而數(shù)控機(jī)床性能的好壞主要取決于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。1.2.2數(shù)控機(jī)床的分類一、按機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制軌跡分類點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床具有點(diǎn)位控制功能的機(jī)床主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控鑊床、數(shù)控沖床等。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控系統(tǒng)價(jià)格的降低，單純用于點(diǎn)位控制的數(shù)控系統(tǒng)已不多見。直線控制數(shù)控機(jī)床其有直線控制功能的機(jī)床主要有比較簡(jiǎn)單的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等。這種機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)也稱為直線控制數(shù)控系統(tǒng)。同樣，單純用于直線控制的數(shù)控機(jī)床也不多見。輪廓控制數(shù)控機(jī)床這類機(jī)

9、床主要有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割機(jī)冰、加工中心等，其相應(yīng)的數(shù)控裝置稱為輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)它所控制的聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸數(shù)不同，又可以分為下面幾種形式二軸聯(lián)動(dòng)：主要用于數(shù)控車床加工旋轉(zhuǎn)曲面或數(shù)控銑床加工曲線柱面。二軸半聯(lián)動(dòng)：主要用于三軸以上機(jī)床的控制，其中兩根軸可以聯(lián)動(dòng)，而另外一根軸可以作周期勝進(jìn)給。三軸聯(lián)動(dòng)：一般分為兩類，一類就是X、y、Z三個(gè)直線坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，比較多的用于數(shù)控銑床、加工中心等，另一類是除了同時(shí)控制X、Y、Z中兩個(gè)直線坐標(biāo)外，還同時(shí)控制圍繞其中某一直線坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸。如車削加工中心，它除了縱向（Z軸）、橫向（X軸）兩個(gè)直線坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)外，還需同時(shí)控制圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)的主軸（C軸）

10、聯(lián)動(dòng)。四軸聯(lián)動(dòng)：同時(shí)控制X、Y、Z三個(gè)直線坐標(biāo)軸與某一旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)。五軸聯(lián)動(dòng)：除同時(shí)控制X、Y、Z三個(gè)育線坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)外.還同時(shí)控制圍繞這這些直線坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的A、B、C坐標(biāo)軸中的兩個(gè)坐標(biāo)軸，形成同時(shí)控制五個(gè)軸聯(lián)動(dòng)這時(shí)刀具可以被定在空間的任意方向。比如控制刀具同時(shí)繞x軸和Y軸兩個(gè)方向擺動(dòng)，使得刀具在其切削點(diǎn)上始終保持與被加工的輪廓曲面成法線方向，以保證被加工曲面的光滑性，提高其加工精度和加工效率，減小被加工表面的粗糙度。二、按伺服控制的方式分類開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床這類機(jī)床的進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)是開環(huán)的，即沒有檢測(cè)反饋裝置，一般它的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)為步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的主要特征是控制電路每變換一次指令脈沖信號(hào)，電動(dòng)

11、機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角，并且電動(dòng)機(jī)本身就有自鎖能力數(shù)控系統(tǒng)輸出的進(jìn)給指令信號(hào)通過脈沖分配器來控制驅(qū)動(dòng)電路，它以變換脈沖的個(gè)數(shù)來控制坐標(biāo)位移量，以變換脈沖的頻率來控制位移速度，以變換脈沖的分配順序來控制位移的方向。閉環(huán)控制機(jī)床這類數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)是按閉環(huán)反饋控制方式工作的，其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)可采用直流或交流兩種伺服電機(jī)，并需要配置位置反饋和速度反饋，在加工中隨時(shí)檢測(cè)移動(dòng)部件的實(shí)際位移量，并及時(shí)反饋給數(shù)控系統(tǒng)中的比較器，它與插補(bǔ)運(yùn)算所得到的指令信號(hào)進(jìn)行比較，其差值又作為伺服驅(qū)動(dòng)的控制信號(hào)，進(jìn)而帶動(dòng)位移部件以消除位移誤差。按位置反饋檢測(cè)元件的安裝部位和所使用的反饋裝置的不同，它又分為全閉環(huán)和半閉環(huán)兩種控

12、制方式。全閉環(huán)控制：其位置反饋裝置采用直線位移檢測(cè)元件（目前一般采用光柵尺），安裝在機(jī)床的床鞍部位，即直接檢測(cè)機(jī)床坐標(biāo)的直線位移量，通過反饋可以消除從電動(dòng)機(jī)到機(jī)床床鞍的整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)誤差，從而得到很高的機(jī)床靜態(tài)定位精度。但是，由于在整個(gè)控制環(huán)內(nèi)，許多機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙均為非線性，并且整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間與電氣響應(yīng)時(shí)間相比又非常大這為整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)。定性校正帶來很大困難，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)整也都相當(dāng)復(fù)雜因此，這種全閉環(huán)控制方式主要用于精度要求很高的數(shù)控坐標(biāo)幢床、數(shù)控精密磨床等。半閉環(huán)控制：其位置反饋采用轉(zhuǎn)角檢測(cè)元件（目前主要采用編碼器等），直接安裝在伺服電動(dòng)機(jī)或絲杠

13、端部。由于大部分機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)未包括在系統(tǒng)閉環(huán)環(huán)路內(nèi)，因此叫獲得較穩(wěn)定的控制特性。絲杠等機(jī)械傳動(dòng)誤差不能通過反饋來隨時(shí)校正，但是可采用軟件定值補(bǔ)償方法來適當(dāng)提高其精度。目前，大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床采用半閉環(huán)控制方式。混合控制數(shù)控機(jī)床將上述控制方式的特點(diǎn)有選擇地集中，可以組成混合控制的方案。如前所述，由于開環(huán)控制方式穩(wěn)定性好、成本低、精度差，而全閉環(huán)穩(wěn)定性差，所以為了互為彌補(bǔ)，以滿足某些機(jī)床的控制要求，宜采用混合控制方式。采用較多的有開環(huán)補(bǔ)償型和半閉環(huán)補(bǔ)償型兩種方式。三、按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平，通常把數(shù)控系統(tǒng)分為低、中、高三類。這種分類方式，在我國(guó)用的較多。低、中、高三檔的界限是相對(duì)

14、的，不同時(shí)期，劃分標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)不同。就目前的發(fā)展水平看，可以根據(jù)一些功能及指標(biāo)，將各種類型的數(shù)控系統(tǒng)分為低、中、高檔三類。其中中、高檔一般稱為全功能數(shù)控或標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控在我國(guó)還有經(jīng)濟(jì)型數(shù)控的提法。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控屬于低檔數(shù)控，是指由單片機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)組成的數(shù)控系統(tǒng)，或其他功能簡(jiǎn)單、價(jià)格低的數(shù)控系統(tǒng)。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控主要用于車床、線切割機(jī)床以及舊機(jī)床改造等四、按加工工藝及機(jī)床用途的類型分類。金屬切削類指采用車、銑、撞、鉸、鉆、磨、刨等各種切削工藝的數(shù)控機(jī)床。它又可被分為以下兩類。普通型數(shù)控機(jī)床如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等。加工中心其主要特點(diǎn)是具有自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)的刀具庫，工件經(jīng)一次。裝夾后，通過自動(dòng)更換各種刀具，在

15、同一臺(tái)機(jī)床上對(duì)工件各加工面連續(xù)進(jìn)行銑（車）鍵、鉸、鉆、攻螺紋等多種工序的加工，如（幢銑類）加工中心、車削中心、鉆削中心等。第二章數(shù)控系統(tǒng)211數(shù)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，主要分成3部分，即電源系統(tǒng)控制系統(tǒng)獨(dú)立單元。電源系統(tǒng)：包括交流電源、直流電源、電池電源?？刂葡到y(tǒng)：是指數(shù)控裝置中信號(hào)產(chǎn)生、處理、傳輸及執(zhí)行過程中的所有單元及各單元的聯(lián)系手段。獨(dú)立單元：獨(dú)立單元是指能夠以簡(jiǎn)單的適配關(guān)系與系統(tǒng)中其他部分結(jié)合在一起的部分，如NC系統(tǒng)、外接PLC、伺服單元、電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)速傳感器、光柵系統(tǒng)、脈沖編碼器、紙帶閱讀機(jī)、操作面板等。2.2.1數(shù)控系統(tǒng)的組成是由系統(tǒng)程序、輸入輸出設(shè)備、通信設(shè)備、數(shù)控裝置

16、、可編程控制器、伺服驅(qū)動(dòng)裝置和測(cè)量裝置等組成。數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下。謎給軸拎制援匚I主輛撐制腋門人機(jī)對(duì)詰界面婕2.2.2數(shù)控系統(tǒng)的功能數(shù)控系統(tǒng)由于現(xiàn)在普遍采用微處理器，通過軟件可以實(shí)現(xiàn)很多功能1、控制功能。2、準(zhǔn)備功能。3、插補(bǔ)功能。4、進(jìn)給功能。5、主軸功能。6、輔助功能。7、刀具功能。8、補(bǔ)償功能。2.3數(shù)控系統(tǒng)的分類一、按數(shù)控裝置類型分類按照數(shù)控裝置內(nèi)部邏輯電路元件的不同，可以將數(shù)控系統(tǒng)分為硬件數(shù)控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)兩大類。二、按控制方式分類按照數(shù)控裝置的控制方式不同，可以將數(shù)據(jù)系統(tǒng)分為開環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)、全閉環(huán)控制型數(shù)控系統(tǒng)、半閉環(huán)控制型數(shù)控系統(tǒng)和混合控制型數(shù)控系統(tǒng)。三、按照功能水平分

17、類按照功能水平，可以將數(shù)控系統(tǒng)分為低（經(jīng)濟(jì)型）、中、高三檔。2.4伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控伺服系統(tǒng)由伺服電機(jī)（M）、驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制轉(zhuǎn)換電路、電力電子驅(qū)動(dòng)放大模塊、電流調(diào)解單元、速度調(diào)解單元、位置調(diào)解單元和相應(yīng)的檢測(cè)裝置（如光電脈沖編碼器G）等組成。一般閉環(huán)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖5.1所示。它是一個(gè)三環(huán)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其中，外環(huán)是位置環(huán)，中環(huán)是速度環(huán)，內(nèi)環(huán)為電流環(huán)。241伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求1精度高2穩(wěn)定性好3快速響應(yīng)4調(diào)速范圍寬5低速大轉(zhuǎn)矩2.5進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)給系統(tǒng)：是根據(jù)數(shù)控裝置發(fā)出控制指令來驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的精確進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。特點(diǎn)：位置隨動(dòng)、精確定位。作用：1.放大CNC裝置發(fā)出的控制信號(hào)，具有功率輸出能力。

18、根據(jù)CNC裝置發(fā)出的控制信號(hào)對(duì)機(jī)床移動(dòng)部件的位置和速度進(jìn)行控制。251進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求1調(diào)整范圍要寬。2定位精度要高。低速大轉(zhuǎn)矩，過載能力強(qiáng)。可靠性高。快速響應(yīng)、無超調(diào)。第三章數(shù)控機(jī)床的電氣元件元器件的介紹開關(guān)電器組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，實(shí)質(zhì)上也是一種刀開關(guān)，主要用作電源的引入開關(guān)。與普通刀開關(guān)不同的是，組合開關(guān)的刀片是旋轉(zhuǎn)式的，比刀開關(guān)輕巧，是一種多觸點(diǎn)，多位置，可控制多個(gè)回路的電器。組合開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖、組合開關(guān)的圖形符號(hào)。1.1L2L3iSSf2主令電器自動(dòng)控制系統(tǒng)中用于發(fā)送控制指令的電器稱為主令電器。常用的主令電器有控制按鈕開關(guān)、行程開關(guān)、接近開關(guān)等。(1)按鈕開關(guān)按鈕開關(guān)通常用作短時(shí)

19、接通或斷開小電流控制電路的開關(guān)，通常用于控制電路中發(fā)出起動(dòng)或停止等指令，再通過接觸器、繼電器來控制電器接通或斷開主電路。按鈕結(jié)構(gòu)示意圖，按鈕的圖形。(如下圖)行程開關(guān)行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，是根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件位置而切換電路的自動(dòng)控制電器。動(dòng)作時(shí)，由擋塊與行程開關(guān)的滾輪相碰撞，使觸頭接通或斷開來控制運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)方向、行程大小或位置保護(hù)。行程開關(guān)種類很多，按結(jié)構(gòu)可分為直動(dòng)式、滾動(dòng)式和微動(dòng)式。機(jī)床上常使用微動(dòng)式行程開關(guān)。如圖所示，為微動(dòng)式行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。行程開關(guān)的圖形符號(hào)和文字符號(hào)。（如下圖）接近開關(guān)接近開關(guān)又稱無觸點(diǎn)行程開關(guān)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)著的物體在一定范圍內(nèi)與之接近時(shí)，接近開關(guān)就會(huì)發(fā)生物體接近而,動(dòng)作

20、”的信號(hào)，以不直接接觸方式控制運(yùn)動(dòng)物體的位置。（如下圖）ri0*位（4）急停開關(guān)（SB0）急停開關(guān)實(shí)質(zhì)為按鈕開關(guān)，由按鈕帽，復(fù)們彈簧，橋式動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)等組成。（5）限位開關(guān)（SQ1、SQ2、）在生產(chǎn)機(jī)械中，需要一種開關(guān)來控制某些機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)行程和位置。這種開關(guān)叫行程開關(guān)，又叫限位開關(guān)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)械擋板碰壓到頂桿，使動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。當(dāng)擋板離開時(shí)，動(dòng)斷和動(dòng)合觸點(diǎn)恢復(fù)原狀。控制行程，與壓塊一同工作，相接觸后會(huì)自動(dòng)動(dòng)作電氣系統(tǒng)運(yùn)行。3交流接觸器接觸器是一種用來頻繁地接通或分?jǐn)鄮в胸?fù)載（如電動(dòng)機(jī)）的主電路自動(dòng)控制電器。接觸器按其主觸頭通過電流的種類不同，分為交流、直流兩種，機(jī)床上應(yīng)

21、用最多的是交流接觸器。主要由以下四部分組成：電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、他部件。電磁機(jī)構(gòu)：磁機(jī)構(gòu)由線圈，動(dòng)鐵心和靜鐵組成。觸頭系統(tǒng)：交流接觸器的觸頭系統(tǒng)包括主觸頭和輔助觸頭。主觸頭用于通斷電機(jī)或者其它設(shè)備的主電路，有三對(duì)常開觸頭，輔助觸頭用于控制電路，起電氣控制作用，通常有一組常開或常閉觸頭，分布在主觸頭右側(cè)。常開觸頭在正常工作下是斷開的；（NO）常閉觸頭在正常工作下是常閉的；（NC）。滅弧裝置：容量在10A以上的接觸器都有滅弧裝置。其他部件：包括反作用彈簧，緩沖彈簧，觸頭壓力彈簧，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及外殼等。交流接觸器常見故障：吸力不足，線圈過熱燒毀和觸頭不能復(fù)位。（如下圖）SJ龍?zhí)簏c(diǎn)一n山巾丄”M

22、M!臺(tái)由世i鹹丄=4aa4/卜41_44-1/KKd-14繼電器繼電器是一種根據(jù)某種輸入信號(hào)的變化，而接通或斷開控制電路，實(shí)現(xiàn)控制目的的電器。繼電器的輸入信號(hào)可以是電流、電壓等電學(xué)量，也可以是溫度、速度、時(shí)間、壓力等非電量，而輸出通常是觸頭的動(dòng)作（斷開或閉合）。繼電器的種類很多，按工作原理可分電磁式繼電器、熱繼電器、壓力繼電器、時(shí)間繼電器、速度繼電器等。在機(jī)床電氣控制中，應(yīng)用最多的是電磁式繼電器。（1）電磁式繼電器（如下圖）1KA1（2）熱繼電器熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理來切斷電路的保護(hù)電器，主要用于電動(dòng)機(jī)或其他負(fù)載的過載保護(hù)。（如下圖）/125低壓斷路器低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣開關(guān)，它不但

23、能用于正常工作時(shí)不頻繁接通和斷開的電路，而且當(dāng)電路發(fā)生過載、短路或失壓等故障時(shí)，能自動(dòng)切斷電路，有效地保護(hù)串接在它后面的電氣設(shè)備。因此，低壓斷路器在機(jī)床上使用得越來越廣泛。機(jī)床上常用的低壓斷路器有DZ10、DZ5-20和DZ5-50系列。低壓斷路器的圖形符號(hào)和文字符號(hào)。（如下圖） 26斷路器（QM1、QM2、）既有開關(guān)作用，又有過壓、欠壓、短路保護(hù)功能。在一個(gè)斷路器中，一般有三組主觸頭，用來對(duì)電機(jī)或者其它設(shè)備的主電路進(jìn)行保護(hù)。還有常開和常閉輔助觸頭各一組，用來對(duì)控制電路進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)主電路出現(xiàn)過壓、欠壓、短路等故障時(shí)，空氣斷路器首先跳閘實(shí)現(xiàn)對(duì)主電路的保護(hù)，同時(shí)輔助觸頭斷開對(duì)控制電路進(jìn)行保護(hù)。7變

24、壓器在數(shù)控機(jī)床里一般用到隔離變壓器和控制變壓器兩種，隔離變壓器用來對(duì)三相380V電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)器和系統(tǒng)進(jìn)行供電，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器是三相供電時(shí)，要用到有三相輸出的隔離變壓器，二相供電時(shí)就要用到有二相輸出的隔離變壓器。注意各軸的驅(qū)動(dòng)器和系統(tǒng)的供電容量不能超出變壓器的容量?？刂谱儔浩饔脕韺?duì)三相380V電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換為控制電路，主軸制動(dòng)和進(jìn)給軸松閘供電。&橋堆橋堆由四個(gè)二極管組成，如圖，一般用來對(duì)變壓器輸出的交流電壓進(jìn)行整流，得到的直流電壓主軸制動(dòng)和進(jìn)給軸松閘供電。3.2電氣元器件的選擇1.控制主軸電機(jī)電路通斷的空氣開關(guān)的計(jì)算主軸電機(jī)我們選的是AC380V5.5KW的電機(jī)，由公式可以計(jì)算出電流的值：I=P/

25、U=5.5KW/380=14.5A。由于變頻器本身的耗電功率很小，一般變頻器器自身耗電功率是名牌上的功率(7.5KW)3%5%，我們?nèi)∽畲笾担宰冾l器的功率為：75KWX5%=0375KW。電流為0.375KW/380V1A，所以在15.5A左右的空氣開關(guān)規(guī)格有10A和16A的，1015.516,所以我們可以選擇AC400V16A的空氣開關(guān)。(2)X、Z軸電機(jī)同時(shí)工作時(shí)兩個(gè)電流和為23X2A=46A,所以可以選擇6A/3P的空氣開關(guān)，水泵電機(jī)120W是小功率電機(jī)，在允許的范圍內(nèi)為了同意我們選擇的也是6A/3P的空氣開關(guān)，根據(jù)下面第5點(diǎn)的計(jì)算，可以知道控制220V電源的空氣開關(guān)選擇為16A/3

26、P的規(guī)格。同理，交流接觸器的規(guī)格也是根據(jù)以上的計(jì)算選取出來的?？傞_關(guān)電路通斷的空氣開關(guān)的計(jì)算總開關(guān)我們選的是AC400V25A的空氣開關(guān)，我們先計(jì)算一下大功率的用電器，其各個(gè)電流分別為，主軸電機(jī)14.5A、刀架電機(jī)2A、X、Z軸電機(jī)2.3X2=4.6A、水泵電機(jī)0.4A，以上的總電流和為I=14.5+2+4.6+0.4=21.5A，再加上操作面板、驅(qū)動(dòng)器、變頻器及其總他小功率的用電器，選AC400V25A的空氣開關(guān)足夠了。3電線選取的計(jì)算首先要計(jì)算出通過電線的最大電流，然后再根據(jù)結(jié)果選取電線的粗細(xì)，其公式如下：I=P(1732xUxCOS),(COS為功率因素，其值一般取0.75)。主軸電機(jī)功

27、率為5.5KW，變頻器自身功率0.375KW，由名牌上的參數(shù)可知，X、Z進(jìn)給電機(jī)的功率為P=IXU=23AX220VX2=1012KW,另外，水泵電機(jī)、操作面板顯示屏、刀架電機(jī)的功率分別為0.12KW、0.18KW、0.12KW，以上加起來的總功率為：P=55+0357+1012+012+018+012=7289KW總為了方便計(jì)算，我們?nèi)∑渌」β视秒娖鞯目偣β嗜〉?11W(其實(shí)沒有這么大)，總功率為P、=7.289+0.711=8KW，由公式：總I=Pv(1.732xUxCOSO)=80OOv(1.732x380 x0.75)A=16.2A我們可以查表知道，2.5MM2可以承受20A的電流，

28、4MM2的可以承受33A的電流，考慮到以后有可能會(huì)加上一些其他較大功率的設(shè)備，主線我們選的是4MM2的電線，而一般線使用2.5MM2的線。4對(duì)于電機(jī)方面的選取對(duì)于普通的中小行電機(jī)，選取主軸電機(jī)為5.5KW的電機(jī)足夠了，其實(shí)我們也可以用公式來計(jì)算出我們所需要的功率，其大概過程如下：移動(dòng)部位重量二G，摩擦系數(shù)=(線軌一般取0.001，硬軌一般取0.01左右)，絲桿節(jié)距=卩，最大移動(dòng)速S=s，電機(jī)轉(zhuǎn)M=v，電機(jī)扭力=F，首先，計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速，V=S/P,這很簡(jiǎn)單。其次，計(jì)算扭力，F(xiàn)1=(GXKXP)/(2XnXN)+F2N絲桿傳動(dòng)效率，一般大于0.9,根據(jù)絲桿決定，F(xiàn)2：絲桿傳動(dòng)摩擦力，計(jì)算出來的片為

29、空載的時(shí)候需要的扭力,再選擇適當(dāng)?shù)募铀俣?，車削的切削力，即可得到F=F1+GA+F3F1，A為機(jī)床可獲得的最大加速度,F3為切削力（約電機(jī)功率P=FXV/955）,把實(shí)際值代入即可得出結(jié)果。5.變壓器計(jì)算變壓器主要是作用于220V的控制電源,其功率較小,根據(jù)我們上面（第3點(diǎn)）的計(jì)算,可取220V的用電器總功率約為120+120+711W=951W我們?nèi)≌s1000W，功率因數(shù)按照0.8計(jì)算，由公式。S=P/COS，（其中：S視在功率，P有功功率，U電壓，I電流，COS功率因數(shù)），所以P=SCOS=1000/08=125KVA,即至少需要2kVA的變壓器。那么最接近要求的型號(hào)是3kVA的變壓器。

30、第四章數(shù)控機(jī)床的電路分析4.1機(jī)床電氣原理圖識(shí)圖機(jī)床的種類繁多，加工工藝各異，因此所要求的控制線路也多種多樣、千差萬別。但它們一般都是由一些基本控制環(huán)節(jié)組成的，只要分析研究這些基本控制線路的特點(diǎn)，掌據(jù)其規(guī)律，就能夠閱讀和設(shè)計(jì)電氣控制線路。1、電氣控制線路的繪制電氣控制系統(tǒng)圖有三類：電氣原理圖、電器元件布置圖和電氣安裝接線圖。在電氣控制系統(tǒng)中必須使用國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的電氣元件圖形符號(hào)。國(guó)家規(guī)定從1990年1月1日起，電氣系統(tǒng)圖中的圖形符號(hào)和文字符號(hào)必須符合最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2、電氣原理圖（某機(jī)床電氣原理圖）123456791012電觀尹黃&保護(hù)匸電動(dòng)柳無停攪制電踣SOHz780SkWISOOr/nii

31、nELHLhHL24.2數(shù)控系統(tǒng)連接圖的了解1、系統(tǒng)連線圖由于系統(tǒng)較多，其每個(gè)系統(tǒng)的接口都不一樣，但功能大致都相差不多，這里以980TD系統(tǒng)為例簡(jiǎn)單介紹（見圖4-1）。owA2、接口說明（1）電源盒：采用GSK-PB電源盒，提供+5V、+24V、+12V、-12V、GND電源。（2）濾波器（選配）：輸入端為交流220V電源輸入，PE端接地，輸出端接GSK-PB電源盒的L、N端。（3）XS30：X軸,15芯D型孔插座,（4）XS31：Z軸,15芯D型孔插座,1：nCP+2：nDIR+連接X軸驅(qū)動(dòng)器。3：nPC4：+24V5:nALM連接Z軸驅(qū)動(dòng)器。6：nSET7：nENoo（5）XS32：編碼器

32、，15芯D型孔插座，連接主軸編碼器。o9：nCP-10：nDIR-11：0V12：+5V13：+5V14：0V15：0V（6）XS36：通訊，9芯D型孔插座，連接PC機(jī)RS232接。口XS30、XS31接口（15芯D型孔插座）XS37：變頻器，9芯D型針插座，連接變頻器。XS38:手輪，9芯D型針插座，連接手輪。XS39:輸出1，25芯D型孔插座,CNC信號(hào)輸出到機(jī)床的接口。XS40：輸入1，25芯D型針插座，CNC接收機(jī)床信號(hào)的接口。XS41:輸入2,25芯D型針插座，擴(kuò)展輸入信號(hào)的接口。XS42：輸出2,25芯D型孔插座，擴(kuò)展輸出信號(hào)的接口。3、XS30、XS31接口信號(hào)定義及連接(圖4-

33、2及表1)接口定義表1信號(hào)說明nCP+、nCP-指令脈沖信號(hào)nDIR+、nDIR-指令方向信號(hào)nPC零點(diǎn)信號(hào)nALM驅(qū)動(dòng)器報(bào)警信號(hào)nEN軸使能信號(hào)nSET脈沖禁止信號(hào)注：n代表X或Z，以下同。指令脈沖信號(hào)和指令方向信號(hào)nCP+，nCP-為指令脈沖信號(hào)，nDIR+,nDIR-為指令方向信號(hào)，這兩組信號(hào)均為差分(AM26LS31)輸出，外部建議使用AM26LS32接收，內(nèi)部電路見下圖4-3：nDIRnCPINAOutAINBOutAOutBOutB0nDIR+nDIR-nCP+圖4-3指令脈沖信號(hào)和指令方向信號(hào)內(nèi)部電路驅(qū)動(dòng)器報(bào)警信號(hào)nALM980TD系統(tǒng)由CNC參數(shù)Nq.009的Bit0、Bitl

34、位設(shè)定驅(qū)動(dòng)器報(bào)警電平是低電平還是高電平。內(nèi)部電路見圖4-4：+5VI+24VnALM圖4-4驅(qū)動(dòng)器報(bào)警信號(hào)內(nèi)部電路該類型的輸入電路要求驅(qū)動(dòng)器采用下圖4-5的方式提供信號(hào):方法一：“I-I方法二：halm圖4-5驅(qū)動(dòng)器提供信號(hào)的方式軸使能信號(hào)nENCNC正常工作時(shí)，nEN信號(hào)輸出有效(nEN信號(hào)與0V接通)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器報(bào)警、急停報(bào)警時(shí)，CNC關(guān)閉nEN信號(hào)輸出(nEN信號(hào)與0V斷開)。內(nèi)部接口電路見下圖4-6：圖4-6軸使能980TD系統(tǒng)信號(hào)內(nèi)部接口電路脈沖禁止信號(hào)nSETnSET信號(hào)用于控制伺服輸入禁止，提高CNC和驅(qū)動(dòng)器之間的抗干擾能力，該信號(hào)在CNC有脈沖信號(hào)輸出時(shí)為低電平，無脈沖信號(hào)輸出時(shí)

35、為高阻態(tài)。內(nèi)部接口電路見下圖4-7：圖4-7脈沖禁止信號(hào)電路零點(diǎn)信號(hào)nPC機(jī)械回零時(shí)用電機(jī)編碼器的一轉(zhuǎn)信號(hào)或接近開關(guān)信號(hào)等來作為零點(diǎn)信號(hào)。內(nèi)部連接電路見下圖4-8：圖4-8零點(diǎn)信號(hào)電路注：nPC信號(hào)采用+24V電平.a.用戶應(yīng)提供的PC信號(hào)的波形如下圖4-9所示:-1圖4-11用PNP型霍爾元件的連接 回機(jī)械零戌方向rni.zJih：3|山二編碼器一轉(zhuǎn)信號(hào)）丨十七-：.:-:=機(jī)械零點(diǎn)圖4-9PC信號(hào)波形圖注：機(jī)械回零時(shí)，CNC在減速開關(guān)脫開后通過檢測(cè)PC信號(hào)的跳變來判斷參考點(diǎn)的位置，上升沿或下降沿均有效。b.用一個(gè)NPN型霍爾元件既做減速信號(hào)又做零點(diǎn)信號(hào)時(shí)的連接方法如下圖牛10所示：NPN型

36、霍爾元件NPN型霍爾元件+24VTnDEEcn-nPC圖4-10用NPN型霍爾元件的連接C.用一個(gè)PNP型霍爾元件既做減速信號(hào)又做零點(diǎn)信號(hào)時(shí)的連接方法如下圖牛11所示：PNP型霍爾PNP型霍爾元件+24VliDEnnPC圖4-12GSK980TD與驅(qū)動(dòng)器的連接 4、與驅(qū)動(dòng)器的連接GSK980TD與廣州數(shù)控驅(qū)動(dòng)器的連接如下圖所示GSK980TD與DA98(A)驅(qū)動(dòng)器的連接GSK980TD(X、Z軸)DA98驅(qū)動(dòng)器XS30、XS31信號(hào)接口1nCP+9nCP-2nDIR十10nDIR-5nALM3nPC110V4+24金屬外殼GSK980TD與DY3驅(qū)動(dòng)器的連接1nCP+9nCP-2nDIR+10

37、nDIR-110V12+5V5nALM140V金屬外冗Z（GSK980TD（X、Z軸）XS30、XS311CP+9CP-2DIR+10DIR-14RDY23EN+6RDY111EN-金屬外冗DY3驅(qū)動(dòng)器信號(hào)接口18PULS+6PULS-19SIGN+7SIGN-15ALM5CZCOM21SON3DG2CZ20COM+10RSTP4DG17DG22FSTP金屬外殼GSK980TD與DF3驅(qū)動(dòng)器的連接GSK980TD（X、Z軸）DF3驅(qū)動(dòng)器1nCP+9nCP-2nDIR+10nDIR-110V12+5V5nALM140V金屬外冗XS30、XS311CP+2CP-3DIR+4DIR-9OUT.COM

38、8FREE7ALM.COM5FREE金屬外冗信號(hào)接口圖4-18GSK980TD與手輪的連接 5、與主軸編碼器的連接如下圖4-13所示：1）主軸編碼器接口定義8：PAS7：*PAS6：PBS5：*PBS4：PCS3：*PCSo15：0V14：0V13：+5V12：5V11：0V名稱說明*PAS/PAS編碼器A相脈沖*PBS/PBS編碼器B相脈沖*PBS/PBS編碼器C相脈沖圖4-13（2）信號(hào)說明*PCS/PCS、*PBS/PBS、*PAS/PAS分別為編碼器的C相、B相、A相的差分輸入信號(hào)，采用26LS32接收；*PAS/PAS、*PBS/PBS為相差90的正交方波，最高信號(hào)頻率1MHz；GS

39、K980TD使用的編碼器的線數(shù)由參數(shù)在1005000范圍內(nèi)任意設(shè)置。圖4-14編碼器信號(hào)電路3）主軸編碼器接口連接GSK980TD與主軸編碼器的連接如下圖4-15所示，連接時(shí)采用雙絞線。（以長(zhǎng)春一光ZLF-12-102.4BM-C05D編碼器為例）：長(zhǎng)春一光1024編碼器GSK980TD（XS32）圖4-145GSK980TD與編碼器的連接6、與手輪的連接如下圖牛16所示：（1）手輪接口定義0V0V9:8:7:6:舉+5V肌531XS38手輪接口（9芯D型針插座）信號(hào)說明HA手輪A相信號(hào)HB手輪B相信號(hào)+5V、0V直流電源圖4-162）信號(hào)說明HA、HB分別為手輪的A相、B相輸入信號(hào)。內(nèi)部連接

40、電路如下圖4-17所示：圖4-17手輪信號(hào)電路GSK980TD與手輪的連接如下圖牛18所示:1HA5HB2+5V60V金屬外殼GSK980TD(XS38)手輪-A-T-+5V空 7、與變頻器的連接如下圖4-19所示：模擬主軸接口定義54:32-1信號(hào)說明SVC010V模擬電壓0V信號(hào)地XS37模擬主軸接口(9芯D型針插座)圖4-19信號(hào)說明模擬主軸接口SVC端可輸出010V電壓，信號(hào)內(nèi)部電路見下4-20：圖4-20SVC信號(hào)電路IISVC變頻器接口連接GSK980TD與變頻器的連接如下圖4-21所示:GSK980TD(XS37)變頻器40V5SVC金屬外殼0V端輸入端圖4-21GSK980TD

41、與變頻器的連接8、GSK980TD與PC機(jī)的連接如下圖4-22所示：通訊接口定義1：2：RXD3：TXD4：5：GND6：7：8：9：信號(hào)說明RXD接收數(shù)據(jù)TXD發(fā)送數(shù)據(jù)GND信號(hào)地XS36通訊接口(9芯D型孔插座)圖4-22通信接口連接980TD系統(tǒng)GSK980TD可通過RS232接口與PC機(jī)進(jìn)行通訊(須選配GSK980TD通訊軟件)。GSK980TD與PC機(jī)的連接如下圖4-23所示：GSK980TD（XS36）PC機(jī)R恣2接口3TXDiRXD2RXD5TXD5GMD5GND繪H夕y爭(zhēng)11夕吭圖4-23GSK980TD與PC機(jī)的連接9、電源接口連接GSK980TD采用GSK-PB電源盒，共有

42、四組電壓：+5V(3A)、+12V(1A)、-12V(0.5A)、+24V(0.5A)，共用公共端COM(0V)。35GSK980TD出廠時(shí)，GSK-PB電源盒到GSK980TDXS2接口的連接已完成,用戶只需要連接220V交流電源。GSK-PB電源盒到GSK980TDXS2接口的連接如下圖4-24所示。G呂KPB電瀉盒圖4-2410、標(biāo)準(zhǔn)I/O接口及擴(kuò)展I/O接口定義如下圖4-25所示:1：XDEC2：BDT/DITW3：T044：T035：T026：T017：SP/SAGT8：ST9：ZDEC10：ESP11：+24V12：TL+/UO613：TL-/UO70V0V0V0V0VT08/M4

43、2I/NQPJ/*OV8T07/M41I/WQPJ/*OV4T06/OV2T05/OV1/SPEN+24V0V0V信號(hào)說明XDECZDECX、Z軸冋參考占減速信號(hào)RDT/DITW程序段選跳/尾座控制信號(hào)T01T08刀位信號(hào)SP/SAGT進(jìn)給保持/防護(hù)門檢測(cè)信號(hào)ST循環(huán)啟動(dòng)信號(hào)ESP緊急停止信號(hào)TI+、TL-刀架正、反轉(zhuǎn)信號(hào)M42T、M41I自動(dòng)檔換檔到位信號(hào)NQPT、WQPT卡盤夾緊、松開到位信號(hào)SPEN主軸旋轉(zhuǎn)允許信號(hào)OV1OV8倍率信號(hào)XS40機(jī)床輸入（25芯D型針插座） 1：2：3：4：5：6：7：8：9：10：11：12：13：S2/M42/UO1DOTWJM04DOQPJS1/M41

44、/UO0M32M03S4/M44/UO3UO4/DOTWSDOQPS/UO5DIQPPRES+24VXS39型孔插座）14：15：16：17：18：19：20：21：22：23：24：25：cC0G0c機(jī)床輸出（25芯DS3/M43/UO2M08M05SPZD0V0V0V0V0V0V0V+24V圖4-25信號(hào)說明S1S4主軸檔位信號(hào)M03、M04、M05主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止信號(hào)M08冷卻液開信號(hào)DOTWJ、DOTWS尾座進(jìn)、退信號(hào)DOQPJ、DOQPS卡盤夾緊、松開信號(hào)M32潤(rùn)滑開信號(hào)PRES壓力檢測(cè)信號(hào)SPZD主軸制動(dòng)信號(hào)M41M44主軸自動(dòng)換檔信號(hào)UO1U04用戶輸出24VDC24V輸出0

45、V公共端DIQP卡盤輸入信號(hào)注1：部分輸入、輸出接口可定義多種功能，在上表中用“/”表示；注2：輸出功能有效時(shí)，該輸出信號(hào)與0V導(dǎo)通。輸出功能無效時(shí)，該輸出信號(hào)為高阻抗截止；注3：輸入功能有效時(shí)，該輸入信號(hào)與+24V導(dǎo)通。輸入功能無效時(shí),該信號(hào)與+24V截止。注4：+24V、0V與GSK980TD配套電源盒的同名端子等效；XS41擴(kuò)展輸入和XS42擴(kuò)展輸出為選配接口，各包含16個(gè)I/O接口。第五章設(shè)計(jì)電路圖伺服驅(qū)動(dòng)與軸電機(jī)，變頻器與主軸電機(jī)的連接1軸電機(jī)根據(jù)上面搜集的資料，選用伺服電機(jī)更為合適。因?yàn)樗欧姍C(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：精度:實(shí)現(xiàn)了位置，速度和力矩的閉環(huán)控制;克服了步進(jìn)電機(jī)失步的問題。轉(zhuǎn)速:高速性

46、能好，一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到20003000轉(zhuǎn)。適應(yīng)性:抗過載能力強(qiáng)，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，對(duì)有瞬間負(fù)載波動(dòng)和要求快速起動(dòng)的場(chǎng)合特別適用。穩(wěn)定:低速運(yùn)行平穩(wěn)，低速運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生類似于步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)運(yùn)行現(xiàn)象。適用于有高速響應(yīng)要求的場(chǎng)合。及時(shí)性:電機(jī)加減速的動(dòng)態(tài)相應(yīng)時(shí)間短，一般在幾十毫秒之內(nèi)。舒適性:發(fā)熱和噪音明顯降低。2、伺服驅(qū)動(dòng)根據(jù)上面軸電機(jī)選擇了伺服電機(jī)，所以驅(qū)動(dòng)也應(yīng)該選擇伺服驅(qū)動(dòng)器DA98，因?yàn)镈Y3A為步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，所以不能用，而DA98的優(yōu)點(diǎn)為：(1)避免失步現(xiàn)象伺服電機(jī)自帶編碼器，位置信號(hào)反饋至伺服驅(qū)動(dòng)器，與開環(huán)位置控制器一起構(gòu)成半閉環(huán)系統(tǒng)。(2)寬速比、恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速比為1:5000，

47、從低速到高速都具有穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩特性。高速度、高精度伺服電機(jī)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)3000rpm，回轉(zhuǎn)定位精度l/10000r?？刂坪?jiǎn)單、靈活通過修改參數(shù)可對(duì)伺服系統(tǒng)的工作方式、運(yùn)行特性作出適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，以適應(yīng)不同的要求。伺服驅(qū)動(dòng)與軸電機(jī)連接圖。(如下圖)圖5-1伺服驅(qū)動(dòng)與軸電機(jī)連接3、變頻器變頻器的優(yōu)點(diǎn)是為：變頻器很容易實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)力口、減速時(shí)間及頻率可任意調(diào)節(jié)變頻器還具有直流制動(dòng)功能，需要制動(dòng)時(shí)，變頻器給電動(dòng)機(jī)加上一個(gè)直流電壓，進(jìn)行制動(dòng)，則無需另加制動(dòng)控制電路運(yùn)行平穩(wěn)可進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)變頻器與主軸電機(jī)的連接圖。(如下圖)圖5-2變頻器與主軸電機(jī)的連接452系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)器，變頻器，刀架控制盒間的信號(hào)控控制接

48、線圖1、系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)器的連接圖根據(jù)接線端口得出系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)器的連接圖。（如下圖）圖5-3系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)器的連接 2、系統(tǒng)與變頻器的連接圖根據(jù)接線端口得出系統(tǒng)與變頻器的連接圖。（如下圖）XS37450VSVCACAMSWS&06-V7圖5-4系統(tǒng)與變頻器的連接3、系統(tǒng)與刀架盒的連接圖根據(jù)接線端口得出系統(tǒng)與刀架盒的連接圖。（如下圖）BVLEV3BV5EV6BV7J1J2543EEEL201925E弓IE1323XS40MX1.SX1.7XO.OX0.1凱斗XI,2X1.0COM.X-1.1Y1.671,7壞4|11TET3T4T5TG77TSoyJIJ2吃4隸LI）斗丄陝滌抽flh-H-JK藥O&-iJ1圖5-4系統(tǒng)與刀架盒的連接 5.3強(qiáng)電控制及I/O1、強(qiáng)電控制圖強(qiáng)電就是數(shù)控機(jī)床中的執(zhí)行元件，根據(jù)廣州數(shù)控980