1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論文題目：基于廣數(shù)980TD系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床電路設(shè)計(jì) 系別 ：機(jī)械工程系 班別 ：機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè) 指導(dǎo)老師：秦曉陽(yáng) 組成員 ：姚龍華、梁耀祖、蔡子婧 學(xué)號(hào) ： 130405239、130405222、130405201 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(mén)子

2、（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)的功能、特點(diǎn)及典型應(yīng)用。 廣數(shù)980TD系統(tǒng)數(shù)控車(chē)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(kāi)發(fā)的周期提出了越來(lái)越高的要求，所以新一代的數(shù)控車(chē)床便應(yīng)運(yùn)而生。廣數(shù)980TD系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床是基于廣州數(shù)控仿FANUC系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)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(chē)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

3、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)床的概述第一節(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(lèi).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(lèi).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1.1 .1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展趨勢(shì)隨著科

4、學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越來(lái)越合理，它們的性能、精度和效率日趨提高，更新?lián)Q代頻繁，產(chǎn)生類(lèi)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

5、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)（1974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(chē)、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(lái)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(lái)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。1.2.1數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床一般

6、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(chē)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(chē)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

7、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)的性能大大提高。3輸入/輸出設(shè)備鍵盤(pán)、磁盤(pán)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(lái)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(lèi)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(guò)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)

8、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(shuō)，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(lèi)一、按機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制軌跡分類(lèi)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(jiàn)。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(chē)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

9、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(jiàn)。輪廓控制數(shù)控機(jī)床 這類(lèi)機(jī)床主要有數(shù)控車(chē)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(chē)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(lèi)，一類(lèi)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(lèi)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(chē)削加工中心，它除了縱向

10、（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）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(lèi)開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 這類(lèi)機(jī)床的進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)是開(kāi)環(huán)的，即沒(méi)有檢測(cè)反饋裝置，一般

11、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)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(guò)脈沖分配器來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電路，它以變換脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)控制坐標(biāo)位移量，以變換脈沖的頻率來(lái)控制位移速度，以變換脈沖的分配順序來(lái)控制位移的方向。 閉環(huán)控制機(jī)床這類(lèi)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

12、。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(guò)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(lái)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

13、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(guò)反饋來(lái)隨時(shí)校正，但是可采用軟件定值補(bǔ)償方法來(lái)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?；旌峡刂茢?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(kāi)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(kāi)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(lèi) 按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平，通

14、常把數(shù)控系統(tǒng)分為低、中、高三類(lèi)。這種分類(lèi)方式，在我國(guó)用的較多。低、中、高三檔的界限是相對(duì)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(lèi)型的數(shù)控系統(tǒng)分為低、中、高檔三類(lèi)。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(chē)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(lèi)型分類(lèi)。金屬切削類(lèi)指采用車(chē)、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(lèi)。普通型數(shù)控機(jī)床如數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等。加

15、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(kù)，工件經(jīng)一次。裝夾后，通過(guò)自動(dòng)更換各種刀具，在同一臺(tái)機(jī)床上對(duì)工件各加工面連續(xù)進(jìn)行銑（車(chē)）鍵、鉸、鉆、攻螺紋等多種工序的加工，如（幢銑類(lèi)）加工中心、車(chē)削中心、鉆削中心等。 第二章 數(shù)控系統(tǒng)2.1.1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。控制系統(tǒng)：是指數(shù)控裝置中信號(hào)產(chǎn)生、處理、傳輸及執(zhí)行過(guò)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

16、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、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。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(guò)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(lèi)一、按數(shù)控裝置類(lèi)型分類(lèi) 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(lèi)。二、按控制方式分類(lèi)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(kāi)環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)、全閉環(huán)控制型數(shù)控系

17、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、按照功能水平分類(lèi)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)。2.4.1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(lái)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)

18、。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。 2.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。2.5.1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。3.低速大轉(zhuǎn)矩，過(guò)載能力強(qiáng)。4.可靠性高。5.快速響應(yīng)、無(wú)超調(diào)。 第三章 數(shù)控機(jī)床的電氣元件3.1元器件的介紹1.開(kāi)關(guān)電器組合開(kāi)關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，實(shí)質(zhì)上也是一種刀開(kāi)關(guān)，主要用作電源的引入開(kāi)關(guān)。與普通刀開(kāi)關(guān)不同的是，組合開(kāi)關(guān)的刀片是旋轉(zhuǎn)式的，比刀開(kāi)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(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖、組合開(kāi)關(guān)的圖形符號(hào)。2.主令電器自動(dòng)控制系統(tǒng)中用于發(fā)送控制指令

19、的電器稱為主令電器。常用的主令電器有控制按鈕開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)等。(1)按鈕開(kāi)關(guān)按鈕開(kāi)關(guān)通常用作短時(shí)接通或斷開(kāi)小電流控制電路的開(kāi)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(guò)接觸器、繼電器來(lái)控制電器接通或斷開(kāi)主電路。按鈕結(jié)構(gòu)示意圖,按鈕的圖形。（如下圖）(2)行程開(kāi)關(guān)行程開(kāi)關(guān)又稱限位開(kāi)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(kāi)關(guān)的滾輪相碰撞，使觸頭接通或斷開(kāi)來(lái)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(kāi)關(guān)種類(lèi)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(kāi)關(guān)。如圖所示，為微動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。行程開(kāi)關(guān)的圖形符號(hào)和文字符號(hào)。（如

20、下圖）（3）接近開(kāi)關(guān)接近開(kāi)關(guān)又稱無(wú)觸點(diǎn)行程開(kāi)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(kāi)關(guān)就會(huì)發(fā)生物體接近而“動(dòng)作”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)（4）急停開(kāi)關(guān)（SB0）急停開(kāi)關(guān)實(shí)質(zhì)為按鈕開(kāi)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(kāi)關(guān)（SQ1、SQ2、）在生產(chǎn)機(jī)械中，需要一種開(kāi)關(guān)來(lái)控制某些機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)行程和位置。這種開(kāi)關(guān)叫行程開(kāi)關(guān)，又叫限位開(kāi)關(guān)。 當(dāng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械擋板碰壓到頂桿，使動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。當(dāng)擋板離開(kāi)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(lái)頻繁地接

21、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(guò)電流的種類(lèi)不同，分為交流、直流兩種，機(jī)床上應(yīng)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、其他部件。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(kāi)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(kāi)或常閉觸頭，分布在主觸頭右側(cè)。常開(kāi)觸頭在正常工作下是斷開(kāi)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

22、力彈簧，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及外殼等。 交流接觸器常見(jiàn)故障：吸力不足，線圈過(guò)熱燒毀和觸頭不能復(fù)位。（如下圖）4.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(kāi)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(kāi)或閉合）。 繼電器的種類(lèi)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）（2）熱繼電器熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理來(lái)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(guò)載保護(hù)。（如下圖）5.低壓斷路器低

23、壓斷路器又稱自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，它不但能用于正常工作時(shí)不頻繁接通和斷開(kāi)的電路，而且當(dāng)電路發(fā)生過(guò)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(lái)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） 6 .斷路器（QM1、QM2、） 既有開(kāi)關(guān)作用，又有過(guò)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(lái)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(kāi)和常閉輔助觸頭各一組，用來(lái)對(duì)控制電路進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)主電路出現(xiàn)過(guò)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)，

24、同時(shí)輔助觸頭斷開(kāi)對(duì)控制電路進(jìn)行保護(hù)。7.變壓器在數(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(lái)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?lái)對(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。8.橋堆橋堆由四個(gè)二極管組成，如圖，一般用來(lái)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(kāi)關(guān)的計(jì)算(1) 主軸電機(jī)我們選的是AC38

25、0V 5.5KW的電機(jī)，由公式可以計(jì)算出電流的值 ：I=P/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?，所以變頻器的功率為：7.5KW5%=0.375KW。電流為0.375KW/3801A，所以在15.5A左右的空氣開(kāi)關(guān)規(guī)格有10A和16A的，1015.516，所以我們可以選擇AC400V 16A 的空氣開(kāi)關(guān)。( 2 ) X、Z軸電機(jī)同時(shí)工作時(shí)兩個(gè)電流和為2.32A=4.6A，所以可以選擇6A/3P的空氣開(kāi)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(kāi)

26、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(kāi)關(guān)選擇為16A/3P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(lái)的。2.總開(kāi)關(guān)電路通斷的空氣開(kāi)關(guān)的計(jì)算 總開(kāi)關(guān)我們選的是AC400V 25A的空氣開(kāi)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)2.32=4.6A、水泵電機(jī)0.4A，以上的總電流和為I總=14.5+2+4.6+0.4=21.5A，再加上操作面板、驅(qū)動(dòng)器、變頻器及其他小功率的用電器，選AC400V 25A的空氣開(kāi)關(guān)足夠了。3.電線選取的計(jì)算首先要計(jì)算出通過(guò)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

27、下： I=P(1.732UCOS)，（COS為功率因素，其值一般取0.75）。主軸電機(jī)功率為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=IU=2.3A220V2=1.012KW，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(lái)的總功率為： P總=5.5+0.357+1.012+0.12+0.18+0.12=7.289KW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(méi)有這么大），總功率為P總=7.289+0.711=8KW，由公式： I=P(1.732UCOS)=8000(1.7

28、323800.75)A=16.2A我們可以查表知道，2.5MM2可以承受20A的電流，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(lái)計(jì)算出我們所需要的功率，其大概過(guò)程如下：移動(dòng)部位重量=G，摩擦系數(shù)=K(線軌一般取0.001，硬軌一般取0.01左右)，絲桿節(jié)距=P，最大移動(dòng)速度=S，電機(jī)轉(zhuǎn)速=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=(GKP)/(2N)+F2N

29、 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(lái)的F1為空載的時(shí)候需要的扭力，再選擇適當(dāng)?shù)募铀俣?，?chē)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，F(xiàn)3為切削力（約電機(jī)功率P=FV/9.55），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= S

30、COS=1000/0.8=1.25KVA，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。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(lèi)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(wàn)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(lèi)：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

31、（某機(jī)床電氣原理圖）4.2 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(jiàn)圖4-1）。圖4-1 980TD系統(tǒng)連線圖2、接口說(shuō)明（1）電源盒：采用GSK-PB電源盒，提供+5V、+24V、+12V、-12V、GND電源 。1：nCP+2：nDIR+3：nPC4：+24V5：nALM6：nSET7：nEN8：9： nCP-10：nDIR-11：0V12：+5V13：+5V14：0V15：0V-XS30、XS31接口（15芯D型孔插座）（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

32、-PB電源盒的L、N端 。 （3）XS30：X軸，15芯D型孔插座，連接X(jué)軸驅(qū)動(dòng)器。 （4）XS31：Z軸，15芯D型孔插座，連接Z軸驅(qū)動(dòng)器。 （5）XS32：編碼器，15芯D型孔插座，連接主軸編碼器。 （6）XS36：通訊，9芯D型孔插座，連接PC機(jī)RS232接?？?（7）XS37：變頻器，9芯D型針插座，連接變頻器。（8）XS38：手輪，9芯D型針插座，連接手輪。（9）XS39：輸出1，25芯D型孔插座，CNC信號(hào)輸出到機(jī)床的接口。 （10）XS40：輸入1，25芯D型針插座，CNC接收機(jī)床信號(hào)的接口。 （11）XS41：輸入2，25芯D型針插座，擴(kuò)展輸入信號(hào)的接口。 （12）XS42：輸

33、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4-2及表1)（1） 接口定義 表1信號(hào)說(shuō)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。 （2）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(jiàn)下圖4-3：INA Out A Out AINB Out B Out BnDIR +nDIR nCP +nD

34、IR nCP圖4-3 指令脈沖信號(hào)和指令方向信號(hào)內(nèi)部電路（3）驅(qū)動(dòng)器報(bào)警信號(hào)nALM 980TD系統(tǒng)由CNC參數(shù).009的Bit0、Bit1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(jiàn)圖4-4：+5VnALM+24V 圖4-4 驅(qū)動(dòng)器報(bào)警信號(hào)內(nèi)部電路該類(lèi)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: 方法二: 圖4-5 驅(qū)動(dòng)器提供信號(hào)的方式（4）軸使能信號(hào)nEN CNC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(kāi)）。內(nèi)部接口電路見(jiàn)下圖4-6：ENULN2803nEN圖4-6 軸使能980T

35、D系統(tǒng)信號(hào)內(nèi)部接口電路（5）脈沖禁止信號(hào)nSET nSET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(wú)脈沖信號(hào)輸出時(shí)為高阻態(tài)。內(nèi)部接口電路見(jiàn)下圖4-7：SETULN2803nSET圖4-7 脈沖禁止信號(hào)電路（6）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(kāi)關(guān)信號(hào)等來(lái)作為零點(diǎn)信號(hào)。內(nèi)部連接電路見(jiàn)下圖4-8：+5VPCnPC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： 圖4-9 PC信號(hào)波形圖 注：機(jī)械回零時(shí)，CNC在減速開(kāi)關(guān)脫開(kāi)后通過(guò)檢測(cè)PC信號(hào)的跳變來(lái)判斷參考點(diǎn)的位

36、置，上升沿或下降沿均有效。NPN型霍爾元件件nDECb.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4-10所示： 圖4-10用NPN型霍爾元件的連接PNP型霍爾元件nDECc.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4-11所示： 圖4-11 用PNP型霍爾元件的連接 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： 圖4-12 GSK980TD與驅(qū)動(dòng)器的連接 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名稱說(shuō)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

37、8：PAS7：*PAS6：PBS5：*PBS4：PCS3：*PCS15：0V14：0V13：+5V12：5V11：0V 圖4-13（2）信號(hào)說(shuō)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；GSK980TD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。內(nèi)部連接電路如下圖4-14：（圖中n=A、B、C）PnS*PnSAM26LS32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

38、接時(shí)采用雙絞線。（以長(zhǎng)春一光ZLF-12-102.4BM-C05D編碼器為例）： 圖4-145GSK980TD與編碼器的連接 6、與手輪的連接 如下圖4-16所示：信號(hào)說(shuō)明HA手輪A相信號(hào)HB手輪B相信號(hào)+5V、0V直流電源（1）手輪接口定義 XS38手輪接口（9芯D型針插座）9：0V8：7：6：0V5：HB4：+5V3：2：+5V1：HA圖4-16（2）信號(hào)說(shuō)明HA、HB分別為手輪的A相、B相輸入信號(hào)。內(nèi)部連接電路如下圖4-17所示： TLP521 VCC 5V GND HAVCC GND HB 0V圖4-17手輪信號(hào)電路GSK980TD與手輪的連接如下圖4-18所示： 圖4-18GSK98

39、0TD與手輪的連接7、 與變頻器的連接如下圖 4-19所示：（1）模擬主軸接口定義信號(hào)說(shuō)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）5：SVC4：0V3：2：1：圖 4-19（2）信號(hào)說(shuō)明模擬主軸接口SVC端可輸出010V電壓，信號(hào)內(nèi)部電路見(jiàn)下4-20： SVC圖4-20 SVC信號(hào)電路（3）變頻器接口連接GSK980TD與變頻器的連接如下圖 4-21所示：圖4-21GSK980TD與變頻器的連接8、 GSK980TD與PC機(jī)的連接如下圖 4-22所示：（1）通訊接口定義6：7：8：9：1：2：RXD3：TXD4：5：GND信號(hào)說(shuō)明RXD接收數(shù)據(jù)TXD發(fā)送數(shù)據(jù)GN

40、D信號(hào)地 XS36通訊接口(9芯D型孔插座) 圖 4-22（2）通信接口連接980TD系統(tǒng)GSK980TD可通過(guò)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：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，共有四組電壓：+5V（3A）、+12V（1A）、-12V（0.5A）、+24V（0.5A），共用公共端COM（0V）。GSK980TD出廠時(shí)，GSK-PB電源盒到GSK980TD XS2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GSK980TD

41、XS2接口的連接如下圖 4-24所示。 圖 4-24信號(hào)說(shuō)明XDEC、ZDECX、Z軸回參考點(diǎn)減速信號(hào)BDT/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(mén)檢測(cè)信號(hào)ST循環(huán)啟動(dòng)信號(hào)ESP緊急停止信號(hào)TL+、TL-刀架正、反轉(zhuǎn)信號(hào)M42I、M41I自動(dòng)檔換檔到位信號(hào)NQPJ、WQPJ卡盤(pán)夾緊、松開(kāi)到位信號(hào)SPEN主軸旋轉(zhuǎn)允許信號(hào)OV1OV8倍率信號(hào)10、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+/UO

42、613：TL-/UO714：0V15：0V16：0V17：0V18：0V19：T08/M42I/NQPJ/*OV820：T07/M41I/WQPJ/*OV421：T06/OV222：T05/OV1/SPEN23：+24V24：0V25：0V XS40機(jī)床輸入(25芯D型針插座)信號(hào)說(shuō)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(kāi)信號(hào)DOTWJ、DOTWS尾座進(jìn)、退信號(hào)DOQPJ、DOQPS卡盤(pán)夾緊、松開(kāi)信號(hào)M32潤(rùn)滑開(kāi)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0V公共端DIQP卡盤(pán)輸入信號(hào)

43、1：S2/M42/UO12：DOTWJ3：M044：DOQPJ5：S1/M41/UO06：M327：M038：S4/M44/UO39：UO4/DOTWS10：DOQPS/UO511：DIQP12：PRES13：+24V14：S3/M43/UO215：M0816：M0517：SPZD18：0V19：0V20：0V21：0V22：0V23：0V24：0V25：+24VXS39機(jī)床輸出（25芯D型孔插座） 圖 4-25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(wú)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+2

44、4V導(dǎo)通。輸入功能無(wú)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。55 第五章 設(shè)計(jì)電路圖5.1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： （1）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(wèn)題。 （2）轉(zhuǎn)速:高速性能好，一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到20003000轉(zhuǎn)。 （3）適應(yīng)性:抗過(guò)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。 （4）穩(wěn)定:低速運(yùn)行平穩(wěn)，低速運(yùn)

45、行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生類(lèi)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。 （5）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)。 （6）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(kāi)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，從低速到高速都具有穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩特性。 （3）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1/10000r。 （4）控制簡(jiǎn)單、靈活

46、通過(guò)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： （1）變頻器很容易實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn) （2）加、減速時(shí)間及頻率可任意調(diào)節(jié) （3）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(wú)需另加制動(dòng)控制電路 （4）運(yùn)行平穩(wěn) （5）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5.2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） 圖5-4系統(tǒng)與變頻器的連接3、系統(tǒng)與刀架