數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計（論文）四軸加工中心電氣控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控技術(shù)系畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 題 目 四軸加工中心電氣控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 專 業(yè) 數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護 年 級 108833 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2010年 12 月 12 日目 錄第一章電氣原理圖的繪制.（一）電氣原理圖的分析.（二）電氣原理圖繪圖原則.第二章第二章布置圖的繪制.(一)交流伺服驅(qū)動模塊.（二）繼電器.（三）低壓斷路器.（四）接觸器.（五）伺服變壓器.（六）控制變壓器.（七）PLC及各單元的配置與布置.第三章接線圖的繪制.(一)交流伺服驅(qū)動模塊.（二）繼電器.（三）低壓斷路器.（四）接觸器.（五）伺服變壓器.（六）控制變壓器.（七）PLC及各單元的配置與布置.(八)電源系統(tǒng)的布線.(九)外部輸入輸出信號線的布線.第四章畢業(yè)論文感謝語第五章參考文獻第一章電氣原理圖的繪制（一）電氣原理圖的分析 電器原理圖組成：繼電器、交流接觸器、伺服驅(qū)動器、低壓斷路器、開關(guān)電源、變壓器、交流伺服驅(qū)動A軸模塊、交流伺服驅(qū)動器X軸模塊、交流伺服驅(qū)動器Y軸模塊、交流伺服驅(qū)動器Z軸模塊、主軸交流伺服驅(qū)動器、電動機、伺服變壓器、控制變壓器、XS10PLC輸入板XS11PLC輸入板、XS20PLC輸入板、XS21PLC輸入板、限位開關(guān)、行程開關(guān)、按鈕、滅弧器、電線、接線排、指示燈。（二）電氣原理圖繪圖原則 1、電氣原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分。 2、圖中所有元件都應(yīng)采用國家標準中統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號。 3、布局 4、文字符號標注 5、圖形符號表示要點：未通電或無外力狀態(tài) 6、線條交叉及圖形方向 7、圖區(qū)和索引主電路:是電氣控制線路中大電流通過的部分，包括從電源到電機之間相連的電器元件；一般由組合開關(guān)、主熔斷器、接觸器主觸點、熱繼電器的熱元件和電動機等組成。輔助電路:是控制線路中除主電路以外的電路，其流過的電流比較小。輔助電路包括控制電路、照明電路、信號電路和保護電路。其中控制電路是由按鈕、接觸器和繼電器的線圈及輔助觸點、熱繼電器觸點、保護電器觸點等組成。 （三）布置圖的繪制第二章布置圖的繪制 (一)交流伺服驅(qū)動模塊1.勿攀爬這些裝置，也不要把重物放在其上，否則可能將會受到傷害。2.勿停止該設(shè)備的進風和出風，也不要把外物塞入裝置中，否則，會發(fā)生火災(zāi)。3.請識別正確的安裝方法，否則會出現(xiàn)故障。4.驅(qū)動器，控制面板和其它設(shè)備之間要按用戶手冊說明保持一定間距，否則，會出現(xiàn)故障。5.在安裝之前特別要小心，不要把這些部件墜地和跌翻。否則，會產(chǎn)生危險。當要提起該電機時，可以用吊環(huán)。6.絕不要把該部件安裝于易潮易燃物之處，否則已發(fā)生火災(zāi)。電器柜長1130mm，寬1070mm考慮到各元器件的性能、規(guī)格和安裝時注意事項，為了方便操作人員安裝，和合理布置元器件，我們把交流伺服驅(qū)動模塊間距50mm。（二）繼電器1.是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和控制系統(tǒng)（又稱輸入回路），通常應(yīng)用于自動控制回路中，它實際上是用較小的電流去控制較大的電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。2.繼電器之間考慮到散熱和產(chǎn)生的電磁還有繼電器數(shù)量及空間我們把間距定為10mm。（三）低壓斷路器1.被安裝于成套裝置，斷路器的基本安裝方式是垂直安裝，如配電柜、分電屏等，當這些柜、屏通電后，其內(nèi)的各種電器產(chǎn)品(如刀開關(guān)、接觸器、斷路器等)和接線銅排都要發(fā)熱，以致柜體內(nèi)的環(huán)境溫度可達5060。斷路器的動作特性、溫升試驗和環(huán)境溫度都有關(guān)系。 2.考慮到低壓斷路器的散熱我們把間距設(shè)為20mm。（四）接觸器1.接觸器的基本工作原理是利用電磁原理通過控制電路的控制和可動銜鐵的運動來帶動觸頭控制主電路通斷的。2.20安培以上的接觸器加有滅弧罩，利用斷開電路時產(chǎn)生的電磁力，快速拉斷電弧，以保護接點。 3.考慮到接觸器產(chǎn)生的電弧和數(shù)量我們把距離規(guī)定為50mm.（五）伺服變壓器伺服變壓器是利用伺服系統(tǒng)的閉環(huán)和半閉環(huán)控制的原理，通過傳感元件對負載進行動態(tài)跟蹤，自動監(jiān)測伺服驅(qū)動器的功率、電壓、電流，伺服電機需要多少能量，伺服變壓器就輸出多少能量，進而達到節(jié)能降耗的目的。（六）控制變壓器控制變壓器適用于機床和工業(yè)機械電氣與電子設(shè)備及系統(tǒng)控制電路中，作為控制電路、照明電路和信號電路具有電氣隔離繞組的變壓器。（七）PLC及各單元的配置與布置1.與CPU單元相鄰的單元，最好是特殊單元和輸入單元等干擾產(chǎn)生少的單元2.外部電路的電磁接觸器及繼電器類，其線圈及接點即干擾發(fā)生源，因此應(yīng)與PLC分開配置。（大致在100mm以上）第三章接線圖的繪制(一)交流伺服驅(qū)動模塊1.對控制盤的大小、伺服驅(qū)動器的配置以及冷卻的方法進行設(shè)計，以使伺服驅(qū)動器的周邊部分溫度在55 以下。2.安裝在發(fā)熱體附近：為使伺服驅(qū)動器周圍的溫度保持在55 以下， 請控制因發(fā)熱體的熱輻射或?qū)α鞫斐傻纳郎亍?.安裝的方向需與墻壁的方向垂直。4.使用自然對流方式或者風扇對伺服電機進行冷卻。5.安裝時，請使伺服驅(qū)動器的正面( 操作人員的實際安裝面) 面向操作人員，并使其垂直于墻壁。6.為保證能夠通過風扇以及自然對流進行冷卻，請在伺服驅(qū)動器的周圍留有足夠的空間。7.勿測量絕緣電阻和絕緣等級，否則會損壞這些部件。8.不顯示要符合電氣安裝技術(shù)標準和附加規(guī)則。否則，電纜可能會燒毀或引起火災(zāi)。9.要安全正確布線，否則，電機可能會失控或造成人員受傷。（二）繼電器中間繼電器用于繼電保護與自動控制系統(tǒng)中，以增加觸點的數(shù)量及容量。 它用于在控制電路中傳遞中間信號。中間繼電器的結(jié)構(gòu)和原理與交流接觸器基本相同，與接觸器的主要區(qū)別在于：接觸器的主觸頭可以通過大電流，而中間繼電器的觸頭只能通過小電流。所以，它只能用于控制電路中。 它一般是沒有主觸點的，因為過載能力比較小。所以它用的全部都是輔助觸頭，數(shù)量比較多。（三）低壓斷路器大多數(shù)塑殼式斷路器(如HSM1、DZ20、TO、TG、H系列等)只能上進線而不能下進線，DWl5630也是僅能上進線其原因是：在短路電流被分斷時，上進線的動觸頭上沒有暫態(tài)恢復(fù)電壓的作用，分斷的條件較好。下接線時，因動觸桿的前面(上進線時是后面)有軟聯(lián)結(jié)、雙金屬、發(fā)熱元件等，動觸頭上有恢復(fù)電壓，分斷條件就嚴酷，燃弧時間要長，有可能導(dǎo)致相間擊穿短路。（四）接觸器1.使用時，應(yīng)定期檢查產(chǎn)能各部件，要求可動部分無卡住，緊固件無松脫現(xiàn)象，各部件如有損壞，應(yīng)及時更換。2.觸頭表面應(yīng)經(jīng)常保持清潔，不允許涂油，當觸頭表面因電弧作用而形成金屬小珠時，應(yīng)及時清除。當觸頭嚴重磨損后，應(yīng)及時調(diào)換觸頭。但應(yīng)注意，銀基銀基合金觸頭表面在分段電弧時生成的黑色氧化膜接觸電阻很低，不會造成接觸不良現(xiàn)象，因此不必銼修，否則將會大大縮短觸頭壽命。3.原來帶有滅弧罩的接觸器，決不能不帶滅弧罩使用，以免發(fā)生短路事故，陶土滅弧罩易碎，應(yīng)避免碰撞，如有碎裂，應(yīng)及時調(diào)換。（五）伺服變壓器1、嚴格按照伺服變壓器的接線圖接線，否則伺服驅(qū)動器可能出現(xiàn)故障或者損傷。2、伺服變壓器嚴格杜絕地線與零線混用，因配電柜原因造成地零混用時，要杜絕在柜體附近有接地線，也就是零線自配電柜引出，直接接到伺服變壓器上。3、零線的線徑應(yīng)為相線線徑的1.4倍，若不能滿足要求，最低與相線同等。4、因銅鋁相連會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致接觸不良或者斷路，所以盡量避免銅鋁混接，若不能避免則使兩者充分接觸并增大接觸面積，接頭用絕緣膠布密封好，嚴禁裸露。 （六）控制變壓器1、變壓器采用緊固件連接鐵芯、接線端子時，應(yīng)有防止松脫的可靠措施。2、接線端子應(yīng)具有合理的壓接或插接接線方式，如：螺柱（釘）螺母和墊圈組成或采用組合螺釘；3、在接線端子附近應(yīng)有相應(yīng)的標記（電壓號或編號）；4、夾緊外部導(dǎo)線用的螺柱（釘）、組合螺釘應(yīng)能保證在夾緊或松動時，端子不松動且不損傷導(dǎo)線；5、接線端子應(yīng)具有預(yù)防接觸帶電體的結(jié)構(gòu)或螺釘上方具有隔離擋板等，對于50V以下特低電壓可不作要求；6、變壓器的接地裝置應(yīng)有防止松脫的措施，不得做其它緊固用；7、接地端子的本體應(yīng)采用螺釘或相等于螺釘連接功能的零件并有適當?shù)姆牢g措施，如采用螺釘，最小直徑為M4，并在附近應(yīng)有接地標志。（七）PLC及各單元的配置與布置1.在設(shè)置PLC及柜的時候，要考慮到使用及可操作性、同時還要考慮到維護等操作，因此請注意以下內(nèi)容。2.要留有易于程序操作和更換單元的空間。另外，考慮到維護，操作的安全性，盡量遠離高壓設(shè)備及動力設(shè)備設(shè)置。3.PLC、輸入輸出單元的安裝位置應(yīng)考慮到卸載工具等外圍設(shè)備的連接與操作的方變性。4.PLC、輸入輸出單元往往裝有維護檢查用指示燈，因此要安裝到操作人員易于看見、手能夠達到的高度的位置。5.應(yīng)用PLC的控制系統(tǒng)中，多半要考慮以后的改造、擴展，因此要預(yù)先考慮留有1-2成的擴展空間。6.如必要，可在柜的后面，留出600mm左右的空間作為維護通道?？紤]到維護操作的安全性，應(yīng)與高壓設(shè)備（600V以上）及動力設(shè)備分開設(shè)置。不得已的情況下，也要盡可能將其遠離設(shè)置(八)電源系統(tǒng)的布線1.將PLC電源與輸入輸出設(shè)備的電源分開，并在PLC電源的導(dǎo)入部的附近安裝噪聲濾波器。2.通過增設(shè)隔離變壓器，可使接地干擾大幅地衰減。此時，隔離變壓器的二次側(cè)請采用非接地方式。3.變壓器與PLC間的布線按最短距離緊密地雙絞線布線，而與高壓線及動力線則要分開布線。(九)外部輸入輸出信號線的布線1.在輸出信號上連接有感性負載時，為吸收噪聲，在交流電路中將浪涌抑制器、直流電路中將二極管連接到各感性負載的附近。2.絕對不能將輸出信號線與高壓線及動力線扎成線束，也不能接近、平行布線。接近時，可用導(dǎo)管進行分離或用其他的電線管進行布線。此時，導(dǎo)管和電線管必須接地。3.不能用導(dǎo)管分離時，可全部使用屏蔽電纜，將PLC側(cè)與接地端子連接，輸入設(shè)備側(cè)開路。4.采用沒有共通阻抗的布線是理想的方法。但是，此時因為布線增多，有時要共用返回電路。返回電路應(yīng)使用有充分余量的粗電線，并將相同信號水平歸在一起布線5.輸入輸出線長時，將輸入信號線與輸出信號線分開布線。 6.指示燈（特別是燈絲型）使用雙絞線布線。第四章畢業(yè)論文感謝語本畢業(yè)設(shè)計是在我的導(dǎo)師劉彩霞的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴肅的工作態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，劉老師都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。兩年多來，劉老師不僅在學(xué)習(xí)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹向劉老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。她放下神圣的師道尊嚴，以朋友的身份告訴我怎樣完成這此畢業(yè)答辯。她告訴我如何搜集材料；她告訴我如何快捷地找到相關(guān)論文；她告訴我哪個學(xué)校的網(wǎng)站相關(guān)知識；她指導(dǎo)我如何利用手頭上的資料取舍嫁接整合。本設(shè)計的完成，離不開她的悉心知道和孜孜不倦地教誨。感謝那些與我朝夕相處的同學(xué)。這些日子，他們和我一塊努力奮斗共進共退，相互鼓勵相互扶持，你幫我找我?guī)湍阏遥ネㄓ袩o，及時溝通，以免出現(xiàn)論文撞車事件。我們是如此的團結(jié)友愛，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的疑惑，直至本次畢業(yè)設(shè)計的完成的順利完成。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們!第五章參考文獻1. 準出版社，20012. 中國標準出本社編。電氣簡圖用圖形符號國家標準測繪，北京中國標李善術(shù)。數(shù)控機床及其應(yīng)用。北京：機械工業(yè)出版社，20013. 王炳實。機床電氣控制。北京：機械工業(yè)出版社，20014. 陳本孝。電氣與控制。北京：機械工業(yè)出版社，20015. 趙明。工廠電氣控制設(shè)備。北京：機械工業(yè)出版社，19966. 秦憶?，F(xiàn)代交流伺服系統(tǒng)。武漢：華中理工出版社。19957李振安。工廠電氣控制技術(shù)。重慶，重慶大學(xué)出版社，19958張燕賓。SPWM變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)。北京：機械工業(yè)出版社，1998