ZK5132數(shù)控立鉆電氣控制系統(tǒng)設(shè)計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含4張CAD圖紙帶開題報告+外文翻譯】-jxsj80

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ZK5132數(shù)控立鉆電氣控制系統(tǒng)設(shè)計

摘  要

數(shù)控機床是來自于數(shù)字控制機床的簡稱，這是一種裝有可編程程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該可編程程序控制系統(tǒng)能夠邏輯處理數(shù)字控制編碼或其他規(guī)定的指令程序，并將其譯碼成執(zhí)行元器件的動作信號從而驅(qū)動機床動作以加工零件。數(shù)控機床的控制電路是由各種不同的控制電氣元器件組成，進給伺服系統(tǒng)的控制性能在一定程度上決定了數(shù)控機床的等級。本次設(shè)計任務(wù)是以ZK5132數(shù)控立鉆電氣控制系統(tǒng)設(shè)計為中心，全面、系統(tǒng)地介紹了低壓電器、電氣控制系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)及接口、步進與伺服驅(qū)動器等內(nèi)容，利用數(shù)控機床以機械與電氣相結(jié)合的形勢，完成相關(guān)電氣控制線路排布以及各種保護控制線路的設(shè)計。

為使步進電動機的控制精度能達(dá)到所要求的步距角()精度，于是在該機床選配所用驅(qū)動電機時要考慮到該電機的過載能力和機床傳動系統(tǒng)中絲杠與電機轉(zhuǎn)子的慣量是否匹配以及所提供轉(zhuǎn)矩是否足夠，在該設(shè)計中的進給驅(qū)動系統(tǒng)選用混合式五相十拍步進電動機進行驅(qū)動控制。由于開環(huán)控制系統(tǒng)簡單，精度要求不高，可靠性和穩(wěn)定性相對于經(jīng)濟型數(shù)控機床好，故采用五相十拍的步進電動機進給驅(qū)動，同時也能因其相數(shù)大而達(dá)到明顯的振動抑制效果。

隨著設(shè)計的不斷深入而不斷熟悉了各種系統(tǒng)的適用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)及作用，各種電氣線路的保護設(shè)計，驅(qū)動進給系統(tǒng)的控制等。通過掌握電氣控制系統(tǒng)線路設(shè)計的原理、電氣元器件在線路中的作用，進給驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計，完成對電動機的精度控制。這次的電氣控制部分設(shè)計也滿足一些企業(yè)對機床電氣高可靠高穩(wěn)定性、電氣使用壽命長等要求，具有進一步研發(fā)的潛力。

關(guān)鍵詞：ZK5132；數(shù)控系統(tǒng)；機電結(jié)合；步進電動機

Abstract

CNC machine is referred to Digital control machine tool, is a machine equipped with the automated process control system. The control system can have a control logic to process the instruction codes or other symbols required, decoded and processed so that making machine action and machining parts. CNC machine control circuit is controlled by a variety of electrical components whose performance servo feed control system to some extent determines the level of CNC machine tools. The design task is designing ZK5132 CNC Vertical Drilling electrical control system, there is a comprehensive and systematic introduction to the low-voltage electrical appliances, electrical control systems, numerical control systems and interfaces, stepper and servo drives, etc. By combining CNC machine tools with electrical machinery, finish the completion of related electrical control circuit and various protection control design.

To control the stepping motor step to achieve the required angle ( α= 0.36 °) the control precision, the machine motor is optional to consider the motor overload, overload conditions, the machine screw and the motor drive system rotor inertia matching. This design’s feed servo drive system used Five-phase-ten-pat hybrid stepping motor control. Because the open-loop control system is simple, less precision, reliability and stability with respect to the good economic type CNC machine tools, so using Five-phase-ten-pat hybrid stepping motor drive, vibration suppression effect is obvious because of the large number of phases.

With the deepening of the design, we know more about the applicable conditions of various systems, selecting criteria and effects of various devices,various electrical circuit protection designing and feeding drive control system and so on . By mastering the principles of electrical control system circuit design，the role of the electrical components in the circuit and feeding drive system designing so we can well completed the motor accuracy control. My electrical control part of the design but also to meet the high reliability, high stability, long life and other electrical requirements for some company, thus it worth well potential for further development.

Keywords: ZK5132 ; CNC system ; Electrical components ; Stepping motor

目    錄

引言 1

1.  數(shù)控機床常用電氣控制元件 3

1.1 低壓斷路器 3

1.2 接觸器 3

1.3 繼電器、變壓器及其他電器 4

2.  數(shù)控系統(tǒng) 5

2.1 數(shù)控鉆床系統(tǒng)的組成 5

2.1.1 操作面板 6

2.1.2 輸入/輸出裝置 6

2.1.3 CNC裝置 6

2.1.4 伺服單元 7

2.1.5 驅(qū)動裝置 7

2.1.6 機床本體 7

2.2 數(shù)控機床驅(qū)動控制的分類以及選擇 7

2.2.1 開環(huán)控制 8

2.2.2 閉環(huán)與半閉環(huán)控制 8

2.2.3 數(shù)控系統(tǒng)類型 8

2.3 數(shù)控鉆床用途及特點 9

2.4 數(shù)控鉆床的相關(guān)技術(shù)參數(shù) 9

2.5 數(shù)控機床對于進給驅(qū)動系統(tǒng)的相關(guān)要求 10

3.  傳動系統(tǒng)相關(guān)計算 10

3.1 傳動系統(tǒng)對驅(qū)動電機的相關(guān)要求 11

3.1.1  X、Y水平直線運動軸 11

3.1.2  Z垂直直線運動軸 12

3.2 步進電動機速度的控制 13

4.  步進電動機驅(qū)動進給系統(tǒng) 13

4.1 步進電動機的選用原則以及性能指標(biāo) 13

4.1.1 選用原則 13

4.1.2 步進電動機性能指標(biāo) 14

4.2 步進電動機的選擇 14

4.3 步進電動機的工作原理 15

4.4 主軸步進電機的控制 16

4.5 步進電動機的位置控制 18

4.6 步進電動機的驅(qū)動電源 19

4.7 步進電動機的正反轉(zhuǎn)運動控制 19

5.  機床的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 20

5.1 主電路電氣控制設(shè)計 20

5.1.1 主軸正轉(zhuǎn) 20

5.1.2 主軸反轉(zhuǎn) 21

5.1.3 主軸停轉(zhuǎn) 21

5.1.4 冷卻泵 21

5.2 電路電源分析 21

5.3控制電路設(shè)計 22

5.3.1 電機制動方式 22

5.3.2 零壓保護啟動 22

5.4 數(shù)控系統(tǒng)中的啟動與停止 23

5.5 輸入/輸出及各軸限位 23

5.6 光軸輸出接口 23

5.7 M功能輸出 23

5.8 X、Y、Z軸的驅(qū)動控制信號接口 24

6.  ZK5132數(shù)控立鉆機床電氣控制原理設(shè)計 25

7.  ZK5132數(shù)控立鉆機床電氣外觀設(shè)計 28

結(jié)論 29

謝辭 30

參考文獻(xiàn) 31

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CAXA圖紙副本

ZK5132數(shù)控立鉆電氣控制系統(tǒng)設(shè)計.doc

ZK5132數(shù)控立鉆電氣控制系統(tǒng)設(shè)計中期檢查表.doc

ZK5132數(shù)控立鉆電氣控制系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)書.doc

ZK5132數(shù)控立鉆電氣控制系統(tǒng)設(shè)計開題報告.doc

圖紙總匯.dwg

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外文翻譯（譯文）.doc

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電氣主控制原理圖.dwg

電氣伺服控制原理圖.dwg

電氣控制原理圖.dwg

裝配圖.dwg

一、 畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容 1、 數(shù)控機床常用電氣控制元件的應(yīng)用 。 2、 數(shù)控系統(tǒng) 。 3、 步進電動機驅(qū)動進給系統(tǒng) 。 4、 主軸電機控制 。 5、 機床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計。 二、 畢業(yè)設(shè)計（論文）的要求與數(shù)據(jù) 1、 參觀調(diào)研 ,查閱資料。到生產(chǎn)、制造企業(yè)調(diào)研 ,了解生產(chǎn)、制造、加工情況。 結(jié)合本設(shè)計課題 ,查閱相關(guān)資料。 2、 完成機床電器控制電路的設(shè)計（電器原理圖），包括各種保護。 3、 根據(jù)步進電機的特點：完成對電機的精度控制（α = 。 4、 完成數(shù)控機床總體的電氣控制設(shè)計。 控立鉆機床電氣外觀圖（附見圖紙 ）。 三、畢業(yè)設(shè)計（論文）應(yīng)完成的工作 1、 完成二萬字左右的畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）；在畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中必須包括詳細(xì)的 300單詞的英文摘要； 2、 獨立完成與課題相關(guān)，不少于四萬字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）； 3、 對于機電結(jié)合類課題，必須完成繪圖工作量折合 紙 1張以上，其中必須包含兩張 上的計算機繪圖圖紙； 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) [1] 蔣大明 ,戴勝華 M] 北京交通大學(xué)出版社 . [2] 劉元揚主編 . 自動檢測和過程控制 [M] 冶金工業(yè)出版社 . [3] 李曉輝 ,薛欣 M]清華大學(xué)出版社 . [4] 陳遠(yuǎn)齡主編 機床電氣自動控制 [M]重慶大學(xué)出版社 . 2008. [5] 彭榮濟 . 機械設(shè)計手冊 [M] 北京出版社 . 6] 董杰主編 M] 上海交道大學(xué)出版社 . 7] 宋寶玉主編 M] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 . 8] 邱公偉 通信及應(yīng)用 [M]清華大學(xué)出版社 . 9] 高兆安譯 . 自動化中的液壓機構(gòu) [M] 機械工業(yè)出版社 . 10] of o 2007. 五、試驗、測試、試制加工所需主要儀器設(shè)備及條件 計算機 ( ,件 )。 任務(wù)下達(dá)時間： 2013 年 12 月 9 日 畢業(yè)設(shè)計開始與完成時間 ： 2013 年 12 月 9 日至 2014 年 5 月 4 日 組織實施單位： 教研室主任意見： 簽字： 2013 年 12 月 10 日 院領(lǐng)導(dǎo)小組意見： 簽字： 2013 年 12 月 12 日 2013 年機電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 )進度計劃表 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 序號 起止日期 計劃完成內(nèi)容 實際完成內(nèi)容 檢查日期 檢查人簽名 1 務(wù)下達(dá)書 2 閱資料 3 研 4 開題報告 5 外文原文及翻譯 6 外文原文及翻譯 7 論文說明書 8 成框圖設(shè)計 (本表同時作為指導(dǎo)教師對學(xué)生的 16 次考勤記錄 ) 2013 年機電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 進度計劃表（續(xù)） 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 序號 起止日期 計劃完成內(nèi)容 實際完成內(nèi)容 檢查日期 檢查人簽名 9 成圖紙設(shè)計 10 成說明書初 稿 11 老師檢查 12 一次回作者修改 13 二次交老師檢查 14 二次回作者修改 15 印修改 16 成畢業(yè)設(shè)計，提交 論文 任務(wù)下達(dá)時間 ： 2013 年 12 月 9 日 (本表同時作為指導(dǎo)教師對學(xué)生的 16 次考勤記錄 )