機(jī)電一體化畢業(yè)論文:數(shù)控車(chē)床電氣柜設(shè)計(jì).doc
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畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課題名稱(chēng): FANUC Oid 數(shù)控車(chē)床電氣柜設(shè)計(jì)與調(diào)試 學(xué)生姓名 舒科杰 學(xué) 號(hào) 0902013324 二級(jí)學(xué)院(系) 電氣電子工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)電一體化 班 級(jí) 機(jī)電0933 指導(dǎo)教師 黃文廣 許孔楊 起訖時(shí)間:2012年2月15日2012年5月2日摘 要數(shù)控機(jī)床由普通機(jī)床發(fā)展而來(lái),它集機(jī)械、液壓、氣動(dòng)、伺服驅(qū)動(dòng)、精密測(cè)量、電氣自動(dòng)控制、現(xiàn)代控制理論、計(jì)算機(jī)控制和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)于一體是一種高效率、高精密、能保證加工質(zhì)量、解決工藝難題,而且又具有一定柔性的生產(chǎn)設(shè)備,并正逐步取代普通機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的廣泛的使用,給機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來(lái)了深刻的變化,其技術(shù)水平高低和擁有量多少,是衡量一個(gè)國(guó)家和企業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。本設(shè)計(jì)主要對(duì)電氣柜等設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:數(shù)控車(chē)床;FANUC;電氣柜設(shè)計(jì)目 錄摘要1第1章緒論21.1 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展21.2 強(qiáng)電控制柜簡(jiǎn)介31.3 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義4第2章電氣柜的設(shè)計(jì)52.1 電氣柜柜體設(shè)計(jì)52.2 元器件選型82.3 電氣控制柜組件的劃分132.4 抗干擾和接地對(duì)策132.5 電氣控制柜接線(xiàn)的注意事項(xiàng)182.6 電氣控制柜總體配置設(shè)計(jì)18第3章調(diào)試203.1 手動(dòng)進(jìn)給的調(diào)試203.2 全閉環(huán)伺服系統(tǒng)的調(diào)試203.3 系統(tǒng)綜合調(diào)試22第4章結(jié)論23參考文獻(xiàn)24致謝25附錄一:數(shù)控車(chē)床電氣柜柜體圖26附錄二:數(shù)控車(chē)床布局說(shuō)明27附錄三:FANUC 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)備電氣圖(另附頁(yè))30第1章 緒論目前,數(shù)控技術(shù)已被世界各國(guó)列為優(yōu)先發(fā)展的關(guān)鍵工業(yè)技術(shù),成為國(guó)際間科技競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用將機(jī)械制造與微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、現(xiàn)代控制理論、檢測(cè)技術(shù)以及光電磁等多種學(xué)科技術(shù)融為一體,使制造業(yè)成為知識(shí)、技術(shù)密集的大學(xué)科范疇內(nèi)的現(xiàn)代制造業(yè),成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。1952年,美國(guó)研制的世界第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床,其特點(diǎn)是用三個(gè)數(shù)控伺服系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的機(jī)械進(jìn)給系統(tǒng)。早期的數(shù)控機(jī)床同普通機(jī)床相比,除進(jìn)給系統(tǒng)是數(shù)控伺服系統(tǒng)外,外形和結(jié)構(gòu)基本相同。我國(guó)現(xiàn)在生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床,就屬于這種類(lèi)型,因?yàn)檫@些產(chǎn)品是在普通機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上經(jīng)局部改進(jìn)而發(fā)展出來(lái)的。數(shù)控機(jī)床不僅表現(xiàn)為數(shù)量迅速增長(zhǎng),而且在質(zhì)量性能和控制方式上也有明顯改善。數(shù)控機(jī)床加工工件時(shí),完全根據(jù)計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令自動(dòng)進(jìn)行加工,不允許頻繁測(cè)量和進(jìn)行手術(shù)補(bǔ)償,這就要求機(jī)床結(jié)構(gòu)具有較高靜剛度與動(dòng)剛度,同時(shí)要提高結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性,提高機(jī)械進(jìn)給系統(tǒng)的剛度并消除機(jī)械傳動(dòng)間隙,消除爬行。這樣,可以有效避免振動(dòng)、熱變形、爬行和間隙影響被加工工件的精度。數(shù)控機(jī)床在當(dāng)今機(jī)械加工設(shè)備中有著舉足輕重的作用,而機(jī)床有CNC、PLC、進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、輔助裝置等部分組成。其中主軸是不可或缺的。高速銑削加工在高速切削加工中扮演著最重要的角色,而高速機(jī)床所選用的主軸系統(tǒng)特性的優(yōu)劣,又直接影響著高速銑削加工的質(zhì)量。1.1 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展與數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、可編程控制器的發(fā)展密切相關(guān)。(一)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展。數(shù)控系統(tǒng)的功能不斷的增多、柔性不斷增強(qiáng)、性能價(jià)格比不斷提高。當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)正朝著下面幾個(gè)方面發(fā)展。1. 高速度、高精度化2. 智能化數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用高技術(shù)的重要目標(biāo)是智能化。智能化主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面:(1) 自適應(yīng)控制技術(shù)(2) 附加人機(jī)會(huì)話(huà)自動(dòng)編程功能(3) 具有設(shè)備故障自診斷功能3. 小型化4. 計(jì)算機(jī)群控5. 具有更高的通信功能(二)伺服系統(tǒng)的發(fā)展早期的數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)多采用晶閘管直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。并且采用了閉環(huán)控制,以獲得良好的動(dòng)靜態(tài)特性。但是由于直流電動(dòng)機(jī)受機(jī)械換向的影響和限制,大多數(shù)直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)適用性差,維護(hù)比較困難,而且其恒功率調(diào)速范圍小。20世紀(jì)80年代以后,交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)入實(shí)用階段。目前交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)基本取代了直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。圖1-1數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)伺服(三)可編程控制器的發(fā)展1969年在美國(guó)出現(xiàn)第一臺(tái)可編程邏輯控制器(PLC programmable logic controller)以來(lái),經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,PLC現(xiàn)在已成為一種重要、高可靠性、應(yīng)用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)。1.2 強(qiáng)電控制柜簡(jiǎn)介強(qiáng)電控制柜主要用來(lái)安裝機(jī)床強(qiáng)電控制的各種電氣元件,除了提供數(shù)控、伺服等一類(lèi)弱電控制系統(tǒng)的輸入電源,以及各種短路過(guò)載、欠壓等電氣保護(hù)外,主要在PLC的輸出接口與機(jī)床各類(lèi)輔助裝置的電氣執(zhí)行元件之間起連接作用,控制機(jī)床裝置,如各種交流電動(dòng)機(jī),液壓系統(tǒng)電磁閥或電磁離合器等。此外,它也與機(jī)床操作臺(tái)有關(guān)手動(dòng)按鈕連接。強(qiáng)電控制柜由各種中間繼電器、接觸器、變壓器、電源開(kāi)關(guān)、接線(xiàn)端子和各類(lèi)電氣保護(hù)元件等構(gòu)成,它與一般普通機(jī)床的電氣類(lèi)似,但為了提高對(duì)弱電控制系統(tǒng)抗干擾性,要求各類(lèi)頻繁啟動(dòng)或切換的電動(dòng)機(jī)、接觸器等其中的電磁感應(yīng)器件中均必須并聯(lián)RC阻容吸收器;對(duì)各種檢測(cè)信號(hào)的輸入均要求用屏蔽電纜連接。1.3 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義電氣柜的設(shè)計(jì)、電氣線(xiàn)路的設(shè)計(jì)是數(shù)控機(jī)床靠可靠性的最重要關(guān)口,設(shè)計(jì)的先天缺陷對(duì)產(chǎn)品的可靠性影響非常大,有時(shí)是無(wú)法補(bǔ)救的。一定盡量在設(shè)計(jì)中避免上述問(wèn)題的出現(xiàn),不要等出現(xiàn)問(wèn)題再去補(bǔ)救,費(fèi)時(shí)費(fèi)力且會(huì)對(duì)廠(chǎng)家的信譽(yù)產(chǎn)生影響。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),可以達(dá)到以下目的:1.培養(yǎng)綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能來(lái)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力;2.強(qiáng)化工程實(shí)踐能力和意識(shí),提高本人綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力;3.使本人受到從事本專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)和科學(xué)研究工作的基本訓(xùn)練,提高工程繪圖、計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、外文資料文獻(xiàn)閱讀、使用計(jì)算機(jī)、使用文獻(xiàn)資和手冊(cè)、文字表達(dá)等各方面的能力;4.培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想和工程經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn),理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)。第2章 電氣柜的設(shè)計(jì)2.1 電氣柜柜體設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)電柜時(shí),必須充分考慮電柜運(yùn)輸和使用的環(huán)境條件,比如:溫室中,它運(yùn)行時(shí)的溫度最好在045 ;在存貯或運(yùn)輸中。最好在-20 60 之間。還有濕度通常小于等于75%,短期(一個(gè)月內(nèi))最好小于等于95%。當(dāng)然,還要考慮振動(dòng)、海拔高度等等其他因素。(一)電柜的密封電柜的密封需滿(mǎn)足運(yùn)輸和使用的環(huán)境要求,設(shè)計(jì)電柜時(shí)必須有效防止灰塵、冷卻液和有機(jī)溶液的進(jìn)入,防止其對(duì)設(shè)備造成傷害。1.密封裝置在空氣入口處使用空氣過(guò)濾器,控制氣流以保證進(jìn)入空氣入口的灰塵量。換氣風(fēng)扇也應(yīng)加過(guò)濾器處理。風(fēng)扇要裝在控制柜下面的要進(jìn)風(fēng),上面或頂上的要出風(fēng),(熱空氣上升),電氣柜內(nèi)裝有變頻器等大功率發(fā)熱設(shè)備,那么電氣柜上的風(fēng)扇排氣量要大于內(nèi)部設(shè)備的總排氣量。圖2-1風(fēng)扇或空氣入口空氣過(guò)濾器及護(hù)罩2電纜鎖緊裝置電柜到機(jī)床的電纜接口設(shè)計(jì)需使用鎖緊件,備用口需加孔堵滿(mǎn)足密封條件:使用電纜鎖緊裝置進(jìn)行密封,可同時(shí)起到電纜的固定作用。另外,以下情況會(huì)導(dǎo)致間隙過(guò)大,而導(dǎo)致密封程度過(guò)低:(1)密封圈的單孔內(nèi)穿進(jìn)多根電纜者;(2)密封圈沒(méi)有完全套在電纜護(hù)套上或?qū)⒚芊馊Ω铋_(kāi)套在電纜上的;(3)密封圈與電纜護(hù)套之間有其它包扎物者;(4)密封圈部分破損;(5)一個(gè)進(jìn)線(xiàn)嘴內(nèi)多個(gè)密封圈的;(6)密封圈內(nèi)徑大于引入電纜外徑超過(guò)1mm;(7)密封圈厚度電纜外徑的0.7倍、密封圈內(nèi)外徑差電纜外經(jīng)的0.3倍者。圖2-2電纜鎖緊裝置及孔堵圖片3電柜門(mén)及操作站的密封處理使用密封膠條或其他密封措施進(jìn)行密封處理。如果電柜或操作站部分密封不夠充分,灰塵就會(huì)不斷穿過(guò)縫隙而附著在單元上,灰塵累積會(huì)引起絕緣效果的惡化。圖2-3柜門(mén)加密封膠條可防止灰塵累積(二)電柜溫升設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)電柜時(shí),需保證電柜內(nèi)的溫度上升時(shí)柜內(nèi)和柜外的溫度差不超過(guò)10攝氏度。2.一個(gè)封閉的電柜必須安裝風(fēng)扇(或空調(diào)等換氣冷卻裝置)以保證內(nèi)部空氣的循環(huán)。風(fēng)扇需作調(diào)整設(shè)計(jì)以保證空氣以0.5m/sec的速度流過(guò)每一個(gè)安裝單元的表面,但不能直吹,如果空氣由風(fēng)扇直接吹向單元,灰塵會(huì)很容易附著,容易引起單元的故障,縮短元件使用壽命。熱交換器的排風(fēng)盡量保證能夠直接作用到伺服或用電設(shè)備。3.冷風(fēng)機(jī)和空調(diào)的安裝使用有兩種安裝方式,頂裝與側(cè)裝。頂裝的優(yōu)勢(shì)在于熱空氣往上,機(jī)柜底部應(yīng)開(kāi)通風(fēng)口,形成自下而上的空氣流動(dòng),這樣在電器元件表面不容易形成熱點(diǎn)和局部的熱導(dǎo)效應(yīng)。冷風(fēng)機(jī)主要以給排風(fēng)為主,即向柜外抽風(fēng)式。當(dāng)風(fēng)機(jī)無(wú)法達(dá)到機(jī)柜內(nèi)降溫的要求時(shí),可選裝機(jī)柜空調(diào)。選裝機(jī)柜空調(diào)時(shí)應(yīng)注意功率選擇,功率過(guò)大會(huì)使機(jī)柜內(nèi)溫度低于或等于28度,極可能形成凝露現(xiàn)象,這將導(dǎo)致電器元件短路等問(wèn)題。此外,過(guò)大功率的機(jī)柜空調(diào)制冷時(shí)間過(guò)短,工作與非工作狀態(tài)切換頻率過(guò)高,對(duì)機(jī)柜空調(diào)本身的使用壽命有很大影響。4.模塊放大器的安裝使用帶有散熱片的模塊盡量將散熱片安裝在電柜外部,因?yàn)樯崞瑢?duì)柜內(nèi)溫度影響很大,同時(shí)為防止環(huán)境影響可考慮給散熱片增加防護(hù)。各種模塊發(fā)熱量及計(jì)算方法參考“ 電柜溫升計(jì)算”。 圖2-4 將模塊散熱片置于電柜外部 圖2-5 防護(hù)設(shè)計(jì)(三)電柜柜體的抗干擾設(shè)計(jì)電柜設(shè)計(jì)時(shí)還必須考慮到盡量降低噪聲,并且防止噪聲向CNC單元傳送,在柜體設(shè)計(jì)時(shí)須考慮元件的布局情況,盡量減少元件之間相互干擾情況。1單元在電柜內(nèi)部的安裝和排列必須考慮檢查和維修的方便,元件分交直流布置,走線(xiàn)盡量做到交直流分離,因此要在設(shè)計(jì)柜體時(shí)充分考慮各元件安裝情況。2如果有電磁輻射的元件(比如變壓器,風(fēng)扇風(fēng)機(jī),電磁接觸器,線(xiàn)圈和繼電器)安裝在顯示器附近,他們經(jīng)常會(huì)干擾顯示器的顯示。電磁元件位置固定且和顯示器之間的距離小于300mm時(shí),可以通過(guò)調(diào)整電磁元件的方向來(lái)降低對(duì)屏幕顯示的影響。3.柜體設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮柜體接地策略,預(yù)先設(shè)計(jì)好接地點(diǎn),詳細(xì)參考“ 電柜的抗干擾和接地對(duì)策”。(四)電氣柜的制造工藝對(duì)于電柜板金的制作要求首先是能夠?yàn)楣駜?nèi)電氣設(shè)備提供一個(gè)可靠的保護(hù)箱體,同時(shí)必須擁有良好的接地。在實(shí)際生產(chǎn)中柜內(nèi)接地螺絲只是使用鍍鋅螺絲且由于使用焊接的方法固定在柜內(nèi),使得被焊接后的螺絲很快就發(fā)生銹蝕現(xiàn)象。況且電柜還要經(jīng)過(guò)油漆烘漆等柜體防腐蝕和美觀處理,這樣一來(lái)接地螺絲反而成了“準(zhǔn)絕緣螺絲”,其接地效果會(huì)大打折扣。所以電柜制作時(shí)一般采用銅質(zhì)螺柱,電柜的柜門(mén)將全部焊上接地樁而取代過(guò)去的接地螺絲。以解決以前“準(zhǔn)絕緣”螺絲的問(wèn)題。電源線(xiàn)導(dǎo)體截面S (mm2)接地銅導(dǎo)體件最小截面Q(mm2)接地螺柱直徑 (mm)S4Q=S,但Q不小于1.5M64S120Q=70M10表2-1接地導(dǎo)體、螺柱關(guān)系表2.2 元器件選型低壓電器選型的一般原則:1.低壓電器的額定電壓應(yīng)不小于回路的工作電壓,即UeUg。2.低壓電器的額定電流應(yīng)不小于回路的計(jì)算工作電流,即IeIg。3.設(shè)備的遮斷電流應(yīng)不小于短路電流,即IzhIch4.熱穩(wěn)定保證值應(yīng)不小于計(jì)算值。5.按回路起動(dòng)情況選擇低壓電器。如,熔斷器和自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)就需按起動(dòng)情況進(jìn)行選擇。(一)熔斷器作用:短路保護(hù),做過(guò)載保護(hù)使用時(shí),可靠性不高,因此不考慮價(jià)格因素?cái)嗦菲鞲煽糠€(wěn)定。(二)斷路器作用:過(guò)載保護(hù),短路保護(hù),欠壓保護(hù)圖2-6斷路器1.正常工作條件 周?chē)諝鉁囟?周?chē)諝鉁囟壬舷?40; 周?chē)諝鉁囟认孪?5; 周?chē)諝鉁囟?4h的平均值不超過(guò)+35。 海拔:安裝地點(diǎn)的海拔不超過(guò)2000m。 大氣條件: 大氣相對(duì)濕度在周?chē)諝鉁囟葹?40時(shí)不超過(guò)50%;在較底溫度下可以有較高的相對(duì)濕度;最濕月的月平均最大相對(duì)濕度為90%,同時(shí)該月的月平均最低溫度+25,并考慮到因溫度變化發(fā)生在產(chǎn)品表面上的凝露。 污染等級(jí):污染等級(jí)為3級(jí)。2.一般選型需滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求:1.斷路器額定電壓線(xiàn)路額定電壓;2.斷路器額定電流線(xiàn)路計(jì)算負(fù)荷電流;3.斷路器脫扣額定電流線(xiàn)路計(jì)算負(fù)荷電流;4.斷路器極限通斷能力線(xiàn)路中最大短路電流;5.線(xiàn)路末端單相對(duì)地短路電流不小于1.25倍的自動(dòng)開(kāi)關(guān)瞬時(shí)(或短延時(shí))脫扣整定電流;6.斷路器欠電壓脫扣器額定電壓等于線(xiàn)路額定電壓。3.電動(dòng)機(jī)保護(hù)用自動(dòng)開(kāi)關(guān)的選型需滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求:1.長(zhǎng)延時(shí)電流整定值電動(dòng)機(jī)額定電流;2.六倍長(zhǎng)延時(shí)電流整定值的可返回時(shí)間電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間;3.鼠籠形瞬時(shí)整定電流為815倍脫扣器額定電流;繞線(xiàn)形瞬時(shí)整定電流為36倍脫扣器額定電流。(三)接觸器作用:接觸器用來(lái)接通和分?jǐn)嘭?fù)載。與熱過(guò)載繼電器組合,保護(hù)運(yùn)行中的電氣設(shè)備。與繼電控制回路組合,遠(yuǎn)控或聯(lián)鎖相關(guān)電氣設(shè)備。接觸器選型原則:接觸器的選型主要需要確定種類(lèi),負(fù)載類(lèi)型,主回路參數(shù),控制回路參數(shù)輔助觸點(diǎn),以及電氣壽命,機(jī)械壽命等多種情況綜合考慮。1.根據(jù)使用目的和要求選型:注意嚴(yán)格區(qū)分主回路負(fù)載類(lèi)型是直流還是交流。交流接觸器不同于直流接觸器,用于直流負(fù)載時(shí)只適用于DC-1至DC-5負(fù)載,對(duì)于DC-5以上的直流負(fù)載建議使用直流接觸器。另外電容接觸器不能用普通交流接觸器替代。注:DC-X指直流-使用類(lèi)別,不做詳細(xì)介紹,DC-5指的是串勵(lì)電機(jī)的起動(dòng)、反接制動(dòng)與反向運(yùn)轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng),電機(jī)動(dòng)態(tài)分?jǐn)嗲闆r。2.根據(jù)負(fù)載類(lèi)型和主回路參數(shù)選型:主回路參數(shù)主要是額定工作電壓、額定電流、極數(shù)、通斷能力、絕緣電壓和耐受過(guò)載能力等。尤其要注意負(fù)載類(lèi)型。接觸器可以運(yùn)行在不同的負(fù)載類(lèi)型下,但是對(duì)應(yīng)的型號(hào)不同,不能完全依靠主極電壓和功率選型。3.控制回路及輔助觸點(diǎn):接觸器的線(xiàn)圈電壓按照控制回路電壓確定。目前,國(guó)產(chǎn)接觸器一般只有交流線(xiàn)圈。如果需要直流線(xiàn)圈,需要選擇進(jìn)口產(chǎn)品。對(duì)于輔助觸點(diǎn),不同接觸器所允許安裝輔助觸點(diǎn)的位置和個(gè)數(shù)均不同,需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。4.電氣壽命和機(jī)械壽命:在設(shè)計(jì)過(guò)程中,如果對(duì)電氣壽命有嚴(yán)格超過(guò)數(shù)百萬(wàn)次要求,需特殊注意根據(jù)樣本進(jìn)行選擇符合要求的接觸器類(lèi)型。(四)變頻器變頻器(Variable-frequency Drive,VFD)是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),通過(guò)改變電機(jī)工作電源頻率方式來(lái)控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成。通過(guò)改變電源的頻率來(lái)達(dá)到改變電源電壓的目的,根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來(lái)提供其所需要的電源電壓,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的,另外,變頻器還有很多的保護(hù)功能,如過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高,變頻器也一樣得到了非常廣泛的應(yīng)用。 圖2-7 變頻器(五)開(kāi)關(guān)電源 直流電源在電氣線(xiàn)路設(shè)計(jì)中的合理使用非常重要,原則上系統(tǒng)的輸入、輸出用電源盡可能要采用不同的電源,即每臺(tái)機(jī)床至少有兩個(gè)開(kāi)關(guān)電源,一個(gè)提供系統(tǒng)、I/O、面板、光柵接口及輸入X地址使用,一個(gè)給輸出Y(DOCOM)地址提供電源驅(qū)動(dòng)柜內(nèi)或機(jī)床外圍元件使用。不要簡(jiǎn)單地增加電源容量。嚴(yán)禁電源并聯(lián)使用。開(kāi)關(guān)電源有以下參數(shù)需在選型時(shí)關(guān)注:1.開(kāi)關(guān)電源的安裝方式,導(dǎo)軌安裝或直接固定2.溫度范圍有三個(gè)參數(shù):工作溫度、滿(mǎn)載溫度及存儲(chǔ)溫度,需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境進(jìn)行選擇。3.輸入電壓及頻率范圍,一般輸入交流電壓110V-240V,50-60Hz,也有直流輸入規(guī)格,如有特殊需要可根據(jù)樣本進(jìn)行選擇。4.防護(hù)等級(jí),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況確認(rèn)。 5.環(huán)境濕度要求,不同質(zhì)量的電源能夠承受的濕度范圍不同,具體需參考相應(yīng)電源樣本確定。6.過(guò)載性能:根據(jù)樣本中的V/I、I/T進(jìn)行確認(rèn)能否達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)使用要求。7.輸出電壓的可調(diào)范圍,不同輸入狀態(tài)下可獲得更佳的輸出電壓范圍。額定輸出電流,根據(jù)負(fù)載情況決定,為保證負(fù)載的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),電源容量需有一定余量,同時(shí)基于節(jié)能考慮,當(dāng)使用一個(gè)電源帶多個(gè)負(fù)載回路時(shí),要清楚負(fù)載回路的時(shí)序,選擇電源容量大于聯(lián)動(dòng)負(fù)載最高值即可滿(mǎn)足。8.盡量將開(kāi)關(guān)電源安裝在遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源的位置。9.推薦的外部24VDC電源(穩(wěn)壓電源)指標(biāo):電源電壓必須滿(mǎn)足UL1950的要求。輸出電壓范圍:24V10%(21.6V26.4V)。負(fù)載的波動(dòng)(包括突變電流):由于外部輸出或其它因素使負(fù)載波動(dòng)時(shí)輸出電壓波動(dòng)不要超出允許范圍。允許的輸入瞬間中斷持續(xù)時(shí)間(供參考):10ms(輸入幅值下降100時(shí))20ms(輸入幅值下降50時(shí))。(六)接線(xiàn)端子的選型及布置規(guī)范在接線(xiàn)過(guò)程中,需盡量按以下規(guī)范布置端子排走線(xiàn):1.交、直流分開(kāi)在同一類(lèi)型的端子排中,如果有分配直流的,還有分配交流的,那么把分配直流的端子排和分配交流的端子排分開(kāi)。要么先直流后交流,要么先交流后直流。即把其中一種排完再排另一種。這樣便于走線(xiàn),也防止出現(xiàn)錯(cuò)誤。2.每個(gè)端子排上有2個(gè)或多個(gè)點(diǎn)相通,每個(gè)點(diǎn)內(nèi)只能有一個(gè)端子。所以,在用端子排分線(xiàn)的時(shí)候,一定要數(shù)清接點(diǎn)的個(gè)數(shù),不夠用的可使用短接片連接多個(gè)端子排,以滿(mǎn)足使用需要,并以此來(lái)確定端子排的數(shù)量。圖2-8使用短接片連接圖:端子排排號(hào)的方法有多種,最常見(jiàn)的就是用阿拉伯?dāng)?shù)字依次排序,或者用原理圖上的線(xiàn)號(hào)直接標(biāo)記。3.接到端子排上的線(xiàn)號(hào),要與端子排的接點(diǎn)一致,便于查線(xiàn)。因?yàn)?V和24V的端子排的數(shù)量比較多,所以用短接片短接在一起,但是為了明確各個(gè)不同出處及去處的端子,便在線(xiàn)號(hào)0V和24V后面加上表示它們?cè)诙俗优派系奈恢玫木€(xiàn)號(hào)。例如三點(diǎn)的端子排,由上至下依次標(biāo)記為A、B、C點(diǎn)。接線(xiàn)表中接到端子排的A點(diǎn)上的0V標(biāo)記線(xiàn)號(hào)為0VA,接線(xiàn)表中接到端子排的B點(diǎn)上的0V標(biāo)記線(xiàn)號(hào)為0VB,依次類(lèi)推。這樣便于在接線(xiàn)過(guò)程中正確接線(xiàn),防止出現(xiàn)所接線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)過(guò)短或線(xiàn)號(hào)標(biāo)記方向錯(cuò)誤的問(wèn)題。4.接地端子排的使用圖2-9接線(xiàn)端子圖中可以看出接地端子和普通端子的設(shè)計(jì)區(qū)別在于接地專(zhuān)用端子導(dǎo)軌卡腳處是金屬銅片連接,而導(dǎo)軌和背板通過(guò)螺絲或鉚釘連接,同時(shí)背板會(huì)接地,但由于中間轉(zhuǎn)接環(huán)節(jié)多,電阻較大,通常在接地端子排完成后加接一條較粗的接地線(xiàn)直接接地。2.3 電氣控制柜組件的劃分 由于各種電器元件安裝位置不同,在構(gòu)成一個(gè)完整的電氣控制系統(tǒng)時(shí),就必須劃分組件。劃分組件的原則是:(1)把功能類(lèi)似的元件組合在一起; (2)盡可能減少組件之間的連線(xiàn)數(shù)量,同時(shí)把接線(xiàn)關(guān)系密切的控制電器置于同一組件中; (3)讓強(qiáng)弱電控制器分離,以減少干擾; (4)為力求整齊美觀,可把外形尺寸、重量相近的電器組合在一起; (5)為了電氣控制系統(tǒng)便于檢查與調(diào)試,把需經(jīng)常調(diào)節(jié)、維護(hù)和易損元件組合在起。2.4 抗干擾和接地對(duì)策電磁干擾有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。傳導(dǎo)干擾是指通過(guò)導(dǎo)電介質(zhì)把一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)耦合(干擾)到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。輻射干擾是指干擾源通過(guò)空間把其信號(hào)耦合(干擾)到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。在高速PCB及系統(tǒng)設(shè)中,高頻信號(hào)線(xiàn)、集成電路的引腳、各類(lèi)接插件等都可能成為具有天線(xiàn)特性的輻射干擾源,能發(fā)射電磁波并影響其他系統(tǒng)或本系統(tǒng)內(nèi)其他子系統(tǒng)的正常工作。因?yàn)楸砻姘惭b和大規(guī)模集成電路的應(yīng)用,CNC的體積已經(jīng)得到穩(wěn)步減小。設(shè)計(jì)上也可以防止外部的噪聲對(duì)CNC的損壞。然而,很難定量測(cè)量噪聲的水平,并且噪聲有很多不確定的因素。防止內(nèi)部噪聲的產(chǎn)生和防止外部噪聲傳入CNC都非常重要。如果能注意到這些,就會(huì)提高CNC加工中心的穩(wěn)定性。CNC的功能部件經(jīng)常和電柜中的能產(chǎn)生噪音的電磁元件裝在一起??赡軅魅隒NC的噪聲源有電容耦合、電磁感應(yīng)和對(duì)地的循環(huán)。以下這些措施實(shí)施簡(jiǎn)單,效果明顯,能夠很好的提高抗干擾能力。(一)信號(hào)線(xiàn)的分離機(jī)床中使用的電纜種類(lèi)如下所述:組信號(hào)線(xiàn)抗干擾處理辦法A初級(jí)交流電源線(xiàn)將A組電纜與B組和C組電纜分開(kāi)捆綁(分組捆綁時(shí)兩組電纜間距離至少10cm)。或者將A組電纜進(jìn)行屏蔽(使用接地板在兩組間進(jìn)行屏蔽)在線(xiàn)圈或者繼電器上安裝滅弧裝置或者二極管。次級(jí)交流電源線(xiàn)交流/直流電源線(xiàn)(包括伺服和主軸電機(jī)的電源線(xiàn))交流/直流線(xiàn)圈交流/直流繼電器B直流線(xiàn)圈(24VDC)將直流線(xiàn)圈和繼電器與二極管連接起來(lái)。將B組電纜與A組電纜分開(kāi)捆綁,或者將B組電纜進(jìn)行屏蔽。B組電纜與C組電纜盡量遠(yuǎn)離。建議將B組電纜屏蔽處理。直流繼電器(24DC)CNC和強(qiáng)電柜之間的DI/DO電纜CNC和機(jī)床之間的DI/DO電纜連接控制單元及它外圍設(shè)備的24-VDC輸入電源電纜CI/O LINK電纜將C組與A組電纜分開(kāi)捆綁,或者將C組電纜進(jìn)行屏蔽。C組電纜與B組電纜盡量遠(yuǎn)離。用于位置和速度反饋的電纜CNC與主軸放大器之間的電纜位置編碼器的電纜手搖脈沖發(fā)生器的電纜CNC與CRT/MDI之間的電纜RS-232-C與RS-422用的電纜電池用的電纜其它屏蔽用的電纜表2-2 機(jī)床使用電纜的分類(lèi)及抗干擾處理措施(二)接地接地的含義是提供一個(gè)等電位點(diǎn)或等電位面。接地可以接真正的大地,也可以不接,例如飛機(jī)上的電子電氣設(shè)備接飛機(jī)殼體就是接地。如果接的是大地,則地線(xiàn)的電位就是大地電位,為零電位。1.接地的目的接地的目的有兩個(gè),一是為了保護(hù)人身和設(shè)備的安全,免遭雷擊、漏電、靜電等危害,這類(lèi)地線(xiàn)稱(chēng)為保護(hù)地線(xiàn),應(yīng)與真正的大地相連接。由于電柜殼體是通過(guò)保護(hù)地線(xiàn)接大地的,機(jī)殼始終保持大地電位,即使人手接觸柜體也不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。如果不接保護(hù)地線(xiàn),故障時(shí)柜體電位很高,這時(shí)人手觸及柜體,故障電流就會(huì)全部流過(guò)人體入地,從而產(chǎn)生觸電的危險(xiǎn);二是為了保證設(shè)備的正常工作,例如直流電源常需要有一極接地,作為參考零電位,其他極與之比較。信號(hào)傳輸也常常需要有一根線(xiàn)接地,作為基準(zhǔn)電位,傳輸信號(hào)的大小與該基準(zhǔn)電位相比較。對(duì)設(shè)備進(jìn)行屏蔽時(shí)在很多情況下只有與地相結(jié)合,才能起到應(yīng)有的效果。這類(lèi)稱(chēng)為工作地線(xiàn),在電子設(shè)備中一定要注意工作地線(xiàn)的正確接法,否則會(huì)產(chǎn)生共地線(xiàn)阻抗干擾、地環(huán)路干擾或共模電流輻射等等。2.接地的方式1.單點(diǎn)接地:即把各個(gè)接地點(diǎn)用工作地線(xiàn)串聯(lián)起來(lái),然后接地。這種接地方式在頻率較低、地線(xiàn)阻抗不大、組內(nèi)各電路的電平又相差不大的情況下使用比較多,比較簡(jiǎn)單,電路布線(xiàn)比較容易。但是由于電源回流的影響,很容易產(chǎn)生共阻抗干擾。2.單點(diǎn)并聯(lián)接地:用這種方式接地的各電路的地電位只與本電路的地電流及電線(xiàn)阻抗有關(guān),不受其他電路的影響。在實(shí)際電路布置中,常常把單點(diǎn)串聯(lián)接地和單點(diǎn)并聯(lián)接地方式結(jié)合起來(lái)使用。單點(diǎn)接地只適用于低頻電路,較長(zhǎng)的地線(xiàn)應(yīng)盡量減少其阻抗,特別是減小電感,例如增加地線(xiàn)的寬度,采用矩形截面導(dǎo)體代替圓導(dǎo)體作地線(xiàn)帶等等。3.多點(diǎn)接地:多點(diǎn)接地的思路是把需要接地的電路就近接到一金屬面上,各電路接地點(diǎn)到金屬面的引線(xiàn)要盡可能縮短。金屬面要導(dǎo)電好、面積大,這樣阻抗很小,不易產(chǎn)生共阻抗干擾,還可改善地線(xiàn)的高頻特性。(三)噪音抑制器強(qiáng)電柜中要用到線(xiàn)圈和繼電器。當(dāng)這些設(shè)備接通/斷開(kāi)時(shí)由于線(xiàn)圈自感應(yīng)會(huì)產(chǎn)生很高的脈沖電壓。導(dǎo)線(xiàn)中的脈沖電壓會(huì)對(duì)電子線(xiàn)路產(chǎn)生干擾。我們?cè)陔姽裰胁捎昧藴缁⊙b置,有效的抑制了導(dǎo)線(xiàn)中的脈沖電壓。選擇滅弧裝置的注意事項(xiàng)1.選擇由電阻和電容組成的滅弧裝置,這種滅弧裝置被稱(chēng)為CR滅弧裝置。(在交流中使用)(電阻在限制脈沖電壓的峰值時(shí)有用。但不能限制脈沖電壓突然升高的電流,所以我們使用CR滅弧器。)2.滅弧器的電容和電阻參考值由靜態(tài)線(xiàn)圈的直流阻值和電流來(lái)決定。(1) 電阻(R):線(xiàn)圈的等效直流電阻(2) 電容(C): I2/10到I2/20 (uF)I:線(xiàn)圈的靜態(tài)電流圖2-10 噪音抑制器原理圖選用CR類(lèi)型的噪聲消除裝置,因?yàn)橄啾扰c電阻類(lèi)型的噪聲消除裝置,它即可以限制脈沖電壓的峰值,又能限制脈沖電壓突然的上升沿。二極管用于直流電路選用耐壓值約為外加電壓的2倍,耐電流約為外加電流2倍的二極管。(四)浪涌吸收器為了保護(hù)設(shè)備,消除由于打弧產(chǎn)生的浪涌電壓,要求在輸入電源的線(xiàn)間和各線(xiàn)與地之間安裝浪涌吸收器。推薦產(chǎn)品如下:應(yīng)用于200V系統(tǒng)線(xiàn)與線(xiàn)之間RAV-781BYZ-2線(xiàn)與地之間RAV-781BXZ-4應(yīng)用于400V系統(tǒng)線(xiàn)與線(xiàn)之間RAV-152BYZ-2A線(xiàn)與地之間RAV-801BXZ-4表2-3 浪涌吸收器產(chǎn)品安裝如圖:圖2-11 浪涌吸收器安裝圖如上圖所示,輸入電源單元必須安裝浪涌吸收器以消除由于打弧產(chǎn)生的浪涌電壓。如果不安裝隔離變壓器,則必須安裝浪涌吸收器2。如果安裝隔離變壓器,浪涌吸收器2可不安裝。但是這樣并不能完全消除由于打弧產(chǎn)生的浪涌電壓。注:(1)為了吸收浪涌電壓的效果更好,導(dǎo)線(xiàn)要求盡可能短。導(dǎo)線(xiàn)規(guī)格:線(xiàn)徑2mm2導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度:連接浪涌吸收器1的導(dǎo)線(xiàn)總長(zhǎng)(a)和連接浪涌吸收器2的導(dǎo)線(xiàn)總長(zhǎng)(b)不能大于2m。(2)如果在電源線(xiàn)上進(jìn)行過(guò)電壓(1000VAC和1500VAC)絕緣強(qiáng)度測(cè)試時(shí),應(yīng)先將浪涌吸收器2去掉。否則,過(guò)壓會(huì)損壞浪涌吸收器。(3)當(dāng)浪涌電壓超過(guò)浪涌吸收器容量或浪涌吸收器短路時(shí),無(wú)保險(xiǎn)斷路器(5A)對(duì)電網(wǎng)提供保護(hù)作用,故必須安裝斷路器。(4)因?yàn)檎_\(yùn)行時(shí),沒(méi)有電流通過(guò)浪涌吸收器1和2,所以斷路器(5A)可以與機(jī)床上其他電氣元件共用??捎糜谒欧卧须娫茨K的電源控制或主軸風(fēng)扇電機(jī)的電源控制。2.5 電氣控制柜接線(xiàn)的注意事項(xiàng)電氣控制柜內(nèi)部的布局布線(xiàn)很重要,好的布局布線(xiàn)不僅方便于生產(chǎn)和維護(hù),更可以提高數(shù)控系統(tǒng)的可靠性。 (一)電氣柜外接 220V供電線(xiàn)的處理注意事項(xiàng)大功率的設(shè)備會(huì)造成電網(wǎng)的嚴(yán)重污染,使電網(wǎng)電壓大幅度的漲落、浪涌。由于我國(guó)采用高壓 (220V)、高內(nèi)阻電網(wǎng),電網(wǎng)污染嚴(yán)重。盡管系統(tǒng)采用了穩(wěn)壓措施,但電網(wǎng)噪聲仍會(huì)竄入系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì),電源的瞬時(shí)短路、欠壓、過(guò)壓以及電網(wǎng)竄入的噪聲引起 CPU誤動(dòng)作及數(shù)據(jù)丟失占各種干擾的90%以上,因此在抗干擾設(shè)計(jì)中,應(yīng)重點(diǎn)考慮電源干擾。(二)接地和屏蔽的注意事項(xiàng)良好的接地可以有效的將干擾改變傳導(dǎo)的路徑,瀉放到控制柜或大塊的金屬平面當(dāng)中去,從而保護(hù)敏感設(shè)備不受影響。屏蔽則是將內(nèi)部電路保護(hù)起來(lái),使干擾通過(guò)屏蔽層傳導(dǎo)到大地中,所以屏蔽層接地非常重要,要求屏蔽層和地進(jìn)行面搭接,降低阻抗。2.6 電氣控制柜總體配置設(shè)計(jì)電氣控制柜總體配置設(shè)計(jì)任務(wù)是根據(jù)電氣原理圖的工作原理與控制要求,先將控制系統(tǒng)劃分為幾個(gè)組成部分(這些組成部分均稱(chēng)作部件),再根據(jù)電氣控制柜的復(fù)雜程度,把每一部件劃成若干組件,然后再根據(jù)電氣原理圖的接線(xiàn)關(guān)系整理出各部分的進(jìn)出線(xiàn)號(hào),并調(diào)整它們之間的連接方式。總體配置設(shè)計(jì)是以電氣系統(tǒng)的總裝配圖與總接線(xiàn)圖形式來(lái)表達(dá)的,圖中應(yīng)以示意形式反映出各部分主要組件的位置及各部分接線(xiàn)關(guān)系、走線(xiàn)方式及使用的行線(xiàn)槽、管線(xiàn)等。電氣控制柜總裝配圖、接線(xiàn)圖(根據(jù)需要可以分開(kāi),也可并在一起)是進(jìn)行分部設(shè)計(jì)和協(xié)調(diào)各部分組成為一個(gè)完整系統(tǒng)的依據(jù)??傮w設(shè)計(jì)要使整個(gè)電氣控制系統(tǒng)集中、緊湊,同時(shí)在空間允許條件下,把發(fā)熱元件,噪聲振動(dòng)大的電氣部件,盡量放在離其它元件較遠(yuǎn)的地方或隔離起來(lái);對(duì)于多工位的大型設(shè)備,還應(yīng)考慮兩地操作的方便性;控制柜的總電源開(kāi)關(guān)、緊急停止控制開(kāi)關(guān)應(yīng)安放在方便而明顯的位置??傮w配置設(shè)計(jì)得合理與否關(guān)系到電氣控制系統(tǒng)的制造、裝配質(zhì)量,更將影響到電氣控制系統(tǒng)性能的實(shí)現(xiàn)及其工作的可靠性、操作、調(diào)試、維護(hù)等工作的方便及質(zhì)量。(一)電氣控制柜組件的劃分由于各種電器元件安裝位置不同,在構(gòu)成一個(gè)完整的電氣控制系統(tǒng)時(shí),就必須劃分組件。劃分組件的原則是:(1)把功能類(lèi)似的元件組合在一起;(2)盡可能減少組件之間的連線(xiàn)數(shù)量,同時(shí)把接線(xiàn)關(guān)系密切的控制電器置于同一組件中;(3)讓強(qiáng)弱電控制器分離,以減少干擾;(4)為力求整齊美觀,可把外形尺寸、重量相近的電器組合在一起;(5)為了電氣控制系統(tǒng)便于檢查與調(diào)試,把需經(jīng)常調(diào)節(jié)、維護(hù)和易損元件組合在一起。(二)連線(xiàn)方式電氣控制柜各部分及組件之間的接線(xiàn)方式一般應(yīng)遵循以下原則:(1)開(kāi)關(guān)電器、控制板的進(jìn)出線(xiàn)一般采用接線(xiàn)端頭或接線(xiàn)鼻子連接,這可按電流大小及進(jìn)出線(xiàn)數(shù)選用不同規(guī)格的接線(xiàn)端頭或接線(xiàn)鼻子;(2)電氣柜、控制柜、柜(臺(tái))之間以及它們與被控制設(shè)備之間,采用接線(xiàn)端子排或工業(yè)聯(lián)接器連接;(3)弱電控制組件、印制電路板組件之間應(yīng)采用各種類(lèi)型的標(biāo)準(zhǔn)接插件連接;(4)電氣柜、控制柜、柜(臺(tái))內(nèi)的元件之間的連接,可以借用元件本身的接線(xiàn)端子直接連接,過(guò)渡連接線(xiàn)應(yīng)采用端子排過(guò)渡連接,端頭應(yīng)采用相應(yīng)規(guī)格的接線(xiàn)端子處理。第3章 調(diào)試3.1 手動(dòng)進(jìn)給的調(diào)試在JOG(手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給)的方式下,移動(dòng)伺服軸坐標(biāo),調(diào)整手動(dòng)倍率開(kāi)關(guān),確認(rèn)梯形圖的正確與否,主要觀察如下內(nèi)容:(1) 軸坐標(biāo)選擇按鈕和坐標(biāo)移動(dòng)是否正確;(2) 調(diào)整手動(dòng)進(jìn)給倍率開(kāi)關(guān),確認(rèn)進(jìn)給速度是否正常;手動(dòng)進(jìn)給,在伺服調(diào)整畫(huà)面觀察:a)實(shí)際位置增益是否和參數(shù)1825設(shè)定值一致。如果不一致,檢查位置脈沖數(shù)PRM_2024的設(shè)定b)電流百分?jǐn)?shù)在50%以?xún)?nèi);(3) 電機(jī)移動(dòng)過(guò)程中,機(jī)床是否有震動(dòng)現(xiàn)象;如果震動(dòng),可以降低參數(shù)1825或者2021的值;如果在啟動(dòng)/停止時(shí)存在振動(dòng),可以改變其加減速時(shí)間類(lèi)型:由直線(xiàn)型改為鐘形或指數(shù)型,同時(shí)適當(dāng)增加時(shí)間常數(shù)數(shù)值;如果機(jī)床在某一特定區(qū)域有振動(dòng),而通過(guò)降低各環(huán)路增益無(wú)法降低,很可能是由于機(jī)械功能引起,建議使用FANUC servoguide軟件對(duì)機(jī)械共振進(jìn)行濾除,詳情請(qǐng)參考0iD簡(jiǎn)明聯(lián)機(jī)調(diào)試資料或?qū)?yīng)說(shuō)明書(shū);(4) 手動(dòng)快速進(jìn)給操作,檢查梯形圖中各相關(guān)信號(hào)的狀態(tài)以及相關(guān)參數(shù);(5) 檢查手動(dòng)返回參考點(diǎn)的操作:如果返回參考點(diǎn)位置不固定,檢查PRM_1821(參考計(jì)數(shù)器容量)的設(shè)定,或者檢查擋塊位置;(6) 調(diào)整手輪操作方式,檢查梯形圖和相關(guān)參數(shù),(7) 使用Servo guide軟件調(diào)整半閉環(huán)伺服特性a)快速時(shí)間常數(shù)的調(diào)整;觀察伺服的速度、電流波形,同時(shí)調(diào)整時(shí)間常數(shù)b)檢查半閉環(huán)機(jī)械剛性狀況;手輪移動(dòng)各坐標(biāo)軸,要求1檔倍率移動(dòng)時(shí),伺服誤差波動(dòng)在1um以?xún)?nèi)。檢查機(jī)械間隙和爬行現(xiàn)象,確認(rèn)半閉環(huán)的機(jī)械剛性狀況。3.2 全閉環(huán)伺服系統(tǒng)的調(diào)試(1) 設(shè)定準(zhǔn)備設(shè)定全閉環(huán)前,首先根據(jù)前述內(nèi)容,將系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定為半閉環(huán)狀態(tài),保證其運(yùn)行正常(2) 進(jìn)行全閉環(huán)伺服設(shè)定和調(diào)整根據(jù)所連接光柵尺的型號(hào),正確設(shè)定FSSB參數(shù)及伺服相關(guān)參數(shù),特別注意光柵尺的精度和系統(tǒng)精度的關(guān)系。a) 光柵連接后,請(qǐng)注意光柵尺反饋A/B相的連接方向問(wèn)題,連接錯(cuò)誤時(shí)出現(xiàn)正反饋,會(huì)出現(xiàn)448報(bào)警,該報(bào)警可以設(shè)定PRM_2018#0=1消除。b) 如果出現(xiàn)445軟斷線(xiàn)報(bào)警,設(shè)定PRM_2003#1=1,以8的倍數(shù)增大2064的值c) 另外,如果選擇了1Vpp信號(hào)的光柵尺,注意和分離型檢測(cè)器的搭配:1Vpp信號(hào)光柵尺搭配Fanuc分離型檢測(cè)器型號(hào)為:A06B-6061-C201TTL信號(hào)/(LC絕對(duì)型)光柵尺搭配FANUC分離型檢測(cè)器信號(hào)為:A02B-0303-C205對(duì)于1Vpp信號(hào)光柵尺使用A02B-0236-C205檢測(cè)器時(shí),必須使用倍頻器進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換。d) 如果選用了距離碼光柵尺,必須確認(rèn)有距離碼回零功能(帶有絕對(duì)地址參考標(biāo)記的直線(xiàn)尺接口功能)(0iD觀察DGN1139#2=1:J670)e) 使用距離碼回零光柵尺接口時(shí),特別容易受到干擾,造成回零失?。▓?bào)警),所以,要特別注意反饋信號(hào)電纜的屏蔽接地處理。(3) FSSB的設(shè)定全閉環(huán)時(shí),必須進(jìn)行FSSB軸畫(huà)面的設(shè)定。圖3-1 FSSB軸畫(huà)面設(shè)定(4) 針對(duì)機(jī)械剛性差的對(duì)策針對(duì)機(jī)械剛性比較差的情況,可以通過(guò)系統(tǒng)的功能來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償:a)機(jī)械反饋功能b)雙位置反饋功能c)靜摩擦補(bǔ)償功能(5) 通過(guò)Servo guide進(jìn)行優(yōu)化a)快速進(jìn)給時(shí)間常數(shù)的優(yōu)化b)伺服環(huán)增益的調(diào)整c)反間隙加速功能的參數(shù)調(diào)整3.3 系統(tǒng)綜合調(diào)試(1)螺距誤差補(bǔ)償:利用激光干涉儀;對(duì)應(yīng)參數(shù):PRM_11350#5=1在對(duì)應(yīng)螺補(bǔ)號(hào)前顯示軸名稱(chēng)PRM_3620= 各軸參考點(diǎn)螺距誤差補(bǔ)償號(hào)碼PRM_3621= 各軸最靠近負(fù)側(cè)的螺距誤差補(bǔ)償號(hào)碼PRM_3622= 各軸最靠近正側(cè)的螺距誤差補(bǔ)償號(hào)碼PRM_3623= 各軸螺距誤差補(bǔ)償倍率需要特別強(qiáng)調(diào):PRM_3620與PRM_3621和PRM_3622不能相同,否則可能導(dǎo)致螺補(bǔ)不生效;(2)背隙補(bǔ)償:利用千分表或激光干涉儀測(cè)量;對(duì)應(yīng)參數(shù):PRM_1851= 切削進(jìn)給時(shí)各軸背隙;PRM_1852= 快速移動(dòng)時(shí)各軸背隙;一般情況下,只需要設(shè)定1851的值即可。(3)自動(dòng)程序的運(yùn)行:對(duì)于機(jī)床出廠(chǎng)前,強(qiáng)烈建議MTB應(yīng)進(jìn)行如下方面測(cè)試:主軸定向,剛性攻絲,車(chē)螺紋(轉(zhuǎn)進(jìn)給),上述內(nèi)容在0iD簡(jiǎn)明聯(lián)機(jī)調(diào)試資料中均有詳細(xì)介紹;(4)樣件的試加工:a)模具加工:銑五角錐、半球等;b)零件加工:銑方、方形帶圓弧工件;第4章 結(jié)論數(shù)控機(jī)床由普通機(jī)床發(fā)展而來(lái),它集機(jī)械、液壓、氣動(dòng)、伺服驅(qū)動(dòng)、精密測(cè)量、電氣自動(dòng)控制、現(xiàn)代控制理論、計(jì)算機(jī)控制和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)于一體是一種高效率、高精密、能保證加工質(zhì)量、解決工藝難題,而且又具有一定柔性的生產(chǎn)設(shè)備,并正逐步取代普通機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的廣泛的使用,給機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來(lái)了深刻的變化,其技術(shù)水平高低和擁有量多少,是衡量一個(gè)國(guó)家和企業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。本設(shè)計(jì)主要對(duì)電氣柜等設(shè)計(jì)。通過(guò)這次設(shè)計(jì),我明白了理論應(yīng)該結(jié)合實(shí)際,在具體的操作中,我們會(huì)明白到上課時(shí)所不明白的知識(shí),使我們能更加準(zhǔn)確地掌握知識(shí),理解知識(shí)。在這次設(shè)計(jì)中,我遇到了許多問(wèn)題,但通過(guò)自己堅(jiān)持不懈地努力,終于解決了難題。參 考 文 獻(xiàn)1 數(shù)控機(jī)床電氣控制 王浩 施振金 主編 清華大學(xué)出版社2 數(shù)控機(jī)床調(diào)試,使用與維護(hù) 王鋼 主編 化學(xué)工業(yè)出版社3 機(jī)床電氣控制 劉武發(fā) 張瑞 趙江銘 編 化學(xué)工業(yè)出版社4 數(shù)控原理與系統(tǒng) 陳富安 主編 人民郵電出版社5 三菱系列PLC原理及應(yīng)用 王萬(wàn)麗 郝慶文 臧永福 編著 人民郵電出版社致 謝經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的學(xué)習(xí)和研究,以及老師的幫助,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲。在這里,我要感謝每一個(gè)幫助過(guò)我的人。作為一個(gè)學(xué)生,這是我第一次做畢業(yè)設(shè)計(jì),因此在設(shè)計(jì)中存在著很多考慮不全的地方,希望老師能幫我糾正問(wèn)題,順利通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 首先,我要感謝的是我的指導(dǎo)老師黃文廣。老師平日里工作繁多,但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段,都給予我悉心的指導(dǎo)和幫助。可以說(shuō),沒(méi)有老師的悉心指導(dǎo)和幫助,我是不可能順利完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的。另外,他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 其次我要感謝我的同學(xué),他們?cè)谖也恢涝趺醋鰰r(shí),細(xì)心地幫助我。感謝機(jī)電的所有老師和同學(xué),給我了一個(gè)美好的大學(xué)生活。附錄一:數(shù)控車(chē)床電氣柜柜體圖附錄二:數(shù)控車(chē)床布局說(shuō)明圖1 數(shù)控車(chē)床器件布局圖1、如圖1所示,交流接觸器從左到右依次為KM0、KM1、KM2、KM3和KM4,繼電器從左到右依次為KA0、KA1、KA2、KA3、KA4、KA5和KA6,斷路器從左到右依次為QF1、QF2、QF3、QF4和QF5。2、端子排1的序號(hào)從左到右為1到48,定義如下:序號(hào)名稱(chēng)定義序號(hào)名稱(chēng)定義1QD啟動(dòng)按鈕NO觸點(diǎn)25V10伺服變壓器TC1輸入2QD啟動(dòng)按鈕NO觸點(diǎn)26W10伺服變壓器TC1輸入3QDL啟動(dòng)按鈕燈(DC42V)27U11伺服變壓器TC1輸出4QDL啟動(dòng)按鈕燈(DC42V)28V11伺服變壓器TC1輸出5TZ停止按鈕NC觸點(diǎn)29W11伺服變壓器TC1輸出6TZ停止按鈕NC觸點(diǎn)30U12X軸驅(qū)動(dòng)器電源7TZL停止按鈕燈(DC42V)31V12X軸驅(qū)動(dòng)器電源8TZL停止按鈕燈(DC42V)32W12X軸驅(qū)動(dòng)器電源924V刀架霍爾開(kāi)關(guān)電源+33U12Z軸驅(qū)動(dòng)器電源100V刀架霍爾開(kāi)關(guān)電源-34V12Z軸驅(qū)動(dòng)器電源11T1刀架刀位135W12Z軸驅(qū)動(dòng)器電源12T2刀架刀位236U22主軸電機(jī)13T3刀架刀位337V22主軸電機(jī)14T4刀架刀位438W22主軸電機(jī)15P24數(shù)控系統(tǒng)電源+39U31刀架電機(jī)16M0數(shù)控系統(tǒng)電源-40V31刀架電機(jī)1724V開(kāi)關(guān)電源DC24V41W31刀架電機(jī)180V開(kāi)關(guān)電源0V42U41冷卻電機(jī)1924V開(kāi)關(guān)電源DC24V43V41冷卻電機(jī)200V開(kāi)關(guān)電源0V44W41冷卻電機(jī)2124V開(kāi)關(guān)電源DC24V45U50控制變壓器TC2輸入220V開(kāi)關(guān)電源0V46W50控制變壓器TC2輸入2324V3X軸CX29的NO端47U51控制變壓器TC2輸出24U10伺服變壓器TC1輸入48W51控制變壓器TC2輸出表1 端子排1的序號(hào)及定義3、端子排2的序號(hào)從上到下為1到24,定義如下:序號(hào)名稱(chēng)定義序號(hào)名稱(chēng)定義1Vout主軸模擬量輸出電壓130VZ正限位傳感器電源-2GND主軸模擬量輸出地14ZL+Z正限位傳感器輸出324VX正限位傳感器電源+1524VZ參考點(diǎn)傳感器電源+40VX正限位傳感器電源-160VZ參考點(diǎn)傳感器電源-5XL+X正限位傳感器輸出17Z0Z參考點(diǎn)傳感器輸出624VX參考點(diǎn)傳感器電源+1824VZ負(fù)限位傳感器電源+70VX參考點(diǎn)傳感器電源-190VZ負(fù)限位傳感器電源-8X0X參考點(diǎn)傳感器輸出20ZL-Z負(fù)限位傳感器輸出924VX負(fù)限位傳感器電源+21YL三色燈(黃)電源100VX負(fù)限位傳感器電源-22GL三色燈(綠)電源11XL-X負(fù)限位傳感器輸出23RL三色燈(紅)電源1224VZ正限位傳感器電源+240V三色燈公共端表2 端子排2的序號(hào)及定義附錄三:FANUC 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)備電氣圖(另附頁(yè))- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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