畢業(yè)設(shè)計(jì)--xk7124經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床主軸伺服系統(tǒng)及自動拉刀裝置的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　緒論</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)生在畢業(yè)前進(jìn)行的一次綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的練習(xí)，是對我們所學(xué)專業(yè)知識的一次全面的檢驗(yàn)，畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合的系統(tǒng)的工作，它要求我們每個(gè)大學(xué)畢業(yè)生全面系統(tǒng)地運(yùn)用專業(yè)知識，綜合現(xiàn)場需要，科學(xué)，合理設(shè)計(jì)，因而它要求具有科學(xué)性，合理性和可操作性，</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)

2、習(xí)了三年數(shù)控維修專業(yè)知識以后，對所學(xué)知識的一種綜合體現(xiàn)，把所學(xué)知識能夠運(yùn)用到實(shí)際機(jī)床的設(shè)計(jì)中，是在我們學(xué)完了大學(xué)基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課，以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。畢業(yè)設(shè)計(jì)作為大學(xué)生離校前的最后一項(xiàng)重要工作，勢必有它獨(dú)特的，無法比擬的作用。</p><p>　　通過對該機(jī)床的設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識到機(jī)床必須具備怎樣的結(jié)構(gòu)要求和技術(shù)要求，要滿足其結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求，我們在實(shí)際運(yùn)用中又應(yīng)該怎樣正確的操作加以保證該要求，在需要維修時(shí)，

3、使我們了解到怎樣才能正確的找出故障。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要是對XK7124經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床主軸伺服系統(tǒng)及自動拉刀裝置的設(shè)計(jì)。就個(gè)人而言，我們應(yīng)當(dāng)通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，得到以下能力方面的鍛煉與提升。</p><p>　　1.對機(jī)床本身的了解，加強(qiáng)了理論知識與實(shí)際中的統(tǒng)一，消除了以前對故障的輕視，調(diào)整好自己的心態(tài)面對以后的道路。</p><p>　　2.提高自身的設(shè)

4、計(jì)能力，加強(qiáng)對機(jī)床結(jié)構(gòu)的分析和處理能力。</p><p>　　3.學(xué)會怎么使用各種手冊和專業(yè)資料的查詢，能夠迅速的查詢到自己所需的正確數(shù)據(jù)，并能綜合所學(xué)知識合理選擇。</p><p>　　希望通過這次設(shè)計(jì)，對自己未來從事的工作打下一定的基礎(chǔ)，但由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，希望各位老師多多指教，感激不盡。</p><p><b>　　目錄</b

5、></p><p>　　第1章 設(shè)計(jì)方案………………………………………………第7頁</p><p>　　第2章 數(shù)控銑床的概括………………………………………第7頁</p><p>　　2.1 數(shù)控機(jī)床的演變過程………………………………………第7頁</p><p>　　2.2 數(shù)控銑床的概括……………………………………………第8頁<

6、/p><p>　　第3章 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………第8頁</p><p>　　3.1 對主傳動系統(tǒng)的要求………………………………………第9頁</p><p>　　3.2主軸部件…………………………………………………第9頁</p><p>　　3.2．1軸承……………………………………………………第10頁</p>

7、<p>　　3.2.2主軸的材料和熱處理………………………………………第11頁</p><p>　　3.2．3 主軸的潤滑與冷卻………………………………………第11頁</p><p>　　3.2．4主軸箱……………………………………………………第12頁</p><p>　　3.2.5傳動帶…………………………………………………第12頁</p>

8、<p>　　第四章 自動拉刀裝置設(shè)計(jì)…………………………………第15頁</p><p>　　4.1 刀具自動夾緊機(jī)構(gòu)………………………………………第15頁</p><p>　　4.2 拉刀裝置的工作原理………………………………………第16頁</p><p>　　第五章 電氣說明書…………………………………………第18頁</p><p&

9、gt;　　5．1系統(tǒng)選擇：………………………………………………第18頁</p><p>　　5.2電機(jī)的選擇………………………………………………第19頁</p><p>　　5.2.1．交流異步伺服系統(tǒng)………………………………………第19頁</p><p>　　5.2.2主軸功率的計(jì)算……………………………………………第19頁</p><p>

10、;　　5.3變頻器概述及選型原則…………………………………第22頁</p><p>　　5.3.1 變頻器概述………………………………………………第22頁</p><p>　　5.3.2 變頻器的選型原則………………………………………第22頁</p><p>　　5.3.3EV2000變頻器功能與連接…………………………………第24頁</p><

11、p>　　5.4強(qiáng)電設(shè)計(jì)…………………………………………………第30頁</p><p>　　5.4.1總電源…………………………………………………第30頁</p><p>　　5.4.2控制電源…………………………………………………第30頁5.4.3機(jī)床直流電源動力回路圖……………………………………第31頁</p><p>　　5.4.4 電氣連接圖………………

12、………………………………第34頁</p><p>　　第六章 安裝及調(diào)試…………………………………………第36頁</p><p>　　6.1系統(tǒng)的調(diào)試………………………………………………第36頁</p><p>　　6.1.1、保護(hù)級…………………………………………………第36頁</p><p>　　6.1.2硬件的安裝與連接……………………

13、……………………第37頁</p><p>　　6.2 拉刀裝置PLC……………………………………………第39頁</p><p>　　6.2.1 PLC T型圖………………………………………………第39頁</p><p>　　6.2.2 PLC 編程…………………………………………………第40頁</p><p>　　6.3維護(hù)及調(diào)試…………

14、……………………………………第40頁</p><p>　　6.3.1機(jī)床電氣設(shè)備維護(hù)…………………………………………第40頁</p><p>　　6.3.2主軸驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)試………………………………………第41頁</p><p>　　6.4操作面板及其功能…………………………………………第41頁</p><p>　　6.5 操作簡介……………

15、……………………………………第46頁</p><p>　　設(shè)計(jì)心得……………………………………………………第47頁</p><p><b>　　第1章 設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　方案擬定：</b></p><p>　　XK7124型數(shù)控臥式銑床屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床，根據(jù)此次設(shè)計(jì)任務(wù)

16、書的要求，我們主要設(shè)計(jì)車床的主軸系統(tǒng)部分與自動拉刀部分。</p><p>　　主軸部分：包括傳動部分的設(shè)計(jì)、編碼器的設(shè)計(jì)選擇以及控制部分的設(shè)計(jì)。</p><p>　　拉刀部分：包括刀架設(shè)計(jì)及工作原理設(shè)計(jì)。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)涉及到機(jī)床的機(jī)械傳動部分和電氣控制部分，電氣部分包括數(shù)控裝置的選型、主軸伺服（驅(qū)動器的選擇，主軸電機(jī)的選擇）、電路圖（主軸電路，控制電

17、路，主軸系統(tǒng)的連接概述圖等）、電氣電路圖；機(jī)械部分主要包括主軸傳動部分，最后就是安裝于調(diào)試部分，包括主軸的調(diào)試、編碼器的連接與調(diào)試、主軸驅(qū)動系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置與調(diào)試等等。</p><p>　　第2章 數(shù)控銑床的概括</p><p>　　2.1數(shù)控機(jī)床的演變過程</p><p>　　數(shù)控機(jī)床源于20世紀(jì)40年代末期，當(dāng)時(shí)美國John.T.Parson公司提出在坐標(biāo)機(jī)床上用

18、脈沖信號控制的加工方法，這就是數(shù)控機(jī)床誕生的起點(diǎn)。1952年，麻省理工學(xué)院研制成功了三坐標(biāo)連續(xù)控制的樣機(jī)銑床，這就是世界上第一臺數(shù)控機(jī)床。20世紀(jì)70年代以后，伴隨微電子技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在經(jīng)過幾代更新變化中得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，應(yīng)用范圍也越來越廣，使機(jī)械進(jìn)入了數(shù)字制造的時(shí)代。</p><p>　　第一代數(shù)控機(jī)床為提高生產(chǎn)效率不斷向超高速方向發(fā)展，主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)15000~100000R/min；進(jìn)給運(yùn)動移動速

19、度60~120m/min ,切削進(jìn)給速度60m/min ，最高加速度10g(g為重力加速度)加工中心換刀時(shí)間減少至小于1s。主軸與刀具的接口以先例高速加工的HSK等接中為主，主軸徑向跳動小于是2um，軸系不平衡度達(dá)到G0.4級。</p><p>　　2.2數(shù)控銑床的概括</p><p>　　定義:數(shù)控銑床是在一般銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,兩都的加工工藝基本同,結(jié)構(gòu)也有些相似,但數(shù)控銑床是靠程

20、序控制的自動加工機(jī)床,所以其結(jié)構(gòu)也與普通銑床有很大區(qū)別.數(shù)控銑床一般由數(shù)控系統(tǒng)、主傳動系統(tǒng)、進(jìn)給伺服系統(tǒng)、冷卻潤滑系統(tǒng)等幾大部分組成。</p><p>　　銑削與車削的原理不同，銑削時(shí)刀具回轉(zhuǎn)完成主運(yùn)動，工件作直線（或曲線）進(jìn)給。旋轉(zhuǎn)的銑刀是由多個(gè)刀刃組成合而成的，因此銑削是非連續(xù)的切削過程。</p><p>　　數(shù)控銑床有它特有的應(yīng)用，對于輪廓復(fù)雜或難以控制尺寸的零件，用復(fù)雜模型描述的

21、復(fù)雜曲線零件以及三維空間曲面類零件，需要進(jìn)行多道工序加工，精度要求高的零件，如模具零件、殼體類零件。</p><p>　　機(jī)床主軸，一般用于給機(jī)床加工提供動力，通常主軸驅(qū)動被加工工件旋轉(zhuǎn)的是車削加工，所對應(yīng)的機(jī)床是車床類；主軸驅(qū)動切削工件旋轉(zhuǎn)的是銑削加工，所對應(yīng)的機(jī)床是銑床類。主軸電機(jī)通常有普通電機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)主軸電機(jī)兩種（與之對應(yīng)的驅(qū)動裝置也分為開環(huán)與閉環(huán)兩種）。</p><p>　　第3章

22、數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　機(jī)床主軸，一般用于給機(jī)床加工提供動力，通常主軸驅(qū)動被加工工件旋轉(zhuǎn)的是車削加工，所對應(yīng)的機(jī)床是車床類；主軸驅(qū)動切削工件旋轉(zhuǎn)的是銑削加工，所對應(yīng)的機(jī)床是銑床類。主軸電機(jī)通常有普通電機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)主軸電機(jī)兩種（與之對應(yīng)的驅(qū)動裝置也分為開環(huán)與閉環(huán)兩種）。</p><p>　　對于XK7124的傳動系統(tǒng)我們選擇半閉環(huán)控制：</p><p&

23、gt;　　半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)是在伺服電動機(jī)的軸或數(shù)控機(jī)床的傳動絲杠上裝有角度檢測裝置，通過檢測絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測移動部件的實(shí)際位移，然后反饋到數(shù)控裝置中去，數(shù)控機(jī)床與輸入的指令位移值進(jìn)行比較，用比較的差值對機(jī)床進(jìn)行控制。半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床的工作原理圖。由于反饋環(huán)內(nèi)沒有包含傳動絲杠，數(shù)控機(jī)床其傳動誤差照樣會影響工作臺的位移精度，故稱半閉環(huán)控制。</p><p>　　半閉環(huán)控制的精度沒有閉環(huán)控制高，但調(diào)試比較方便

24、，并且具有較好的穩(wěn)定性，價(jià)格較低。</p><p>　　3.1 對主傳動系統(tǒng)的要求</p><p>　　1調(diào)速范圍 各種不同的機(jī)床對調(diào)速范圍的要求不同。多用途、通用性大的機(jī)床要求主軸的調(diào)速范圍大，不但有低速大轉(zhuǎn)矩功能，而且還要有較高的速度，如車削加工中心；而對于專用數(shù)控機(jī)床就不需要較大的調(diào)速范圍，如數(shù)控齒輪加工機(jī)床、為汽車工業(yè)大批量產(chǎn)生而設(shè)計(jì)的數(shù)控鉆鏜床；還有些數(shù)控機(jī)床，不但要求能夠加工

25、黑色金屬材料，還要加工鋁合金等有色金屬材料，這就要求變數(shù)范圍大，且能超高速切削。一般要求能在1：100~1000范圍內(nèi)進(jìn)行恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和1：10的恒功率調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為V= （v為轉(zhuǎn)速 f為頻率 p為極對數(shù) s為轉(zhuǎn)差率）；</p><p>　　2 熱變形 電動機(jī)、主軸及傳動件都是熱源。低溫升、小的熱變形是對主傳動系統(tǒng)要求的重要指標(biāo)。</p><p>　　3主軸的旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動

26、精度 主軸的旋轉(zhuǎn)精度是指裝配后，在無載荷、低速轉(zhuǎn)動條件下測量主軸前端和距離前端300mm處的徑向圓跳動和端面跳動值。主軸在工作速度旋轉(zhuǎn)時(shí)測量上述的兩項(xiàng)精度稱為運(yùn)動精度。數(shù)控機(jī)床要求有高的旋轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動精度。</p><p>　　4主軸的靜剛度和抗振性 由于數(shù)控機(jī)床加工精度要求較高，主軸的轉(zhuǎn)速又很高，因此對主軸的靜剛度和抗振性要求較高。主軸的軸頸尺寸、軸承類型及配置方式，軸承預(yù)緊量大小，主軸組件的質(zhì)量分布是否均勻

27、及主軸組件的阻尼等對主軸組件的靜剛度和抗振性都會產(chǎn)生影響。</p><p>　　5 主軸組件的耐磨性 主軸組件必須有足夠的耐磨性，使之能夠長期保持良好的精度。凡機(jī)械摩擦的部件，如軸承、錐孔等都應(yīng)有足夠高的硬度，軸承處還應(yīng)有良好的潤滑。</p><p><b>　　3.2主軸部件</b></p><p>　　主軸部件是數(shù)控銑床上的重要部件之一，

28、它帶動刀具旋轉(zhuǎn)完成切削，其精度、抗振性和熱變形對加工質(zhì)量有直接的影響。</p><p><b>　　3.2.1軸承</b></p><p><b>　　主軸軸承的選擇：</b></p><p>　　主軸軸承是主傳動系統(tǒng)的重要組成部分，它的類型、結(jié)構(gòu)、精度、安裝、調(diào)整、潤滑和冷卻都會對主傳動系統(tǒng)的工作性能產(chǎn)生影響。</

29、p><p>　　滾動軸承摩擦阻力小，可以預(yù)緊，潤滑維護(hù)簡單，能在一定的轉(zhuǎn)速范圍和載荷變動條件下穩(wěn)定地工作。故可以選用單列向心推力球軸承（GB292——84），軸承型號為36216。</p><p>　　這種類型的軸承既可承受徑向載荷，又可承受軸向載荷。將內(nèi)、外圈相對軸向位移，可以調(diào)整間隙，實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。它們多用于高速主軸。為了提高軸的剛度和承載能力，多個(gè)軸承可以組合使用。有三種基本組合方式：背背組

30、合、面對面組合和同向組合。此主軸的前支承配置三對高精度的單列向心推力球軸承，用以承受徑向載荷和軸向載荷，前兩個(gè)軸承大口朝下，后面一個(gè)軸承大口朝上。前支承按預(yù)加載荷計(jì)算的預(yù)緊量由螺母來調(diào)整。后支承為一對小口相對配置的單列向心推力球軸承，它們只承受徑向載荷，因此軸承外圈不需要定位。</p><p>　　該主軸選擇的軸承類型和配置形式，滿足主軸高轉(zhuǎn)速和承受較大軸向載荷的要求。主軸受熱變形向后伸長，不影響加工精度。<

31、;/p><p>　　參照《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》，所選36000型單列向心球軸承為D級軸承。滾動軸承的配合的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T275——93，由于滾動軸承屬于標(biāo)準(zhǔn)零件，所以軸承內(nèi)圈與軸頸的配合屬于基孔制的配合，軸承外圈與殼體孔的配合屬于基軸制的配合。</p><p>　　查表7——8，向心軸承和軸的配合及表2——13基孔制優(yōu)先、常用配合，確定軸承內(nèi)圈與軸頸的配合為H7/k6。</p>

32、<p>　　查表7——9向心軸承和殼體的配合及表2——14基軸制優(yōu)先、常用配合，確定軸承外圈與殼體孔的配合為JS7/h6。</p><p>　　3.2.2主軸的支承 </p><p>　　數(shù)控機(jī)床主軸的支承主要采用圖1所示的三種主要形式。圖1a所示結(jié)構(gòu)的前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和雙向推力角接觸球軸承組合，后支承采用成對向心推力球軸承。這種結(jié)構(gòu)的綜合剛度高，可以滿足強(qiáng)力切削

33、要求，是目前各類數(shù)控機(jī)床普遍采用的形式。圖1b所示結(jié)構(gòu)的前支承采用多個(gè)高精度向心推力球軸承，后支承采用單個(gè)向心推力球軸承。這種配置的高速性能好，但承載能力較小，適用于高速、輕載和精密數(shù)控機(jī)床。圖1c所示結(jié)構(gòu)為前支承采用雙列圓錐滾子軸承，后支承為單列圓錐滾子軸承。這種配置的徑向和軸向剛度很高，可承受重載荷，但這種結(jié)構(gòu)限制了主軸最高轉(zhuǎn)速和精度，因而僅適用于中等精度、低速與重載的數(shù)控機(jī)床主軸。 </p><p>　　圖

34、3-1  主軸支承配置 </p><p>　　因?yàn)閄K7124經(jīng)濟(jì)數(shù)控銑床對于精度及轉(zhuǎn)速的要求不高所以可以選擇：前支承采用雙列圓錐滾子軸承，后支承為單列圓錐滾子軸承這種配置。</p><p>　　3.2.3主軸的材料和熱處理</p><p>　　主軸的材料可根據(jù)強(qiáng)度、剛度、耐磨性、載荷特點(diǎn)和熱處理變形大小等因素來選擇。主軸剛度與材質(zhì)的彈性模量E有

35、關(guān)。無論是普通鋼還是合金鋼其E值基本相同。因此對于一般要求的機(jī)床其主軸可用價(jià)格便宜的中碳鋼、45鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理后硬度為22~28HRC；當(dāng)載荷較大或存在較大的沖擊時(shí)，或者精密機(jī)床的主軸為減少熱處理后變形，或者需要作軸向移動的主軸為了減少它的磨損時(shí)，則可選用合金鋼。常用的合金鋼有40Cr~50HRC，或者用20Cr進(jìn)行滲碳淬硬使硬度達(dá)到56~62HRC。某些高精度機(jī)床的主軸材料則選用38CrMoAl進(jìn)行氮化處理，使硬度達(dá)到850~100

36、0HV。</p><p>　　3.2.4 主軸的潤滑與冷卻</p><p>　　主軸軸承潤滑和冷卻是保證主軸正常工作的必要手段。為了盡可能減少主軸部件溫升引起的熱變形對機(jī)床工作進(jìn)度的影響通常利用潤滑油循環(huán)系統(tǒng)把主軸部件的熱量帶走，使主軸部件與箱件保持恒定的溫度，在某些數(shù)控機(jī)床上，采用專業(yè)的冷卻裝置，控制主軸箱溫升。有些主軸軸承用高級油潤滑，每加一次油脂可以使用7-10年。對于某些主軸采用油

37、氣潤滑、噴注潤滑和突入滾道潤滑等措施，以保持在高速時(shí)正常冷卻潤滑效果。</p><p><b>　　3.2.5主軸箱 </b></p><p>　　主軸箱的設(shè)計(jì)：為了提高主軸的剛度和便于安裝，將主軸設(shè)計(jì)成階梯圓柱形，前端外徑大，后端外徑小，為實(shí)現(xiàn)更換刀具時(shí)能自動夾緊，主軸內(nèi)部設(shè)計(jì)成空心。其前端有7：24錐孔，用于裝錐柄刀具，并有自動定心作用，通過摩擦將刀柄夾緊于主軸的

38、端部，大錐度既利于定心，也便于松夾。主軸端面裝有定向鍵，既可傳遞切削的轉(zhuǎn)矩，又可用于刀具的周向定位。主軸外圓柱面上有前后支承軸承的配合面。</p><p>　　主軸的主要尺寸參數(shù)包括：主軸直徑、內(nèi)孔直徑、懸伸長度和支承跨距。</p><p>　?。?）主軸直徑 主軸直徑越大，其剛度越強(qiáng)，但使得軸承和軸上的其他零件的尺寸相應(yīng)增大。前、后軸頸的差值越小則主軸的剛度越高，工藝性能也越好。根據(jù)實(shí)際

39、情況確定主軸的直徑為F80mm。</p><p>　　（2）主軸內(nèi)孔直徑 主軸內(nèi)徑是用來通過刀具夾緊裝置固定刀具的。主軸孔徑越大，機(jī)床是使用范圍越廣，同時(shí)主軸部件的重量也越輕。但是孔徑的大小受主軸剛度的制約。主軸孔徑與主軸直徑之比小于0.3時(shí)空心主軸的剛度幾乎與實(shí)心主軸的剛度相當(dāng)，大于0.7時(shí)空心主軸的剛度就急劇下降。此處取其比值為0.3，則主軸內(nèi)孔直徑為80*0.3=24mm。</p><p

40、>　　主軸材料的選擇主要根據(jù)剛度、載荷特點(diǎn)、耐磨性和熱處理變形大小等因素確定。主軸材料選用38CrMoAIA。</p><p><b>　　3.2.6傳動帶</b></p><p>　　傳動帶 傳動帶是以帶作為中間撓性件，靠帶與帶輪間的摩擦力傳遞運(yùn)動和動力。如圖3-1所示，帶呈環(huán)形，以一定的拉力（張緊力）F0套在一對帶輪上，使帶和帶輪相互壓緊。帶傳動不工作時(shí)，帶

41、兩邊的拉力相等，均為F0；工作時(shí)主動帶1轉(zhuǎn)動，帶與帶輪面間的摩擦力使其一邊拉力加大到F1稱為緊邊拉力，另一邊拉力減小到F2，稱為松邊拉力。兩者之差F=F1-F2即為帶的有效拉力，它等于沿帶輪的接觸弧上摩擦力的總合。這樣，就帶動從動輪2旋轉(zhuǎn)了，但一定條件下，摩擦力有一定的限度，若工作阻力超過極限值、帶就在輪面上打滑，傳動不能正常工作。</p><p>　　傳動帶的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，成本低，主、從動輪的中心距離較大，

42、工作穩(wěn)定，無噪聲，過載時(shí)帶打滑能防止其他零件損壞。</p><p>　　缺點(diǎn)是：外部尺寸大，作用在軸和軸承上的力也較大，此外V帶和平帶傳動還有彈性滑動，不能保持恒定的傳動比。</p><p><b>　　圖3-2</b></p><p>　　V帶 V帶是截面為等腰梯形（或近似等腰梯形）的傳動帶。其兩腰的夾.角為40°它的結(jié)構(gòu)有簾布

43、結(jié)構(gòu)與線繩結(jié)構(gòu)兩種。一般采用簾布結(jié)構(gòu)，在載荷不大、小直徑或轉(zhuǎn)速較高時(shí)采用線繩結(jié)構(gòu)。它們的結(jié)構(gòu)如圖3-2所示，伸張層與壓縮層采用彈性好的膠料，易于產(chǎn)生彎曲變形。包布層耐磨，起保護(hù)作用。強(qiáng)力層承受帶的拉力。</p><p>　　V帶根據(jù)截面尺寸由小到大的順序排列，共有Y、Z、A、B、C、D、E七種。應(yīng)用最多的是A、B、C三種。一般V帶型號的截面尺寸和其所能傳遞的功率大小有關(guān)，傳遞的功率越大，選用的截面尺寸也越大。&l

44、t;/p><p><b>　　圖3-3</b></p><p><b>　　傳動比</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的傳動方式選用通過傳送帶傳動的主傳動，由圖3-1可知a1、a2兩角度相同。傳動帶接觸圓的長度為：</p><p><b>　　傳動比 即：</b></p&g

45、t;<p><b>　　或D1:D2</b></p><p>　　我們設(shè)計(jì)的傳動比為：低速區(qū)為28-733r/min，高速區(qū)為733-3150r/min,低速時(shí)傳動比為1：4.75；高速時(shí)傳動比為1：1.1。</p><p>　　3.3變速方式的選擇</p><p>　　機(jī)床主傳動的變速方式可分為無級變速和有級變速兩種。</

46、p><p>　　無級變速：指在一定速度(或轉(zhuǎn)速)范圍內(nèi)能連續(xù)、任意地變速。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：可選用最合理的切削速度，沒有速度損失，生產(chǎn)率高；可在運(yùn)轉(zhuǎn)中變速，減少了輔助時(shí)間；操縱方便；傳動平穩(wěn)。缺點(diǎn)：機(jī)械式和液壓式無級變速結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；電氣式成本較高。</p><p>　　有級變速：指在若干固定速度(或轉(zhuǎn)速)級內(nèi)不連續(xù)地變速。</p><p&

47、gt;　　優(yōu)點(diǎn)：傳遞功率大，變速范圍大，傳動比準(zhǔn)確，工作可靠。</p><p>　　缺點(diǎn)：速度不能連續(xù)變化，有速度損失，傳動不夠平穩(wěn)。 </p><p>　　方案選擇：根據(jù)所改造成數(shù)控機(jī)床的使用要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本方案選擇電氣無級變速。</p><p>　　第4章 自動拉刀裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 刀具自動夾緊機(jī)構(gòu)</p&g

48、t;<p>　　在數(shù)控銑床上多采用氣壓或液壓裝夾刀具，常見的刀具自動夾緊機(jī)構(gòu)主要由拉桿、 拉桿端部的夾頭、蝶形彈簧、活塞、氣缸等組成 。夾緊狀態(tài)時(shí)，蝶形彈簧通過拉桿及夾頭，拉住刀柄的尾部，使刀具錐柄和主軸錐孔緊密配合；松刀時(shí)，通過氣缸活塞推動拉桿，壓縮蝶形彈簧，使夾頭松開，夾頭與刀柄上的拉釘脫離，即可拔出刀具，進(jìn)行新、舊刀具的交換，新刀裝入后，氣缸活塞后移，新刀具又被蝶形彈簧拉緊。 需注意的是，不同的機(jī)床，其刀具自動夾緊機(jī)

49、構(gòu)結(jié)構(gòu)不同，與之適應(yīng)的刀柄及拉釘規(guī)格亦不同。</p><p>　　為實(shí)現(xiàn)刀具在主軸上的自動裝卸，主軸上必須帶有刀具的自動卡緊機(jī)構(gòu)，通常刀桿都是采用7：24的大錐柄和主軸錐孔配合定心，從而保證刀具回轉(zhuǎn)中心每次裝卡后與主軸回轉(zhuǎn)中心都同軸，而且大錐度的錐柄不僅有利于定心，也為松卡帶來方便。另外，主軸端面有一鍵塊，通過它既可傳遞主軸的扭矩，又可用于刀具的周向定位。實(shí)現(xiàn)自動拉馬的具體機(jī)構(gòu)是由一組碟形彈簧配以一液壓裝置組成的

50、。使用碟簧拉緊刀具，而用氣壓缸放松刀具，從而保證在工作中，即使突然斷電，刀桿也不會自行松脫。</p><p>　　4.2 拉刀裝置的工作原理</p><p>　　該拉刀裝置的工作原理如圖1所示，當(dāng)?shù)毒哂扇斯に偷?：24主軸錐孔后，刀柄后部的拉釘便被送入到主軸中心的拉桿的前端，當(dāng)增壓氣缸接收到刀具已被放入主軸錐孔的信號時(shí)，增壓氣缸活塞推桿便向上運(yùn)動，拉桿在碟形彈簧(在松刀時(shí)已被壓縮處于儲能狀

51、態(tài))能量釋放反作用力下，也跟著向上運(yùn)動，拉桿前端的卡爪(卡爪在圓周方向等分割成6片)由于受到卡爪彈簧的緊箍力作用，而與拉桿緊緊相連，因此彈簧卡爪也跟著向上運(yùn)動，卡爪末端從~35mm開放的圓柱孔經(jīng)過錐孔進(jìn)入~27mm的主軸圓柱孔，6片卡爪在~27mm的主軸圓柱孔中縮小了直徑，從而抱住拉釘，同時(shí)把拉釘向上拉。由于碟形彈簧力一直作用在拉桿上，所以拉釘一直被緊緊拉住(該拉力大約2萬N左右)。當(dāng)增壓氣缸接到準(zhǔn)備取走主軸錐孔內(nèi)的刀具信號時(shí)，增壓氣缸

52、活塞推桿便向下運(yùn)動，克服碟形彈簧反作用力，把拉桿向下推，卡爪末端從~27mm圓柱孔經(jīng)過內(nèi)錐孔進(jìn)入開放的~35mm圓柱孔內(nèi)，此時(shí)6片卡爪由于彈簧的作用向外擴(kuò)張，就能把刀具從主軸上取走。因此我們可設(shè)計(jì)兩個(gè)控制按鈕來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　圖4-1 主軸自動松刀裝配圖</p><p><b>　　圖4-2</b></p><p>　　此次設(shè)計(jì)的拉

53、刀裝置的動力系統(tǒng)采用液壓回路提供動力設(shè)計(jì)的液壓回路圖為下圖4-3：</p><p><b>　　圖4-3增壓回路</b></p><p>　　第5章 電氣部分設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5.1系統(tǒng)選擇</b></p><p>　　本機(jī)床采用德國SIEMENS的SINUMERK 802D數(shù)控系統(tǒng)

54、。802D是在機(jī)床行業(yè)廣泛采用的現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)，它與SINUMERIK_611數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng)和SIMATIC S7300可編程控制器一起，構(gòu)成全數(shù)字控制系統(tǒng)，它適于各種復(fù)雜加工任務(wù)的控制，具有優(yōu)于其它系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)和控制精度。</p><p>　　由于齒輪機(jī)床的特殊性，還擴(kuò)充了若干功能。例如:刀具和工件的同步傳動，即所謂的電子齒輪箱(ELG),這樣優(yōu)化了機(jī)械的傳動結(jié)構(gòu)，提高了機(jī)床的精度，大大方便了用戶的操作。&l

55、t;/p><p>　　機(jī)床進(jìn)給伺服機(jī)構(gòu)由NC系統(tǒng)控制，它包括電源模塊、NCU模塊、驅(qū)動模塊及伺服電機(jī)。</p><p>　　5.2主軸電機(jī)的選擇</p><p>　　5.2.1．交流異步伺服系統(tǒng)</p><p>　　交流異步伺服電機(jī)通過在三相異步電動機(jī)的定子繞組中產(chǎn)生幅值、頻率可變的正弦電流，該正弦電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與電動機(jī)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的感應(yīng)電流相

56、互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)。其中，正弦電流的幅值可分解為給定或可調(diào)的勵(lì)磁電流與等效轉(zhuǎn)子力矩電流的矢量和；正弦電流的頻率可分解為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差之和，以實(shí)現(xiàn)矢量化控制。</p><p>　　交流異步伺服電機(jī)通常有模擬式、數(shù)字式兩種方式。與模擬式相比，數(shù)字式伺服加速特性近似直線，時(shí)間短，且可提高主軸定位控制時(shí)系統(tǒng)的剛性和精度，操作方便，是機(jī)床主軸驅(qū)動采用的主要形式。然而交流異步伺服存在兩個(gè)主要問題：一是

57、轉(zhuǎn)子發(fā)熱，效率較低，轉(zhuǎn)矩密度較小，體積較大；二是功率因數(shù)較低，因此，要獲得較寬的恒功率調(diào)速范圍，要求較大的逆變器容量。</p><p>　　5.2.2主軸電機(jī)的計(jì)算</p><p>　　功率應(yīng)按在各種加工情況下經(jīng)常遇到的最大切削力和最大切削轉(zhuǎn)速來計(jì)算,設(shè)即最大切削速度為500()，最大切削力</p><p><b>　　=</b></p&

58、gt;<p><b>　　及</b></p><p><b>　　=PηK</b></p><p>　　式中 P——電動機(jī)功率；</p><p><b>　　——切削功率；</b></p><p>　　η——主傳動系統(tǒng)總效率，查機(jī)床說明書,一般為0.75

59、～0.85,η=0.8;</p><p><b>　　——=（N）</b></p><p>　　——切削速度=500()</p><p>　　k——進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取k=0.96.</p><p>　　==500060/60000KW=5KW </p><p>　　P= Pc/ηK

60、=5/(0.8 0.96)KW =6.510KW</p><p>　　即主軸電機(jī)功率選擇7.5KW的電機(jī)</p><p>　　主軸電機(jī)的主參數(shù)計(jì)算：</p><p>　?。?）最大切削力負(fù)載轉(zhuǎn)矩 </p><p><b>　　T=i</b></p><p>　　式中 ——絲杠上的最大軸向負(fù)載N&

61、lt;/p><p><b>　　——絲杠導(dǎo)程m。</b></p><p>　　——滾珠絲杠的機(jī)械效率。預(yù)加</p><p>　　——因滾珠絲杠螺母預(yù)加再載荷引起的附加摩擦轉(zhuǎn)矩N. m</p><p>　　——滾珠絲杠軸承的摩擦轉(zhuǎn)矩N. m</p><p><b>　　i ——傳動比</

62、b></p><p>　　計(jì)算得 T =35.154 N.m </p><p><b>　　慣量匹配</b></p><p>　　電動機(jī)軸慣量 J =m=0.00090 kg.m </p><p>　　滾珠絲杠的慣量 J==0.00060kg.m</p&g

63、t;<p>　　聯(lián)軸節(jié)的慣量（查表得） J=0.0005 kg.m</p><p>　　負(fù)載慣量 J= J+ J+ J=0.0020 kg.m</p><p>　　所以電動機(jī)的慣量 J應(yīng)</p><p><b>　　J J 4 J</b></p><p><b>　　20 J 90&

64、lt;/b></p><p>　　所以我根據(jù)上面計(jì)算的結(jié)果我決定主電機(jī)采用西門子 a c6/8000i電機(jī)</p><p>　　其電機(jī)參數(shù); 額定電壓 220V 轉(zhuǎn)速 12000rpm 額定轉(zhuǎn)矩 48NM 功率 7.5kw</p><p>　　極數(shù) 1. 極數(shù)反映出電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，2極同步轉(zhuǎn)速是3000r/min，4極同步轉(zhuǎn)速是1500r/mi

65、n，6極同步轉(zhuǎn)速是1000r/min,8極同步轉(zhuǎn)速是750r/min。</p><p>　　繞組的一來一去才能組成回路，也就是磁極對數(shù)，是成對出現(xiàn)的，極就是磁極的意思，這些繞組當(dāng)通過電流時(shí)會產(chǎn)生磁場，相應(yīng)的就會有磁極。</p><p>　　三相交流電機(jī)每組線圈都會產(chǎn)生N、S磁極，每個(gè)電機(jī)每相含有的磁極個(gè)數(shù)就是極數(shù)。由于磁極是成對出現(xiàn)的，所以電機(jī)有2、4、6、8……極之分。</p>

66、;<p>　　2. 若三相交流電的頻率為50Hz,則合成磁場的同步轉(zhuǎn)速為50r/s,即3000r/min.如果電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場不止是一對磁極,進(jìn)一步分析還可以得到同步轉(zhuǎn)速n與磁場磁極對數(shù)p的關(guān)系:n=60f/p.f為頻率,單位為Hz.n的單位為r/min.；ns與所接交流電的頻率 (f)、電機(jī)的磁極對數(shù)(P)之間有嚴(yán)格的關(guān)系，ns＝f/P在中國，電源頻率為50赫，所以二極電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，四極電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為

67、1500轉(zhuǎn)/分，余類推。異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是低于或高于其旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，異步之名由此而來。異步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速之差（稱為轉(zhuǎn)差）通常在10％以內(nèi)。由此可知，交流電機(jī)（不管是同步還是異步）的轉(zhuǎn)速都受電源頻率的制約。因此,交流電機(jī)的調(diào)速比較困難,最好的辦法是改變電源的頻率，而以往要改變電源頻率是比較復(fù)雜的。所以70年代以前，在要求調(diào)速的場合，多用直流電機(jī)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流電動機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)已開始得到實(shí)用。</p

68、><p>　　5.3變頻器概述及選型原則</p><p>　　5.3.1 變頻器概述</p><p><b>　　變頻器的產(chǎn)生與發(fā)展</b></p><p>　　直至20世紀(jì)60年代，隨著晶閘管（SCR）功率的不斷增大，才使變頻調(diào)速具有了現(xiàn)實(shí)可能性。而使變頻調(diào)速器達(dá)到普及應(yīng)用的階段，則是在20世紀(jì)90年代，大功率晶體管（GT

69、R）問世之后。到20世紀(jì)90年代，場效應(yīng)晶體管的出現(xiàn)和不斷提高，又使變頻調(diào)速器在各個(gè)方面都前進(jìn)了一步。可見，變頻器的生產(chǎn)，成長和發(fā)展，是和大功率開關(guān)器件的進(jìn)步密不可分。</p><p>　　在變頻器出現(xiàn)前同步電機(jī)無法實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能，因此只能在定速傳動領(lǐng)域使用三相交流鼠籠電機(jī)盡管調(diào)速性能不佳，但其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、經(jīng)久耐用且價(jià)格低廉還是在一些性能較低的傳動現(xiàn)場使用。</p><p>　　5.3.2 變

70、頻器的選型原則</p><p>　　1、根據(jù)電機(jī)的規(guī)格指標(biāo)參數(shù)選擇變頻器。變頻器在使用過程中帶動的是電機(jī)，所以，變頻器的選型可以從電機(jī)的角度來選擇型號、規(guī)格。那首先，我們就必須先了解電機(jī)的各項(xiàng)規(guī)格指標(biāo)參數(shù)。每臺電機(jī)都有它自己出廠的銘牌，從銘牌上，我們不難找到電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)。這些參數(shù)中，我們需要了解的主要參數(shù)有：電機(jī)的額定電壓、額定電流、額定頻率、額定轉(zhuǎn)速等。</p><p>　　電機(jī)的額定

71、電壓：電機(jī)的額定電壓一般有110V、220V、380V、690V、1140V、6kV等。我公司現(xiàn)生產(chǎn)的變頻器電壓等級有：220V、380V、690V、1140V。如有其它非標(biāo)準(zhǔn)的電壓等級，請及時(shí)咨詢生產(chǎn)廠家或各地辦事處及經(jīng)銷商。 </p><p>　　電機(jī)的額定電流：電機(jī)的額定電流根據(jù)電機(jī)的功率不同而不同。選擇變頻器時(shí)，變頻器的額定電流應(yīng)大于或等于電機(jī)的額定電流，特殊情況應(yīng)將變頻器功率檔次放大一檔。 100系列可

72、滿足0～600Hz電機(jī)的需要，如需更高頻率，請選用CH_150系列變頻器。 </p><p>　　電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速：電機(jī)有分為2極、4極、6極、8極等，極數(shù)越高，轉(zhuǎn)速越低，同功率電流也越大。我們一般用的電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速是1500 rpm對應(yīng)4極電機(jī)。變頻器也是根據(jù)4極電機(jī)來設(shè)計(jì)的。2極對應(yīng)3000 rpm、6極對應(yīng)960 rpm、8極對應(yīng)720 rpm左右。 </p><p>　　2、根據(jù)負(fù)載

73、特性選擇變頻器。如負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載可選擇西門子MMV/MDV,MM420/MM440 變頻器，ABB公司ACS400系列變頻器等；如負(fù)載為風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載可選擇西門子ECO 、MM430變頻器，ABB公司ACS800系列變頻器等。</p><p>　　3、 選擇變頻器時(shí)應(yīng)以實(shí)際電機(jī)電流值作為變頻器選擇的依據(jù)，電機(jī)的額定功率只能作為參考。另外，應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波，會使電動機(jī)的功率因數(shù)和效率變壞。

74、因此，用變頻器給電動機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動機(jī)的電流會增加10％而溫升會增加20％左右。所以在選擇電動機(jī)和變頻器時(shí)，應(yīng)考慮到這種情況，適當(dāng)留有余量，以防止溫升過高，影響電動機(jī)的使用壽命。變頻器若要長電纜運(yùn)行時(shí)，此時(shí)應(yīng)該采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠。所以變頻器應(yīng)放大一、兩檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。</p><p>　　4 、當(dāng)變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺電機(jī)時(shí)，一定要

75、考慮變頻器到電動機(jī)的電纜的長度總和在變頻器的容許范圍內(nèi)。如果超過規(guī)定值，要放大一檔或兩檔來選擇變頻器。另外在此種情況下，變頻器的控制方式只能為V/F 控制方式，并且變頻器無法實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的過流、過載保護(hù)，此時(shí)需在每臺電動機(jī)側(cè)加熔斷器來實(shí)現(xiàn)保護(hù)。對于一些特殊的應(yīng)用場合，如高環(huán)境溫度、高開關(guān)頻率、高海拔高度等，此時(shí)會引起變頻器的降容，變頻器需放大一檔選擇。</p><p>　　5、 使用變頻器控制高速電機(jī)時(shí)，由于高速電

76、動機(jī)的電抗小，會產(chǎn)生較多的高次諧波。而這些高次諧波會使變頻器的輸出電流值增加。因此，選擇用于高速電動機(jī)的變頻器時(shí)，應(yīng)比普通電動機(jī)的變頻器稍大一些。變頻器用于變極電動機(jī)時(shí)，應(yīng)充分注意選擇變頻器的容量，使其最大額定電流在變頻器的額定輸出電流以下。另外，在運(yùn)行中進(jìn)行極數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)先停止電動機(jī)工作，否則會造成電動機(jī)空轉(zhuǎn)，惡劣時(shí)會造成變頻器損壞。驅(qū)動防爆電動機(jī)時(shí)，變頻器沒有防爆構(gòu)造，應(yīng)將變頻器設(shè)置在危險(xiǎn)場所之外。</p><p

77、>　　6 、使用變頻器驅(qū)動齒輪減速電動機(jī)時(shí)，使用范圍受到齒輪轉(zhuǎn)動部分潤滑方式的制約。潤滑油潤滑時(shí)，在低速范圍內(nèi)沒有限制；在超過額定轉(zhuǎn)速以上的高速范圍內(nèi)，有可能發(fā)生潤滑油用光的危險(xiǎn)。因此，不要超過最高轉(zhuǎn)速容許值。變頻器驅(qū)動繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)時(shí)，由于繞線電動機(jī)與普通的鼠籠電動機(jī)相比，繞線電動機(jī)繞組的阻抗小，因此，容易發(fā)生由于紋波電流而引起的過電流跳閘現(xiàn)象，所以應(yīng)選擇比通常容量稍大的變頻器。變頻器驅(qū)動同步電動機(jī)時(shí)，與工頻電源相比，會降低

78、輸出容量10％～20％，變頻器的連續(xù)輸出電流要大于同步電動機(jī)額定電流與同步牽入電流的標(biāo)幺值的乘積。</p><p>　　7、 對于壓縮機(jī)、振動機(jī)等轉(zhuǎn)矩波動大的負(fù)載和油壓泵等有峰值負(fù)載情況下，如果按照電動機(jī)的額定電流或功率值選擇變頻器的話，有可能發(fā)生因峰值電流使過電流保護(hù)動作現(xiàn)象。因此，應(yīng)了解工頻運(yùn)行情況，選擇比其最大電流更大的額定輸出電流的變頻器。變頻器驅(qū)動潛水泵電動機(jī)時(shí)，因?yàn)闈撍秒妱訖C(jī)的額定電流比通常電動機(jī)的

79、額定電流大， 所以選擇變頻器時(shí)，其額定電流要大于潛水泵電動機(jī)的額定電流。當(dāng)變頻器控制羅茨風(fēng)機(jī)或特種風(fēng)機(jī)時(shí)，由于其起動電流很大，所以選擇變頻器時(shí)一定要注意變頻器的容量是否足夠大。</p><p>　　8、 選擇變頻器時(shí)，一定要注意其防護(hù)等級是否與現(xiàn)場的情況相匹配。否則現(xiàn)場的灰塵、水汽會影響變頻器的長久運(yùn)行。單相電動機(jī)不適用變頻器驅(qū)動。</p><p>　　在實(shí)踐中，根據(jù)以上原則對變頻器選型，

80、可以提高工作效率，減少因選型不當(dāng)帶來的時(shí)間上和成本上的損失。</p><p>　　5.3.3EV2000變頻器功能與連接 </p><p>　　EV2000變頻器的選擇依據(jù)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)通過上所述的變頻器選型原則以及本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能要求。根據(jù)所用電動機(jī)的容量EV2000變頻器符合本設(shè)計(jì)要求，并且滿足本設(shè)計(jì)所需要的各項(xiàng)功能。根據(jù)所用電機(jī)容量查得變頻器手

81、冊對變頻器進(jìn)行了選擇，是否滿足設(shè)計(jì)需求。EV2000變頻器（55P及以下）系列額定值如下表所示。</p><p>　　EV2000變頻器（55P及以下）系列額定值列表如下</p><p><b>　　表5-1</b></p><p>　　在使用EV2000系列變頻器時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　　（1）關(guān)于電動

82、機(jī)及機(jī)械負(fù)載與工頻運(yùn)行比較，EV2000系列變頻器為電壓型變頻器，輸出電壓是PWM波，含有一定的諧波。因此，使用時(shí)電機(jī)的溫升、噪聲和振動同工頻運(yùn)行相比略有增加。</p><p>　?。?）恒轉(zhuǎn)矩低速運(yùn)行變頻器驅(qū)動普通電機(jī)長期低速運(yùn)行時(shí)，由于電機(jī)的散熱效果變差，輸出轉(zhuǎn)矩額度有必要降低。如果需要以低速恒轉(zhuǎn)矩長期運(yùn)行，必須選用變頻電機(jī)。</p><p>　　（3）當(dāng)選用適配電機(jī)時(shí)，變頻器能對電機(jī)

83、實(shí)施熱保護(hù)。若電機(jī)與變頻器額定容量不匹配，則務(wù)必調(diào)整保護(hù)值或采取其他保護(hù)措施，以保證電機(jī)的安全運(yùn)行。</p><p>　?。?）在50Hz以上頻率運(yùn)行若超過50Hz運(yùn)行，除了考慮電機(jī)的振動、噪音增大外，還必須確保電機(jī)軸承及機(jī)械裝置的使用速度范圍。 </p><p>　　EV2000變頻器的通用規(guī)格及配線圖</p><p>　　1、EV2000變頻器的通用技術(shù)規(guī)格見下

84、表所示。</p><p>　　EV2000變頻器的通用技術(shù)規(guī)格表</p><p><b>　　表5-2</b></p><p>　　2、 EV2000基本運(yùn)行配線圖</p><p>　　適用機(jī)型：EV2000-4T0185G1/0220P1～EV2000-4T0450G1/0550P1基本配線圖如圖6-1所示。</

85、p><p>　　圖5—1 EV2000變頻器基本配線圖</p><p>　　變頻器主回路輸入輸出端子及描述</p><p>　　1、適用機(jī)型：EV2000-4T0185G1/0220P1～EV2000-4T0450G1/0550P1的主回路端子圖如圖5—12所示。</p><p>　　圖5—2主回路端子輸入/輸出圖</p><

86、p><b>　　2、主回路端子描述</b></p><p>　　適用機(jī)型：EV2000-4T0185G1/0220P1～EV2000-4T0450G1/0550P1的主回路端子描述見下表所示。</p><p><b>　　主回路端子描述表</b></p><p><b>　　表5-3</b>&l

87、t;/p><p>　　3、制動單元的主要功能</p><p>　　制動動作電壓可調(diào)整；制動電阻工作超時(shí)保護(hù)；散熱器過熱保護(hù)；模塊異常報(bào)警指示；故障顯示及故障繼電器輸出指示；制動電阻過熱自動斷開及繼電器報(bào)警輸出指示。制動單元和變頻器、制動單元和制動電阻之間的接線應(yīng)在5米以內(nèi)，若超過5米，請使用雙絞線。最大使用長度為10米</p><p>　　4、直流電抗器主要功能<

88、/p><p>　　EV2000-4T0750G及以上功率等級直流電抗器為標(biāo)準(zhǔn)配置，EV2000-4T0750P及以下功率等級變頻器為選配件。為防護(hù)電源對變頻器的影響，保護(hù)變頻器和抑制高次諧波，在下列情況下，應(yīng)配置直流電抗器。</p><p>　　①當(dāng)給變頻器供電的同一電源節(jié)點(diǎn)上有開關(guān)式無功補(bǔ)償電容器屏或帶有可控硅相控負(fù)載時(shí)，因電容器屏開關(guān)切換引起的無功瞬變致使網(wǎng)壓突變和相控負(fù)載造成的諧波和電網(wǎng)

89、波形缺口，有可能對變頻器的輸入整流電路造成損害；</p><p>　　②當(dāng)變頻器供電三相電源的不平衡度超過3％時(shí)；</p><p>　?、?當(dāng)要求提高變頻器輸入端功率因數(shù)到0.93以上時(shí)；</p><p>　?、墚?dāng)變頻器接入大容量變壓器時(shí)，變頻器的輸入電源回路流過的電流有可能對整流電路造成損害。一般情況下，當(dāng)變頻器供電電源的容量大于550KVA以上時(shí)，或者供電電源容

90、量大于變頻器容量的10倍時(shí)，變頻器需要配置直流電抗器</p><p>　　主回路配線圖及功能 </p><p><b>　　1、主回路配線圖</b></p><p>　　下圖5—13中以端子運(yùn)行命令通道為例，由K4、K5可以對運(yùn)行方向進(jìn)行控制，K4端為正轉(zhuǎn)，K5端為反轉(zhuǎn)，COM為公共端。通過K1、K2、K3的不同邏輯組合，可以按下表格選擇普通運(yùn)

91、行頻率和1～7段多段頻率進(jìn)行多段速度運(yùn)行。</p><p><b>　　5—3主回路配線圖</b></p><p><b>　　2、主回路功能</b></p><p>　　多功能輸入端子X1～X8的功能豐富，可根據(jù)需要方便地選擇，即通過設(shè)定F7.00～F7.07的值可以分別對X1～X8的功能進(jìn)行定義，設(shè)定值與功能見下表所示

92、。</p><p><b>　　多段速頻率運(yùn)行表</b></p><p><b>　　表5-4</b></p><p><b>　　5.4強(qiáng)電設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5.4.1總電源</b></p><p>　　本

93、機(jī)床供電電源為三相~380V（-15%～+10%）/50Hz（±1Hz），機(jī)床在接通總電源之前，必須指派專業(yè)電氣人員，對機(jī)床各電氣設(shè)備進(jìn)行全面仔細(xì)檢查：如有元器件受潮、發(fā)霉，接線脫落，接插件松動、不牢固等現(xiàn)象，必須妥善處理。然后將電柜與床身、電柜與液壓箱之間的互連插頭正確插接并旋緊，方可通電。</p><p>　　注意：對于電源電壓波動較大及電源電壓過高或過低的地區(qū)，必須采用穩(wěn)壓電源供電。</p&

94、gt;<p>　　機(jī)床電源線由電柜的左上角引入，用戶必須按現(xiàn)行有關(guān)安全技術(shù)條件的要求接通動力電源，必須保證機(jī)床可靠接地，以防發(fā)生意外而導(dǎo)致觸電事故。電源開關(guān)（QS1）位于電柜的右側(cè)，合上電源開關(guān)，則機(jī)床控制面板上電源（HL1）指示燈亮、系統(tǒng)啟動顯示屏亮、機(jī)床照明燈亮、電柜排風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)。啟動液壓（SB1），核準(zhǔn)電源相序（以液壓電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向?yàn)闇?zhǔn)）之后，方可進(jìn)一步試車。 </p><p>　　注意：關(guān)

95、閉機(jī)床時(shí)，以免拉弧損壞電源開關(guān)，請先停止各伺服軸等主要負(fù)載；再按下液壓停止按鈕（SB2）；最后斷開電源開關(guān)（QS1）。</p><p><b>　　5.4.2控制電源</b></p><p>　　機(jī)床的液壓電機(jī)、冷卻電機(jī)、排屑電機(jī)電源均為三相380V/50Hz，各電機(jī)均有短路、過載保護(hù)。</p><p>　　控制電路電壓為AC220V和DC24

96、V。所有的接觸器均為AC220V；中間繼電器、電磁閥為DC24V；機(jī)床工作燈（EL2）為AC24V。</p><p>　　PLC輸入點(diǎn)及部分輸出點(diǎn)由專門的DC24V開關(guān)電源供給。</p><p>　　5.4.3 機(jī)床直流電源動力回路圖</p><p><b>　　圖5-4</b></p><p>　　5.4.4 電氣連接

97、圖</p><p><b>　　圖5-5</b></p><p><b>　　圖 5-6</b></p><p><b>　　圖 5-7</b></p><p><b>　　圖 5-8</b></p><p><b>　　

98、第6章 安裝及調(diào)試</b></p><p><b>　　6.1系統(tǒng)的調(diào)試</b></p><p>　　6.1.1、保護(hù)級 </p><p><b>　　存取保護(hù)級</b></p><p>　　保護(hù)級 SINUMERIK 802D 具有一套恢復(fù)數(shù)據(jù)區(qū)的保護(hù)級概念。保護(hù)級從0 到7，其中

99、0 是</p><p>　　最高級，7 是最低級。一些功能區(qū)(如，程序編輯)的保護(hù)級設(shè)置在顯示車床數(shù)據(jù)</p><p>　　中(USER_CLASS)。</p><p>　　控制系統(tǒng)為保護(hù)級1 到3 設(shè)定了缺省密碼。必要時(shí)授權(quán)用戶可以更改這些密碼。</p><p>　　下表 ——保護(hù)級概念</p><p><b&

100、gt;　　表6-1</b></p><p>　　授權(quán)操作人員，機(jī)床安裝員</p><p>　　級1… 3 保護(hù)級1 到3 需要輸入密碼。密碼激活后可以修改。例如，如果密碼不再知道，必須執(zhí)行重新初始化(帶缺省機(jī)床數(shù)據(jù)導(dǎo)入)。這將使所有密碼恢復(fù)到該版軟件的出廠設(shè)定值。除非使用軟鍵“刪除口令”來重新設(shè)置,否則密碼不會改變。重新上電不會重設(shè)密碼。</p><p>

101、;　　保護(hù)級4… 7 如果沒有設(shè)置密碼或是接口信號,保護(hù)級7 會自動設(shè)定。如果沒有密碼, 可以通過在用戶程序的用戶接口中設(shè)置位來設(shè)定保護(hù)級4 到7。</p><p><b>　　2、 生效方式 </b></p><p>　　其方式有修改后立即生效、重新上電后修改生效、待重新配置后變化生效、在復(fù)位后修改生效</p><p>　　6.1.2硬件的安

102、裝與連接</p><p>　　在做西門子SINUMERIK802D的連接時(shí)我們要做好以下的準(zhǔn)備工作。第一、準(zhǔn)備好各個(gè)硬件安裝圖紙；第二、準(zhǔn)備好相應(yīng)的工具，和有關(guān)說明書；第三、準(zhǔn)備好相應(yīng)的數(shù)據(jù)通信線如Profibus數(shù)據(jù)總線等。同時(shí)在進(jìn)行西門子SINUMERIK802D的硬件連接時(shí)也要注意有關(guān)注意事項(xiàng)，因?yàn)閿?shù)控系是一個(gè)高度精密的電子產(chǎn)品模塊中含有電敏感器件，在搬運(yùn)操作器和機(jī)床控制面板時(shí)，人員在沒有防靜電保護(hù)時(shí)，決不

103、要觸摸印刷電路板或器件，在連接過程中各個(gè)部件要禁止上電。安裝控制系統(tǒng)組件時(shí)，請按照說明圖中注明的尺寸進(jìn)行，圖中標(biāo)明了安裝孔的尺寸。只能使用屏蔽電纜，而且確保屏蔽層與控制器一側(cè)的金屬或有鍍金層的插頭盒相連。</p><p><b>　　1、安裝步驟</b></p><p>　　1. 安裝PCU，KB 和MCP</p><p>　　2. 安裝PP7

104、2/48</p><p>　　3. 安裝驅(qū)動器(參見SIMODRIVE611 UE 文獻(xiàn))</p><p>　　4. 連接PCU 和KB 以及MCP 和PP72/48</p><p>　　5. 在PCU、PP72/48 和SIMODRIVE 611UE 之間用現(xiàn)場總線Profibus 進(jìn)行連接</p><p>　　系統(tǒng)的拆卸請按照相反的順序拆

105、卸系統(tǒng)的各個(gè)組件。拆卸系統(tǒng)時(shí)，確保系統(tǒng)已完全停止并和電源斷開。</p><p>　　2、接口和電纜PCU 上的接口位置、控制器及顯示</p><p>　　PCU 上的用戶接口</p><p>　　1、DC24V 電源接口(X8)用于和24V 負(fù)載電源連接的3 芯螺釘端子塊。</p><p>　　2、Profibus (X4)與Profibus

106、 連接的9 芯D 型孔型插頭。</p><p>　　3、COM1 RS232 接口(X6)9 芯D 型針型插頭，接口COM2 不起作用。</p><p>　　4、handwheel1到3（手輪1 至3、X14/X15/X16)用于連接手輪的15 芯D 型針型插頭。</p><p>　　5、keyboard鍵盤 鍵盤連接(X10)6 芯Mini-DIN</p&g

107、t;<p><b>　　6、res復(fù)位鍵</b></p><p>　　7、跨接線 X311</p><p>　　8、顯示錯(cuò)誤和狀態(tài)的4 個(gè)發(fā)光二極管(面板背面)</p><p>　　3、鍵盤KB 上的接口</p><p>　　鍵盤連接6 芯Mini-DIN</p><p>　　4、P

108、P 72/48 上的接口位置、控制器及顯示</p><p>　　X1 電源連接(DC24V)用于連接24V 負(fù)載電源的3 芯螺釘端子</p><p>　　X2 Profibus用于連接Profibus 的9 芯D 型孔型插頭</p><p>　　X111、X222 和X333用于連接數(shù)字輸入和輸出的50 芯扁平電纜插頭</p><p>　　顯

109、示PP72/48 狀態(tài)的4 個(gè)發(fā)光二極管</p><p>　　S1用于設(shè)置Profibus 地址的DIL 開關(guān)</p><p>　　5、MCP 上的接口</p><p>　　X1201 和X1202用于連接PP 72/48 的50 芯扁平電纜插頭</p><p><b>　　6、各個(gè)部件的連接</b></p>

110、<p><b>　　鍵盤的連接(KB)</b></p><p>　　使用提供的電纜將鍵盤與PCU 連接。多腳插頭必須插入鍵盤。</p><p>　　手輪與PCU(X14,X15,X16)的連接</p><p>　　插頭名稱： 手輪1(X14)</p><p><b>　　手輪2(X15)</

111、b></p><p><b>　　手輪3(X16)</b></p><p>　　插頭型號： 15 芯D 型孔型插頭</p><p>　　最大電纜長度： 3m</p><p>　　6.2 拉刀裝置PLC</p><p>　　6.2.1 PLC T型圖</p><p>

112、<b>　　圖6-1</b></p><p>　　其中Y0為油泵Y1Y2控制電磁閥到位始為的轉(zhuǎn)換，X10,X11為了檢測電磁閥是否到位</p><p>　　6.2.2 PLC 編程</p><p><b>　　LD X000</b></p><p><b>　　ANI M1</

113、b></p><p><b>　　MPS</b></p><p><b>　　ANI Y001</b></p><p><b>　　OUT Y000</b></p><p><b>　　MRD</b></p><p>&l

114、t;b>　　AND T0</b></p><p>　　ANI X010</p><p><b>　　OUT Y002</b></p><p><b>　　MPP</b></p><p><b>　　AND Y000</b></p>&l

115、t;p><b>　　OUT M0</b></p><p><b>　　LD M0</b></p><p>　　OUT T0 K10</p><p><b>　　LD X001</b></p><p><b>　　ANI X011</b>