數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文說明書

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1、 鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文題目: 數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 部: 機(jī)電工程系 專 業(yè): 數(shù)控技術(shù) 作者姓名: 學(xué) 號(hào)： 100333032 指導(dǎo)教師: 起止日期：2013年 3月 4日至 2013年4月15日 目錄 1、前言（1） 2、數(shù)控的發(fā)展史（1） 3、數(shù)控的分類（3） 4、工作流程分析（4） 5、電氣設(shè)計(jì)（5） 6、數(shù)控車床電氣接線表（12） 7、數(shù)控故障表查詢（16）

2、 8、收獲（21） 9、參考文獻(xiàn)（22） 10、致謝（22） 前言 我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀(jì)五十年代，通過“六五”期間引進(jìn)數(shù)控技術(shù)，“七五”期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國(guó)數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了相當(dāng)大的成績(jī)。特別是最近幾年，我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長(zhǎng)率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國(guó)連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國(guó)、機(jī)床進(jìn)口第一大國(guó)，2004年中國(guó)機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元，國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究

3、開發(fā)方面與國(guó)外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，究其原因主要在于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識(shí)與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢(shì)，充分認(rèn)識(shí)國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家之問的差距。 一、數(shù)控的發(fā)展史 高速化、高精度化、高可靠性、復(fù)合化、智能化、柔性化、集成化和開放性是當(dāng)今數(shù)控機(jī)床行業(yè)的主要發(fā)展方向。 數(shù)控技術(shù)的問世已有40多年的歷史，它是由機(jī)械學(xué)、控制學(xué)、電子學(xué)

4、、計(jì)算機(jī)科學(xué)四大基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展起來的一門綜合性新型學(xué)科。技術(shù)發(fā)展的需要對(duì)21 世紀(jì)的數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求。 一、個(gè)性化的發(fā)展趨勢(shì) 1.高速化、高精度化、高可靠性 高速化：提高進(jìn)給速度與提高主軸轉(zhuǎn)速。 高精度化：其精度從微米級(jí)到亞微米級(jí)，乃至納米級(jí)(高可靠性：一般數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于數(shù)控設(shè)備的可靠性在一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，但也不是可靠性越高越好，因?yàn)樯唐肥苄阅軆r(jià)格比的約束。 2.復(fù)合化 數(shù)控機(jī)床的功能復(fù)合化的發(fā)展，其核心是在一臺(tái)機(jī)床上要完成車、銑、鉆、攻絲、絞孔和擴(kuò)孔等多種操作工序，從而提高了機(jī)床的效率和加工精度，提高生產(chǎn)的柔性。 3.智能化 智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方

5、面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便等方面的智能化；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化；還有如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等，以及智能診斷、智能監(jiān)控等方面的內(nèi)容，方便系統(tǒng)的診斷及維修。 4.柔性化、集成化 當(dāng)今世界上的數(shù)控機(jī)床向柔性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)是：從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線（FMC、FMS、FTL、FML）向面(工段車間獨(dú)立制造島FA)、體（CIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng)）的方向發(fā)展，另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展。柔性自動(dòng)化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動(dòng)態(tài)市場(chǎng)需求及產(chǎn)品迅速更新的主 二、個(gè)性化是市場(chǎng)適應(yīng)性發(fā)展趨勢(shì) 當(dāng)今的市

6、場(chǎng)，國(guó)際合作的格局逐漸形成，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，高效率、高精度加工手段的需求在不斷升級(jí)，用戶的個(gè)性化要求日趨強(qiáng)烈，專業(yè)化、專用化、高科技的機(jī)床越來越得到用戶的青睞。 三、開放性是體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì) 新一代數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)核心是開放性。開放性有軟件平臺(tái)和硬件平臺(tái)的開放式系統(tǒng)，采用模塊化，層次化的結(jié)構(gòu)，并通過形式向外提供統(tǒng)一的應(yīng)用程序接口。 為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國(guó)家對(duì)開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究， 數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)

7、前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年的一個(gè)新的焦點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)。 二、數(shù)控的分類 數(shù)控機(jī)床所受控制可分為兩類：一類是“數(shù)字控制”，例如，數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的移動(dòng)距離，各軸運(yùn)行的插補(bǔ)、補(bǔ)償控制等；另一類是“順序控制”，根據(jù)機(jī)床各行程開關(guān)、傳感器、按鈕、繼電器等的開關(guān)量信號(hào)，并根據(jù)預(yù)先規(guī)定的邏輯順序?qū)χT如主軸的啟/停、換向、刀具的更換、工件的夾緊/松開、液壓、冷卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)的運(yùn)行等進(jìn)行的控制。 數(shù)控

8、機(jī)床從結(jié)構(gòu)上看通常可分為三部分：CNC系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)），機(jī)床電氣，機(jī)床本體。對(duì)內(nèi)裝式PLC，它包含在CNC系統(tǒng)內(nèi)部；對(duì)于獨(dú)立式PLC則一般在機(jī)床電氣內(nèi)。從機(jī)電的角度看，CNC系統(tǒng)和機(jī)床電氣為‘電’，機(jī)床本體則為‘機(jī)’。 在討論P(yáng)LC時(shí)，常以PLC為界把數(shù)控機(jī)床分為“NC側(cè)”和“MT側(cè)”（即機(jī)床側(cè)）兩大部分?！癗C側(cè)”包括CNC系統(tǒng)的硬件軟件以及CNC系統(tǒng)的外部設(shè)備?！癕T側(cè)”則包括機(jī)床的機(jī)械部分、液壓、氣壓、冷卻、潤(rùn)滑、排屑等輔助裝置，以及機(jī)床操作面板、繼電器線路、機(jī)床強(qiáng)電線路等。PLC處于NC與MT之間，并對(duì)NC和MT的輸入、輸出信號(hào)進(jìn)行處理。 MT側(cè)順序控制的最終對(duì)象的數(shù)量隨

9、數(shù)控機(jī)床的類型、結(jié)構(gòu)、輔助裝置等的不同而有很大的差別。一般來說，機(jī)床結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，輔助裝置越多，受控對(duì)象數(shù)量就越多。相比而言柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）的受控對(duì)象數(shù)量多，而數(shù)控車床、數(shù)控銑床的受控對(duì)象數(shù)量較少。 三、工作流程分析 1． 電氣原理圖分析的方法與步驟 電氣控制電路一般由主回路、控制電路和輔助電路等部分組成。了解了電氣控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和電器元件的分布狀況及控制要求等內(nèi)容之后，便可以閱讀分析電氣原理圖。 ⑴分析主回路 從主回路入手，根據(jù)伺服電機(jī)、輔助機(jī)構(gòu)電機(jī)和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求，分析它們的控制內(nèi)容，控制內(nèi)容包括啟動(dòng)、方向控制、調(diào)速和制動(dòng)。

10、⑵分析控制電路 根據(jù)主回路中各伺服電機(jī)、輔助機(jī)構(gòu)電機(jī)和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求，逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié)，按功能不同劃分成若干個(gè)局部控制線路來進(jìn)行分析。而分析控制電路的最基本方法是查線讀圖法。 ⑶分析輔助電路 輔助電路包括電源顯示、工作狀態(tài)顯示、照明和故障報(bào)警等部分，它們大多由控制電路中的元件來控制的，所以在分析時(shí)，還要回頭來對(duì)照控制電路進(jìn)行分析。 ⑷分析連鎖與保護(hù)環(huán)節(jié) 機(jī)床對(duì)于安全性和可靠性有很高的要求，實(shí)現(xiàn)這些要求，除了合理地選擇元器件和控制方案以外，在控制線路中還設(shè)置了一系列電氣保護(hù)和必要的電氣連鎖。 ⑸總體檢查 經(jīng)過“化整為零” ，逐步分析了每一個(gè)局部電路的工作原理

11、以及各部分之間的控制關(guān)系之后，還必須用“集零為整”的方法，檢查整個(gè)控制線路，看是否有遺漏。特別要從整體角度去進(jìn)一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，理解電路中每個(gè)元器件所起的作用。 四、電氣設(shè)計(jì) 1、設(shè)計(jì)要求 ⑴機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及控制要求 數(shù)控車床主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由5.5kw變頻主軸電機(jī)實(shí)現(xiàn)，與機(jī)械變速配合得到低速、中速和高速三種無級(jí)變速。 Z軸、X軸的運(yùn)動(dòng)由交流伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)，二軸的聯(lián)動(dòng)由數(shù)控系統(tǒng)控制并協(xié)調(diào)。 螺紋車削由光電編碼器與交流伺服電機(jī)配合實(shí)現(xiàn)。 除上述運(yùn)動(dòng)外，還有電動(dòng)刀架的轉(zhuǎn)位，冷卻電機(jī)的啟、停等。 ⑵主回路分析 圖1是380V強(qiáng)電回路。 圖1 TK40A強(qiáng)

12、電回路 120W KM1 W V U RC3 380VAC/200VAC 2 T S T2 S2 R2 R W V U L3 L2 L1 PE TC1 3-AC380V 50Hz M2 U21 V21 W21 3.5KVA R1 S1 T1 RC1 電源開關(guān) 伺服強(qiáng)電 冷卻電機(jī) KM6 U2 V2 W2 (9A) 伺服變壓器 設(shè)備界線 X14 100 QF4 QF2 10A 40A QF1 1 3 5 1 3 5 2 4 6 2 4 6 2 4 6 1 3 5

13、 13 14 1 3 5 2 4 6 M 3 ~ (22A) 0.06KW RC4 M3 U31 V31 W31 刀架電機(jī) KM4 U3 V3 W3 (9A) X27 100 0.4A QF5 1 3 5 2 4 6 13 14 KM5 (9A) 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 KM3 U12 V12 W12 U11 V11 W11 (22A) 主軸強(qiáng)電 1 2 3 4 5 6 QF3 25A 1 3 5 2 4

14、 6 圖中QF1為電源總開關(guān)。QF3、QF2、QF4、QF5分別為主軸強(qiáng)電、伺服強(qiáng)電、冷卻電機(jī)、刀架電機(jī)的空氣開關(guān)，它的作用是接通電源及短路、過流時(shí)起保護(hù)作用；其中QF4、QF5帶輔助觸頭，該觸點(diǎn)輸入PLC，作為報(bào)警信號(hào)，并且該空開的保護(hù)電流為可調(diào)的，可根據(jù)電機(jī)的額定電流來調(diào)節(jié)空開的設(shè)定值，起到過流保護(hù)作用。KM3、KM1、KM6分別為主軸電機(jī)、伺服電機(jī)、冷卻電機(jī)交流接觸器，由它們的主觸點(diǎn)控制相應(yīng)電機(jī)；KM4、KM5為刀架正反轉(zhuǎn)交流接觸器，用于控制刀架的正反轉(zhuǎn)。TC1為三相伺服變壓器，將交流380V變?yōu)榻涣?00V供給伺服電源模塊；RC1、RC3、RC4為阻容吸收，當(dāng)相應(yīng)的電路斷

15、開后，吸收伺服電源模塊、冷卻電機(jī)、刀架電機(jī)中的能量，避免產(chǎn)生過電壓而損壞器件。 ⑶電源電路分析 圖2為電源回路圖。 圖2 TK40A電源回路圖 QF8 6A QF7 3A QF6 QF9 3A AC24V AC110V AC220V AC380V EL HLD 10A 5 4 9 8 7 6 2 1 2 1 2 1 2 1 110B 110A 600W M4 V100 110D 220C V 24B U 24A 24C TC2 220A1 220B1 24VAC 40W 1 2 1 2 控制

16、變壓器 工作燈 電柜風(fēng)扇 門強(qiáng)電指示燈 250V 6A ZL 低通濾波器 M5 1 2 電柜風(fēng)扇 220A 220B 24V 6A VC1 QF10 10A 6,7 4,5 1 2 2 1 24V2 100 24D 2X1mm 2 BU Cu S-145-24 2 1 M6 吊掛風(fēng)扇 2 圖中TC2為控制變壓器，原方為AC380V，副方為AC110V、AC220V、AC24V，其中AC110V給交流接觸器線圈、為強(qiáng)電柜風(fēng)扇提供電源；AC24V給電柜門指示燈、工作燈提供電源；AC220V通過低通濾波器濾波給伺服模塊、電源模

17、塊、24V電源提供電源；VC1為24V電源，將AC220V轉(zhuǎn)換為AD24V電源，給世紀(jì)星數(shù)控系統(tǒng)、PLC輸入/輸出、24V繼電器線圈、伺服模塊、電源模塊、吊掛風(fēng)扇提供電源；QF6、QF7、QF8、QF9、QF10空開為電路的短路保護(hù)。 ⑷控制電路分析 a．主軸電機(jī)的控制 圖3、圖4分別為交流控制回路圖和直流控制回路圖。 先將QF2、QF3空開合上，見圖1強(qiáng)電回路，當(dāng)機(jī)床未壓限位開關(guān)、伺服未報(bào)警、急停未壓下、主軸未報(bào)警時(shí)，KA2、KA3繼電器線圈通電，繼電器觸點(diǎn)吸合，并且PLC輸出點(diǎn)Y00發(fā)出伺服允許信號(hào)，KA1繼電器線圈通電，繼電器觸點(diǎn)吸合，KM1交流接觸器線圈通電，交流接觸器觸點(diǎn)吸合

18、，KM3主軸交流接觸器線圈通電，交流接觸器主觸點(diǎn)吸合，主軸變頻器加上AC380V電壓，若有主軸正轉(zhuǎn)或主軸反轉(zhuǎn)及主軸轉(zhuǎn)速指令時(shí)（手動(dòng)或自動(dòng)），PLC輸出主軸正轉(zhuǎn)Y10或主軸反轉(zhuǎn)Y11有效、主軸AD輸出對(duì)應(yīng)于主軸轉(zhuǎn)速的直流電壓值（0-10V），主軸按指令值的轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)；當(dāng)主軸速度到達(dá)指令值時(shí)，主軸變頻器輸出主軸速度到達(dá)信號(hào)給PLC輸入X31(未標(biāo)出)，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)指令完成。 主軸的起動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)時(shí)間由主軸變頻器內(nèi)部參數(shù)設(shè)定。 b．刀架電機(jī)的控制 當(dāng)有手動(dòng)換刀或自動(dòng)換刀指令時(shí)，經(jīng)過系統(tǒng)處理轉(zhuǎn)變?yōu)榈段恍盘?hào)，這時(shí)是PLC輸出Y06有效，KA6繼電器線圈通電，繼電器觸點(diǎn)閉合，KM4交流接觸器線圈通

19、電，交流接觸器主觸點(diǎn)吸合，刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)PLC輸入點(diǎn)檢測(cè)到指令刀具所對(duì)應(yīng)的刀位信號(hào)時(shí)，PLC輸出Y06有效撤消、刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)停止；PLC輸出Y07有效，KA7繼電器線圈通電，繼電器觸點(diǎn)閉合，KM5交流接觸器線圈通電，交流接觸器主觸點(diǎn)吸合，刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)，延時(shí)一定時(shí)間后（該時(shí)間由參數(shù)設(shè)定，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況作調(diào)整），PLC輸出Y07有效撤消，KM5交流接觸器主觸點(diǎn)斷開，刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)停止。選刀完成。為了防止電源短路，在刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器線圈、接觸器線圈回路中串入了反轉(zhuǎn)繼電器、接觸器常閉觸點(diǎn)，見圖3。請(qǐng)注意，刀架轉(zhuǎn)位選刀只能一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，取刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)。刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)只為刀架定位。 c．冷卻電機(jī)控制

20、當(dāng)有手動(dòng)或自動(dòng)冷卻指令時(shí)，這時(shí)PLC輸出Y05有效，KA8繼電器線圈通電，繼電器觸點(diǎn)閉合，KM6交流接觸器線圈通電，交流接觸器主觸點(diǎn)吸合，冷卻電機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)冷卻泵工作。 伺服電機(jī)的控制請(qǐng)參考其他資料書在這里不作重點(diǎn)敘述。 圖4 TK40A直流控制圖 Y10 Y11 420 Y00 100 KA2 KA3 12 8 8 12 Y07 Y06 伺服強(qiáng)電允許 外部運(yùn)行允許 伺服OK KA7 11 3 13 14 KA1 13 14 KA2 13 14 KA3 13 14 KA4 13 14 KA5 13 14 KA6

21、 13 14 KA7 冷卻電機(jī) 主軸電機(jī) / 主軸電機(jī) Y05 KA6 11 3 13 14 KA8 刀架電機(jī) 刀架電機(jī) CBD-SB2 急停 超程解除 SQX-1 SQX-3 （OTBS2） （OTBS1） SQZ-1 SQZ-3 急停 （面板） （手持盒） 2、設(shè)計(jì)規(guī)劃 PLC控制系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容：（如下圖所示） 原理圖、元器件清單、電柜布置圖、接線圖與連接圖，如果是定型設(shè)備還應(yīng)包括工藝圖，這在其它書本有詳細(xì)介紹。電氣設(shè)計(jì)時(shí)特別要注意以下幾點(diǎn)： （1） PLC輸出

22、接口的類型，是繼電器輸出還是光電隔離輸出等。 （2） PLC輸出接口的驅(qū)動(dòng)能力，一般繼電器輸出為2A，光隔輸出為500mA。 （3） 模擬量接口的類型和極性要求，一般有電流型輸出（-20mA～+20mA）和電壓型輸出（-10V～—+10V）兩種可選。 （4） 采用多直流電源時(shí)的共地要求。 （5） 輸出端接不同負(fù)載類型時(shí)的保護(hù)電路。執(zhí)行電器若為感性負(fù)載，需接保護(hù)電路。直流可加續(xù)流二極管，交流可加阻容吸收電路。 （6） 若電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大或附近有大的電磁干擾源，應(yīng)在電源與PLC間加設(shè)隔離變壓器、穩(wěn)壓電源或電源濾波器。 （7） 注意PLC的散熱條件，當(dāng)PLC的環(huán)境溫度大于55oC時(shí)，要用

23、風(fēng)扇強(qiáng)制冷卻。 五、數(shù)控車床電氣接線表和圖 如下所示如: 信號(hào) 端子號(hào) 說明 備注 車床 銑床 車床 銑床 加工中心 M M 1 24VDC地 L+ L+ 2 24VDC輸出（作為X333輸入信號(hào)的公共端） I0.0 I0.0 3 急停按鈕 I0.1 I0.1 4 X軸“正”向限位開關(guān) I0.2 I0.2 5 X軸“負(fù)”向限位開關(guān) I0.3 I0.3 6 無 Z軸“正”向限位開關(guān) I0.4 I0.4 7 無 Z軸“負(fù)”向限位開關(guān) I0.5 I0.

24、5 8 X軸參考點(diǎn)開關(guān) I0.6 I0.6 9 無 Z軸參考點(diǎn)開關(guān) I0.7 I0.7 10 Z軸“正”向限位開關(guān) Y軸“正”向限位開關(guān) I1.0 I1.0 11 Z軸“負(fù)”向限位開關(guān) Y軸“負(fù)”向限位開關(guān) I1.1 I1.1 12 Z軸參考點(diǎn)開關(guān) Y軸參考點(diǎn)開關(guān) I1.2 I1.2 13 無 無 伸出到位 I1.3 I1.3 14 無 無 縮回到位 I1.4 I1.4 15 無 無 松開到位 I1.5 I1.5 16 無 無 鎖緊到位 I1.6 I1.6

25、17 刀架電機(jī)過載 無 I1.7 I1.7 18 I2.0 I2.0 19 驅(qū)動(dòng)器就緒 I2.1 I2.1 20 I2/t報(bào)警 I2.2 I2.2 21 I2.3 I2.3 22 I2.4 I2.4 23 冷卻液液位過低 I2.5 I2.5 24 冷卻泵電機(jī)過載 I2.6 I2.6 25 潤(rùn)滑液液位過低 I2.7 I2.7 26 潤(rùn)滑泵電機(jī)過載 27-30 無定義 Q0.0 Q0.0 31 脈沖使能 Q0.1 Q0.1

26、32 驅(qū)動(dòng)器使能 Q0.2 Q0.2 33 控制使能 Q0.3 Q0.3 34 Q0.4 Q0.4 35 冷卻泵 Q0.5 Q0.5 36 潤(rùn)滑泵 Q0.6 Q0.6 37 Q0.7 Q0.7 38 Q1.0 Q1.0 39 刀架正轉(zhuǎn) 無 刀庫正轉(zhuǎn) Q1.1 Q1.1 40 刀架反轉(zhuǎn) 無 刀庫反轉(zhuǎn) Q1.2 Q1.2 41 無 無 刀庫伸出 Q1.3 Q1.3 42 無 無 刀庫縮回 Q1.4 Q1.4 43 無 無 刀柄松開 Q

27、1.5 Q1.5 44 無 無 刀柄鎖緊 Q1.6 Q1.6 45 Q1.7 Q1.7 46 L+ L+ 47、48 輸出信號(hào)的公共端：24VDC L+ L+ 49、50 輸出信號(hào)的公共端：24VDC M M 1 24VDC地 L+ L+ 2 24VDC輸出（作為X333輸入信號(hào)的公共端） I3.0 I3.0 3 刀位檢測(cè)信號(hào)T1 I3.1 I3.1 4 刀位檢測(cè)信號(hào)T2 I3.2 I3.2 5 刀位檢測(cè)信號(hào)T3 I3.3 I3.3 6 刀位

28、檢測(cè)信號(hào)T4 I3.4 I3.4 7 刀位檢測(cè)信號(hào)T5 I3.5 I3.5 8 刀位檢測(cè)信號(hào)T6 I3.6 I3.6 9 刀位檢測(cè)信號(hào)T7 I3.7 I3.7 10 刀位檢測(cè)信號(hào)T8 27-30 無定義 L+ L+ 47、48 輸出信號(hào)的公共端：24VDC L+ L+ 49、50 輸出信號(hào)的公共端：24VDC 六、數(shù)控故障表查詢 根據(jù)部分電路圖查詢常見的故障，圖如下所示： 序號(hào) 故 障 點(diǎn) 故 障 現(xiàn) 象 車 床 銑 床 1 主軸電機(jī)電壓輸出開路 主軸電機(jī)不啟動(dòng) 2 主軸信號(hào)

29、STF輸出開路 MCPA模塊面板的Uni-Dir1接口有24V輸出，但主軸不能正轉(zhuǎn) 3 主軸信號(hào)STR輸出開路 MCPA模塊面板的Uni-Dir2接口有24V輸出，但主軸不能反轉(zhuǎn) 4 主軸信號(hào)SD輸出開路 MCPA模塊面板的Uni-Dir1和Uni-Dir2接口都有24V輸出，但主軸不能正反轉(zhuǎn) 5 主軸信號(hào)+V輸出開路 控制信號(hào)無輸入，變頻器外部模擬量控制時(shí)主軸不轉(zhuǎn) 6 刀架電機(jī)電源輸出開路（模擬刀架） 刀庫正轉(zhuǎn)控制信號(hào)Q1.0有輸出，相應(yīng)的指示燈亮，但不能換刀 無 7 主軸模擬量信號(hào)SVC輸出開路 主軸模擬輸出信號(hào)SVC無信號(hào)輸出，主軸不轉(zhuǎn) 8 主軸方向

30、1信號(hào)輸出開路 MCPA模塊面板的Uni-Dir1接口沒有24V輸出，主軸不能正轉(zhuǎn) 9 主軸方向2信號(hào)輸出開路 MCPA模塊面板的Uni-Dir2接口沒有24V輸出，主軸不能反轉(zhuǎn) 10 驅(qū)動(dòng)器電源模塊24V電源輸出開路 驅(qū)動(dòng)器電源模塊斷電不啟動(dòng)，進(jìn)給驅(qū)動(dòng)面板的P24和M無24V電源。注：故障排除后系統(tǒng)需重新上電 11 PP72/48模塊24V電源輸出開路 PP72/48模塊斷電不工作，輸入信號(hào)面板X24接口的24V和M無24V電源。注：故障排除后系統(tǒng)需重新上電 12 NC電源輸出開路 NC不啟動(dòng) 13 驅(qū)動(dòng)器就緒信號(hào)輸出開路 系統(tǒng)出現(xiàn)003000急停、70001

31、6驅(qū)動(dòng)器未就緒報(bào)警 14 I2/t報(bào)警信號(hào)輸出開路 系統(tǒng)出現(xiàn)700016驅(qū)動(dòng)器未就緒，700017電源饋入模塊I2/T報(bào)警 15 手輪A+信號(hào)輸出開路 手輪信號(hào)A+輸出電壓升高，進(jìn)給軸不動(dòng) 16 手輪電源+5V輸出開路 手輪電源+5V沒有輸出，進(jìn)給軸不動(dòng) 17 冷卻泵控制信號(hào)輸出開路 Q0.4沒有輸出，冷卻控制無效 18 潤(rùn)滑泵控制信號(hào)輸出開路 Q0.5沒有輸出，潤(rùn)滑控制無效 19 刀架正轉(zhuǎn)信號(hào)輸出開路 Q1.0沒有輸出，刀架不能正轉(zhuǎn) 無 20 刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)輸出開路 Q1.1沒有輸出，刀架不能反轉(zhuǎn) 無 21 急停信號(hào)開路 系統(tǒng)出現(xiàn)003000

32、急停、700016驅(qū)動(dòng)器未就緒，I0.0無24V電源 22 信號(hào)I0.1輸出開路 系統(tǒng)出現(xiàn)021614通道1軸X/X1到達(dá)硬件限位開關(guān)+ 報(bào)警，X軸不能往正方向運(yùn)行 23 信號(hào)I0.2輸出開路 系統(tǒng)出現(xiàn)021614通道1軸X/X1到達(dá)硬件限位開關(guān)- 報(bào)警，X軸不能往負(fù)方向運(yùn)行 24 信號(hào)I0.3輸出開路 無 系統(tǒng)出現(xiàn)021614通道1軸Z/Z1到達(dá)硬件限位開關(guān)+報(bào)警 25 信號(hào)I0.4輸出開路 無 系統(tǒng)出現(xiàn)021614通道1軸Z/Z1到達(dá)硬件限位開關(guān)- 報(bào)警 26 信號(hào)I0.5輸出開路 X軸回不了參考點(diǎn) 27 信號(hào)I0.6輸出開路 無 Z軸回不了參考點(diǎn)

33、 28 信號(hào)I0.7輸出開路 系統(tǒng)出現(xiàn)021614通道1軸Z/Z1到達(dá)硬件限位開關(guān)+ 報(bào)警，Z軸不能往正方向運(yùn)行 系統(tǒng)出現(xiàn)021614通道1軸Y/Y1到達(dá)硬件限位開關(guān)+報(bào)警，Y軸不能往正方向運(yùn)行 29 信號(hào)I1.0輸出開路 系統(tǒng)出現(xiàn)021614通道1軸Z/Z1到達(dá)硬件限位開關(guān)- 報(bào)警，Z軸不能往負(fù)方向運(yùn)行 系統(tǒng)出現(xiàn)021614通道1軸Y/Y1到達(dá)硬件限位開關(guān)-報(bào)警，Y軸不能往負(fù)方向運(yùn)行 30 信號(hào)I1.1輸出開路 Z軸回不了參考點(diǎn) Y軸回不了參考點(diǎn) 31 手輪B+信號(hào)輸出開路 手輪信號(hào)B+輸出電壓升高，進(jìn)給軸不動(dòng) 32 手輪A-信號(hào)輸出開路 手輪信號(hào)A-輸出

34、電壓升高，進(jìn)給軸動(dòng) 33 手輪B-信號(hào)輸出開路 手輪信號(hào)B-輸出電壓升高，進(jìn)給軸動(dòng) 34 停止燈信號(hào)開路 停止燈不亮，停止按鈕起作用 35 啟動(dòng)信號(hào)開路 啟動(dòng)按鈕不起作用 36 停止信號(hào)開路 停止按鈕不起作用 37 冷卻液液位過低信號(hào)I2.4輸出開路 將I2.4鈕子開關(guān)打上后，系統(tǒng)無700019冷卻液液位低報(bào)警 38 冷卻泵電機(jī)過載信號(hào)I2.5輸出開路 將I2.5鈕子開關(guān)打上后，系統(tǒng)無700018冷卻泵電機(jī)過載報(bào)警 39 潤(rùn)滑液液位過低信號(hào)I2.6輸出開路 將I2.6鈕子開關(guān)打上后，系統(tǒng)無700021潤(rùn)滑液液位低報(bào)警 40 潤(rùn)滑泵電機(jī)過載信號(hào)I2.

35、7輸出開路 將I2.7鈕子開關(guān)打上后，系統(tǒng)無700020潤(rùn)滑電機(jī)過載報(bào)警 41 刀具1信號(hào)輸出開路 找不到1#刀具 無 42 刀具2信號(hào)輸出開路 找不到2#刀具 無 43 刀具3信號(hào)輸出開路 找不到3#刀具 無 44 刀具4信號(hào)輸出開路 找不到4#刀具 無 45 刀具5信號(hào)輸出開路 找不到5#刀具 無 46 刀具6信號(hào)輸出開路 找不到6#刀具 無 47 刀具7信號(hào)輸出開路 找不到7#刀具 無 48 刀具8信號(hào)輸出開路 找不到8#刀具 無 七、收獲 掌握了數(shù)控機(jī)床電氣柜控制電路的原理及應(yīng)用 掌握了西門子 802D sl 數(shù)控

36、銑床的編程方法和操作方法。 掌握了 802D sl 數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份與恢復(fù) 掌握了識(shí)別報(bào)警、故障排除、消除報(bào)警的一般方法 了解了并熟悉 PLC 在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。 熟悉了并掌握西門子 PLC 的指令及編程 掌握了加工中心刀具庫的應(yīng)用和換刀控制 掌握了車削中心 C 軸功能的應(yīng)用與調(diào)試。 掌握了數(shù)控四工位電動(dòng)刀架的控制原理、接線及調(diào)試 掌握了編碼器(圓光柵)的實(shí)際應(yīng)用和螺紋編程加工 掌握了變頻器的參數(shù)設(shè)定方法和應(yīng)用 掌握了數(shù)控系統(tǒng)通過變頻器控制主軸電機(jī)的方法 掌握了 802D sl 系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床參考點(diǎn)的調(diào)試 掌握了數(shù)控車床的絲杠螺距、傳送比

37、等參數(shù)的設(shè)置 了解了數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)的構(gòu)成原理全閉環(huán)直接測(cè)量系統(tǒng)的工作原理與組成 了解了 802D sl 系統(tǒng)交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成與調(diào)試。 掌握了數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)給軸參數(shù)的調(diào)試 了解了數(shù)控銑床輸入/輸出接口的定義。 掌握了數(shù)字輸入/輸出信號(hào)的接線與應(yīng)用 掌握了 802D sl 系統(tǒng)用于數(shù)控銑床的 PLC 參數(shù)的設(shè)置 了解了數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù)、系統(tǒng)保護(hù)和 NC 的啟動(dòng)方式。 掌握了 802D sl 系統(tǒng)用于數(shù)控車床的 PLC 參數(shù)的設(shè)置。 掌握了實(shí)訓(xùn)臺(tái)上電、斷電的控制過程。 掌握了電氣元件在電路中的應(yīng)用，了解電氣原理圖。

38、 參考文獻(xiàn) 張超英.數(shù)控加工工藝、編程及操作實(shí)訓(xùn).北京：高等教育出版社，1999. 劉戰(zhàn)術(shù).數(shù)控機(jī)床操作與加工實(shí)訓(xùn).北京：人民郵電出版社，2006. 楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊(cè).北京機(jī)械工業(yè)出版社，2002. 馬賢智.實(shí)用機(jī)械加工手冊(cè).沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2002. 顧京.數(shù)控加工編程與操作.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003. 致謝 本任務(wù)書是在機(jī)電工程系指導(dǎo)老師張老師的悉心指導(dǎo)和親切關(guān)懷下完成的。指導(dǎo)老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度、高深淵博的專業(yè)知識(shí)、良好的職業(yè)風(fēng)范和誨人不倦的育人精神，必將使作者終生受益。指導(dǎo)老師對(duì)數(shù)控專業(yè)技術(shù)的熱愛、對(duì)新知識(shí)技術(shù)的追求、對(duì)事業(yè)的執(zhí)著以及謙遜寬厚的為人

39、態(tài)度，將會(huì)永遠(yuǎn)成為作者學(xué)習(xí)的榜樣、心中的楷模。在畢業(yè)實(shí)習(xí)階段，作者在數(shù)控技術(shù)專業(yè)綜合能力尤其是對(duì)數(shù)控電氣原理圖的分析的能力上有了很大的提高，所取得的進(jìn)步和成績(jī)都將離不開指導(dǎo)老師在學(xué)習(xí)上的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求。在說明書完成之際，謹(jǐn)向指導(dǎo)老師表示真誠(chéng)的感謝和崇高的敬意！ 回顧大學(xué)三年在鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院的求學(xué)之路，心中感慨萬千暖暖的涌上心頭，這是一片溫馨的土地、溫暖的校園生活給作者留下了太多美好的回憶，愿在校的各任職老師工作順利，培育出更多的優(yōu)異學(xué)生，祝愿母校的未來更加的燦 本書由本人編寫，能力及經(jīng)驗(yàn)有限，疏漏之處在所難免，望各位老師及高人不吝賜教，本人在此深表感謝！ 2013年3月20日