数控车床电气系统的安装与调试

CK 0630 数控车床电气系统的安装与调试姓名：班级：指导老师：完成日期：摘要数字控制技术简称为数控（NC）技术，是一种自动控制技术，它能够对机器的运动和动作进行控制。

采用数控技术的控制系统称为数控系统。

装备了数控系统的机床称为数控机床。

由于数控机床的种类多、数量大，这就促进了数控技术的发展。

本文通过CK 0630数控车床阐述了数控技术的应用。

重点介绍了控制要求的实现和机床的调试。

全文共分为三部分，分别叙述了：对提出控制对象的要求的实现、控制对象各部分动作的基本原理，最后叙述了机床安装完成后的调试。

关键词变频器霍尔元件 CNC 伺服电动机脉冲编码器目录CK 0630 数控车床电气系统的安装与调试 (1)1. 引言 (3)2. 正文 (3)2.1. 控制对象的选择 (3)2.2. 对其各控制对象要求 (3)2.3. 对各控制对象要求的实现 (4)2.3.1 主轴的实现 (4)2.3.2 进给轴的实现 (5)2.3.3 自动换刀的实现 (6)2.4. 机床的调试 (8)2.4.1 系统的调试 (8)2.4.2 变频器的调试 (10)3. 参考文献 (11)1.引言随着科学技术的发展，对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求，而且产品的更新换代也在加快，这对机床设备不仅提出了精度和效率的要求，而且也对其提出了通用性和灵活性的要求。

数控机床就是针对这种要求而产生的一种新型自动化机床。

数控机床配备有数控系统，可以按照事先编好的程序实现机床的运动和动作。

数控机床由程序载体、输出装置、CNC装置、伺服系统和机床的机械部件构成。

2.正文2.1.控制对象的选择广州数控CK0630数控车床系统对车床的控制对象：主轴、进给轴、刀架、润滑及冷却液。

2.2.对其各控制对象要求对其各控制对象要求为：主轴——转速在0~1500r/min内实现无级变速，并能实现正、反转，在任意时刻都可以急停，加、减速时间短，并能保证运动过程中车床的稳定性。

进给轴——能控制X、Z两轴的动作，最小指令单位为：0.001mm，能使X、Z轴进行高低速的转换以实现快速进给和工进。

刀架——能实现四工位的自动换刀和锁紧，电动机控制，换刀必须准确无误。

冷却液——能控制冷却液的开、关。

润滑——能实现自动润滑。

2.3.对各控制对象要求的实现2.3.1主轴的实现机床的主运动通常是旋转运动，无需丝杠或其他直线的装置。

随着生产力的不断提高、机床结构的改进、加工范围的扩大，要求机床主轴的速度和功率不断提高；要求主轴的转速范围不断的扩大；要求主轴的恒功率恒转速范围要大，另外还要求数控机床的螺纹切削功能。

主轴采用了三相异步电动机进行主轴的驱动，并用DC0~10V单极性的模拟电压通过变频器来进行变速。

机床上电后，按下主轴正转按钮，系统向输出接口X7的22号管脚输入一个低电平，使得继电器KA3吸合，进而继电器KA3的常开触点闭合，变频器的S1、SC端口接通使主轴电动机实现正转。

按下反转按钮，系统向输出接口X7的9号管脚输入一个低电平，使得继电器KA4吸合，进而继电器KA4的常开触点闭合，同时接口X7的22号管脚变位高电平使KA3的常开触点打开，变频器的S2、SC端口接通使主轴电动机实现反转。

主轴电动机的轴上还装有脉冲编码器作为转速和位置的检测元件。

主轴的电气连接如下图所示：加工螺纹，就应使带动工件旋转的主轴转数与X、Z轴的进给量保持一定的关系：即主轴每转一转按所要求的螺距沿工件的Z轴进给相应的距离。

采用了脉冲编码器作为主轴的转速和位置的检测元件，并用皮带与主轴连接，传动比为1：1，与主轴一起旋转，发出脉冲。

这些脉冲送到CNC装置作为进给轴的脉冲源，经系统对螺距计算后，发给进给轴位置伺服系统，使进给量与主轴转数保持所要求的比率。

2.3.2进给轴的实现进给驱动系统包括进给轴的伺服电动机和驱动器。

进给运动是根据被加工工件的形状，保持工件与刀具的相对位置。

进给运动驱动动力源的功率要求较小，为了保证生成被加工工件所需要的型线和一定的加工精度，进给轴采用了半闭环系统的伺服电动机来进行控制，在交流伺服电动机的半闭环系统中驱动器接收到系统发出的位置指令，驱动电机动作位置反馈系统将其与机床上位置检测元件测得的实际位置相比较，经过调节，输出相应的位置和速度控制信号，控制各轴伺服系统驱动机床的轴运动，使刀具完成相对工件的正确运动，加工出要求的工件轮廓。

数控机床进给系统是由伺服电动机通过齿轮传至滚珠丝杠带动刀架做直线运动。

GSK928TE 数控系统与 GSK DA98 的接线图如下图所示：X轴接线图Z轴接线图2.3.3自动换刀的实现刀架的自动换刀用单相电机控制。

数控的自动换刀系统是机床的一个重要的组成部分。

刀架为四工位分别为：1号位、2号位、3号位、4号位、每个工位对应一个刀位到位信号。

当系统发出换刀信号后 ,数控系统向刀架接口X4的1号管脚输入一个低电平，使得继电器KA1得电吸合，其常开触点KA1闭合，常闭触点KA1打开, 刀架正转控制接触器ＫＭ2 接通 110Ｖ交流电源 ,ＫＭ2 吸合 , 换刀电机通入电后正向旋转 ,驱动蜗杆减速机构 ,螺杆升降机构使上刀体上升。

当上刀体上升到一定高度时 ,离合转盘起作用 ,带动上刀体旋转。

刀架上端的发信盘对应每个刀位都安装一个霍尔元件SQ9、SQ10、SQ11、SQ12，当上刀体旋转到某一刀位时 ,该刀位上的霍尔元件与刀架上的磁钢感应向系统反馈刀位信号，数控系统将反馈的刀位信号与指令输入的刀位信号进行比较，当两信号相同时，说明上刀体已旋到所选刀位 , 否则继续旋转。

转到所选刀号后 ,数控系统立即向接口X4的1号管脚输入一个高电平使KA1断开进而使得刀架停止旋转，并向接口X4的9号管脚输入一个低电平，使得KA2得电吸合，其常开触点KA2闭合，常闭触点KA2打开, 刀架反转控制接触器ＫＭ3 接通110Ｖ交流电源 ,ＫＭ3 吸合 , 换刀电机通入电后反向旋转 ,在活动销的反靠作用下，蜗杆带动上刀体下降，直至齿轮盘啮合完成精定位。

刀架电动机反转锁紧的时间是由数控系统中所存在参数所决定的。

刀架部分的电气连接：2.4.1系统的调试GSK 928 TE数控系统设计了P01~P25共25个参数，每个参数都有其确定的含义并决定数控系统机床的工作方式。

在选择参数号后，系统点亮显示所选的参数号并在屏幕下方用汉字显示了该参数的名称。

各参数的具体含义如下：2.4.2变频器的调试a、简易运行指示灯的名称：FREF 频率指令设定/监视FOUT 输出频率监视IOUT 输出电流监视MNTR 多功能监视F/R 操作器RUN指令的正反选择LO/RE 面板/远程选择PRDM 参数NO/数据b、参数调试：N02=0 时，操作器RUN、STOP有效RESET=1 时，控制回路端子的运行、停止有效N03=0 时，操作起的旋钮有效=2 时，控制回路端子的的电压指令（0—10V）有效N05=0 时，可反转=1 时，不可反转N09=50~400HZ ```````` 最高输出频率N11=0.2~400HZ```````` 最大电压输出频率（基波频率）随着数控系统、机床结构和刀具材料的技术发展，数控车床将向高速化发展，进一步提高主轴转速移动以及换刀速度；工艺和工序将复合化、集中化；数控车床向多主轴、多刀架发展；为实现长时间无人化全自动操作，数控车床向全自动方向发展；机床的加工精度向更高方向发展。

3.参考文献邵群涛主编，电机及拖动基础，机械工业出版社，2005年8月第1版林其骏主编，数控技术及应用，机械工业出版社，2001年3月第1版熊光华主编，数控机床，机械工业出版社，2007年1月第1版西安技师学院，广州数控928TE安装与调试手册，西安技师学院，2007年6月出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。

然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。

诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。

宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。

若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。

侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。

将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。

亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。

先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。

侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。

臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。

先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。

后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。

先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。

受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。

今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。

此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。

至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。

愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。

若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。

臣不胜受恩感激。

今当远离，临表涕零，不知所言。