数控机床主轴控制电路的连接
(FANUC 0i-mate-TC)数控车床主轴驱动系统的装调
2.
三菱E700变频器参数设置
（1）、三菱E700变频器操作要领
将所有参数 恢复至出厂 值
变更参数设定值
Pr.160 用户参数组读取选择＝ “1”，用户参数组中未登录 Pr.79 。Pr.77＝ “1”，禁止写入参数。
需要设置的参数
四、任务检查
（1） 操作数控系统FANUC 0i-mate-TC ，运行模式为“手动”运行模 式，摁下“主轴正转”键，则主轴电机正向旋转。摁下“主轴倍率”增 加键（减少键），主轴转速增大（减小）； （2）操作数控系统FANUC 0i-mate-TC ，运行模式为“手动”运行模 式，摁下“主轴反转”键，则主轴电机反向旋转。摁下“主轴倍率”增 加键（减少键），主轴转速增大（减小）； ； （3） 操作数控系统FANUC 0i-mate-TC ，运行模式为“手动”运行模式 ，摁下“主轴停”键，则主轴电机停止旋转； （4） 操作数控系统FANUC 0i-mate-TC ，运行模式为“MDI”运行模式， 输入“M03S800”，或者“M04S800”或者“M05”主轴能正确动作。
编码器用在主轴系统上： （1）测主轴转速显示在NC屏幕上； （2）车削螺纹时，不至于乱牙；
（二）MITSUBISHI E700 系列变频器
主轴伺服驱动装置
主轴电机
1. 变频器连接图
变频器
三相异步电机
端 子 、任务实施
（一）电气线路测绘
每一组随机抽检2份PPT课件，并通过PPT汇报展示电气测绘的成 果，教师现场打分。
60 f 1 n 1 s n0 1 s p 1 变频调速 (无级调速)
f=50Hz +
整流器 逆变器
三种电气 调速方法
f1、U1可调 M
CA6140车床数控改造电路图-变频主轴(GSK980TB3)
A B C D EABCDE标签完整的名称F24_002 - GB - A4结构描述结构标识符总览=DOC（文档图纸）高层代号=SCH（原理图）高层代号=REP1（接线图表）高层代号=REP2（材料表）高层代号+A电柜位置代号+B操作站位置代号+C1床身位置代号+C2拖板位置代号+E床头位置代号+F刀架位置代号+R液压站位置代号+L冷却箱位置代号+I排屑器位置代号+M尾座位置代号ABCDEABCDE开关电源电子手轮变频器主轴电机主轴编码器X 伺服电机X 驱动器Z 驱动器Z 伺服电机电动刀架AC/DC配电盘润滑油泵冷却泵机床照明GSK980TB3数控系统-XS2电源接口-XS30X 驱动接口-XS31Z 驱动接口-XS32主轴编码器-XS38手轮-XS34主轴接口-XS39输出1-XS40输入1-XS41输入2-XS42输出2A B C D EABCDE 端子图表F13_003 - GB-A4端子排功能文本线号线号目标代号目标代号短连接短连接内部目标外部目标放置=SCH（原理图）+A-X1L1L11电源L1-QF0:1+/1.1:C L2L22=L2-QF0:3+/1.1:C L3L33=L3-QF0:5+/1.1:C PE PE PE=A B C D EABCDE功能文本线号线号目标代号目标代号短连接短连接内部目标外部目标放置=SCH（原理图）+A-X2-FN1:121电柜风机2-QF7:2+/3.4:A2-X2:3+/3.5:C-FN1:202电柜风机-GD2:N+/3.3:C+B-A1-GD1:N+/4.3:C0-X2:4+/3.6:C-FN1:PE PE PE电柜风机-FN2:123=2-X2:1+/3.4:C-FN2:204=0-X2:2+/3.4:C-FN2:PE PE PE=+E-M2:U1U25主电机冷却风机U2-QM1:2+/9.2:B+E-M2:V1V26=V2-QM1:4+/9.2:BW2-QM1:6+/9.2:B+E-M2:W1W27=+E-M2:PE PE PE=U5-KM1:2+/14.1:C+F-M5:U1U58刀架电机U5-FV2+/14.1:CV5-KM1:4+/14.1:C+F-M5:V1V59刀架电机V5-FV2+/14.1:C+F-M5:W1W510刀架电机W5-KM1:6+/14.2:CW5-FV2+/14.1:CA B C D EABCDE功能文本线号线号目标代号目标代号短连接短连接内部目标外部目标放置=SCH（原理图）+A-X2+F-M5:PE PE PE刀架电机+L-M6:U1U611冷却泵电机U6-KM3:2+/16.2:B+L-M6:V1V612=V6-KM3:4+/16.2:B+L-M6:W1W613=W6-KM3:6+/16.2:B+L-M6:PE PE PE=+R-M7:114导轨润滑电机+R-M7:215=22-U3-X2:5C+/17.3:C+R-M7:PE PE=A B C D EABCDE功能文本线号线号目标代号目标代号短连接短连接内部目标外部目标放置=SCH（原理图）+A-X31系统上电L+-GD2:+24V+/3.3:C+B-SB1:21L+2=3+B-SB1:22+/4.1:A+B-SB2:1333=4+B-SB2:14+/4.1:C-KA0:14(+)44X 限位+24V-XS40A-X:11+/6.4:C+B-SB3:21+24V+24V-X3:4+/8.2:A+24V-X3:4+/7.2:A+B-SB5:13+24V4循环启动-X3:10+/8.3:A+24V+C2-SQ1-1:1175X 限位7+B-SB3:22+/7.2:B+B-SB4:137+C2-SQ1-3:32+/7.2:D6X 限位+C1-SQ2-3:3210*ESP+B-SB4:14+/7.5:C-XS40A-X:10*ESP7急停*ESP+C1-SQ2-1:11+/7.3:C8循环启动+B-SB5:14ST ST-XS40A-X:8+/8.2:D*SP-XS40A-X:7+/8.3:D9进给保持+B-SB6:22*SP+24V-X3:4+/8.2:A+C2-SQ1-2:21+24V10X 零点+24V-X3:12+/8.4:A*DECX-XS40A-X:1+/8.3:D+C2-SQ1-2:22*DECX11X 零点12Z 零点+C1-SQ2-2:21+24V+24V-X3:10+/8.3:A+C1-SQ2-2:22*DECZ13=*DECZ-XS40A-X:9+/8.4:DA B C D EABCDE功能文本线号线号目标代号目标代号短连接短连接内部目标外部目标放置=SCH（原理图）+A-X3+F-U5:+24V+24V14刀架电源+24V-XS40A-X:23+/15.2:D+F-U5:0V0V15=0V-XS40A-X:24+/15.2:D+F-U5:1T01161号刀T01-XS40A-X:6+/15.3:D+F-U5:2T02172号刀T02-XS40A-X:5+/15.4:D+F-U5:3T03183号刀T03-XS40A-X:4+/15.5:D+F-U5:4T04194号刀T04-XS40A-X:3+/15.5:D+C2-EL24V20机床照明24V-QF5:2+/2.5:D+C2-EL:x2021=0-TC2+/2.3:C-GD2:N+/3.3:CA B C D EABCDE符号地址设备标识符 PLC地址项目名称功能文本放置端子车床数控改造电路图-变频主轴（GSK980TB3）=SCH（原理图）+B-A1+/10.1:A主轴故障7+/10.2:A模拟电压10+/10.3:A0V11+/6.1:A13+/6.2:A18+/6.2:A19+/6.2:A20+/6.2:A21+/6.3:A22+/6.3:A23+/6.3:A24+/6.3:A25+/6.4:A11+/6.5:A14+/6.5:A15+/6.5:A16+/6.5:A17+/6.6:A18+/15.2:D电源23+/15.2:D0V24+/6.6:A25+/10.2:D电源11A B C D EABCDE符号地址设备标识符 PLC地址项目名称功能文本放置端子车床数控改造电路图-变频主轴（GSK980TB3）=SCH（原理图）+B-A1X1.0+/7.5:E急停10X1.1+/8.4:E Z 零点减速9X1.2+/8.2:E循环起动8X1.3+/8.3:E进给保持7X1.5+/8.3:E X 零点减速1X2.0+/15.3:D 1 号刀6X2.1+/15.4:D 2 号刀5X2.2+/15.5:D 3 号刀4X2.3+/15.5:D 4 号刀3X3.7+/10.1:D速度到达7Y5.0+/10.5:A主轴正转7Y5.1+/10.6:A主轴反转3Y5.3+/16.4:A冷却15Y5.4+/17.4:A润滑6Y6.6+/14.5:A刀架正转12Y6.7+/14.6:A刀架反转13A B C D EABCDE 元件汇总表元件代号型号描述制造商数量广州数控2伺服驱动器，20A模块，适配1～1.3kw伺服电机DA98A-20-A2广州数控2伺服驱动器，30A模块，适配1.5～1.88kw伺服电机DA98A-30-A3阿尔法2变频器，三相380V，7.5kw/11kw，17A/25A;ALPHA6000E-37R5GB/3011PB-A4广州数控1数控车床系统，横式，7寸液晶屏GSK980TB3-A11LED机床工作灯，长臂式，24V AC，12W。
一种双主轴数控机床控制电路设计
一种双主轴数控机床控制电路设计双主轴数控机床是一种能够同时加工两个工件的机床，具有加工效率高、节省时间和成本的优势。
而双主轴数控机床的控制电路设计是其运行的重要组成部分，对机床的运行稳定性和加工精度起着关键作用。
本文将对双主轴数控机床控制电路设计进行详细介绍。
1. 双主轴数控机床控制电路的基本要求1）高稳定性：控制电路需要具有高稳定性，能够保证机床在长时间运行过程中不发生故障。
2）高精度：控制电路需要具有高精度，能够保证机床加工的工件具有一致的精度和质量。
3）高效率：控制电路需要具有高效率，能够实现对双主轴的精准控制和协调运行，提高加工效率。
双主轴数控机床控制电路设计的关键技术包括以下几个方面：1）双主轴同步控制技术：双主轴数控机床需要实现两个主轴的同步控制，需要采用先进的同步控制技术，确保两个主轴的运行速度和位置一致。
2）伺服系统设计：双主轴数控机床需要配备伺服系统，能够实现对主轴的精准控制，保证工件加工的精度和质量。
4）故障诊断技术：双主轴数控机床需要配备故障诊断技术，确保在出现故障时能够及时发现并解决问题，保证机床的稳定运行。
2）伺服系统设计：采用伺服系统控制主轴的转速和位置，实现对主轴的精准控制。
伺服系统采用高性能伺服电机和伺服驱动器，具有高定位精度和动态响应特性。
3）电机控制技术：采用先进的电机控制技术，如矢量控制技术、磁场定向控制技术等，实现对主轴的精准控制，提高加工效率。
双主轴数控机床控制电路设计的应用前景十分广阔，将在汽车、航空航天、军工等领域得到广泛应用。
双主轴数控机床能够实现对两个工件的同时加工，具有加工效率高、节省时间和成本的优势，将成为未来机械加工领域的主流设备。
在汽车制造领域，双主轴数控机床能够满足汽车发动机、变速器、车轮轴等部件的高效加工需求，提高生产效率和产品质量。
在军工领域，双主轴数控机床能够满足枪械、导弹、坦克等装备的高精度加工需求，提高武器装备的性能和可靠性。
数控机床主轴驱动装置及维修
5．功能参数设定错误报警
OPE01：变频器容量设定不当。 OPE02：参数设定不当（参数设定超过设定范围）。 OPE03：多功能输入设定不当（多功能输入有2个以上相 同的值）。 OPE06：控制方式参数选择错误（参数A1—02设定与变 频器实际控制方式不符）。 OPE10：U/F参数设定不当（最高频率、基本频率、中间 频率、最低频率之间设定矛盾）。 首先进行变频器初始化操作．如果故障解除，则为变频 器参数设定不当．如果故障还存在，则需更换变频器．
（3）输出侧短路故障SC（Short Circuit）
产生故障的可能原因有：变频器的逆变块击穿短路；电动机短路； 变频器电流检测电路不良。
（4）主回路熔断器故障PUF（DC Bus Flues Open）
产生故障的可能原因有：变频器的逆变块击穿短路；电动机相间短 路。
3．散热板片过热故障OH（Heat sink Over Tmp）
2.FANUC系统α系列主轴模块的连接
CX1A：交流200V电压输入 连接到电源模块的CX2B
CX2A：DC24V输入接口 与电源模块的CX2B相连
JX1A ： 模 块 之 间 信 息 接 口 连接到电源模块的JX1B
JY2：主轴电动机内装传感 器信号及定子绕组温度开关 信号
DC Link：DC300V输入，连接 到电源模块的直流电压输出
663 4133 4133 3
651 4019#7 4019#
9#7
7
650 4001.2 4002.1
1#2
6577 4077
4077
电机代码
初始化位
是否使用位置 27# 编码器 主轴定向位置 偏移量
4003#2 /3
主轴定向旋转 方向
CKA6150典型数控系统电气控制硬件连接
第8章典型数控系统电气控制硬件连接
（9）独立放置的操纵箱可纵向滑移，便于操作者就近对刀，操纵 箱面板采用触摸式按键，美观可靠。
（10）配有内冷却，不抬起刀架更有利于加工工件及防止冷却液 飞溅。
（11）床鞍及滑板导轨结合面采用“贴塑”处理，移动部件可实 现微量进给，防止爬行。
2．CKA6150数控车床电气系统简述 CKA6150数控卧式车床的电气控制系统是由CNC主控制装置、交流 伺服驱动系统、主轴系统、强电控制部分等构成。CNC主控制装置 以及伺服驱动装置，采用日本FANUC公司的产品，使机床性能价格 比十分优越；主轴系统采用日本三菱变频器主轴变速，方便灵活。 机床电气控制系统框图如图8-10所示。
第8章典型数控系统电气控制硬件连接
电网电压：交流380V(±10%) 电网频率：50Hz（±1Hz） 工作环境温度：5～40度
相对湿度：25°时80% （3）机床电气的构成 1）数控系统CNC 日本FANUC公司：FANUC Oi MATE TC 2）伺服驱动装置及伺服电动机 X轴：B-SVM1-20伺服驱动装置 B8/3000iS伺服电动机 Z轴：B-SVM1-20伺服驱动装置 B8/3000iS伺服电动机 本伺服电动机配有绝对值编码器，在加工过程中有断电保护功能 。．
第8章典型数控系统电气控制硬件连接图81fanuc0i0imatetc主面板及主控单元前视图第8章典型数控系统电气控制硬件连接图82fanuc0i0imatetc主控单元后视图及其接口信号的定义第8章典型数控系统电气控制硬件连接3fanuc0i数控装置io单元接口信号的定义fanuc0i数控装置io单元视图及其接口信号的定义如图83所示2fanuc0i0imate进给伺服驱动装置进给伺服系统主要由各轴进给伺服驱动装置及其伺服电动机组成伺服驱动装置接受从主控制单元发出的进给速度和位移指令信号作一定的转换和放大后驱动伺服电电动机从而通过机械传动机构驱动机床的执行部件实现精确的工作进给和快速移动
数控机床第8章 数控机床电气控制电路设计与案例(2015-08))
图8-4 保护接地连接
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(2）工作接地
为了保证设备的正常工作，如直流电源常需要有一极接地，作为参 考零电位，其他极与之比较，形成直流电压，例如±15V、±5V、±24V 等；信号传输也常需要有一根线接地，作为基准电位，传输信号的大小 与该基准电位相比较，这类地线称工作地线。在系统中一定要注意工作 地线的正确接法，否则非但起不到作用反而可能产生干扰，如共地线阻 抗干扰、地环路干扰、共模电流辐射等等。
周德卿 2015.8
2
图8-1 某数控车床的机床主电路与继电控制电路原理图
周德卿 2015.8
3
① 主电路如图8-1左半部分所示。该电路是指3相交流380V电源和起 拖动作用的电动机之间的电路，它由电源开关、熔断器、断路器或电动 机保护器的过流过压触点、热继电器的热元件、交流接触器的主触点、 电动机以及其它要求配置的电器如电源变压器、控制变压器、变频器、 交流开关稳压电源等电气元件连接而成。
在数控系统中，常用的隔离变压器有伺服变压器和控制变压器， 其产品与电气符号如图8-7所示。
图8-5 单点接地几种形式
周德卿 2015.8
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(3）屏蔽接地
为了抑制噪声，电缆、变压器等的屏蔽层需接地，相应的地线称为 屏蔽地线。在低阻抗网络中，低电阻导体可以降低干扰作用，故低阻抗 网络常用作电气设备内部高频信号的基准电平（如机壳或接地板），连 接时应标明符号“ ” 作为屏蔽地。以屏蔽电缆为例，数控系统中有很 多弱信号传输线，传输模拟信号或数字信号，如CNC到伺服驱动信号线、 编码器反馈电动机位置与速度的信号线等，它们极易受干扰必须使用屏 蔽电缆。
该电路的控制原理同典型的电动机拖动控制电路，只是控制 触点的信号来自CNC数控单元和I/0接口单元输出电路中的直流 继电器的常开（或常闭）触点，如图8-1中控制主轴电动机正、 反转的直流继电器KA1、KA2；控制刀架电动机正、反转的直流 继电器KA4、KA5等，均是由PLC相应输出接口控制的。
数控机床主轴驱动与控制
特点，还可以实现定向和进给功能，当然价格也是最高的， 通常是同功率变频器主轴驱动系统的2--3倍以上。
伺服主轴驱动系统主要应用于加工中心上，用以满足系 统自动换刀、刚性攻丝、主轴C轴进给功能等对主轴位置 控制性能要求很高的加工。
6.2.3主轴分段无级调速
6.2主轴驱动与控制(Spindle Drive and Control)
图6.3所示为西 门子802C数控系 统的变频调速控 制连接图。主轴 电机的正反转通 过继电器KA2和 KA3控制，转速 大小通过X7口模 拟电压值大小控 制。
6.2主轴驱动与控制(Spindle Drive and Control)
6.1 概述
1.主轴驱动系统的功能
主轴驱动系统通过控制主轴电机的旋转方向和转速， 从而调节主轴上安装的刀具或工件的切削力矩和切削速度， 配合进给运动，加工出理想的零件。因此，主轴驱动的主 要功能是为各类工件的加工提供所需的切削功率。
此外，当数控机床具有螺纹加工、恒线速加工以及准 停要求（比如加工中心换刀）时，对主轴也提出了相应的 位置控制要求，所以此类数控机床还具有主轴与进给联动 功能和准停控制功能。
6.1 概述
（3）DANFOSS（丹佛斯）公司系列变频器 该公司目前应用于数控机床上的变频器系列常用的有：
VLT2800，可并列式安装方式，具有宽范围配接电机功率： 0.37KW-7.5KW 200V/400；VLT5000，可在整个转速范围内进行 精确的滑差补偿，并在3ms内完成。在使用串行通讯时，VLT 5000对每条指令的响应时间为0.1ms，可使用任何标准电机与VLT 5000匹配。
对于中档数控机床而言主要采用这种方案。其主轴传动仅采用两 挡变速甚至仅一挡即可实现100—200 r/min左右时车、铣的重力切 削。一些有定向功能的还可以应用于要求精镗加工的数控镗铣床。 但若应用在加工中心上，还不很理想，必须采用其他辅助机构完成 定向换刀的功能，而且也不能达到刚性攻丝的要求。
数控机床的电气连接与调试1
轴，4轴联动。 除此之外，还有实现机床个性化的CNC 16／18 / 160／180系列
第三页，共105页。
项目1：数控系统的连接(liánjiē)及调试
●Fanuc0iC数控系统的组成与特点
最大控制轴数
4轴
最大控制主轴电机数 2个
可连接的伺服电机 αi S 伺服电机
可连接的主轴电机 αi 主轴电机
N0000 00100010（数值(shùzí)）
位轴型：
N1008 X: 00100011 Y: 00000101Z : 00000111A000000001
N1023 X: 1 Y: 2 Z: 3 A :4
第十七页，共105页。
项目1：数控系统的连接(liánjiē)及调试
参数说明中空白位和画面上有显示(xiǎnshì)但参数表中没有说明的参数号，是为 了将来扩展而备用的。必须将其设为0. T系参数和M系参数可能不同，不同系统的参数有两层参数区分，空白表示该参 数不能使用。
伺服接口
FANUC 串行伺服总线
(FSSB)
显示单元 7.2” 单色LCD 或8.4” /10.4”彩色
LCD
显示单元具备PC功能
第四页，共105页。
项目(xiàngmù)1：数控系统的连接及调试
CP1：系统直流24V输入电源接口 FUSE：系统DC24V输入熔断器
车床电气线路分析
车床电气线路分析车床是一种常用的机械设备，用于加工金属和其他材料。
在车床的使用过程中，电气线路是至关重要的系统之一，对车床的正常运行起着重要的作用。
下面将对车床电气线路进行详细的分析。
车床的电气线路由电源系统、控制系统和电机系统组成。
电源系统提供车床所需的电能，包括主电源和控制电源。
主电源是车床的主要电源，通常是交流电。
控制电源是用来供给车床的控制系统和电机系统的低压直流电源。
控制系统是车床的核心部分，通过控制电路来实现车床的各种工作方式和运动控制。
控制系统主要包括主控制电路、操作控制电路和保护电路。
主控制电路是车床的主要控制部分，它通过对电机系统的控制来实现车床的各种工作方式。
主控制电路通常由控制开关、控制按钮和接触器组成。
控制开关用于选择车床的工作方式，如正转、反转和停止等。
控制按钮用于手动控制车床的运动，如快速进给和手动进给。
接触器是控制开关和电机之间的连接，通过控制开关的操作来控制电机的运行。
操作控制电路是通过控制按钮来实现对车床运动的控制。
操作控制电路通常包括按钮开关、继电器和接触器等组件。
按钮开关用于选择车床的运动方式，如手动、自动和急停等。
继电器是控制按钮和电机之间的连接，通过按钮的操作来控制电机的运行。
接触器用于控制车床的转向和速度。
保护电路是用来保护车床和操作人员的安全的电路系统。
保护电路主要包括短路保护、过载保护和接地保护等。
短路保护用于检测车床电气线路中的短路情况，并采取相应的保护措施，如断开电路或切断电源。
过载保护用于检测车床电气线路中的过载情况，并采取相应的保护措施，如断开电路或切断电源。
接地保护用于检测车床电气线路中的接地故障，并采取相应的保护措施，如切断电源。
电机系统是车床的动力系统，通过电动机提供驱动力。
电机系统通常由主电机和辅助电机组成。
主电机是车床的主要驱动力，通过转动主轴来实现工件的加工。
辅助电机用于控制车床的各种辅助装置，如进给机构、冷却系统和刀具升降装置等。
机床启动电路的控制分析
感谢观看
机床启动电路的 床上电控制，包含强电部分和弱电部分，启动 时按照先上强电，再开弱电，关闭时先关弱电，再下 强电的逻辑进行操作。
二、介绍数控机床主电路图
1. 主电路图 三相交流电
380V，通过电 源总开关，分 别给伺服驱动、 主轴驱动、刀 架电源和控制 电源提供电源。
三、介绍数控机床主控制路图
1. 控制电路电气原理图
三、介绍数控机床主控制路图
2. 控制原理图
机床按下启动按钮SB1,给系统提供24V直流电源，同时继电器KA1的线 圈得电，常开触点闭合，给系统电源接口CPI、1/0模块电源接口CP1、 SVPM的CXA2C接口、刀架线路板工作电源接口提供DC24V电源。
二、介绍数控机床主电路图
2. 控制原理
为一体化伺服放大器SVPM供电，380V三相交流电经过低压断路器QF1、 AC 380V/AC 220V伺服变压器降压后，成为220V交流电，经过交流接 触器KM1的主触点、电抗器后连接，只有在交流接触器KM1的线圈接 通的时候，常开触点才闭合，伺服驱动器才能供电。
5.第五章 数控机床电气控制线路
1
第一节 数控车床电气控制线路
数控车床的机械部分比同规格的普通车床更为紧凑简洁。 主轴传动为一级传动,去掉了普通机床主轴变速齿轮箱， 采用了变频器实现主轴无级调速。进给移动装置采用滚 珠丝杠，传动效率高、精度高、摩擦力小。
2
1.1 数控车床的主要工作情况
一般经济型数控车床的进给均采用步进电动机，进给电 动机的运动由NC装置实现信号控制。 数控车床的刀架能自动转位。换刀电动机有步进、直流 和异步电动机之分，这些电动刀架的旋转、定位均由NC 数控装置发出信号，控制其动作。而其他的冷却、液压 等电气控制跟普通机床差不多。 现以经济型CK0630型数控车床为例，说明普通数控车床
20
图 5.11 数控系统控制步进驱动接线图原理图
21
4、数控系统对电动刀架的控制:
(1)、直流型电动机电动刀架
数控系统控制电动刀架,主要控制刀架电动机的正反转, 所反应的刀号数送给数控系统.从数控系统输入信号接 口来看，低电平有效。由于电动机电流不是太大，故 选用数控系统能驱动的功率继电器。
数控系统控制电动刀架电动机的接线原理图如图5.12 所 示 。 P3 口 的 O6(P3.6) 和 O7 （ P3.7) 控 制 KA3 、 KA4继电器,由于输出低电平有效,故中间继电器另一端 接+24V。三个微动开关信号SQ1～ SQ3分别接P3口 的I1（P3.21)、I2（P3.22）、I3（P3.23），信号低 电平有效。图5.12中，用 KA3、KA4的触点控制直流 电动机正反转，而直流电源 DC27V的产生通过变压器 和整流桥等电路产生。
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图5.19 CLK脉冲与DIR信号波形
图5.20 数控系统与步进驱动的接口图
数控机床电气控制原理图 PPT
2.2.5 电气原理图识图
1、必须熟悉图中各器件的符号和作用。 2、识主电路 3、识控制电路 4、对于机电液配合比较紧密的生产机械，深入了解 机械传动和液压传动。 5、识读照明、信号指示、检测、保护等部分。 即：从机到电、先主后控、化整为零、连成系统
例1：
例1：
数控车床电气控制原理图分析
机床电气
机起 串动 KT得电 计时
KM2得电 电动机全压运行
停止
图中电动机由降压起动转为
全压运行后KM1和KT均断电，
起动
只有KM2得电。
按下SB1，电动机停
2 Y -△降压起动
⑴ 原理：起动时，定子绕组接成星形，每相绕组所承 受的电压为电源的相电压（220V），待转速上升到接 近额定转速时，再将定子绕组的接线换接成三角形， 每相绕组所承受的电压为电源的线电压（380V），电 动机进入全电压正常运行状态。 ⑵应用：用于正常运行时定子绕组为△联结的电动机。
二、能耗制动控制 原理： 电动机脱离三相交流电源后，在定子绕组 加直流电源，以产生起阻止旋转作用的静止磁场， 达到制动的目的。
二、能耗制动控制 1.单向能耗制动控制
工作原理：
按SB2
KM1通电
电动机起动
KM1断电 能耗 按SB1 KM2通电 制动
KT通电 延时
KM2断电（制动 结束）
桥式整流电路
的启动、运行（调速）、制动等继电器接触器控 制基本线路识图、绘图、设计等；
2.2.1 电气原理图图形符号和文字符号
1、文字符号 用来表示电气设备、装置、元器件的名称、功能、
状态和特征的字符代码。例如， FR表示热继电器。 2、图形符号
用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符。 例如，“～”表示交流，R表示电阻等。
机床电气控制线路基本环节
机床电气控制线路基本环节概述机床电气控制线路是机床系统中的重要组成部分，它负责控制机床的各个运动部分，以实现各种加工操作。
本文将介绍机床电气控制线路的基本环节，包括电源输入、电气元件、控制器和传感器等内容。
电源输入机床电气控制线路的第一个环节是电源输入。
机床通常使用三相交流电作为电源。
三相电源具有稳定的电压和较低的失真，能够提供足够的电能以满足机床的工作需求。
在机床电气控制线路中，通常采用三相电源输入方式，以保证机床系统的稳定性和可靠性。
在机床电气控制线路中，常见的电气元件包括接触器、继电器、断路器、变压器和开关等。
这些电气元件用于控制机床的开关动作和电路的连接与断开，保证机床系统的正常运行。
接触器接触器是一种电磁开关，广泛应用于机床电气控制线路中。
接触器能够实现远距离的控制，具有较高的容量和可靠性。
在机床电气控制线路中，接触器常用于控制机床的电动机启停和正反转等动作。
继电器继电器是一种电气装置，用于在电路中实现信号的接通和断开。
继电器能够将小电流信号转化为大电流信号，以控制机床系统的各个动作部分。
在机床电气控制线路中，继电器常用于控制机床的多路切换和信号转换等操作。
断路器是一种保护设备，它能够在电路中检测到过载电流和短路故障时自动断开电源。
断路器能够有效保护机床电气控制线路和设备免受电流过载和短路故障的损害，并提供重要的安全保护。
变压器变压器是一种电气设备，它能够将交流电能转换为不同电压级别的电能。
在机床电气控制线路中，变压器常用于调整电路中的电压和电流，以满足不同电器设备的工作要求。
开关开关是机床电气控制线路中最基本的元件之一，用于控制电路的通断。
开关的种类繁多，常见的有单档开关、双档开关、限位开关和按钮开关等。
开关能够实现机床系统的手动和自动控制，是机床电气控制线路中的核心组件之一。
控制器是机床电气控制线路中负责控制和调节机床工作状态的重要组成部分。
控制器通常由微处理器、存储器、输入输出接口和控制算法等部分组成。
数控机床主轴变频调速系统的连接与调试
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任务5.1数控机床主轴控制系统的认知
• 当然根据生产厂家和型号的不同, 主轴驱动装置也可以支持脉冲指令 、总线、RS232、RS422、RS485 甚至网络等控制接口。
• 3.驱动装置及电动机运行状态控制接口 • 主轴驱动装置都提供控制电动机正/ 反转的开关量接口, 进给驱动装置
• 1.调速范围宽 • 保证加工时选用合适的切削用量, 以获得最佳的生产率、加工精度和
表面质量。特别对于具有自动换刀功能的数控加工中心, 为适应各种 刀具、工序和各种材料的加工要求, 对主轴的调速范围要求更高, 要求 主轴能在较宽的转速范围内根据数控系统的指令自动实现无级调速, 并减少中间传动环节, 简化主轴箱。
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任务5.2交流变频主轴驱动系统的连接与 调试
• 一、异步电动机的概念
• 三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转的磁场, 三相 异步电动机的定子绕组就是用来产生旋转磁场的。三相电源相与相之 间的电压在相位上相差120°, 这样, 当在定子绕组中通入三相电源时, 定子绕组就会产生一个旋转磁场, 其原理如图5 -2 - 1 所示。图中分四 个时刻来描述旋转磁场的产生过程。电流每变化一个周期, 旋转磁场 在空间旋转一周, 即旋转磁场的旋转速度与电流变化是同步的。
数控机床主轴变频调速系统的连接与调试
• 1.调速范围宽 • 保证加工时选用合适的切削用量, 以获得最佳的生产率、加工精度和
表面质量。特别对于具有自动换刀功能的数控加工中心, 为适应各种 刀具、工序和各种材料的加工要求, 对主轴的调速范围要求更高, 要求 主轴能在较宽的转速范围内根据数控系统的指令自动实现无级调速, 并减少中间传动环节, 简化主轴箱。
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任务5.1数控机床主轴控制系统的认知
• 二、主轴电动机的分类与特点
• 为了满足数控机床对主轴驱动的要求, 主轴且在大的调速范围内速度要稳定，恒功率调速范
围宽。 • ②在断续负载下电动机转速波动要小。 • ③加速、减速时间短。 • ④温升低，噪声和振动小，可靠性高，寿命长。 • ⑤电动机过载能力强。 • 常见主轴电动机可以分为以下三类: • 1.直流主轴电动机
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任务5.1数控机床主轴控制系统的认知
• 采用强切削电动机后, 由于无需机械调速, 主轴箱内省去了齿轮和离合 器, 主轴箱实际上成了主轴支架, 简化了主传动系统。
• 三、主轴驱动装置的接口
• 主轴驱动装置的接口与进给驱动装置有许多类似, 进给驱动装置具备 的接口, 在主轴驱动装置上一般都可以找到, 只是不同厂家不同档次的 主轴驱动装置所包含的接口类型不同,例如, 主轴伺服装置的接口类型 比变频器的接口要丰富; 具备矢量控制功能的变频器又比简易型变频 器接口丰富。不同的是: 进给驱动装置主要工作在位置控制模式下, 而主轴驱动装置主要工作在速度控制模式下; 同一台数控机床上主轴 输出功率比进给轴输出功率要大得多。
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电网交流电被直接变成了可调频调压的 交流电，又称为直接变频器。 交-直-交变频器是先把电网交流电转换 为直流电，经过中间滤波环节之后，再 通过逆变器进行逆变才能转换为变频变 压的交流电，故称为间接变频器。 数控机床中大多采用交-直-交变频器。
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交-直-交变频器结构图
任务二：主轴控制电路的连接 三、主轴的伺服控制
1、模拟主轴控制
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任务二：主轴控制电路的连接 三、主轴的伺服控制
1、模拟主轴控制
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任务二：主轴控制电路的连接 三、主轴的伺服控制
任务二：主轴控制电路的连接 三、主轴的伺服控制
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在CNC中，主轴转速通过S指令进行编程，被编程的S指令可以转换为 模拟电压或数字量输出，因此主轴有两种控制方式：利用模拟量输出进 行控制（简称模拟主轴）和利用串行总线进行控制（简称串行主轴）
1、模拟主轴控制 主轴控制即为传统的模拟量控制，从CNC单元输出0- ±10V的模拟
2、串行主轴控制
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从CNC单元输出的控制指令（数据）控制主轴电动机的转速及转向， 转向控制也由相应的参数决定。
任务二：主轴控制电路的连接 三、主轴的伺服控制
2、串行主轴控制
JA41
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任务二：主轴控制电路的连接 三、主轴的伺服控制
无级调速
变频器+异步电机+主轴
方
式
伺服驱动器+伺服电机+主轴
电主轴
任务二：主轴控制电路的连接
二、主轴传动配置形式
1、普通笼型异步电动机配齿轮变速箱
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这是最经济的一种方法 主轴配置方式，但只能实现 有级调速，由于电动机始终 工作在额定转速下，经齿轮 减速后，在主轴低速下输出 力矩大，重切削能力强，非 常适合粗加工和半精加工的 要求。
任务二：主轴控制电路的连接
二、主轴传动配置形式
2、普通笼型异步电动机配变频器
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可以实现主轴的无级调 速，主轴电动机只有工作在 约500转/分钟以上才能有比 较满意的力矩输出，否则很 容易出现堵转的情况。这种 方案适用于需要无级调速但 对低速和高速都不要求的场 合。
任务二：主轴控制电路的连接
二、主轴传动配置形式
3、三相异步电动机配齿轮变速箱及变频器
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配合两级齿轮变速，基本上可以满足车床低速（100—200转/分钟）小加 工余量的加工，但同样受最高电动机速度的限制。这是目前经济型数控机床 比较常用的主轴驱动系统。
任务二：主轴控制电路的连接
2、恒功率范围要宽； 低速区为恒转矩输出，为了满足数控机床低速强力切削的需要，常采用分段
无级调速的方法，即在低速段采用机械减速装置，以提高输出扭矩。同时，扩 大主轴的恒功率调速范围，提高机床加工效率。
任务二：主轴控制电路的连接
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一、对主轴控制的要求
机床主轴的工作运动通常是旋转运动，不像进给驱动需要丝杠或其 它直线运动装置上往复运动。现代数控机床对主轴传动，提出了更高 的要求：
3、具有位置控制能力-主轴安装位置编码器 主轴同步—螺纹加工 主轴定向—加工中心换刀或精镗孔退刀需要
4、具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪音低； 5、良好的抗振性和热稳定性。
任务二：主轴控制电路的连接 二、主轴传动配置形式
山东职业学院 FANUC数控系统箱+主轴
调
速
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任务二：主轴控制电路的连接
任务二：主轴控制电路的连接
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一、对主轴控制的要求
机床主轴的工作运动通常是旋转运动，不像进给驱动需要丝杠或其 它直线运动装置上往复运动。现代数控机床对主轴传动，提出了更高 的要求：
1、调速范围宽并实现无级调速； 满足粗、精加工不同切削用量的要求。
任务二：主轴控制电路的连接
二、主轴传动配置形式
5、电主轴
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电主轴是主轴电动机的一种结构形式，驱动器可以是变频器或主轴伺服，也 可以不要驱动器。电主轴由于电机和主轴合二为一，没有传动机构，因此，大大简 化了主轴的结构，并且提高了主轴的精度，但是抗冲击能力较弱，而且功率还不能 做得太大，一般在10KW以下。由于结构上的优势，电主轴主要向高速方向发展，一 般在10000r/min以上。
位置编码器反馈信号（A/B/Z相） 位置编码器
模拟信号
模拟主轴 放大器
主轴 电机
模拟主轴控制连接图
通过CNC内部附加的D/A转换器，自动将S指令转换为0-±10V的模拟电压。 从CNC单元输出0-±10V的模拟电压控制主轴电动机的转速及转向。
任务二：主轴控制电路的连接
三、主轴的伺服控制
1、模拟主轴控制
电压控制主轴电动机的转速及转向。 2、数字主轴（也称为串行主轴）控制 从CNC单元输出的控制指令（数据）控制主轴电动机的转速及转向。
任务二：主轴控制电路的连接
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三、主轴的伺服控制
1、模拟主轴控制
SPDL-1(JJAA74A1)
A-OUT1(JJAA84A0) CNC(主板)
2、串行主轴控制-主轴模块
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α系列主轴模块
αi系列主轴模块
βi系列主轴模块
任务二：主轴控制电路的连接 三、主轴的伺服控制
2、串行主轴控制-主轴模块
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任务二：主轴控制电路的连接
二、主轴传动配置形式
4、伺服主轴驱动系统
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伺服主轴驱动系统具有响应快、 速度高、过载能力强的特点，还可 以实现定向和进给功能，当然价格 也是最高的，通常是同功率变频器 主轴驱动系统的2-3倍以上。其主 要应用于加工中心上，用以满足系 统自动换刀、刚性攻丝、主轴C轴 进给功能等对主轴位置控制性能要 求很高的加工。