机床控制柜设计

南通纺织职业技术学院毕

业设计

XK850数控铣床加工中心控制柜设计

姓名刘敏

班级 09机电二

专业机电一体化技术

教学系机电工程系

指导老师康宜平

完成时间11年10月 3 日至11年11月 20 日

第1章概述 (3)

1.1铣床国内外研究状况和发展趋势 (3)

第2章XK850数控铣床控制柜设计 (5)

2.1 XK850数控铣床元件选型 (5)

第3章XK850数控铣床控制柜设计 (7)

3.1控制柜 (7)

1.控制柜外形 (7)

3.2主电路电路图 (8)

3.3 SVPM电源放大模块 (9)

3.4 SVPM模块连接原理 (10)

3.5 电缆互联原理 (11)

计算机数控（CNC）系统的基本概念 (12)

3.6斗笠式刀库输入接口 (12)

3.7急停回零手轮输入控制 (13)

3.8控制电源电路图 (14)

1直流控制电路图 (14)

2交流控制电路图 (15)

3.9.A轴连接结图 (16)

3.10输出控制 (16)

3.11开关柜配线的相序与色泽规定 (17)

3.12主轴电机的计算 (17)

3.13变频器的选型原则 (17)

致谢 (20)

摘要

本文讲述了XK850数控铣床加工中心的电气控制柜原理设计。铣床是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。铣床除能铣削平面、沟槽、轮齿、螺纹和花键轴外，还能加工比较复杂的型面，效率较刨床高，在机械制造和修理部门得到广泛应用。控制柜是铣床工作必不可少的重要部件，它控制呢铣床的运作。本文讲述了控制柜的工作原理即设计要求，使得读者能够更好的了解铣床的工作原理控制。

关键字：XK850数控铣床加工中心电气控制柜

第1章概述

1.1铣床国内外研究状况和发展趋势

自从1969年第一台可编程控制器在美国问世以来，在工业控制中得到广泛的应用。近年来，我国在石油、化工、机械、轻工、发电、电子、橡胶、塑料加工等行业工艺设备的电气控制中，越来越多地采用PLC机控制，并取得了显著的效果，深受各行业的欢迎。铣铣床是以各类电动机为动力的传动装置与系统的对象以实现生产过程自动化的技术装置。随着电子技术的发展，可编程序控制器日益广泛的应用于机械、电子加工与设备电气改造中。

铣床作为机械加工的通用设备在内燃机配件的生产中一直起着不可替代的作用。自动铣床具有工作平稳可靠，操作维护方便，运转费用低的特点，已成为现代生产中的主要设备。自动铣床控制系统的设计是一个很传统的课题，现在随着各种先进精确的诸多控制仪器的出现，铣床控制的设计方案也越来越先进，越来越趋于完美。在我国70～80年代大多数铣床中,大多数的开关量控制系统都是采用继电器控制,也有相当一部分辅机系统是采用继电控制。因此,继电器本身固有的缺陷,给铣床的安全和经济运行带来了不利影响,用PLC对铣床的继电器式控制系统进行改造已是大势所趋。

自动铣床的发展及现状：

从上世纪80 年代起铣床制造业的发展虽有起伏但对自动控制技术和自动铣床床一直给予较大的关注。经过九五自动车床和加工中心包括自动铣床的产业化生产基地的形成，所生产的中档普及型自动铣床的功能性能和可靠性方面已具有较强的市场竞争力。但在中高档自动铣床方面与国外一些先进产品相比仍存在较大差距。这是由于欧美日等先进工业国家于80 年代先后完成了自动机床产业进程，其中一些著名机床公司致力于科技创新和新产品的研发引导着数控机床技术发展，如美国英格索尔公司和德国惠勒喜乐公司对用于汽车工业和航空工业高速数控铣床的发展日本牧野公司对高效精密加工中心所作的贡献，德国瓦德里希公司在重型龙门五面加工铣床方面的开发以及日本马扎克公司研发的车铣中心对高效复合加工的推进等等。相比之下，我国大部分数近代机床产品在技术处于跟踪阶段。表1以中挡铣床为例列出国内外先进产品主要技术指标，由此可以看到效率精度和可靠性等方面均有明显差。

随着科学技术的不断发展，生产工艺的不断发展改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的面貌。在控制方法上，

从手动控制发展到自动控制;在控制功能上，从简单控制发展到智能化控制；在操作上，从策重发展到信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微型计算机为中心的网络化自动控制系统。XK850数控铣床综合了计算机技术、微电子技术、检测技术、自动控制技术、智能技术、通信技术、网络技术等先进的科学技术成果。

XK850数控铣床是由普通机床发展而来。它集于机械、液压、气动、伺服驱动、精密测量、电气自动控制、现代控制理论、计算机控制等技术于一体，是一种高效率、高精度能保证加工质量、解决工艺难题，而且又具有一定柔性的生产设备。

铣床的广泛应用，给机械制造业的生产方式、产品机构和产业机构带来了深刻的变化，其技术水平高低和拥有量多少，是衡量一个国家和企业现代化水平的重要标志。一种新型的控制装置，一项先进的应用技术，总是根据工业生产的实

际需要而产生的。

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第2章 XK850数控铣床控制柜设计

2.1 XK850数控铣床元件选型

1.机床规格

工作台

工作台面积

500mmX1050mm 行程 左右行程（X 轴）

800mm 前后行程（Y 轴）

500mm 上下行程（Z 轴）

550mm 加工范围

主轴中心至立柱导轨距离

550mm 主轴端面至工作台面距离 105-655 主轴

主轴锥度

ISO40 主轴锥孔/拉钉

BT40 主轴功率 7.5KW 最高转速

8000rpm 进给（直联）

最高进给速度

6000mm/min 快速移动速度（X/Y/Z ） 16000mm/min 滚珠丝杠

（直径X 导程）

X 轴滚珠丝杠

40mmX10mm Y 轴滚珠丝杠

40mmX10mm Z 轴滚珠丝杠

40mmX10mm

定位精度（国标）

定位精度（X 、Y 、Z ）

±0.005/300mm 重复定位精度（X 、Y 、Z ）

±0.003/300mm 外形尺寸 长X 宽X 高 2700X2350X2650mm 重量 工作台最大承载重量 600Kg 机床重量

5600Kg

系统配置

标配：FANUC 0i mate MD

可选配:三菱64SM 、FANUC 0i MD 或KND K1000MIV 系列数控系统 气源要求 ≥0.6Kg/c ㎡

2．主要配置 机身

树脂砂铸件（台湾合资） 滚珠丝杠

台湾（PMI ）（双螺母预拉伸机构） 滚珠丝杠螺母 台湾（PMI ） 联轴器

台德合资S+J

主轴 基本配置 台湾精密主轴；8000rpm/BT40 换刀系统

台湾进口(选件)

集中润滑系统 中日合资日华自动润滑系统 冷却系统 大流量、冷却系统（MC-4000泵）0.75KW 导轨防护 X 、Y 轴不锈钢防护 防护 全密闭式防护

刀库

台产16/24工位刀库（选配） 手持遥控单元

外设