基于广数980TD系统的数控车床电路设计全解

毕业设计

论文题目：基于广数980TD系统的数控车床电路设计系别：机械工程系

班别：机电一体化专业

指导老师：***

组成员：姚龙华、梁耀祖、蔡子婧

学号：*********、*********、*********

摘要

数控机床综合运用了微电子、计算机、自动控制、精密测量、液压与气动、机械设计与制造等技术的最新成果，随着我国企业的生产技术进步和数控设备的更新换代，对各层次的数控技术人才提出了新的更高要求。数控系统是数控机床的核心技术，数控系统全面、系统地讲述数控系统的基本组成、各部分的主要功能和特点、工作原理等。重点在数控的应用上，着重介绍了发那科(FANUC)公司、四门子（SIEMENS）公司、发格（FAGOR）公司以及国内华中数控集团等企业研制的数控系统的功能、特点及典型应用。

广数980TD系统数控车床就是典型的现代化设备，它的出现是机械加工设备的新突破。随着科学技术和市场经济的不断发展，人们对机械产品的质量、生产率和新产品开发的周期提出了越来越高的要求，所以新一代的数控车床便应运而生。

广数980TD系统的数控车床是基于广州数控仿FANUC系统的数控车床、进给驱动系统、主轴驱动系统、强电控制柜等组成，因此每个电气元件及连接线路都会影响到机床的运行，引起机床的故障。

该设计主要介绍数控车床电气的元气件；机床电器元器件的计算以及选择；控制电路的电路图分析；数控系统连接图的接口分析和元件连接等内容。

目录

第一章：数控机床的概述

第一节：数控机床的产生与发展趋势 (4)

第二节：数控机床的组成以及分类 (6)

第二章：数控系统

第一节：数控系统的总体结构 (11)

第二节：数控系统的组成以及功能 (12)

第三节：数控系统的分类 (13)

第四节：伺服驱动系统........................................................................13.第五节；进给驱动系统 (14)

第三章：数控机床电气元件

第一节：元器件的介绍 (15)

第二节：电气元器件的选择 (22)

第四章：数控机床的电路分析

第一节：机床电路原理图 (25)

第二节：数控系统连接图的了解 (26)

总结 (39)

参考文献 (41)

致谢 (42)

附录：电路图，电气材料清单 (43)

第一章数控机床的概述

1.1 .1数控机床的产生与发展趋势

随着科学技术的发展，机械产品的结构越来越合理，它们的性能、精度和效率日趋提高，更新换代频繁，产生类型从大批大量生产向多品种小批量生产转化。因此，对机械产品的加工相应提出了高精度、高柔性与高自动化的要求。数字控制机床就是为了解决单件、小批量，特别是复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而产生的。第一台数控机床是1952年美国PARSONS公司与麻省理工学院（MIT）合作研制的三坐标数控铣床，它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等多方面的技术成果，可用于加工复杂曲面零件。

数控机床的发展先后经历了电子管（1952年）晶体管（1959年）、小规模集成电路（1965年）、大规模集成电路及小型计算机（1970年）和微处理或微型计算机（1974年）等5代数控系统。

1.1.2 数控机床的发展趋势

（1）高速化。随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。（2）高精度化。数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。

（3）多功能化。复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能

完成从毛坯至成品的多种要素加工。

（4）智能化。随着人工智能技术的发展，为了满足制造业生产柔性化、制造自动化的发展需求，数控机床的智能化程度在不断提高。

1.2.1数控机床的组成

数控机床一般由输入输出设备、CNC装置（或称CN C单元）、伺服单元、驱动装置（或称执行机构）及电气控制装置、辅助装置、机床本体、测量反馈装置等组成。

数控机床主要有三大部分组成机床主体、数控装置、伺服机构。1．机床本体

数控车床由于切削用量大、连续加工发热量大等因素对加工精度有一定影响，加工中又是自动控制，不能像在普通车床那样由人工进行调整、补偿，所以其设计要求比普通机床更严格，制造要求更精密，采用了许多新结构，以加强刚性、减小热变形、提高加工精度。2．数控装置

数控装置是数控系统的核心，主要包括微处理器CPU、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与数控系统的其他组成部分联系的各种接口等。数控机床的数控系统完全由软件处理输入信息，可处理逻辑电路难以处理的复杂信息，使数字控制系统的性能大大提高。3．输入/输出设备

键盘、磁盘机等是数控机床的典型输入设备。除此以外，还可以用串行通信的方式输入。

4．伺服单元

伺服单元是数控装置和机床本体的联系环节，它将来自数控装置的微弱指令信号放大成控制驱动装置的大功率信号。根据接收指令的不同，伺服单元有数字式和模拟式之分，而模拟式伺服单元按电源种类又可分为直流伺服单元和交流伺服单元。

5．驱动装置

驱动装置把经放大的指令信号转变为机械运动，通过机械传动部件驱动机床主轴、刀架、工作台等精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出图纸所要求的零件。和伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。

伺服单元和驱动装置合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置，数控装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施。所以，伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。从某种意义上说，数控机床功能的强弱主要取决于数控装置，而数控机床性能的好坏主要取决于伺服驱动系统。

1.2.2数控机床的分类

一、按机床运动的控制轨迹分类

⑴点位控制的数控机床

具有点位控制功能的机床主要有数控钻床、数控镬床、数控冲床等。随着数控技术的发展和数控系统价格的降低，单纯用于点位控制的数控系统已不多见。

⑵直线控制数控机床

其有直线控制功能的机床主要有比较简单的数控车床、数控铣