数控机床电气控制(第二版 教学课件 作者 杨兴 主编 白树森 副主编第8章.ppt

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1、第8章数控系统的综合应用8.1普通机床的数控化改造示例8.2中、高频淬火装置控制系统的数控化改造示例8.3液压油缸环缝自动焊接设备的数控化设计示例思考题与习题第8章数控系统的综合应用第8章数控系统的综合应用8.1普通机床的数控化改造示例第8章数控系统的综合应用随着普通数控机床价格的降低，普通机床的数控化改造性价比越来越低。但对于初学者来说，通过普通机床的数控化改造，可进一步了解和掌握数控系统的组成，安装与调试，强电设计，参数设置等基本知识和技能，为数控机床的维护、检修和其它机电设备的数控化改造奠定基础。普通机床的数控化改造包括机械结构和电气系统改造两大部分。本章主要介绍电气系统改造，对机械

2、结构改造只做简单叙述。下面以C6150卧式车床数控化改造为例加以说明。第8章数控系统的综合应用中小型卧式车床的主要结构、运动形式、拖动方式与控制要求基本相同。C6150卧式车床由床身、主轴变速箱、进给变速箱、光杠、丝杠、溜板箱、刀架、尾座等组成。主要运动一个是主轴旋转运动，另一个是刀架横向和纵向直线进给移动。主电机通过主轴变速箱带动主轴有级旋转。主电机还通过进给变速箱、光杠带动溜板箱、刀架进行慢快速纵向进给运动；进给变速箱通过丝杠带动溜板箱、刀架车削螺纹。刀架安装在溜板箱上随同溜板箱作纵向运动，通过手动作横向运动。主电动机功率大部分消耗在主轴上，进给运动只消耗很小的功率。主轴转速和进给速度

3、可有级调速；加工螺纹时主轴旋转速度与刀具的进给移动速度之间具有严格的比例关系；主轴能正反两个方向旋转；主轴电动机起动应平稳；主轴应能迅速停车；车削时的刀具及工件应进行冷却；控制电路应有必要的联锁、保护及其它辅助电路，如照明电路等。C6150卧式车床主要技术参数如表8-1所示。第8章数控系统的综合应用表8-1C6150卧式车床主要技术参数型号参数C61/236FC61/240FC61/250F加工能力床身上最大回转直径360400500刀架上最大回转直径190230330马鞍处最大回转直径520560660中心距75010001500mm床身宽度360mm主轴主轴孔径52mm主轴端部尺寸C6

4、主轴锥孔MT6主轴转速范围(级数)26、40、58、86、116、168、250、365、512、750、1100、1600rpm(12Steps)进给公制螺纹范围(种数)0.25-7mm(17Kinds)英制螺纹范围(种数)5-144/inch(30Kinds)模数螺纹范围(种数)0.25-3.5m(12Kings)径节螺纹范围(种数)10-288D.P(30Kings)拖架横滑板行程180mm222mm小刀架行程95mm车刀杆截面尺寸20*20mm2尾座尾座套筒锥度MT4尾座套筒直径65mm尾座套筒行程140mm主电机4KW5.5KW第8章数控系统的综合应用2.采用数控系统控制方式下拖

5、动方式与控制方案的确定（1）主轴系统拖动与控制方式采用数控系统控制方式下主轴拖动与控制方式改造基本有三种方式。①全部保留原来的主电动机和主轴变速箱，主轴旋转速度控制仍然采用原来手动的方式。只是主轴启动/停止、正反转控制改由数控M03（主轴正转）、M04（主轴反转）、M05（主轴停）指令控制继电器，再控制主电机接触器完成。由于主轴与进给系统脱开，为加工螺纹，需要在主轴上安装编码器。②保留原来的主电动机。改造主轴变速箱，保留高低两级机械变速；或拆除原来主轴变速箱，另行制作一个变速箱。主电动机启动/停止、正反转、速度控制采用通用变频器控制方式。在主轴上安装编码器。第8章数控系统的综合应用③全部拆

6、除原来的主电动机和主轴变速箱，改由主轴伺服电动机直接驱动主轴或经另行制作的变速箱驱动主轴，主轴伺服电动机由伺服驱动器驱动，数控装置控制伺服驱动器。以上三种改造方案相互比较，由于第一种改造方案全部保留原来的主电动机和主轴变速箱，所以简单、经济，但缺点是主轴速度不能实现无级调速。要想实现主轴无级调速，或在两档内无级调速，就必须改造主轴变速箱，这给改造带来难度。从电气系统考虑，电机无级变速控制要比电机不变速复杂。故第二种和第三种改造方案无论机械还是电气系统都比较复杂，而且费用较高。特别是第三种改造方案，由于废弃原来的电动机而改用低速大扭矩主轴交流伺服电动机，使得改造费用更高。具体采用哪种方案，要

7、根据实际情况考虑综合性价比来确定。一般情况下，小型普通机床的数控化改造，通常采用第一种方案。而大中型机床的数控化改造，采用第二种或第三种方案。本例采用第二种改造方案。第8章数控系统的综合应用（2）进给拖动与控制方式采用数控系统控制方式下进给拖动与控制方式基本有两种方式。①拆除进给变速箱，纵向、横向进给分别采用步进电动机驱动，步进电动机由步进驱动器驱动，数控装置控制步进驱动器。②拆除进给变速箱，纵向、横向进给分别采用交流伺