mj1146sz磨床的电路分析
【摘 要】外圆磨床被广泛用于成批的轴类零件上,在端面、外圆、圆锥面上进行精密的磨削，能对精度要求非常高的轴类零件进行安全有效的加工。本文从磨床的历史引入，在介绍在内部结构与用到零件，重点讲了应生产要求和出于安全方面的考虑而设计的电路，然后讲了生产安装的步骤和方法以及注意点，再描述了在安装过程中遇到问题与解决方案。最后通过结论对此次设计做出评价对未来发展做出展望。
目 录
引言 1
一、磨床的介绍 2
（一）磨床的由来 2
（二）磨床内部零件 2
（三）磨床功能介绍 3
二、数控磨床结构 4
三、电路分析 5
（一）电源分析 5
（二）冷却与润滑电路分析 7
（三）工件磨削控制与夹具电路分析 8
（四）控制电路分析 9
（五）辅助电路分析 10
四、磨床的电气安装 12
（一）磨床的零件安装 12
（二）接线方法 13
五 、问题与改善 13
结论 15
参考文献 16
谢辞 17
引言
在金属切削机床中磨床是一个非常重要的子行业，而在机加工领域中，磨床是工厂中常见的设备。其功能是电动机油泵提供动能在通过传动部件使砂轮与工件相对运动，从而使工件表面获得高精度与光泽度。而数控磨床是第三次工业革命后，信息技术与机械制造技术相结合的产物。因磨床采用的控制方式不同，所以磨床类型分为数控与非数控两种。而数控磨床代表了磨床行业的发展趋势。电路连接是数控磨床的血液，是数控与非数控区别原因之一。目前在生产中数控磨床能大大减少工件加工工序，节约加工成本和时间。关于数控磨床的研究一直以来都是一个很重要的任务。随着数控磨床的普遍，以及科学家的不断专研我国终将引领科技的前沿。本论文主要针对磨床的电气控制部分电路设计，具有运行稳定，性能高效以及系统运行稳定，保护电路功能完善。磨床用磨料磨具（砂轮、砂带、油石或研磨料等）作为工具对工件表面进行切削加工的机床，统称为磨床。选用西门子PLC作为控制器，磨床线路大慨分为两轴联动，冷却，润滑等。本文介绍了数控磨床的来原和基本结构，以及它的电路设计和安装 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
。本次设计使用的全功能数控内螺纹磨床，具有通用性和适应性强；可靠性高，抗干扰能力强；而系统的设计、安装、调试工作量少，维持工作量小，维修方便，体积小，能耗低等优点。在机械加工工艺这一块有很大的前景。
一、磨床的介绍
（一）磨床的由来
1876年在巴黎博览会展出的美国布朗夏普公司制造的万能外圆磨床，是首次具有现代磨床基本特征的机械。安装有两个刀具砂轮、两个砂轮修整器，可一次装夹，完成导轨滚道和一侧面(或两个侧面)的加工。自动测量装置于1908年开始应用到磨床上。到了1920年前后，无心磨床、双端面磨床、轧辊磨床、导轨磨床，珩磨机和超精加工机床等相继制成使用；50年代又出现了可作镜面磨削的高精度外圆磨床；60年代末又出现了砂轮线速度达60～80米/秒的高速磨床和大切深、缓进给磨削平面磨床；70年代，采用微处理机的数字控制和适应控制等技术在磨床上得到了广泛的应用。数控磨床才算出现在历史舞台上。
（二）磨床内部零件
本磨床内部用到零件有数控系统：西门子828D、驱动和电机：西门子伺服驱动系统、工件主轴：10.1KW电主轴、砂轮主轴：7.5KW电主轴、内孔磨主轴：8.5KW电主轴、砂轮修整主轴：10000转电主轴（端面内孔各1个）、X、Z轴丝杆THK、X、Z轴导轨THK、X轴光栅：德国海德汉、工件主轴编码器：1套(德国海德汉磁栅编码器?)、切削液过滤系统：1套(磁性分离器+滤芯式过滤器)、主轴油冷机：1台(昆山波英特)、压缩空气干燥过滤机：1台(东誉DD0010)、磨削主轴变频器：2套(安川、台达)、电柜恒温空调：1套(昆山波英特)、自动润滑系统：1套(河谷)、液压系统：1套、注水回转油缸：1套(通孔RL100N)、卡盘：1套(佳贺)、镗刀座：1个、砂轮平衡棒：1个、油雾吸收器：1套、手轮：1个、自动开关门装置：1套、工具箱及工具：1套、端面复合砂轮（粗、精磨）：1套。电气箱零件内标记如下:西门子828D、驱动标记为1，磨削主轴变频器标记为2，电柜恒温空调标记为3,德国海德汉、工件主轴编码器标记为4 KM代表交流接触器KA代表中间继电器QF代表空气开关 SB代表开关M代表电机YA代表电磁阀i代表控制器输入信号Q代表控制器输出信号P代表电动机额定功率(KW);?U代表电动机额定电压(V);?K代表常数，一般取1~1.4。如图11。电气箱内三个变压器如图12。
图11 电气箱零件图
图12 变压器图片
（三）磨床功能介绍
本机床是一台全功能数控内螺纹磨床。可以自动完成螺纹加工过程中的全部动作，包括进刀、磨削、退刀、砂轮修整、砂轮主轴摆动等。可以加工任意导程的产品，多头螺纹。磨削液采用磁分离器进行过滤。电柜采用空凋进行恒温冷却。工件装夹方式使用手动卡盘或液压卡盘。双砂轮复合磨削技术，一次装夹即可实现滚珠螺母的外圆、端面、内螺纹复合加工；采用天然花岗岩床身，THK滚柱直线导轨及滚珠丝杆；全闭环控制系统，在线自动测量，可自动测量滚珠螺母反向器孔位置。如图13。
本磨床的产品参数：可磨削最大外圆直径：Φ200mm；内螺纹直径：Φ20Φ100mm，最大长度：200mm；磨削内孔直径：φ10φ30mm；磨削内孔最大长度60mm尺寸公差0.005mm圆度0.002mm表面粗糙度Rz≤0.8um。端面砂轮主轴:砂轮外径φ350mm主轴转速50－6000 min1砂轮电机功率7.5KW。内圆砂轮主轴:主轴最高转速60000 min1主轴型号（洛阳电主轴）120MD60Y6额定功率3.6KW主轴套筒外径φ120mm。金刚滚轮主轴:滚轮尺寸（外径×内径×厚度φ100×φ25×30mm主轴最高转速10000 min1主轴功率2.5KW。工件主轴:主轴转速0～4000 min1 额定扭矩64Nm额定功率10.1KW轴:机床行程（X/Z）600/300mm轴伺服电机（X/Z）8/8Nm。机床参数:电机总功率20KW所需空气动力0.6MP冷却水箱容积350L升机床尺寸（长/宽/高）3100/2000/2410mm磨床重量6吨。
目 录
引言 1
一、磨床的介绍 2
（一）磨床的由来 2
（二）磨床内部零件 2
（三）磨床功能介绍 3
二、数控磨床结构 4
三、电路分析 5
（一）电源分析 5
（二）冷却与润滑电路分析 7
（三）工件磨削控制与夹具电路分析 8
（四）控制电路分析 9
（五）辅助电路分析 10
四、磨床的电气安装 12
（一）磨床的零件安装 12
（二）接线方法 13
五 、问题与改善 13
结论 15
参考文献 16
谢辞 17
引言
在金属切削机床中磨床是一个非常重要的子行业，而在机加工领域中，磨床是工厂中常见的设备。其功能是电动机油泵提供动能在通过传动部件使砂轮与工件相对运动，从而使工件表面获得高精度与光泽度。而数控磨床是第三次工业革命后，信息技术与机械制造技术相结合的产物。因磨床采用的控制方式不同，所以磨床类型分为数控与非数控两种。而数控磨床代表了磨床行业的发展趋势。电路连接是数控磨床的血液，是数控与非数控区别原因之一。目前在生产中数控磨床能大大减少工件加工工序，节约加工成本和时间。关于数控磨床的研究一直以来都是一个很重要的任务。随着数控磨床的普遍，以及科学家的不断专研我国终将引领科技的前沿。本论文主要针对磨床的电气控制部分电路设计，具有运行稳定，性能高效以及系统运行稳定，保护电路功能完善。磨床用磨料磨具（砂轮、砂带、油石或研磨料等）作为工具对工件表面进行切削加工的机床，统称为磨床。选用西门子PLC作为控制器，磨床线路大慨分为两轴联动，冷却，润滑等。本文介绍了数控磨床的来原和基本结构，以及它的电路设计和安装 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
。本次设计使用的全功能数控内螺纹磨床，具有通用性和适应性强；可靠性高，抗干扰能力强；而系统的设计、安装、调试工作量少，维持工作量小，维修方便，体积小，能耗低等优点。在机械加工工艺这一块有很大的前景。
一、磨床的介绍
（一）磨床的由来
1876年在巴黎博览会展出的美国布朗夏普公司制造的万能外圆磨床，是首次具有现代磨床基本特征的机械。安装有两个刀具砂轮、两个砂轮修整器，可一次装夹，完成导轨滚道和一侧面(或两个侧面)的加工。自动测量装置于1908年开始应用到磨床上。到了1920年前后，无心磨床、双端面磨床、轧辊磨床、导轨磨床，珩磨机和超精加工机床等相继制成使用；50年代又出现了可作镜面磨削的高精度外圆磨床；60年代末又出现了砂轮线速度达60～80米/秒的高速磨床和大切深、缓进给磨削平面磨床；70年代，采用微处理机的数字控制和适应控制等技术在磨床上得到了广泛的应用。数控磨床才算出现在历史舞台上。
（二）磨床内部零件
本磨床内部用到零件有数控系统：西门子828D、驱动和电机：西门子伺服驱动系统、工件主轴：10.1KW电主轴、砂轮主轴：7.5KW电主轴、内孔磨主轴：8.5KW电主轴、砂轮修整主轴：10000转电主轴（端面内孔各1个）、X、Z轴丝杆THK、X、Z轴导轨THK、X轴光栅：德国海德汉、工件主轴编码器：1套(德国海德汉磁栅编码器?)、切削液过滤系统：1套(磁性分离器+滤芯式过滤器)、主轴油冷机：1台(昆山波英特)、压缩空气干燥过滤机：1台(东誉DD0010)、磨削主轴变频器：2套(安川、台达)、电柜恒温空调：1套(昆山波英特)、自动润滑系统：1套(河谷)、液压系统：1套、注水回转油缸：1套(通孔RL100N)、卡盘：1套(佳贺)、镗刀座：1个、砂轮平衡棒：1个、油雾吸收器：1套、手轮：1个、自动开关门装置：1套、工具箱及工具：1套、端面复合砂轮（粗、精磨）：1套。电气箱零件内标记如下:西门子828D、驱动标记为1，磨削主轴变频器标记为2，电柜恒温空调标记为3,德国海德汉、工件主轴编码器标记为4 KM代表交流接触器KA代表中间继电器QF代表空气开关 SB代表开关M代表电机YA代表电磁阀i代表控制器输入信号Q代表控制器输出信号P代表电动机额定功率(KW);?U代表电动机额定电压(V);?K代表常数，一般取1~1.4。如图11。电气箱内三个变压器如图12。
图11 电气箱零件图
图12 变压器图片
（三）磨床功能介绍
本机床是一台全功能数控内螺纹磨床。可以自动完成螺纹加工过程中的全部动作，包括进刀、磨削、退刀、砂轮修整、砂轮主轴摆动等。可以加工任意导程的产品，多头螺纹。磨削液采用磁分离器进行过滤。电柜采用空凋进行恒温冷却。工件装夹方式使用手动卡盘或液压卡盘。双砂轮复合磨削技术，一次装夹即可实现滚珠螺母的外圆、端面、内螺纹复合加工；采用天然花岗岩床身，THK滚柱直线导轨及滚珠丝杆；全闭环控制系统，在线自动测量，可自动测量滚珠螺母反向器孔位置。如图13。
本磨床的产品参数：可磨削最大外圆直径：Φ200mm；内螺纹直径：Φ20Φ100mm，最大长度：200mm；磨削内孔直径：φ10φ30mm；磨削内孔最大长度60mm尺寸公差0.005mm圆度0.002mm表面粗糙度Rz≤0.8um。端面砂轮主轴:砂轮外径φ350mm主轴转速50－6000 min1砂轮电机功率7.5KW。内圆砂轮主轴:主轴最高转速60000 min1主轴型号（洛阳电主轴）120MD60Y6额定功率3.6KW主轴套筒外径φ120mm。金刚滚轮主轴:滚轮尺寸（外径×内径×厚度φ100×φ25×30mm主轴最高转速10000 min1主轴功率2.5KW。工件主轴:主轴转速0～4000 min1 额定扭矩64Nm额定功率10.1KW轴:机床行程（X/Z）600/300mm轴伺服电机（X/Z）8/8Nm。机床参数:电机总功率20KW所需空气动力0.6MP冷却水箱容积350L升机床尺寸（长/宽/高）3100/2000/2410mm磨床重量6吨。
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