cmv510加工中心电路系统设计(附件)
CMV—510加工中心电路系统设计 数控机床是一种综合运用计算机控制、精密测量、精密机械、气动、液压、润滑等技术典型机电一体化产品，是现代制造技术的基础。而数控系统又是数控技术的基础和核心，FANUC系统因其系统性能稳定、操作页面有好，对我国工业环境的适应性强等特点，其在市场上的占有率远远超过其他数控系统。 本论文主要是对CMV—510型立式加工中心总体电路的系统设计，对机床设计标准和技术规范、器件的选择准则、典型电路和安全电路的设计方法进行了比较全面的阐述。关键词 加工中心，FANUC系统，电路系统设计，电器元件目 录
1. 引言 1
2. 主回路/电器控制回路简述 1
2.1机床基本控制元件选型 2
2.2 相关马达电器元件选型 6
3. 机床控制电路中相关继电器的选择 16
3.1 确定机床Z轴刹车所需继电器及类型 17
3.2 确定机床刀库正反转控制回路所需继电器及类型 18
3.3 确定机床注油机控制回路所需继电器及类型 19
3.4 确定机床控制低压电源入/切所需继电器及类型 20
3.5 确定机床急停回路所需继电器及类型 22
4. 断路器的选择 24
4.1 断路器一般选用原则 25
4.2断路器CPF5型号的确定 26
4.3 断路器CPF2型号的确定 26
4.4 断路器CPF1型号的确定 26
4.5 断路器CPF4型号的确定 27
4.6 断路器NFB2型号的确定 28
4.7 开关断路器NFB型号的确定 28
5. 变压器的选择 28
6. 电线电缆的选择 29
结 论 31
致 谢 32
参 考 文 献 33
1. 引言
数控机床,也称数字程序控制机床，它是一种以数字量作为指令信息形式，通过电子计算机或者专用的电子计算装置，对这种信息进行处理而实现自动控制的机床。它综合运用了微电子技术、计算机技术、自动控制、精密测量、伺服驱动和先进机械结构等多方面的新技术成果，是一种集高效率 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
29
结 论 31
致 谢 32
参 考 文 献 33
1. 引言
数控机床,也称数字程序控制机床，它是一种以数字量作为指令信息形式，通过电子计算机或者专用的电子计算装置，对这种信息进行处理而实现自动控制的机床。它综合运用了微电子技术、计算机技术、自动控制、精密测量、伺服驱动和先进机械结构等多方面的新技术成果，是一种集高效率、高柔性和高精密与一身的自动化机床，是一种典型化的机电一体化产品。而电气控制又是数控机床的重要组成部分，在数控机床中的地位与作用是非常重要的，电气控制系统的组成是由各基本控制环节结合而成的。它不仅能单独完成启动、制动、反向、调速等一些基本的要求，而且能够保证各种运动的准确与协调，满足生产工艺的要求，工作可靠，操作自动化。在今天，数控机床已经成为衡量一个国家制造技术水平和国家综合实力的重要标志，人们将数控技术与PLC技术、工业机器人、CAD/CAM技术并称为现代工业自动化的四大支持技术。
数控技术的发展和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产模式、产业结构、管理方式，使世界制造业的格局发生了巨人变化。由于数控机床的出现，许多工件的加工更加容易，然而同时人们所要求的精度也越来越高，有时候同一种数控机床不能满足多种工件的加工要求，所以根据各种不同加工要求，设计出不同类别的专用数控机床。如：数控铣床，数控钻床，数控车床，数控钻床等机床。这种针对性的机床所加工出的工件要比其它机床加工出来的工件质量更好、精度更好。本论文设计的CMV-510便是针对工件的精密钻孔与攻丝的数控机床，其优点如下：
（1）专门为高速钻铣攻牙加工设计的底床结构，大幅提高产品生产效率。
（2）适合电子零件及铝、镁轻合金加工。
（3）先进而又精密的高速凸轮机构，动作快速、寿命长。
（4）精密快速的凸轮换刀机构，减少量产时更换刀具时浪费的时间。
（5）机台简便设计，适合客制化生产线排布。
2. 主回路/电器控制回路简述
作为通用型数控加工中心，在主回路部分我设计了排屑电机，由相应的接触器控制其运转，同时电机必要的接地设施。电气控制回路部分控制电压为交流220V，由电源380V经变压器变压后直接供电。该部分我设计了伺服电源控制回路、24V电源控制回路、排屑控制回路、刀库控制电路及相应在加工时的照明电路。其中伺服电源控制回路与NC电源是不同的，前者是交流控制，后者则是直流控制。机床24V的电源则通过电源供应器获得。
数控加工中心主回路的几个电机均为三相交流异步电机额定电压是220V，是依据数控加工中心的机械结构选择的。在伺服部分，考虑在本次毕业设计中选用的驱动进给电机和主轴电机都是日本FANUC公司生产的，其额定电压为三相220V交流。由于考虑到一些公司会选择380V的三相交流异步电机，而一些公司会选择220V的三相交流异步电机，故针对特殊情况对需要220V电压的客户增加变压器来获得相应的电压。其中变压器的功率最小值应该为伺服强电部分中各电器功率之和的1.2倍。
2.1机床基本控制元件选型
2.1.1 机床工作照明灯的选择和控制电路
考虑到机床可能会在夜间加工或加工工件时可能会遇到光线不足问题，故增添机床工作照明电路，如图2.1所示。因为机床的控制电路主要是220V交流电路与24V直流电路，考虑到如果用24V直流电来选择照明灯的话，因电压较低的缘故，光线强度不够。再者24V直流电一般作为特殊用途的电源，与其相配的照明灯很少，如果在使用过程中照明灯不慎损坏，更换麻烦。因此采用220V交流电来作为工作灯的额定电压，来选择工作灯。其中工作灯选择为白炽灯，其功率为55W，额定电压为220v。其电路电流为0.25A。SN-5为工作灯的切换开关，而开关规格选择额定电压为220V，额定电流为10A的手动开关。CPF2为工作灯相应断路器，此断路器仅控制工作灯回路，故其只需要一个相应触点接口，选择其额定电流为4A，选择施耐德C65N系列的1PC4的断路器保护照明电路。
图2.1 照明电路
2.1.2机床电气箱内冷却元件的选择
考虑到机床的电路部分主要集中在电气箱内，而这些电路由接触器、变频器、电源供应器、电抗器等元件组成，在机床运行时这些元件工作会产生热量，如果不及时散热的话会导致机床故障影响电器及机床的使用寿命。故给机床电气箱内增加冷却元件是必要的。在此次机床的设计中主要通过热交换器与内置风扇对电气箱内部起到制冷散热的效果。
1. 引言 1
2. 主回路/电器控制回路简述 1
2.1机床基本控制元件选型 2
2.2 相关马达电器元件选型 6
3. 机床控制电路中相关继电器的选择 16
3.1 确定机床Z轴刹车所需继电器及类型 17
3.2 确定机床刀库正反转控制回路所需继电器及类型 18
3.3 确定机床注油机控制回路所需继电器及类型 19
3.4 确定机床控制低压电源入/切所需继电器及类型 20
3.5 确定机床急停回路所需继电器及类型 22
4. 断路器的选择 24
4.1 断路器一般选用原则 25
4.2断路器CPF5型号的确定 26
4.3 断路器CPF2型号的确定 26
4.4 断路器CPF1型号的确定 26
4.5 断路器CPF4型号的确定 27
4.6 断路器NFB2型号的确定 28
4.7 开关断路器NFB型号的确定 28
5. 变压器的选择 28
6. 电线电缆的选择 29
结 论 31
致 谢 32
参 考 文 献 33
1. 引言
数控机床,也称数字程序控制机床，它是一种以数字量作为指令信息形式，通过电子计算机或者专用的电子计算装置，对这种信息进行处理而实现自动控制的机床。它综合运用了微电子技术、计算机技术、自动控制、精密测量、伺服驱动和先进机械结构等多方面的新技术成果，是一种集高效率 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
29
结 论 31
致 谢 32
参 考 文 献 33
1. 引言
数控机床,也称数字程序控制机床，它是一种以数字量作为指令信息形式，通过电子计算机或者专用的电子计算装置，对这种信息进行处理而实现自动控制的机床。它综合运用了微电子技术、计算机技术、自动控制、精密测量、伺服驱动和先进机械结构等多方面的新技术成果，是一种集高效率、高柔性和高精密与一身的自动化机床，是一种典型化的机电一体化产品。而电气控制又是数控机床的重要组成部分，在数控机床中的地位与作用是非常重要的，电气控制系统的组成是由各基本控制环节结合而成的。它不仅能单独完成启动、制动、反向、调速等一些基本的要求，而且能够保证各种运动的准确与协调，满足生产工艺的要求，工作可靠，操作自动化。在今天，数控机床已经成为衡量一个国家制造技术水平和国家综合实力的重要标志，人们将数控技术与PLC技术、工业机器人、CAD/CAM技术并称为现代工业自动化的四大支持技术。
数控技术的发展和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产模式、产业结构、管理方式，使世界制造业的格局发生了巨人变化。由于数控机床的出现，许多工件的加工更加容易，然而同时人们所要求的精度也越来越高，有时候同一种数控机床不能满足多种工件的加工要求，所以根据各种不同加工要求，设计出不同类别的专用数控机床。如：数控铣床，数控钻床，数控车床，数控钻床等机床。这种针对性的机床所加工出的工件要比其它机床加工出来的工件质量更好、精度更好。本论文设计的CMV-510便是针对工件的精密钻孔与攻丝的数控机床，其优点如下：
（1）专门为高速钻铣攻牙加工设计的底床结构，大幅提高产品生产效率。
（2）适合电子零件及铝、镁轻合金加工。
（3）先进而又精密的高速凸轮机构，动作快速、寿命长。
（4）精密快速的凸轮换刀机构，减少量产时更换刀具时浪费的时间。
（5）机台简便设计，适合客制化生产线排布。
2. 主回路/电器控制回路简述
作为通用型数控加工中心，在主回路部分我设计了排屑电机，由相应的接触器控制其运转，同时电机必要的接地设施。电气控制回路部分控制电压为交流220V，由电源380V经变压器变压后直接供电。该部分我设计了伺服电源控制回路、24V电源控制回路、排屑控制回路、刀库控制电路及相应在加工时的照明电路。其中伺服电源控制回路与NC电源是不同的，前者是交流控制，后者则是直流控制。机床24V的电源则通过电源供应器获得。
数控加工中心主回路的几个电机均为三相交流异步电机额定电压是220V，是依据数控加工中心的机械结构选择的。在伺服部分，考虑在本次毕业设计中选用的驱动进给电机和主轴电机都是日本FANUC公司生产的，其额定电压为三相220V交流。由于考虑到一些公司会选择380V的三相交流异步电机，而一些公司会选择220V的三相交流异步电机，故针对特殊情况对需要220V电压的客户增加变压器来获得相应的电压。其中变压器的功率最小值应该为伺服强电部分中各电器功率之和的1.2倍。
2.1机床基本控制元件选型
2.1.1 机床工作照明灯的选择和控制电路
考虑到机床可能会在夜间加工或加工工件时可能会遇到光线不足问题，故增添机床工作照明电路，如图2.1所示。因为机床的控制电路主要是220V交流电路与24V直流电路，考虑到如果用24V直流电来选择照明灯的话，因电压较低的缘故，光线强度不够。再者24V直流电一般作为特殊用途的电源，与其相配的照明灯很少，如果在使用过程中照明灯不慎损坏，更换麻烦。因此采用220V交流电来作为工作灯的额定电压，来选择工作灯。其中工作灯选择为白炽灯，其功率为55W，额定电压为220v。其电路电流为0.25A。SN-5为工作灯的切换开关，而开关规格选择额定电压为220V，额定电流为10A的手动开关。CPF2为工作灯相应断路器，此断路器仅控制工作灯回路，故其只需要一个相应触点接口，选择其额定电流为4A，选择施耐德C65N系列的1PC4的断路器保护照明电路。
图2.1 照明电路
2.1.2机床电气箱内冷却元件的选择
考虑到机床的电路部分主要集中在电气箱内，而这些电路由接触器、变频器、电源供应器、电抗器等元件组成，在机床运行时这些元件工作会产生热量，如果不及时散热的话会导致机床故障影响电器及机床的使用寿命。故给机床电气箱内增加冷却元件是必要的。在此次机床的设计中主要通过热交换器与内置风扇对电气箱内部起到制冷散热的效果。
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