c650普通车床plc控制系统设计_课程设计说明书(编辑修改稿)

c650普通车床plc控制系统设计_课程设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

速度和工作精度 ，彻底解决了主轴高速运转时皮带和带轮等传动的振动和噪声问题。 采用电主轴结构可使主轴转速达到 10000r/min以上。 直线电机驱动速度高，车辆与动力工程学院课程设计说明书 5 加减速特性好，有优越的响应特性和跟随精度。 用直线电机作伺服驱动，省去了滚珠丝杠这一中间传动环节，消除了传动间隙 (包括反向间隙 )，运动惯量小，系统刚性好，在高速下能精密定位，从而极大地提高了伺服精度。 直线滚动导轨副，由于其具有各向间隙为零和非常小的滚动摩擦，磨损小，发热可忽略不计，有非常好的热稳定性，提高了全程 的定位精度和重复定位精度。 通过直线电机和直线滚动导轨副的应用 ， 使机床的快速移动速度由目前的 10～ 20m/mim提高到 60～ 80m/min，甚至高达 120m/min。 2. 高可靠性 数控机床的可靠性是数控机床产品质量的一项关键性指标。 数控机床能否发挥其高性能、高精度和高效率，并获得良好的效益，关键取决于其可靠性的高低。 3. 数控车床设计 CAD化、结构设计模块化。 随着计算机应用的普及及软件技术的发展， CAD技术得到了广泛发展。 CAD不仅可以替代人工完成繁琐的绘图工作，更重要的是可以进行设计方案选择和大件整机的静、动态特性分析、计算、预测及优化设计， 可以对整机各工作部件进行动态模拟仿真。 在模块化的基础上在设计阶段就可以看出产品的三维几何模型和逼真的色彩。 采用 CAD，还可以大大提高工作效率，提高设计的一次成功率，从而缩短试制周期，降低设计成本，提高市场竞争能力。 通过对机床部件进行模块化设计，不仅能减少重复性劳动，而且可以快速响应市场，缩短产品开发设计周期。 4. 功能复合化 功能复合化的目的是进一步提高机床的生产效率，使用于非加工辅助时间减至最少。 通过功能的复合化，可以扩大机床的使用范围、提高效率，实现一机多用、一机多能，即一台数控车床既可以实现车削功 能，也可以实现铣削加工；或在以铣为主的机床上也可以实现磨削加工。 宝鸡机床厂已经研制成功的 CX25Y数控车铣复合中心，该机床同时具有 X、 Z轴以及 C轴和 Y轴。 通过 C轴和 Y轴，可以实现平面铣削和偏孔、槽的加工。 该机床还配置有强动力刀架和副主轴。 副主轴采用内藏式电主轴结构，通过数控系统可直接实现主、副主轴转速同步。 该机床工件一次装夹即可完成全部加工，极大地提高了效率。 车辆与动力工程学院课程设计说明书 6 第二章 系统总体方案设计 C650 卧式车床控制要求 轴与进给电动机 M冷却泵电动机 M2和溜板箱快速移动电动机 M3。 从车削加工工艺出发 ,对各台电动机的控制要求如下： (1)主轴与进给电动机 M1,允许在空载下直接起动。 其要求能实现正、反转 ,从而经主轴变速箱实现主轴的正、反转 ,或通过挂轮箱传给溜板箱来拖动刀架以实现刀架的横向左、右移动。 为便于进行车削加工前的对刀 ,则要求主轴拖动工件作调整点动 ,所以要求主轴与进给电动机能实现单方向旋转的低速点动控制。 主电动机停车时 ,由于加工工件转动惯量较大 ,需采用反接制动。 (2)冷却泵电动机 M2,用于在车削加工时 ,供出冷却液 ,对工件与刀具进行冷却。 C650 卧式车床控制原理分析 主电 路分析 如图 21， C650 卧式车床主电路设有三台电动机的驱动电路。 组合开关 QS 为电源开关，将电源引入。 FU1 为主电动机 M1 的短路保护熔断器， FR1 为 M1 过载保护热继电器。 R 为限流电阻，当主轴点动时，限制启动电流，在停车反转制动时，又起限制过大的反向制动电流的作用。 电流表 A 用来监视电动机 M1 的绕组电流，由于主轴电机 M1 的功率很大，故电流表 A 经电流互感器 TA接在主电动机 M1 的动力回路上。 图中时间继电器的常闭开关 KT 作用是短接电流表 A，在机床刚开始启动时，以让电流表躲避启动尖峰电流冲击，待时间继电器延时一定时间后，常 闭 KT 断开，电流表A 接入电路，开始监测主轴电动机绕组电流。 当机床工作时，可调整切削用量，使电流表 A 的电流接近主电动机 M1 额定电流的对应值（经电流互感器 TA 后减小了的电流值），以便提高生产效率和充分利用电动机 M1 的潜力。 KM KM2 为控制主轴电机正反转接触器， KM3 用于短接电阻 R 的接触器，由它们的主触头相互组合控制主轴电机M1。 速度继电器 KS 为控制电机的正反转制动用。 FU2 为冷却泵电动机 M2 的短路保护熔断器， KM4 为控制 M2 运行的接触器， FR2车辆与动力工程学院课程设计说明书 7 为 M2 过载保护热继电器。 FU3 为快速移动电动机 M3 的短路熔断器 ， KM5 为控制 M3运行的接触器点动时运行，故不设置热继电器保护。 主电动机点动控制分析 如图 21， SB2 为控制主电动机的按钮开关，当按下 SB2 且不松手时，接触器 KM1线圈通电， KM1 主触点闭合接通电路，这时接触器 KM3 线圈没有接通，电网电压经限流电阻接入主电动机 M1，从而减少了起动电流。 由于中间继电器 KA 未通电，虽然此时 KM1 的常开触点（ 1315）已闭合，但并未能自锁。 因此，当松开 SB2 后， KM1 线圈随即断电，主电动机 M1 停止运行。 主电动机的正反转控制分析 如图 21，虽 然主电动机 M1 的额定功率为 30KW，但只是在车削时消耗功率较大，而启动负载很小，因而启动电流并不很大。 所以，在非频繁点动的一般工 作时，仍然采用了全压直接启动。 SB3 为正向启动控制按钮开关，当按下 SB3 时， SB3（ 7— 15）闭合，交流接触器 KM3 线圈通电， KM3 主触点闭合，短接限流电阻 R，另一个常开辅助触点（ 523）闭合，中间继电器 KA 线圈通电，其常开触点（ 719）闭合，使得 KM3 在 SB3 松开后保持通电，进而 KA 也保持通电。 同时 KA 的常闭触点将停车制动的基本电路切除。 另一方面，当 SB3 尚未松开时，由于 KA 的另一个常开辅助触点（ 913）已闭合，因而使得交流接触器 KM1 线圈通电，其主触点闭合，主电动机 M1全压启动运行。 与此同时， KM1 的常开辅助触点（ 1315）闭合，与之前闭合的两个 KA 常开触点（ 71 913）形成自锁通路，当 SB3 松开后，从而 KM1 保持通电。 KT 的常闭触点在主电路中短接电流表 A，其作用是使电流表避过启动尖峰电流的冲击。 在 KA 常开触点（ 719）闭合 KM3 通电的同时，通电延时时间继电器 KT 通电，开始延时，时间到后，其主电路的常闭触点断开，此时电流表接入电路开始监测主电动机 M1 的绕组电流。 如图所示， SB4（ 13 区）为反向启动按钮开关，反向启动控制过程与正向启动控车辆与动力工程学院课程设计说明书 8 制过程类似。 主电动机反接制动分析 如图 21， C650 卧式车床采用反接制动方式进行停车制动，使用速度继电器 KS（ 3 区）进行检测与控制。 当主电动机正转启动时，主轴电动机正向旋转达到 120r/min 时，速度继电器 KS的正向常开触点 KS1（ 1723）闭合，制动电路处于准备状态，当按下总停按钮 SB1（ 35）开关后，原来通电的 KM KM KA、 KT 就马上失电，它们的所有触点均被释放复位到常态。 而主电动机因惯性仍然 运转，因速度不可能立刻降下来（ n 100r/min） ，所以速度继电器 KS1（ 1723）仍闭合，当 SB1（。