數(shù)控機(jī)床電氣控制

前言

數(shù)控機(jī)床是一種自動(dòng)化程度較高、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的先進(jìn)加工設(shè)備，是企業(yè)的重點(diǎn)和關(guān)鍵設(shè)備。要發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的高效益，就必須正確地操作和精心地維護(hù)，才能保證設(shè)備的利用率。正確地操作、使用能夠防止機(jī)床非正常磨損，避免突發(fā)故障；做好日常維護(hù)、保養(yǎng)，可使設(shè)備保持良好的技術(shù)狀態(tài)，延緩劣化進(jìn)程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消滅故障隱患，從而保證安全運(yùn)行。本書以數(shù)控機(jī)床為對(duì)象，全面、系統(tǒng)地介紹了低壓電器、電氣控制系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)及接口、變頻器、步進(jìn)與伺服驅(qū)動(dòng)、PLc等內(nèi)容。按照項(xiàng)目導(dǎo)入、任務(wù)驅(qū)動(dòng)的思路和體例組織本書內(nèi)容，并對(duì)每個(gè)項(xiàng)目給出了具體的訓(xùn)練任務(wù)和子任務(wù)。本書在每個(gè)項(xiàng)目中都有實(shí)訓(xùn)任務(wù)所涉及的相關(guān)理論知識(shí)的介紹和鏈接，同時(shí)使學(xué)生從最基本的應(yīng)知、應(yīng)會(huì)開始，貼近現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，有很強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性。本書兼顧數(shù)控安裝調(diào)試和維修兩方面的內(nèi)容，從電氣控制元器件的選擇、性能測(cè)試與裝接、CNC控制單元的電氣連接與調(diào)試、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和主軸變頻控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試等方面做了詳細(xì)的介紹。在本書編寫過程中，得到張永惠教授的大力支持，得到西門子（中國(guó)）有限公司、北京發(fā)那科機(jī)電有限公司、常州米高電子科技有限公司、寧波市江北數(shù)控設(shè)備廠等廠家相關(guān)人員的幫助以及他們提供的相當(dāng)多的典型案例和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。在編寫中曾參考和引用了國(guó)內(nèi)外許多專家、學(xué)者最新發(fā)表的論文和著作等資料，另外，陳亞玲、葉明、劉軍毅、戴琴、王永行、劉偉紅等參與了資料整理、文字錄入和校對(duì)工作，在此一并致謝。

內(nèi)容概要

　　本書以數(shù)控機(jī)床為對(duì)象，全面、系統(tǒng)地介紹了低壓電器、電氣控制系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)及接口、變頻器、步進(jìn)與伺服驅(qū)動(dòng)、PLC等內(nèi)容。按照項(xiàng)目導(dǎo)入、任務(wù)驅(qū)動(dòng)的思路和體例組織全書內(nèi)容，并對(duì)每個(gè)項(xiàng)目給出了具體的訓(xùn)練任務(wù)和子任務(wù)。本書在每個(gè)項(xiàng)目中都有實(shí)訓(xùn)任務(wù)所涉及的相關(guān)理論知識(shí)內(nèi)容的介紹和鏈接，同時(shí)使學(xué)生從最基本的應(yīng)知、應(yīng)會(huì)開始，貼近現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，有很強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性?！　”緯钊霚\出、圖文并茂，側(cè)重于數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)，可作為高等職業(yè)院校機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化及其他有關(guān)專業(yè)的教材，還可作為工程技術(shù)人員和培訓(xùn)班學(xué)員的參考書。

書籍目錄

項(xiàng)目1 常用低壓電器的選擇及數(shù)控機(jī)床的認(rèn)識(shí)1 任務(wù)一 常用低壓電器的選擇與應(yīng)用1 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施1 子任務(wù)1 常用低壓電器認(rèn)識(shí)及測(cè)試1 子任務(wù)2 常用低壓電器的拆裝2 子任務(wù)3 電氣材料與電氣元件認(rèn)識(shí)和選型3 第二部分 知識(shí)鏈接5 第三部分 總結(jié)提高20 任務(wù)二 認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床21 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施21 子任務(wù)1 數(shù)控機(jī)床各組成部分的識(shí)別21 子任務(wù)2 西門子SINUMERIK 802S/C操作界面的 熟悉23 第二部分 知識(shí)鏈接26 第三部分 總結(jié)提高40 項(xiàng)目2 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試42 任務(wù)一 繪制機(jī)床電氣原理圖42 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施42 子任務(wù)1 電氣原理識(shí)圖與制圖42 子任務(wù)2 某數(shù)控車床部分電氣原理圖的 閱讀分析43 第二部分 知識(shí)鏈接44 第三部分 總結(jié)提高47 任務(wù)二 機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定和電動(dòng)機(jī)的選擇48 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施48 第二部分 知識(shí)鏈接49 第三部分 總結(jié)提高55 任務(wù)三 點(diǎn)動(dòng)、長(zhǎng)動(dòng)、互鎖、順序等基本控制環(huán)節(jié)線路的 設(shè)計(jì)與調(diào)試56 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施56 子任務(wù)1 點(diǎn)動(dòng)加連續(xù)運(yùn)行電路安裝與故障檢修56 子任務(wù)2 雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路安裝與故障檢修57 第二部分 知識(shí)鏈接58 第三部分 總結(jié)提高62 任務(wù)四 三相異步電動(dòng)機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)與調(diào)試63 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施63 子任務(wù)1 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)電路安裝與故障檢修63 子任務(wù)2 自動(dòng)往返控制電路安裝與故障檢修64 子任務(wù)3 -△降壓?jiǎn)?dòng)電路安裝與故障檢修65 第二部分 知識(shí)鏈接66 第三部分 總結(jié)提高77 任務(wù)五 機(jī)床典型電氣控制線路的故障排除78 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施79 子任務(wù)1 C6140型普通車床電氣控制線路的故障排除79 子任務(wù)2 X62W型萬(wàn)能銑床電氣控制線路的故障排除82 第二部分 知識(shí)鏈接85 第三部分 總結(jié)提高93 項(xiàng)目3 數(shù)控系統(tǒng)及其接口應(yīng)用94 任務(wù)一 數(shù)控系統(tǒng)的基本知識(shí)及常見的數(shù)控系統(tǒng)94 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施94 子任務(wù)1 華中數(shù)控綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的部件認(rèn)識(shí)94 子任務(wù)2 常見數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)95 第二部分 知識(shí)鏈接96 第三部分 總結(jié)提高110 任務(wù)二 數(shù)控系統(tǒng)的通信及接口110 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施111 子任務(wù)1 數(shù)控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的接口功能認(rèn)識(shí)111 子任務(wù)2 數(shù)控系統(tǒng)的接線操作112 第二部分 知識(shí)鏈接112 第三部分 總結(jié)提高126 任務(wù)三 數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)試127 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施128 子任務(wù)1 數(shù)控系統(tǒng)的連接128 子任務(wù)2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)故障設(shè)置實(shí)訓(xùn)130 第二部分 知識(shí)鏈接131 第三部分 總結(jié)提高133 任務(wù)四 數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置134 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施134 子任務(wù)1 華中數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)修改與調(diào)試134 子任務(wù)2 正負(fù)軟極限的設(shè)置和機(jī)床回參設(shè)置134 子任務(wù)3 將X、Z接口進(jìn)行互換參數(shù)設(shè)置135 第二部分 知識(shí)鏈接137 第三部分 總結(jié)提高145 項(xiàng)目4 數(shù)控機(jī)床用變頻器的安裝與調(diào)試147 任務(wù)一 變頻器的安裝147 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施147 第二部分 知識(shí)鏈接148 第三部分 技能訓(xùn)練155 第四部分 總結(jié)提高160 任務(wù)二 變頻器的調(diào)試與參數(shù)設(shè)置160 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施160 第二部分 知識(shí)鏈接161 第三部分 技能訓(xùn)練170 第四部分 總結(jié)提高176 任務(wù)三 數(shù)控車床主軸的開環(huán)矢量控制177 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施177 第二部分 知識(shí)鏈接178 第三部分 技能訓(xùn)練183 第四部分 總結(jié)提高187 項(xiàng)目5 數(shù)控機(jī)床步進(jìn)與伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用188 任務(wù)一 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用188 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施188 子任務(wù)1 華中世紀(jì)星HNC-21TF配置的步進(jìn)電機(jī)的參數(shù)設(shè)置188 子任務(wù)2 M535步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置190 第二部分 知識(shí)鏈接192 第三部分 總結(jié)提高198 任務(wù)二 交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用199 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施199 第二部分 知識(shí)鏈接200 第三部分 總結(jié)提高205 任務(wù)三 直流伺服電機(jī)及其速度控制206 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施206 第二部分 知識(shí)鏈接207 第三部分 總結(jié)提高212 項(xiàng)目6 數(shù)控機(jī)床的PLC控制與進(jìn)給傳動(dòng)控制213 任務(wù)一 數(shù)控機(jī)床的PLC控制213 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施213 第二部分 知識(shí)鏈接213 第三部分 技能訓(xùn)練226 第四部分 總結(jié)提高236 任務(wù)二 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的接口電路237 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施237 子任務(wù) 三洋伺服驅(qū)動(dòng)器的調(diào)節(jié)實(shí)訓(xùn)237 第二部分 知識(shí)鏈接241 第三部分 總結(jié)提高244 任務(wù)三 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)244 第一部分 任務(wù)分析與實(shí)施244 子任務(wù)1 對(duì)工作臺(tái)的Z軸進(jìn)行螺距補(bǔ)償實(shí)訓(xùn)244 子任務(wù)2 誤差的測(cè)量及計(jì)算245 第二部分 知識(shí)鏈接246 第三部分 總結(jié)提高251 參考文獻(xiàn)252

章節(jié)摘錄

插圖：對(duì)于超過電網(wǎng)允許壓降的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或?qū)C(jī)床運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生過大的動(dòng)態(tài)應(yīng)力的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，必須采取限制啟動(dòng)電流或啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的措施。常用的方法有：在定子電路中串入電阻或電抗，自耦變壓器降壓，丫一△啟動(dòng)和延邊三角形啟動(dòng)等。若在電網(wǎng)允許的壓降內(nèi)，為提高電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，有時(shí)可采取某些措施，如對(duì)繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子串接對(duì)稱電阻的啟動(dòng)。傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)是否需要制動(dòng)，要根據(jù)機(jī)床工作需要而定。若無(wú)特殊要求，一般采用反接制動(dòng)，可使控制線路簡(jiǎn)化。若要求制動(dòng)過程平穩(wěn)、準(zhǔn)確，且不允許有反轉(zhuǎn)情況發(fā)生，則必須采取其他可靠的制動(dòng)措施，如能耗制動(dòng)、電磁制動(dòng)器制動(dòng)、錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)等。對(duì)于一些要求啟制動(dòng)頻繁、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)、定位準(zhǔn)確的精密機(jī)床設(shè)備，除必須限制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流外，還需要采用反饋控制系統(tǒng)、高轉(zhuǎn)差電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或其他較復(fù)雜的控制方式，以滿足機(jī)床的控制要求。（三）電氣控制方案的確定在考慮拖動(dòng)方案的同時(shí)，還應(yīng)考慮控制方案。隨著生產(chǎn)工藝要求的不斷提高，機(jī)床的使用功能、動(dòng)作程序、自動(dòng)化程度也相應(yīng)復(fù)雜。為滿足這些控制要求，各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)已逐漸滲透到機(jī)床控制的各個(gè)領(lǐng)域。各種新型的控制系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，如PLC、數(shù)控裝置及微機(jī)控制等。因此，如何使電氣控制方案設(shè)計(jì)既能滿足生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)和可靠性、安全性的要求，又能提高經(jīng)濟(jì)效益，是一個(gè)值得探討的問題。1.機(jī)床電氣控制方案的可靠性一個(gè)系統(tǒng)或產(chǎn)品的質(zhì)量，一般包括技術(shù)性能指標(biāo)和可靠性指標(biāo)。如果不在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段考慮產(chǎn)品的可靠性問題，沒有一些具體的可靠性指標(biāo)或者設(shè)計(jì)師不懂得可靠性的設(shè)計(jì)方法，那么保證一個(gè)產(chǎn)品的可靠性是困難的。在確定采用何種控制方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，既要防止脫離現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)，也應(yīng)避免陳舊保守的設(shè)計(jì)。要提高系統(tǒng)的可靠性，則應(yīng)把系統(tǒng)的復(fù)雜性降至保持功能所需要的最低限度。也就是說，系統(tǒng)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單。非工作所需的元件及不必要的復(fù)雜結(jié)構(gòu)盡量不用，否則會(huì)增加系統(tǒng)失效的概率。雖然數(shù)控及微機(jī)控制是機(jī)床電氣控制的一個(gè)發(fā)展方向，并且具有許多優(yōu)點(diǎn)，但我們也必須看到，這些控制裝置比較復(fù)雜，制造成本高，使用和維修都還有一定的困難。目前，我國(guó)控制元件可靠性較低，因此，在確定這些控制方案時(shí)，就更應(yīng)該注重系統(tǒng)的可靠性問題。利用可靠性設(shè)計(jì)的方法，來提高系統(tǒng)的可靠程度。

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