數(shù)控機床電氣控制

前言

數(shù)控機床是一種自動化程度較高、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的先進加工設(shè)備，是企業(yè)的重點和關(guān)鍵設(shè)備。要發(fā)揮數(shù)控機床的高效益，就必須正確地操作和精心地維護，才能保證設(shè)備的利用率。正確地操作、使用能夠防止機床非正常磨損，避免突發(fā)故障；做好日常維護、保養(yǎng)，可使設(shè)備保持良好的技術(shù)狀態(tài)，延緩劣化進程，及時發(fā)現(xiàn)和消滅故障隱患，從而保證安全運行。本書以數(shù)控機床為對象，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、步進與伺服驅(qū)動、PLc等內(nèi)容。按照項目導(dǎo)入、任務(wù)驅(qū)動的思路和體例組織本書內(nèi)容，并對每個項目給出了具體的訓(xùn)練任務(wù)和子任務(wù)。本書在每個項目中都有實訓(xùn)任務(wù)所涉及的相關(guān)理論知識的介紹和鏈接，同時使學(xué)生從最基本的應(yīng)知、應(yīng)會開始，貼近現(xiàn)場實際，有很強的實用性和可操作性。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、性能測試與裝接、CNC控制單元的電氣連接與調(diào)試、進給驅(qū)動系統(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）有限公司、北京發(fā)那科機電有限公司、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經(jīng)驗。在編寫中曾參考和引用了國內(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、文字錄入和校對工作，在此一并致謝。

內(nèi)容概要

　　本書以數(shù)控機床為對象，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、步進與伺服驅(qū)動、PLC等內(nèi)容。按照項目導(dǎo)入、任務(wù)驅(qū)動的思路和體例組織全書內(nèi)容，并對每個項目給出了具體的訓(xùn)練任務(wù)和子任務(wù)。本書在每個項目中都有實訓(xùn)任務(wù)所涉及的相關(guān)理論知識內(nèi)容的介紹和鏈接，同時使學(xué)生從最基本的應(yīng)知、應(yīng)會開始，貼近現(xiàn)場實際，有很強的實用性和可操作性。　　本書深入淺出、圖文并茂，側(cè)重于數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的實際應(yīng)用技術(shù)，可作為高等職業(yè)院校機電一體化、電氣自動化及其他有關(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

項目1 常用低壓電器的選擇及數(shù)控機床的認(rèn)識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)分析與實施1 子任務(wù)1 常用低壓電器認(rèn)識及測試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)識和選型3 第二部分 知識鏈接5 第三部分 總結(jié)提高20 任務(wù)二 認(rèn)識數(shù)控機床21 第一部分 任務(wù)分析與實施21 子任務(wù)1 數(shù)控機床各組成部分的識別21 子任務(wù)2 西門子SINUMERIK 802S/C操作界面的 熟悉23 第二部分 知識鏈接26 第三部分 總結(jié)提高40 項目2 數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試42 任務(wù)一 繪制機床電氣原理圖42 第一部分 任務(wù)分析與實施42 子任務(wù)1 電氣原理識圖與制圖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 知識鏈接44 第三部分 總結(jié)提高47 任務(wù)二 機床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計方案的確定和電動機的選擇48 第一部分 任務(wù)分析與實施48 第二部分 知識鏈接49 第三部分 總結(jié)提高55 任務(wù)三 點動、長動、互鎖、順序等基本控制環(huán)節(jié)線路的 設(shè)計與調(diào)試56 第一部分 任務(wù)分析與實施56 子任務(wù)1 點動加連續(xù)運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 知識鏈接58 第三部分 總結(jié)提高62 任務(wù)四 三相異步電動機控制電路的設(shè)計與調(diào)試63 第一部分 任務(wù)分析與實施63 子任務(wù)1 兩臺電動機順序啟動電路安裝與故障檢修63 子任務(wù)2 自動往返控制電路安裝與故障檢修64 子任務(wù)3 -△降壓啟動電路安裝與故障檢修65 第二部分 知識鏈接66 第三部分 總結(jié)提高77 任務(wù)五 機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型萬能銑床電氣控制線路的故障排除82 第二部分 知識鏈接85 第三部分 總結(jié)提高93 項目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)的基本知識及常見的數(shù)控系統(tǒng)94 第一部分 任務(wù)分析與實施94 子任務(wù)1 華中數(shù)控綜合實驗臺的部件認(rèn)識94 子任務(wù)2 常見數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)認(rèn)識95 第二部分 知識鏈接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)分析與實施111 子任務(wù)1 數(shù)控系統(tǒng)綜合實驗臺的接口功能認(rèn)識111 子任務(wù)2 數(shù)控系統(tǒng)的接線操作112 第二部分 知識鏈接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)分析與實施128 子任務(wù)1 數(shù)控系統(tǒng)的連接128 子任務(wù)2 實驗臺故障設(shè)置實訓(xùn)130 第二部分 知識鏈接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)置和機床回參設(shè)置134 子任務(wù)3 將X、Z接口進行互換參數(shù)設(shè)置135 第二部分 知識鏈接137 第三部分 總結(jié)提高145 項目4 數(shù)控機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)分析與實施147 第二部分 知識鏈接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)分析與實施160 第二部分 知識鏈接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)分析與實施177 第二部分 知識鏈接178 第三部分 技能訓(xùn)練183 第四部分 總結(jié)提高187 項目5 數(shù)控機床步進與伺服驅(qū)動系統(tǒng)的應(yīng)用188 任務(wù)一 步進電動機驅(qū)動的應(yīng)用188 第一部分 任務(wù)分析與實施188 子任務(wù)1 華中世紀(jì)星HNC-21TF配置的步進電機的參數(shù)設(shè)置188 子任務(wù)2 M535步進電機驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置190 第二部分 知識鏈接192 第三部分 總結(jié)提高198 任務(wù)二 交流伺服電動機驅(qū)動的應(yīng)用199 第一部分 任務(wù)分析與實施199 第二部分 知識鏈接200 第三部分 總結(jié)提高205 任務(wù)三 直流伺服電機及其速度控制206 第一部分 任務(wù)分析與實施206 第二部分 知識鏈接207 第三部分 總結(jié)提高212 項目6 數(shù)控機床的PLC控制與進給傳動控制213 任務(wù)一 數(shù)控機床的PLC控制213 第一部分 任務(wù)分析與實施213 第二部分 知識鏈接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 進給驅(qū)動裝置的接口電路237 第一部分 任務(wù)分析與實施237 子任務(wù) 三洋伺服驅(qū)動器的調(diào)節(jié)實訓(xùn)237 第二部分 知識鏈接241 第三部分 總結(jié)提高244 任務(wù)三 數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)244 第一部分 任務(wù)分析與實施244 子任務(wù)1 對工作臺的Z軸進行螺距補償實訓(xùn)244 子任務(wù)2 誤差的測量及計算245 第二部分 知識鏈接246 第三部分 總結(jié)提高251 參考文獻252

章節(jié)摘錄

插圖：對于超過電網(wǎng)允許壓降的電動機啟動或?qū)C床運動部件產(chǎn)生過大的動態(tài)應(yīng)力的電動機啟動，必須采取限制啟動電流或啟動轉(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△啟動和延邊三角形啟動等。若在電網(wǎng)允許的壓降內(nèi)，為提高電動機的啟動轉(zhuǎn)矩，有時可采取某些措施，如對繞線式異步電機轉(zhuǎn)子串接對稱電阻的啟動。傳動電動機是否需要制動，要根據(jù)機床工作需要而定。若無特殊要求，一般采用反接制動，可使控制線路簡化。若要求制動過程平穩(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措施，如能耗制動、電磁制動器制動、錐形轉(zhuǎn)子電動機等。對于一些要求啟制動頻繁、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)、定位準(zhǔn)確的精密機床設(shè)備，除必須限制電動機啟動電流外，還需要采用反饋控制系統(tǒng)、高轉(zhuǎn)差電動機、步進電機或其他較復(fù)雜的控制方式，以滿足機床的控制要求。（三）電氣控制方案的確定在考慮拖動方案的同時，還應(yīng)考慮控制方案。隨著生產(chǎn)工藝要求的不斷提高，機床的使用功能、動作程序、自動化程度也相應(yīng)復(fù)雜。為滿足這些控制要求，各項先進技術(shù)已逐漸滲透到機床控制的各個領(lǐng)域。各種新型的控制系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，如PLC、數(shù)控裝置及微機控制等。因此，如何使電氣控制方案設(shè)計既能滿足生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)和可靠性、安全性的要求，又能提高經(jīng)濟效益，是一個值得探討的問題。1.機床電氣控制方案的可靠性一個系統(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)計師不懂得可靠性的設(shè)計方法，那么保證一個產(chǎn)品的可靠性是困難的。在確定采用何種控制方案時，應(yīng)根據(jù)實際情況，既要防止脫離現(xiàn)實的設(shè)計，也應(yīng)避免陳舊保守的設(shè)計。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，否則會增加系統(tǒng)失效的概率。雖然數(shù)控及微機控制是機床電氣控制的一個發(fā)展方向，并且具有許多優(yōu)點，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，我國控制元件可靠性較低，因此，在確定這些控制方案時，就更應(yīng)該注重系統(tǒng)的可靠性問題。利用可靠性設(shè)計的方法，來提高系統(tǒng)的可靠程度。

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