數(shù)控畢業(yè)設(shè)計(jì)華數(shù)控8型銑床電氣系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)

1、包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 華數(shù)控8型銑床電氣系統(tǒng)控制設(shè)計(jì) 專 業(yè) 數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù) 學(xué)生姓名 王文兵 王帥 班 級 811832 學(xué) 號 07 指導(dǎo)教師 盧燕林 完成日期 摘 要數(shù)控鉆銑床是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的部分，可以高速、精確的切削零件。本文就對鉆銑床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣控制和數(shù)控三部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，基本可以滿足鉆銑床的運(yùn)行。本系統(tǒng)采用的數(shù)控裝置集成進(jìn)給軸接口、主軸接口、手持單元接口、內(nèi)嵌式plc接口、遠(yuǎn)程i/o板接口于一體，支持硬盤、電子盤等程序存儲方式以及軟驅(qū)、dnc、以太網(wǎng)等程序交換功能，具有高性能、配置靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、易于使用、可靠性高的特點(diǎn)。詳細(xì)給出了主/控制回路圖及一些元件的選

2、擇。 關(guān)鍵字：數(shù)控裝置 plc 主/控制回路 目 錄第一章 緒論-11.1數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史-11.2數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀-21.3數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和用途-2 1.4 plc相關(guān)技術(shù)的發(fā)展入應(yīng)用領(lǐng)域-3 1.4.1 plc技術(shù)簡介-3 1.4.2 plc的基本結(jié)構(gòu)-3 1.4.3 plc應(yīng)用領(lǐng)域-4第二章 電氣系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)-5 2.1綜合連線-5 2.2功能描述-8 2.2.1數(shù)控裝置-8 2.2.2ipc單元-12 2.2.3usp開關(guān)電源-12 2.2.4總線式i/o單元-13 2.2.4.1通訊子模塊及接口-15 2.2.4.2開關(guān)量輸入/輸出子模塊功能及接口-16 2.2.4.3模擬量輸入/輸出

3、子模塊功能及接口-17 2.2.4.4軸控制子模塊功能及接口-18 2.3.3手持單元選件-18 2.3供電與接地-19 2.3.1數(shù)控裝置的電源接口-19 2.3.2供電要求-20 2.3.3接地-21 2.4數(shù)控裝置與外部計(jì)算機(jī)的連接-22 2.4.1通過rs232接口與外部計(jì)算機(jī)連接-22 2.5數(shù)控裝置與總線式伺服驅(qū)動單元的連接-23 2.6數(shù)控裝置與總線式i/o單元的連接-23第三章 典型設(shè)計(jì)舉例-24 3.1數(shù)控系統(tǒng)的典型連接 -24 3.2數(shù)控系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)概述-24 3.3數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例-25 3.3.1系統(tǒng)簡介-26 3.3.2總體框圖-27 3.3.3輸入輸出開關(guān)量的定義-

4、29 3.3.4電器原理圖簡介-31 3.3.4.1電源部分-31 3.3.4.2繼電器的輸入輸出開關(guān)量-32第四章 伺服電機(jī)的選擇計(jì)算-37 4.1伺服電機(jī)的選擇計(jì)算-37 4.2慣量匹配計(jì)算-37第五章 數(shù)控機(jī)床電氣柜電裝工藝設(shè)計(jì)-40 5.1設(shè)計(jì)電氣柜的注意事-41 5.2電氣柜空間布局及電氣元件的安裝走線-41第六章 參考文獻(xiàn)-42 第一章 緒論1.1數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史： 1949年帕森斯公司正式接受美國空軍委托，在麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的協(xié)助下，開始從事數(shù)控機(jī)床的研制工作。經(jīng)過三年時(shí)間的研究，于1952年試制成功世界第一臺數(shù)控機(jī)床試驗(yàn)性樣機(jī)。這是一臺采用脈沖乘法器原理的直線插補(bǔ)三坐

5、標(biāo)連續(xù)控制銑床，這便是數(shù)控機(jī)床的第一代。 1953年，美國空軍與麻省理工學(xué)院協(xié)作，開始從事計(jì)算機(jī)自動編程的研究。這就是apt自動編程的開始。 1958年美國克耐杜列克公司在世界上首先研制成功了帶自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱為“加工中心”。 1959年，計(jì)算機(jī)行業(yè)研制出晶體管元器件，因而數(shù)控裝置中廣泛采用晶體管和印制電路板，從而跨入第二代數(shù)控時(shí)代。 1965年，出現(xiàn)了小規(guī)模的集成電路。由于它體積小、功耗低，使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得以進(jìn)一步提高，標(biāo)志數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，小型計(jì)算機(jī)的價(jià)格急劇下降。小型計(jì)算機(jī)開始取代專用數(shù)控計(jì)算機(jī)，數(shù)控的許多功能由軟件程序?qū)崿F(xiàn)。這樣組成的數(shù)控系統(tǒng)稱

6、為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（cnc）。1970年，在美國芝加哥國際機(jī)床展覽會上，首次展出了這種系統(tǒng)，稱為第四代數(shù)控。 1974年美國、日本等國首先研制出以微處理器為核心的數(shù)控系統(tǒng)。近20年來，微處理器數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床得到了飛速發(fā)展的廣泛應(yīng)用，這就是第五代數(shù)控系統(tǒng)。1.2數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀： 數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，現(xiàn)代的cad/cam、fms、cims等，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上，離開了數(shù)控技術(shù)，先進(jìn)制造技術(shù)就成了無本之木。同時(shí)，數(shù)控技術(shù)關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位，是體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其水平高低是衡量一個(gè)國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)加工機(jī)床及生產(chǎn)過程數(shù)控化，

7、已經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向。 國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床始終處于低檔迅速膨脹，中檔進(jìn)展緩慢，高檔依靠進(jìn)口的局面，特別是國家重點(diǎn)工程需要的關(guān)鍵設(shè)備主要依靠進(jìn)口，技術(shù)受制于人。我國進(jìn)口的數(shù)控系統(tǒng)基本為德國西門子（simens）和日本法那克（fanuc）兩家公司所壟斷，這兩家公司在世界市場的占有率超過。1.3數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和用途：（1） 具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和通用性數(shù)控機(jī)床的加工對象改變時(shí)，只需要新編制相應(yīng)的程序，輸入計(jì)算機(jī)就可以自動地加工出新的工件。同類工件系列中不同尺寸、不同精度的工件，只需要局部修改或增刪零件程序的相應(yīng)部分。隨著數(shù)控技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的柔性也在不斷擴(kuò)展，逐步向多工序集中加工方向發(fā)展。（2

8、） 獲得更高的加工精度和穩(wěn)定的加工質(zhì)量數(shù)控機(jī)床是按以數(shù)字形式給出的指令脈沖進(jìn)行加工。目前增量值普遍到達(dá)了0.001mm。進(jìn)給傳動鏈的反向間隙與絲杠導(dǎo)程誤差等均可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，所以可獲得較高的加工精度。（3） 具有較高的生產(chǎn)率數(shù)控機(jī)床不需人工操作，四面都有防護(hù)罩，不用擔(dān)心切削飛濺傷人，可以充分發(fā)揮刀具的切削性能。因此，數(shù)控機(jī)床的功率的剛度都比普遍機(jī)床性能高，允許進(jìn)行大切削用量的強(qiáng)力切削。這有效地縮短了切削時(shí)間。（4） 改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率應(yīng)用數(shù)控機(jī)床時(shí)，工人不需直接操作機(jī)床，而是編好程序調(diào)整好機(jī)床后由數(shù)控系統(tǒng)來控制機(jī)床，免除了繁重的手工操作。一人能管理幾臺機(jī)床，提高了勞動生產(chǎn)率。當(dāng)

9、然，對工人的文化技術(shù)要求也提高了。數(shù)控機(jī)床的操作者，既是體力勞動者，也是腦力勞動者。（5） 能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的加工普通機(jī)床難以實(shí)現(xiàn)或無法實(shí)現(xiàn)軌跡為二次以上的曲線或曲面的運(yùn)動，如螺旋槳、氣輪機(jī)葉片之類的空間曲面。而數(shù)控機(jī)床由于采用了計(jì)算機(jī)插補(bǔ)技術(shù)和多坐標(biāo)聯(lián)動控制，可以實(shí)現(xiàn)幾乎是任意軌跡的運(yùn)動和加工任何形狀的空間曲面，適用于各種復(fù)雜曲面的零件加工。（6） 便于現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理用計(jì)算機(jī)管理生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)管理現(xiàn)代化的重要手段。數(shù)控機(jī)床的切削條件、切削時(shí)間等都是由預(yù)先編好的程序決定，都能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化。這就便于準(zhǔn)確地編制生產(chǎn)計(jì)劃，為計(jì)算機(jī)管理生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。數(shù)控機(jī)床適宜與計(jì)算機(jī)聯(lián)系，目前已成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、

10、輔助制造和計(jì)算機(jī)管理一體化的基礎(chǔ)。1.4plc相關(guān)技術(shù)的發(fā)展入應(yīng)用領(lǐng)域1.4.1 plc技術(shù)簡介：隨著微處理器：計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)擴(kuò)展到幾乎所有領(lǐng)域。當(dāng)前用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)可分為幾類，例如，可編程序控制器，基于單片機(jī)的測控裝置，用于模擬量閉環(huán)控制的可編程序調(diào)節(jié)器，集散控制系統(tǒng)。plc由于應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，所以成為當(dāng)代工業(yè)自動化的主要設(shè)備之一，plc已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動化的控制系統(tǒng)中。1.4.2 plc的基本結(jié)構(gòu)plc主要由cpu模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程裝置組成。1、cpu模塊：cpu模塊主要由微處理器（cpu芯片）和存儲器組成，

11、在plc控制系統(tǒng)中，cpu模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，不斷地采集輸入信號執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出，存儲器用來存儲程序和數(shù)據(jù)。2、i/0模塊：輸入（input）模塊和輸出模塊簡稱i/0模塊，它是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳是聯(lián)系外部現(xiàn)場設(shè)備和cpu模塊的橋梁，輸入模塊用來接收和采集輸入信號，開關(guān)量輸入模塊用來接收按鈕選擇開關(guān)、限位開關(guān)等。3、編程器：編程器用來生成用戶程序，并用它進(jìn)行編程修改和監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況，使用編程軟件可以在主算機(jī)上直接生成編輯梯形圖或指令表程序，并可實(shí)現(xiàn)不同編程語言的相互轉(zhuǎn)換，程序被編譯后下載到plc，也可以將plc中的程序上傳到計(jì)算機(jī)。4、電源:plc一般使用ac220v

12、電源或dc24v電源，內(nèi)部的開關(guān)為各模塊提供不同電壓等直流電源，小型plc可以為輸入電路和外部的電子傳感器提供dc24v電源驅(qū)動plc負(fù)載的直流電源一般用戶提供。1.4.3 plc應(yīng)用領(lǐng)域：在發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，plc已經(jīng)廣泛地應(yīng)用所有的工業(yè)部門，隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，應(yīng)有范圍不斷擴(kuò)大，如1、運(yùn)動控制、金屬切削機(jī)床、金屬成形機(jī)械、裝配機(jī)械、機(jī)器人、電梯。2、閉環(huán)控制如：塑料擠壓成形機(jī)、加熱爐以及輕工化工機(jī)械冶金電力。3、數(shù)據(jù)處理：可用于通信功能傳送到智能裝置或者將他們打印制表。4、通信聯(lián)網(wǎng)：plc與其它智能控制設(shè)備一起可以組成集中管理、分散控制的分布式控制系統(tǒng)。 第二章電氣系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)2.3

13、.1選件：2.3.1.1數(shù)控裝置（選件）：本章簡紹hnc-8系列數(shù)控裝置的接口功能及其與其它裝置、單元的連接于使用。2.1綜合接線 圖2.1.1所示為hnc-8系列數(shù)控裝置與其它裝置、單元連接的總體框圖圖2.1.1hnc-8系列a圖2 .1.1hnc-8a系列總體框圖 圖hnc-8b系列總體框圖x 圖hnc-8c系列總體框圖注： 如圖所示，hnc-8系列數(shù)控裝置采用ncuc工業(yè)現(xiàn)場總線，以串聯(lián)的方式通過ipc單元總線接口port0port3控制總線i/o單元、總線伺服驅(qū)動單元等總線設(shè)備，最多支持128個(gè)設(shè)備。 hnc-8系列數(shù)控裝置采用ups電源（hpw-145u）供電，該電源具有掉電檢測功能

14、和ups功能。 hnc-8系列數(shù)控裝置僅在手持單元接口（xs8）中有少量plc輸入/輸出信號，因此，需要通過總線i/o單元擴(kuò)展外部plc輸入/輸出信號。 通過總線最多可擴(kuò)展16個(gè)總線i/o單元，其中hio-1000a型i/o單元可提供1個(gè)通訊子模塊和8個(gè)功能子模塊插槽；hio-1000b型i/o單元可提供1個(gè)通訊子模塊和5個(gè)功能子模塊插槽；功能子模塊包括開關(guān)量輸入/輸出子模塊/模擬量輸入/輸出子模塊、軸控制子模塊等。 hnc-8系列數(shù)控裝置的手持單元為選件配置；2.2功能描述2.2.1數(shù)控裝置 hnc-8系列目前包括a、b、c三個(gè)系列，其中： a系列為分體式結(jié)構(gòu)，采用8.4英寸彩色液晶屏，分辨

15、率為800*600；b系列為一體式結(jié)構(gòu)，采用10.4英寸彩色液晶屏，分辨率為800*600； c系列為分體式結(jié)構(gòu)，采用15英寸彩色液晶屏，分辨率為1024*768； 三個(gè)系列的最大控制軸為：80軸，最大聯(lián)動軸數(shù)：9軸。接口如下：xs2：外接pc鍵盤接口；xs5：rs232串行接口；xs7：usb盤接口（usb2.0）xs6a、xs6b：ncuc總線接口； xs8：手持單元接口xs2：外接pc鍵盤接口； sx5：rs232串行接口； xs7：usb鍵盤接口（usb2.0）2.2.2ipc單元ipc單元是hnc-8系列數(shù)控裝置的核心控制單元，接口2.2.4所示。power：24v電源接口；id s

16、el：設(shè)備號選擇開關(guān)；port03：ncuc總線接口；usb0：外部usb1.1接口；rs232：內(nèi)部使用串行接口；vga：內(nèi)部使用視頻號接口；usb、usb2：內(nèi)部使用的usb2.0接口；lan：外部標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口。2.2.3usp開關(guān)電源usp開關(guān)電源（hpw-145u）是hnc-8系列數(shù)控系統(tǒng)所需的開關(guān)電源，該開關(guān)電源具有掉電檢測及usp功能。共有6路額定輸出電壓dc+24v，總額定輸出電流6a，額定功率145w，具有短路保護(hù)、過流保護(hù)。usp開關(guān)電源的接口示意圖及定義圖2.2.5所示。2.2.4總線i/o單元總線i/o單元特征簡介： 通過總線最多可擴(kuò)展16個(gè)i/o單元； 采用不同的底板

17、子模塊可以組建兩種i/o單元，其中hio-1009型底板子模塊可可提供1個(gè)通訊子模塊插槽和8個(gè)功能子模塊插槽，組建i/o單元稱為hio-1000a型總線式i/o單元；hio-1006型底板子模塊可提供1個(gè)通訊子模塊插槽和5個(gè)功能子模塊插槽，組建i/o單元稱為hio-1000b型總線式i/o單元； 功能子模塊包括開關(guān)量輸入/輸出子模塊、模擬量輸入/輸出子模塊、軸控制子模塊等；開關(guān)量輸入/輸出子模塊-提供16路開關(guān)量輸入或輸出信號；模擬量輸入/輸出子模塊-提供4通道d/a信號；軸控制子模塊-提供2個(gè)軸控制接口，包括脈沖指令、模擬量指令和編碼器反饋接口； 關(guān)量輸入子模塊npn、pnp兩種接口可選，輸

18、出子模塊為npn接口，每個(gè)開關(guān)量均帶指示燈。 各子模塊名稱及信號如下表2.2所示 總線式i/o單元接口和各個(gè)子模塊接口（hio-1000a型和hio-1000b型）如圖2.2.6a2.2.6b所示。2.2.4.1通訊子模塊及接口 通訊子模塊（huo-1061）負(fù)責(zé)完成與hnc-8系列控制系統(tǒng)的通訊功能（x2a、x2b接口）并提供電源輸入接口（x1接口），外部開關(guān)電源輸出功率應(yīng)不小于50w。其功能及接口圖如圖2.2.6c所示。注意：由通訊子模塊引入的電源為總線式i/o單元的工作電源，該電源應(yīng)該與輸入/輸出子模塊及的外部電路（即plc電路，如無觸點(diǎn)開關(guān)、行程開關(guān)、繼電器等）分別采用不同的開關(guān)電源，

19、后者稱plc電路電源；輸入/輸出子模塊gnd端子應(yīng)該與plc電路的電源地可靠連接；2.2.4.2 開關(guān)量輸入/輸出子模塊功能及接口 開關(guān)量輸入子模塊功能及相關(guān)接口 開關(guān)量輸入子模塊包括npn型（hio-1011n）和pnp型（hio-1011p）兩種，區(qū)別在于：npn型為低電平有效，pnp型為高電平（+24）有效，每個(gè)開關(guān)量輸入子模塊提供16路開關(guān)量信號輸入。開關(guān)量輸入接口xa、xb（灰色）定義如圖2.2.6d所示。 開關(guān)量輸出子模塊功能及接口 開關(guān)量輸出子模塊（hio-1021n）為npn型，有效輸出為低電平，否則輸出為高阻狀態(tài)，每個(gè)開關(guān)量輸出子模塊提供16路開關(guān)量信號輸出。開關(guān)量輸出接口x

20、a、xb（黑色）定義如圖2.2.6e所示。2.2.4.3模擬量輸入/輸出子模塊功能及接口 模擬量輸入/輸出（a/d-d/a）子模塊（hio-1073）負(fù)責(zé)完成機(jī)床到數(shù)控系統(tǒng)的a/d信號輸入和數(shù)控系統(tǒng)到機(jī)床的d/a信號輸出。每個(gè)a/d-d/a子模塊提供4通道12位差分/單端模擬量信號輸入和4通道12位差分/單端模擬信號輸出。a/d輸入接口xa：（綠色）；d/a輸出接口xb：（橙色）。其接口定義如圖2.2.6f所示。2.2.4.4 軸控制子模塊功能及接口 軸控制子模塊（hio-1041）可提供2路主軸模擬接口和2路脈沖式進(jìn)給軸接口。軸控制接口xa、xb：（26芯高密），其接口定義如圖2.2.6fg

21、所示。2.2.3 手持單元（選件）手持單元提供急停按鈕、使能按鈕、工作指示燈、坐標(biāo)選擇（off、x、y、z、4）、倍率選擇（x1、x10x100）及手搖脈沖發(fā)生器。手持單元僅有一個(gè)db25的接口，如圖2.2.7所示。 手持接口插頭連接到hnc-8系列數(shù)控裝置的手持控制接口xs8上。2.3 供電與接地2.3.1 數(shù)控裝置的電源接口 數(shù)控裝置電源接兩個(gè)：ipc單元電源接口和面板電源接口。采用amp的5芯電源插座：d-3100口有a-178295-2（彎）和d-3100s-1-178315-2(直),如圖2.3.1所示。2.3.2 供電要求電源容量：數(shù)控裝置（外部電源1）：dv24v，50w，具有u

22、ps功能和掉電檢測功能?？偩€式i/o單元（外部電源2）：dc24v，50w。plc電路（外部電源3）：dc24v，功率根據(jù)plc外接開關(guān)量的數(shù)量及plc有源器件確定。電源線：采用屏蔽電纜，屏蔽層覆蓋率不少于%80。外部電源1：采用hpw.145u開關(guān)電源的j4或j5電源輸出接口供電（具備usp和掉電功能檢測功能）。掉電檢測電路在異常掉電后通知系統(tǒng)啟動相關(guān)保護(hù)操作，此時(shí)，ups功能能夠在一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)給數(shù)控裝置供電，以便系統(tǒng)執(zhí)行相關(guān)保護(hù)操作，保存當(dāng)前數(shù)據(jù)；數(shù)控裝置不與其他外部設(shè)備共用此電源。外部電源2：采用hpw-145u開關(guān)電源的j2或j3電源輸出口供電。外部電源3：用普通開關(guān)電源供電；電源地

23、必須與總線式i/o單元輸入/輸出子模塊（hio-1011n、hio-1011p、hio-1021n）的gnd端子可靠連接外部電源1經(jīng)過數(shù)控裝置內(nèi)部開關(guān)電源變換后， 由xs8向手持單元上的元器件提供24v和dc5v電源； 由ipc單元的ncuc總線接口（port0port3）和hnc-8系列數(shù)控裝置面板上的ncuc總線接口xs6向外部提供dc24v電源（請勿超過12v）；其余的總線接口不提供dc24v電源。 ups開關(guān)電源能夠通過以上接口提供的電源容量最大為：dc24v，6a； 若超過上述容量，請?jiān)黾宇~外電源，同時(shí)斷開接口電纜內(nèi)通過相應(yīng)接口 供電的線路，而采用額外電源供電。 2.3.3接地！為減

24、少干擾，請采用截面積不少于2.5平方毫米的黃綠銅導(dǎo)線作為底線將數(shù)控裝置的機(jī)殼接地端子，與電柜及機(jī)床的保護(hù)地可靠連接。！輸入/輸出開關(guān)量控制或接收信號的元器件（如繼電器、按鈕燈、接近開關(guān)、霍爾開關(guān)）的供電電源應(yīng)該是單獨(dú)的，其供電電源的電源地必須與總線式i/o單元的輸入/輸出子模塊的gnd端子可靠連接。否則，數(shù)控裝置不能通過輸出開關(guān)量可靠的控制元器件，或從這些元器件接收信號。2.4數(shù)控裝置與外部計(jì)算機(jī)的連接2.4.1通過rs232接口與外部計(jì)算機(jī)連接2.4.2通過以太網(wǎng)接口與外部 可以通過以太網(wǎng)接口與外部計(jì)算機(jī)直接（見圖2.4.2），也可以通過hub（集線器）連入局域網(wǎng)，再與局域網(wǎng)上的其他任何計(jì)算

25、機(jī)連接（見圖2.4.3） 連接電纜請使用網(wǎng)絡(luò)專用電纜。 以太網(wǎng)接口插頭型號均為rj45。 直接連接： 通過hub（集線器）連接：2.5數(shù)控裝置與總線式伺服驅(qū)動單元的連接采用ncuc總線，以串連的方式連接，如圖2.5.1所示。2.6數(shù)控裝置與總線式i/o單元的連接 采用ncuc總線，以串聯(lián)的方式連接，如圖2.6.1所示。 通過總線式i/o單元可以擴(kuò)展plc輸入/輸出接口、非總線式軸控制接口等。第三章 典型設(shè)計(jì)舉例摘要：本章介紹hnc-8系列數(shù)控裝置應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)。3.1數(shù)控系統(tǒng)的典型連接 hnc-8系列數(shù)控裝置與總線i/o單元、總線式伺服驅(qū)動單元的典型連接，如圖3.1.1所示。3

26、.2數(shù)控系統(tǒng)典型設(shè)計(jì)概述 hnc-8系列數(shù)控裝置應(yīng)用于不同數(shù)控機(jī)床，主要有兩方面的區(qū)別： 輸入輸出開關(guān)量之間的邏輯關(guān)系，即plc編程不同。 輸入輸出開關(guān)量的定義和電器設(shè)計(jì)不同。 輸入輸出開關(guān)量通常分兩類；連接在電柜內(nèi)部的開關(guān)量和連接到機(jī)床的開關(guān)量。在調(diào)試時(shí)，電柜調(diào)式和機(jī)電聯(lián)調(diào)一般是分別進(jìn)行的。3.3數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例 3.3.1系統(tǒng)簡介機(jī)床：四標(biāo)銑床，x，y，z直線坐標(biāo)軸+a旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸（數(shù)控轉(zhuǎn)臺）；控制柜結(jié)構(gòu)：強(qiáng)電控制柜+吊掛箱。主軸：主軸驅(qū)動器，液壓換擋，分高速、低速兩檔。典型數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要器件如表3.3.1所示。3.3.2總體框圖 圖3.3.1數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框圖3.3.3輸入輸出開關(guān)量

27、的定義 華中8型數(shù)控系統(tǒng)除手持單元接口提供少量i/o信號外，其余的i/o信號由總線式i/o單元提供；本例中需要hio-1000系類的輸入子模塊（hio-1011n）、輸出子模塊（hio-1021n）各一塊。具體如下表所示。 xs8（db25/f頭針座孔）手持單元接口： xaxb輸入接口（總線i/o單元輸入子模塊hio-1011n）：xa：xb： xaxb輸出接口（總線i/o單元輸出子模塊hio-1021n）（xb使用）： xa：3.3.4電器原理圖簡介下面以示意圖的形式，給出電器原理圖的主要部分。對于線號，僅給出了在不同的頁面均出現(xiàn)的線纜線號。3.3.4.1電源部分 在設(shè)計(jì)中，照明燈的ac24

28、v電源和工作電流較大的電磁閥使用的dc24v電源、輸出開關(guān)量（如繼電器、伺服控制信號等）用的dc24v電源是各自獨(dú)立的，且中間用一個(gè)低通濾波器隔離開來。總電源進(jìn)線、變壓器輸入端等處的抗干擾磁環(huán)和高壓瓷片電容未在圖中表示出來。如圖3.3.2所示。圖3.3.2中qf0qf4為三相控制開關(guān)；qf5qf11為單相客氣開關(guān)；km1km4為三相交流接觸器；rc1rc3為三相阻容吸收器（滅弧器）；rc4rc7為單相阻容吸收器（滅弧器）；ka1ka9為直流24v繼電器；v1、v2、v3、vz為續(xù)流二極管；yv1、yv2、yv3、yvz為電磁閥和z軸電機(jī)抱閘。 圖3.3.2數(shù)控系統(tǒng)電器原理圖-主、控制回路3.3

29、.4.2繼電器的輸入輸出開關(guān)量：繼電器主要是由輸出開關(guān)量控制的，輸入開關(guān)量主要是指進(jìn)給裝置、主軸裝置、機(jī)床電氣等部分的狀態(tài)信息與報(bào)警信息。圖3.3.3為銑床數(shù)控系統(tǒng)電器原理圖-繼電器部分。輸入/輸出開關(guān)量接線分別如圖3.3.4和3.3.5所示。四銑床的開關(guān)量需要總線i/o單元中的輸入子模塊hio-1011n1塊，輸出子模塊hio-1021n1塊。 圖3.3.3數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖-繼電器部分圖中ka1ka10為中間繼電器； sqx-1、sqx-3分別為x軸的正、負(fù)超程限位開關(guān)的常閉觸點(diǎn)； sqy-1、sqy-3 分別為y軸的正、負(fù)超程限位開關(guān)的常閉觸點(diǎn)； sqz-1、sqz-3 分別為z軸的正、

30、負(fù)超程限位開關(guān)的常閉觸點(diǎn)； 440為來自伺服電源模塊與伺服驅(qū)動模塊的故障連鎖； 100為圖3.3.2中dc24v 50w開關(guān)電源的地； 圖3.3.4數(shù)控系統(tǒng)電器原理圖-輸入/輸出開關(guān)量1 圖3.3.5數(shù)控系統(tǒng)原理圖-輸入/輸出開關(guān)量2伺服驅(qū)動器接線圖： 圖3.3.6數(shù)控系統(tǒng)原理圖-伺服驅(qū)動電路ncuc總線的電纜的連接見圖3.3.7圖3.3.7數(shù)控系統(tǒng)原理圖-ncuc總線電纜連接圖第四章 伺服電機(jī)的選擇計(jì)算3.1伺服電機(jī)的選擇計(jì)算： 伺服電動機(jī)是伺服系統(tǒng)控制的直接對象，它是將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動的關(guān)鍵元件。數(shù)控機(jī)床目前使用的主要是各種類型的伺服電動機(jī)，如步進(jìn)電動機(jī)、各種慣量的直流伺服電動機(jī)以及交

31、流伺服電動機(jī)。本系統(tǒng)采用的為蘭州電機(jī)廠出產(chǎn)的1ft6074型伺服電機(jī)。待添加的隱藏文字內(nèi)容2 為了滿足數(shù)控機(jī)床的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率等方面的要求，伺服電動機(jī)應(yīng)具有下列的性能；調(diào)速范圍寬，并具有良好的穩(wěn)定性，尤其是低速時(shí)的穩(wěn)定性；負(fù)載特性硬，特別是低速時(shí)應(yīng)具有足夠的負(fù)載能力；響應(yīng)速度快；可頻繁啟動、停止及換向。 根據(jù)牛頓第二定律，進(jìn)給傳動系統(tǒng)所需的驅(qū)動力矩t，等于系統(tǒng)的總的轉(zhuǎn)動慣量j乘以電動機(jī)的角加速度，即t=j。當(dāng)進(jìn)給伺服電動機(jī)已選定，則t的最大值基本不變。如果希望的變化小，則應(yīng)使轉(zhuǎn)動慣量j的變化盡量小些。 進(jìn)給系統(tǒng)的總的轉(zhuǎn)動慣量j，是由伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量jm和負(fù)載慣量jl兩部分組成，即j=jm

32、+jl 負(fù)載慣量jl由絲杠的轉(zhuǎn)動慣量和工作太折算到電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量組成，它會因夾具、工件或刀具的不同而有所變化。如果希望j的變化小些，則最好使jl所占的比例小些。這就是慣量匹配原則。因此機(jī)床伺服電動機(jī)的選擇計(jì)算，應(yīng)從保證伺服電動機(jī)所需轉(zhuǎn)距，滿足傳動系統(tǒng)慣量匹配的角度進(jìn)行。初選1ft6074型伺服電動機(jī)，然后進(jìn)行慣量匹配計(jì)算和轉(zhuǎn)距計(jì)算，驗(yàn)證其是否滿足要求。3.2.慣量匹配計(jì)算： 通常，jm應(yīng)不小于jl，但jm應(yīng)有所限制，以免使j過大。否則，為了足夠大的角加速度而采取過大的伺服電動機(jī)和伺服系統(tǒng)，這將是不合理的。對此，可按下式確定：0.25jl/jm1 由電機(jī)產(chǎn)品目錄可知，伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量為

33、：jm=215.8ncm2 代入上式得：jl/jm=0.566 故所選電動機(jī)滿足慣量匹配原則。2.2.2伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)距計(jì)算： 快速空載啟動時(shí)所需力矩為：m=mamax+mf+mo 最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩為：m=mat+mf+mo+mt 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩為： m=mf+mo 式中： mamax：空載啟動時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩； mf： 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩； mo： 由于絲杠預(yù)緊所引起，折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力距； mat： 切削時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩； mt： 折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩； 當(dāng)n=namax時(shí)，namax=vamax/l0，得：mamax=jnmax/9.

34、6t10-4=19.55kgfcm 式中： j：系統(tǒng)總的轉(zhuǎn)動慣量； t：傳動系統(tǒng)的啟動加速時(shí)間（s），t=(34)tm=30.02=0.06s, tm為電動機(jī)機(jī)械時(shí)間常數(shù)。 當(dāng)n=nt時(shí)，nt=n主f/l0，n主=1000v/d，得：mat=jnt/9.6t10-4=1.173kgfcm 又：mf=f0l0/2=fwl0/2 當(dāng)=0.8，f=0.16時(shí)，得：mf=0.729kgfcm 又：m0=p0l0/2（1-02） 當(dāng)0=0.9時(shí)，預(yù)加載荷p0=fx/3，則：m0=0.378kgfcmmt=fxl0/2=9.122kgfcm 所以，快速空載啟動時(shí)所需力矩：m=mamax+mf+m0=216

35、.6ncm 切削時(shí)所需力矩：m=mat+mf+m0+mt=124ncm 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩：m=mf+m0=11.07ncm 由以上分析計(jì)算可知，所需最大力矩mmax發(fā)生在快速空載啟動時(shí)。由伺服電動機(jī)工作特性得知，機(jī)床進(jìn)給部件快速空載啟動所虛的加速度，取決于伺服電動機(jī)所能提供的最轉(zhuǎn)距。而本系統(tǒng)選用1ft6074型伺服電機(jī)的最大轉(zhuǎn)距為14ncm，連續(xù)轉(zhuǎn)距為2.8ncm，因此能夠滿足系統(tǒng)的需求。 第五章 數(shù)控機(jī)床電氣柜電裝工藝設(shè)計(jì)5.1設(shè)計(jì)電氣柜的注意事項(xiàng)5.1.1電氣柜的防護(hù)： 電氣柜的鈑金件的連接必須保證密封性良好。 所有的門和開孔的位置都需要安裝傳導(dǎo)性密封膠條，所有的開孔或是切口要盡量小。

36、門鎖需要帶拉緊裝置、與外界導(dǎo)體連接時(shí)表面要刮凈涂漆。5.1.2 電氣柜的散熱 數(shù)控系統(tǒng)要求工作環(huán)境溫度在40度以下，溫度過高除了容易老化系統(tǒng)硬件以外，還會降低驅(qū)動的輸出的功率，為了使電柜內(nèi)空氣流通順暢，需要將每個(gè)單元與電氣柜內(nèi)壁保持至少100mm的空間。 采用熱交換器散熱時(shí)，由與密封性不好控制，使得粉塵和潮濕的空氣能進(jìn)入到電氣柜里面，空氣中的水分子凝結(jié)，將會導(dǎo)致電氣部件的故障，因此要特別注意電氣柜的防塵。5.2電氣柜的空間布局及電氣元件的安裝走線5.2.1電氣柜內(nèi)空間布局：對電氣柜的各種電氣元件進(jìn)行合理的布局，能有效的防止電磁干擾對數(shù)控系統(tǒng)的危害。合理布局的基本原則使干擾源于干擾對象盡可能遠(yuǎn)離

37、。輸入和輸出端妥善分離。高壓電纜、脈沖引線及低電平電纜分別鋪設(shè)。對大截面導(dǎo)線轉(zhuǎn)彎半徑的考慮。對強(qiáng)弱電元件之間的距離放置。對發(fā)熱元件的方向布置等。數(shù)控機(jī)床的電氣柜內(nèi)空間布置如圖5.1.1 圖 5.1.1 電氣柜布置圖 5.2.2電氣元件的安裝 電氣元件應(yīng)牢固地安裝在鍍鋅電氣地板，注意要在電箱的上部和下部流出至少100mm的空間。 電氣元件應(yīng)有足夠的電氣間隙及爬電距離，以保證設(shè)備安全可靠工作。發(fā)熱元件易安裝在散熱良好的地方，兩個(gè)發(fā)熱元件之間的連接，應(yīng)采用耐熱導(dǎo)線或裸銅線套磁管。電阻器等電熱元件安裝，一般應(yīng)安裝在電氣柜頂上，并且有防護(hù)罩保護(hù)。強(qiáng)弱電端子應(yīng)分開布置，當(dāng)有困難時(shí)，應(yīng)有明顯標(biāo)志并設(shè)空端子隔

38、離開或設(shè)加強(qiáng)絕緣的隔板。電氣元件安裝不能過于緊湊，更要避免電氣柜前、后兩面都放元器件。元器件密度較大，缺乏必要的空間，不利于散熱和干擾的產(chǎn)生。第六章 參考文獻(xiàn)employment tribunals sort out disagreements between employers and employees.you may need to make a claim to an employment tribunal if: you dont agree with the disciplinary action your employer has taken against you your e

39、mployer dismisses you and you think that you have been dismissed unfairly.for more information about dismissal and unfair dismissal, seedismissal.you can make a claim to an employment tribunal, even if you haventappealedagainst the disciplinary action your employer has taken against you. however, if

40、 you win your case, the tribunal may reduce any compensation awarded to you as a result of your failure to appeal.remember that in most cases you must make an application to an employment tribunal within three months of the date when the event you are complaining about happened. if your application

41、is received after this time limit, the tribunal will not usually accept it.if you are worried about how the time limits apply to you, take advice from one of the organisations listed underfurther help.employment tribunals are less formal than some other courts, but it is still a legal process and yo

42、u will need to give evidence under an oath or affirmation.most people find making a claim to an employment tribunal challenging. if you are thinking about making a claim to an employment tribunal, you should get help straight away from one of the organisations listed underfurther help.if you are bei

43、ng represented by a solicitor at the tribunal, they may ask you to sign an agreement where you pay their fee out of your compensation if you win the case. this is known as adamages-based agreement. in england and wales, your solicitor cant charge you more than 35% of your compensation if you win the

44、 case.if you are thinking about signing up for a damages-based agreement, you should make sure youre clear about the terms of the agreement. it might be best to get advice from an experienced adviser, for example, at a citizens advice bureau. to find your nearest cab, including those that give advice by e-mail, clic