数控机床的电气控制系统的设计(初稿)2..doc

毕业设计报告 数控机床的电气控制系统的设计 系 部： 电气工程系 专 业：机电一体化技术 班 级： 机电091 姓 名： 学 号： 指导老师： 2015．10．目 录 摘要： I 第一章 序言 2 1.1 选题背景与意义 2 1.2 数控机床电气控制系统的发展与现状 2 1.3 数控机床的组成与基本工作原理 5 1.4 本文所做的工作 6 第二章 电气控制系统总体方案设计 7 2.1 数控机床电气控制系统的控制要求 7 2.2 伺服控制系统的主要功能 10 2.3 电气控制系统总体设计方案的提出 13 第三章 主设备的电气控制系统设计 14 3.1 主轴电机的电气控制系统设计 14 3.1.1 主轴电机的电气控制原理 14 3.1.2 主轴的异常保护方案设计 15 3.1.3 主轴参数的设定 15 3.2 进给轴的电气控制系统设计 17 3.2.1 进给轴的控制原理 20 3.2.2 进给轴电机伺服驱动控制系统设计 21 3.2.3 进给轴限位控制及异常情况处理 24 3.3 电气系统开关与紧急停止系统设计 25 3.4 电气布局与安装 26 第四章 电气控制系统的安装与调试 28 4.1 安装注意事项与要点 28 4.2电气控制系统调试方案 29 4.3 控制系统调试的结果与说明 32 第五章 总结 33 谢 辞 35 参考文献 36 附录 38  数据机床的电气控制系统的设计 摘要： 数控机床是现在制造工业的核心母机，数控系统又是数控机床的核心，而数控系统的性能保障是数控机床的电气控制系统。可以说数控机床电气控制系统的优劣，决定了控制系统的性能。广义上说数控机床电气控制系统包括数控系统，本文所提及的系统，要控制机床实现高速高精度高可靠的加工，所以电气控制系统的性能至关重要。本文主要是在阅读大量有关数控机床电气控制的文献的基础上完成了以下几个方面的内容：首先提出了TK40A数控机床电气控制设计的总体方案，并阐述了数控机床电气控制系统的控制要求以及伺服控制系统的主要功能；其次阐述了机床电气控制系统详细设计，本文主要分析了数控机床电气控制主设备中的主轴电机的电气控制原理、参数设计以及异常保护方案设计；电气控制给进轴的控制原理、电机伺服驱动控制系统设计以及限位控制；电气系统开关与紧急停止系统设计以及电气布局与安装；最后论述了电气控制系统安装与调试应注意的事项与要点，调试方案以及调试的结果。 关键词：数控机床电气控制，电气柜设计，PLC 第一章 序言 1.1 选题背景与意义 人类发展和文明进步的主要动力之一便是人类的经济活动，而人类经济活动的重要基石就是制造，它的发展水平标志着一个国家工业的发达程度。随着科学技术的发展，传统的机电制造业正在经历着深刻的变革，取而代之的是以微电子计算机、信息科学技术等为支撑的现代化制造业，这些高科技信息技术为机械制造业带来了翻天覆地的变化。 科学技术的快速发展为制造行行业注入了新的活力，也为人类的提供了多样化的产品，人们也对产品多样化的要求越来越高，产品的更换周期也越来越短，使多品种、小批量生产的比重明显增加;同时，随着航空航天、造船、军工、汽车、农业机械等行业对产品性能要求的不断提高，产品中形状复杂的零件越来越多，加工质量要求也不断提高。而传统的加工制造业已经不能够完成这种产品多样化、柔性化以及高精度化、高质量的加工要求，为此，必须探寻一种能够解决上述问题、实现精度高、效率高的自动化制造生产设备——数控机床。 数控机床的关键性能之一是控制数控机床的电气控制方式。总所周知，数控机床原本就是一台电能量转换装置，其功能是将电能转换成加工工艺所需机械能。而其中的电气控制对于整个数控机床来说，就像人类的心脏，使整个机床正常工作的能源保障。 机床电气控制系统包括机床供配电系统、主轴控制系统、进给轴控制系统、冷却油泵控制系统以及其他的辅助设备控制系统。PLC的引入为电气控制，尤其是电器开关量的控制是有重大改进的。在本文中PLC主要是用来控制冷却电机，油泵电机以及其他的辅助电气控制系统。用PLC来替代继电器—接触器控制系统，提高了系统的可靠性和柔性，使控制性能产生了一个质的飞跃。 1.2 数控机床电气控制系统的发展与现状 一直以来，机床工业在德国政府看来都具有极其显著的战略意义，并在许多领域极力推动其发展。它的突出特点表现在极其看重实际效果，极其看重人力资源建设，一切为了人，一切依靠人，极为重视师傅与徒弟之间技艺上的承接，花很大的精力用于工人素质的培训提高。同时，科学研究方面的投入在德国也得到特别重视，科学理论都重视投身于相关生产实践，既重视发挥基础科研的作用，也重视应用科学的研究。德国还特别重视让高校走出校门开