2015毕业设计-PL700A四轴立式加工中心电气系统设计 - 图文

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摘 要

本设计为了实现加工中心的自动化，应用机床电气控制原理，FANUC 0i-MD数控系统控制原理，进行PL700A立式加工中心的电气设计。为了给系统软件设计、系统调试与维修、安装与连接设计等提供设计基础，画出了CNC控制系统的电气原理图。本设计结合数控加工中心控制系统设计、系统软件PMC设计、以及数控加工中心操作面板设计等，完成了加工中心的电气设计，绘制了该部分的电气原理图。达到了使本加工中心性能更优，性价比和自动化更好的目的。本加工中心的电气设计，主要为加工中心各个部分提供电能。主要控制的电机有冷却电机、排屑电机和液压站电机等。电路原理图中使用了许多常用的电气元器件，如继电器、接触器和电磁阀等，以配合软件共同实现电路的逻辑控制。 【关键词】CNC；FANUC；电气设计；加工中心；逻辑控制

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Abstract

In order to automate the design of machining centers, application machine electrical control principle, FANUC 0i-MD CNC system control principle, the electrical design PL700A vertical machining centers. In order to give the system software design, system debugging and maintenance, installation and connection design to provide the design basis, draw electrical schematics CNC control system. The design combines CNC machining center control system design, system design software PMC and CNC machining center operator panel design, complete electrical design and processing center, draw an electrical schematic diagram of the portion. Reached so that the machining center performance better, more cost-effective and automation purposes. Electrical this machining center is designed primarily to provide power to the various parts of the processing center. The main control motor cooling motor, Chip motors and hydraulic station motor. Circuit diagram used in many common electrical components, such as relays, contactors, and solenoid valves to cope with software common logic control circuit.

【Key words】CNC；FANUC；Electrical Design；Logic control; machining center

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目 录

摘要……………………………………………………………………………………I Abstract ……………………………………………………………………………Ⅱ 1 绪论…………………………………………………………………………………1 1.1 数控与数控机床………………………………………………………………1 1.2 数控机床的发展趋势…………………………………………………………2 1.3 加工中心研发的意义…………………………………………………………6 1.4 设计任务………………………………………………………………………6 2 PL700A立式加工中心概述…………………………………………………………7 2.1 PL700A立式加工中心简介……………………………………………………7 2.2 PL700A立式加工中心的整体构成……………………………………………8 2.3 PL700A立式加工中心的工作原理……………………………………………9 2.4 PL700A相关技术参数…………………………………………………………10 3 数控加工中心主要电气元器件……………………………………………………12 3.1 数控机床常用电气元件………………………………………………………12

3.2 主要元器件明细表……………………………………………………………19 3.3 电机的选型……………………………………………………………………20 4 数控加工中心的电气设计…………………………………………………………23 4.1 380V强电控制回路……………………………………………………………23 4.2 供电电路………………………………………………………………………25 4.3 部分I/O模块…………………………………………………………………26 4.4 交流控制回路…………………………………………………………………27 4.5 电源模块………………………………………………………………………28 结论……………………………………………………………………………………29 总结与体会……………………………………………………………………………30 致谢词…………………………………………………………………………………31 参考文献………………………………………………………………………………32 附录……………………………………………………………………………………34

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1 绪论

随着计算机技术、微电子技术、大规模集成电路制造工艺的飞速发展，使高性能的微处理器（MPU）在国民经济的各行各业得以大规模的应用。然而加工中心正是集机械、电子、计算机、网络技术、气动、切削工艺等技术于一体的高新技术产品。机械制造技术和信息技术相结合而构成的机电一体化系统，是现代工业机械研究方向和发展趋势

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。微机控制的加工中心和数控机床越来越多，柔性制造单元

（FMC）和柔性制造系统（FMS）不断应用在机械加工中，在根本上改变企业生产面貌。应用数字控制技术（Numerical Control）的数控机床可以高精度、高效率、高速度、高柔性化地加工各种复杂零部件，正好满足当今快速多变的市场、竞争激烈的生产工艺发展的需要。所以，微机控制技术在加工中的应用标志着机械行业的现代化，是国家生产能力的标志。

1.1数控技术与数控机床

1.1.1 数控技术

数控即数字控制，它是相对于模拟控制而言的。数控技术是利用数字量对机械加工的走刀运动的一种智能控制方式。

数控技术（CNC，Computerized Numerical Control），它使用计算机实现数字程序控制。运用计算机按事先存贮编译好的程序来对机械加工设备的运动轨迹的控制。现在已经是采用计算机控制，替代了原先的硬件逻辑电路，使输入操作的各种控制机能，比如存贮、处理、运算、逻辑判断等的实现，都可以通过计算机软件来实现，计算机处理后，将生成的微观指令传送给伺服驱动模块，从而驱动电动机和液压执行元件等动作，从而带动机械设备运行。

为了发展新兴的高新技术产业和顶尖的工业，数控技术是使能技术也是最基本的设备。为了提高制造的水平和能力，全世界各国已经在各行各业广泛使用数控技术，如机械制造行业、汽车行业、电器行业、甚至在信息产业也有涉足。 1.1.2 数控机床

数字控制机床（Computer numerical control machine tools）简称数控机床，它是一种装有软件程序的控制系统。对机床的控制是数控技术运用最广泛的领域，所以数控机床的发展水平标志着目前数控技术的性能好坏、技术水平高低，也决定了数控技术的发展方向。

在一般的工业生产中，占绝大多数的是金属切削类机床，如车削类、铣镗钻类机床。所以它也是数控技术最常用和使用最广范的领域。车削加工时，主运动

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是机床主轴带动工件的回转运动，用于回转体零件的加工切削，这样的机床就至少需要两个基本运动，即径向和轴向运动。所以需要两个基本的运动轴X/Z。同理，运动铣镗钻类机床因为是通过主轴带动刀具旋转和零件的空间运动来实现金属加工的。所以这样的机床就至少需要三个运动轴，即X/Y/Z轴。为此，数控生产厂家就将数控系统分为了两大系列，即M系列的CNC 至少具有3轴，用于铣镗钻类的控制。而T系列的CNC就至少具有2轴，用于车削类控制。

随着科学技术的不断提高，人们对数控技术也提出了更高的要求，如复合车铣加工、FMC等先进技术也得到普及。数控机床的优势和给生产带来的方便将越来越突出。

1.1.3 数控机床的电气控制系统

数控机床的基本构成和构成原理如下图。

伺服 数 伺服装置 电机

工作台 主轴箱 换刀装置 控 装 置 操作盘 主轴控制 强 电 柜 和 P M C 主轴 电机 刀库 液压系统 冷却系统 润滑系统 气动系统 其他

图1-1 数控机床电气控制系统的组成

1.2 数控机床的发展趋势

在社会在不断发展中，人们在机械加工中，发现了数控机床任然存在的一些问题，所以对数控机床提出了更高的要求。以下是数控机床未来的发展趋势。 1．更高精度、更高速度

数控机床的精度和速度是决定其加工能达到的精度和加工效率的两个重要因素，所以许多的数控机床生产和研发企业都在精度和速度上下功夫。现在的一般数控机床的精度已经可以达到5μm,在一些超精密加工中精度已经可以达到纳米级了。

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