数控设备应用与维护设计毕业论文.doc

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通电后参数优化…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………35第6章课题小结……………………………………………………36致谢……………………………………………………………………37附表:工艺文件附表:电气原理图翻译的英语技术资料3/,工人进行施工时要按照一定的指导标准,这些标准一般以工艺卡的形式出现,特别是在机械装配的工艺上要求特别严格,但有些工艺卡并不是特别适合在工业环境下运作。而且在很多机械厂有机械工艺文件、机械作业指导书、但对电气方面的工艺文件要求不是特别严格。针对这种情况,并基于本人的工作环境与工作对象,准备写《VM1204H立式加工中心电气控制系统与实现》一文。本篇论文主要为了解决电气装调工作中的作业标准和便于流水线生产的问题,这样不仅可以减少工程的返工量,从而增加产品的一次性合格率,而且有了工序卡可以节约用人成本,可以适应大批量生产。作业人员在不需要大量的专业知识情况下可以快速的进行作业。本课题是基于纽威数控设备的VM1204H立式加工中心为背景,进行电气控制系统的安装与调试。VM1204H立式加工中心是标准型数控加工中心,当然可以加第四轴和客户特别要求的油冷机等。本课题所产生的工序卡在今后的公司扩大规模后进行大规模生产很重要,因为扩大规模需要大批量生产,在培养专业人员各种限制下就需要一套简单易懂又便于操作的工艺文件,所以工序卡和工艺过程卡是本论文的重要成果。::工序名称::主管审定Issuedby机床名称PartnameVM1204H立式加工中心电气图号Partno:接线简图工步号:1共页第页工步号:2…………图1-1工序卡本文将研制上电盘工序卡一份、下电盘工序卡一份、(工序卡格式见图1-1)5/45纽威数控装备接续工序号文档编号::文件名称::VM1204电气装调工艺设计日期文件密级后续工序号审核日期文件版本共页第页批准日期工艺状态工序编号NO:工序名称工序内容端子图主管工程师工步事项额定工作量工具线型端子图00112……00212………………图1-2工艺过程卡根据工序卡的容还将研制上电盘工艺过程卡一份、下电盘工艺过程卡一份、(工艺过程卡格式见图1-2)。电气原理图一份、电气控制板(电盘)设计一份、电器元件布局图一份等一系列工艺文件与图纸作为最终论文的成果,具体的电气原理图容以与工序卡、工艺过程卡容见附表。,比如FANUC要求AC200V供电电源,所以要用变压器提供AC200V电源。系统电源要求单独提供,比如系统24V电源和一些感应开关、电磁阀的24V电源要分开。然后再根据机床的控制项目进行电路设计,VM1204H控制的项目有主轴电机、三个伺服电机、一个ATC电机、一个刀库电机、一个冷却电机、一个冲屑电机、一个排屑电机、一个中心出水电机、一个提升泵、一个润滑泵、一个电器柜空调等。根据这些设备进行电气原理图的设计。电气原理图设计完成以后,要设计电气控制板,这里又叫电盘。根据安装需要,分为上电盘和下电盘两块(电盘布局见图1-3)。根据电气原理图和布局图还要制作一套上电盘工序卡和上电盘工艺过程卡,下电盘工序卡和下电盘工艺过程卡。因为要大批量生产和熟练化考虑应该设计一套接线标准,所以工序卡很重要。工序卡要把电盘的整个接线反映出来,而且要考虑一个电盘要多少道工序,出于施工人员和整个时间成本考虑,VM1204H工序可以分成20道工序,这样流水线生产就需要20个施工人员。5/45图1-3电盘布局要围绕工序卡以与工艺过程卡的要求去实施。主要对基本的电气控制板(电盘)电路的连接进行详细说明。对上电气控制电路板(上电盘)的电源模块、主轴模块、伺服模块、I/O模块、开关电源模块的接口进行说明,并对其接线具体路线进行图示说明。对下电气控制电路板(下电盘)的空气开关部分、继电器模块部分、接触器部分、端子排部分、分线器接口部分等进行简单介绍,并在工序卡中绘制具体的接线图。在电气控制板(电盘)元器件的布局中要考虑到分层的要求,VM1204H上电气控制电路板(上电盘)是一些模块布局,模块的顺序由系统要求而定。VM1204H下电气控制电路板(下电盘)分为三个层次,第一层是由继电器模块和分线器、还有四个空气开关组成,第二层是由四个空气开关和九个接触器、八个灭弧器、一个电源总开关组成,第三层是由端子排、四个熔断器、四个单触点空气开关组成。6/45在布局元器件时要考虑走线的简便美观、元器件与线槽之间要保持一定的距离。,要熟练应用AUTOCAD软件和WORD文档软件。在接线的具体操作过程中,会用到一些常用的电工工具:斜口钳(见图1-4)、压线钳(见图1-5)、一字螺丝刀、十字螺丝刀(见图1-6)、尖嘴钳(见图1-7)、活动扳手(见图1-8)、剪线钳(见图1-9)、六角扳手、剥线钳、液压钳、电工胶带、电工刀、打印机、线槽剪、卡规剪、电烙铁、手枪钻等。图1-6螺丝刀图1-5压线钳图1-7尖嘴钳图1-4斜口钳图1-9剪线钳图1-,也对课题的背景、性质、围以与重要性进行了描述。特别对预期的成果进行了详细介绍,讲解了工序卡、工艺过程卡的制作过程,实施的思路是按照工艺文件的步骤进行的。最后还提到论文所用到的软件和常用工具。8/-3冷却电机、润滑泵、冲屑电机、排屑电机图2-2X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机图2-1主轴伺服电机VM1204H控制的对象有由主轴伺服电机控制的主轴电机,主轴电机采用FANUC的aiI8/10000系列。主轴电机有三个接口,一个接口是从主轴伺服TB2模块接出来的电源接口、一个是主轴编码器反馈接口、还有一个是主轴风扇电源接口,风扇电源是从QF10下接线端接出来的。由双轴伺服模块控制的X轴、Y轴伺服电机,X轴、Y轴电机采用的是FANUCaiF/3000系列,由单轴伺服模块控制的Z轴伺服电机,Z轴电机采用的是FANUCaiF22B/3000系列。X轴伺服电机有两个接口,一个是电机电源线接口,这个接口接双轴伺服模块的TB2接口,另一个接口是X轴电机编码器反馈接口,这个接口接双轴伺服模块的JF1接口。Y轴伺服电机有两个接口,一个是电机电源线接口,这个接口接双轴伺服模块的TB2接口,另一个接口是Y轴电机编码器反馈接口,这个接口接双轴伺服模块的JF2接口。Z轴伺服电机有三个接口,一个是电机电源线接口,这个接口接单轴伺服模块的TB2接口,另一个接口是Z轴电机编码器反馈接口,这个接口接单轴伺服模块的JF1接口,还有一个是Z轴抱闸线,这个接口出来的线接下电盘的端子排上5号和2号端子。8/45控制对象还有采用XX北距的ATC电机、XX北距的刀库电机、意大利贝德龙的CP150冷却电机、意大利贝德龙CP190冲屑电机、众力的排屑电机、中心出水电机、提升泵、贝奇尔润滑泵、电器柜空调等,上图2-3列出了部分电机。-MATE控制要求FANUC0I-mate控制系统与其外部设备要求的控制电源AC200V电源、直流24V电源,所以要求在电气设计时要加一个AC200V变压器和开关电源。如图2-4所示的是变压器的接线图。图2-5是开关电源的接线图。图2-4变压器接线图图2-5开关电源的接线注意:通电前,断开所有断路器,用万用表测量各个电压(交流200V,直流24V)正常之后,再依次接通系统24V,伺服控制电源(PSM)200V,24V(ai)。最后接通伺服主回路电源(3相200V)。当电源模块正常工作后由电源模块提供的直流300V电源通过直流母线提供给主轴伺服模块、双轴伺服模块、单轴伺服模块所需的电源。因为开关电源要求的输入端是AC220V电源,所以在设计电气原理图时要设计用一个变压器提供给开关电源AC220V电源。。VM1204H控制的对象有主轴电机、伺服电机、ATC电机、刀库电机、冷却电机、冲屑电机、排屑电机、中心出水电机、提升泵、润滑泵、电器柜空调等。主轴电机是通过主轴伺服单元控制的,伺服电机时通过双轴伺服、单轴伺服模块控制的,其余的电机是通过下电盘与系统之间的信息交换进行控制的。所以这里主要考虑系统和上电盘、下电盘以与外部设备之间的电路连接关系。电路的设计。10/45VM1204H电气系统与外部设备的基本电缆连接如下:图2-6VM1204H电气系统与外部设备的基本电缆连接伺服放大器机床操作台手脉主轴电机伺服电机系统与伺服放大器之间电源模块之间通过电缆连接进行数据交换,系统给电源模块与伺服放大器指令同时伺服模块也要有反馈信息给系统。系统通过伺服放大器来控制主轴电机和伺服电机。主轴模块和伺服放大器模块也是通过电缆对电机进行控制,同时电机要有反馈信息给伺服放大器。机床操作台提供人机交流的界面,可以通过手脉进行手动进给下控制机床的运动。系统和上电盘的双轴、单轴伺服放大器是通过光纤COP10A、COP10B电缆进行通信,系统通过JA7A、JA7B电缆和上电盘的主轴伺服放大器进行通信。系统通过JD1A与上电盘I/O单元的JD1B接口进行通信。2接口。系统上的CA55接口连接MDI单元的CK1接口。系统要正常工作必须提供直流24V电源,这个电源是通过上电盘的开关电源接入到系统控制单元的CP1接口。11/45电气控制装置设计安装图2-7CNC控制单元与伺服单元的接线电气控制装置的安装条件特别重要,首先要考虑到安装环境,C与伺服单元的安装要求。C控制单元的电源容量。因为电气控制装置通过电柜里的各个空气开关、接触器、继电器等控制外部设备的,所以电气柜安装条件也很重要。电气柜装上两块电气控制板,上面一块称为上电气控制板,简称上电盘(下文统一用该术语),下面一块称为下电气控制板,简称下电盘(下文统一用该术语)。上电盘主要安装电源模块、主轴与进给轴驱动模块、开关电源、I/O模块等。下电盘主要安装继电器模块、分线器、空气开关、接触器、灭弧器、电源总开关、接线端子排、熔断器、单级空气开关等。机床电气柜的设计与安装条件在设计电气柜时要符合一定的环境条件,另外必须考虑CRT屏幕的电磁干扰,预防噪声和维修方便。电气柜的设计必须符合如下条件:电气柜必须是全封闭的,必须有效的防治灰尘、冷却液、和有机溶液的进入,还必须考虑伺服放大器和伺服变压器的安装:在空气入口处使用空气过滤器;将换气扇安装在空气不能直接吹到单元的地方;控制气流以保证灰尘和冷却液不能进入空气入口。设计电气柜时,需考虑当电气柜温度上升时,必须保证柜和柜外的温度差不超过10°C。一个封闭的电气柜必须安装以保证部空气的循环。。为了使空气流动更容易,应该在每一个单元之间以与单元和电柜的壁之间留出100mm的空间。必须在电缆口以与电气柜的门上使用密封材料,以保证电柜的密封。因为CRT单元使用大约11KV的电压,空气中的灰尘很容易聚集,如果电气柜密封不够充分,灰尘就会穿过缝隙而附着在单元上。这可能引起单元的绝缘效果恶化。尽管显示器有防尘的前面板,显示单元还是必须安装在冷却液不能直接喷射到的地方。噪声必须降低,C单元的尺寸在减小,在电柜,C单元在设计时已经考虑到尽量降低噪声,C单元的传送。单元在电气柜部的安装和排列必须考虑检查和维修的方便。