文档介绍：精雕机电控系统工作原理及维修
精雕机电控系统工作原理
2Φ,220AC
或3Φ,380AC
精雕机的系统框图
AC,220V
控制计算机
DB37控制电缆
控制卡
计算机
JDTEST
EN3D
控制柜
蜂鸣器
I/O
转换器
机床
光检、对刀仪、行程开关、急停
电源控制
DB25机床信号
机床侧板
(转接板)
电源滤波
风扇电源
(12V)
X轴驱动器
X轴进给
Y轴驱动器
Y轴进给
照明电源
(24V)
Z轴驱动器
Z轴进给
抱闸电源
(24V)
Z轴抱闸
步进电机驱动电源(32V)
(24V)
A轴驱动器
A轴进给
照明
控制变压器
主轴变频器
主轴
伺服变压器
主轴冷却系统(水泵)
工件冷却系统(油泵)
风扇
精雕电控系统的组成如上图所示,由控制计算机、控制柜、机床及水泵、油泵等附件组成,其各部分之间的连接关系可参照上图。图中所示的虚线部分为伺服机床所有,点划线部分为步进机床所有。控制卡是整个电控系统的核心。
控制计算机
控制计算机可以是一台PIII500 以上商用计算机,工作于WINDOWS98环境。将精雕提供给用户的控制卡插于控制计算机内插槽中,运行精雕的控制软件,就可以控制机床按用户的要求工作。
控制柜
控制柜包括以下几部分:
1)、电源系统
强电配电:空开、滤波器、接触器、伺服变压器和控制变压器(仅380V伺服控制柜)
电源控制:多路继电器(控制主电源、主轴电源、水泵、油泵电源的上电)、门开关的控制(仅380V伺服控制柜)
照明电源:直流24V用于220V控制柜,380V控制柜由控制变压器提供交流24V
风扇电源:直流12V为控制柜和电脑风扇供电
I/O转换器电源:直流12V、5V输出
步进电机驱动电源:32V三路输出(仅步进控制柜用)
2)、机床进给控制系统
三轴或4轴步进电机驱动器:有2细分、8细分、32细分
三轴或4轴伺服电机驱动器:有松下MINASA系列、三菱MR-J2S-A系列
3)、主轴电机控制系统
a、变频器进线滤波器
b、变频器:自产小变频、自产小变频、台达变频、施耐得变频等
4)、控制信号转接、转换系统(I/O转换器)
机床(仅电器相关部分)
1)、机床进给执行机构
X、Y、Z、A轴的进给执行电机(包括步进和伺服两种)
2)、主轴驱动机构
切削电主轴
3)、光检、行程开关、急停、照明、抱闸等信号及其转接板
转接的信号包括:X+、X-、Y+、Y- 四路行程开关信号
X0、Y0、Z0、Z1四路光检信号
D0 一路对刀仪信号、一路急停信号
照明、抱闸信号
附件
1)、主轴电机冷却系统(水泵)
2)、工件、刀具冷却系统(油泵)
连接电缆
1)、37芯电缆线:计算机与控制柜的连接电缆
2)、25芯电缆线:机床与控制柜的连接电缆
3)、机床对接电缆:进给驱动电缆
光码盘信号电缆
主轴驱动电缆
水泵、油泵电缆
宏观地讲,控制计算机和精雕控制卡组成精雕的控制部分(开环),主要用来开启控制柜、发出机床各进给轴的指令信号、主轴电机的转速信号及主轴电机的启停,同时检测机床的状态。各轴的伺服驱动器(或步进电机驱动器)、主轴的变频驱动器构成精雕机的驱动部分,主要用来解释和执行精雕控制系统的指令和命令。控制部分和驱动部分统一构成精雕的控制系统,一般地,控制系统有开环、半闭环和全闭环几种方式。精雕的控制系统有开环(步进)和半闭环(伺服)两种方式。
关于开环、半闭环和全闭环的含义在后面控制部分论述。
控制卡的工作原理
精雕机控制卡是精雕机的控制心脏,主要功能如下:
给控制柜提供上电信号
给各进给轴提供指令脉冲信号和方向信号
给主轴提供主轴转速信号和启动信号
给出快速移位信号(伺服驱动器用来切换电子齿轮比)
检测各轴的光检信号、对刀仪信号
检测行程开关信号、伺服报警检测、光码盘零位信号
检测急停信号
给出水泵的控制信号
同控制软件配合生成各轴运动的运动曲线
精雕机控制卡在近几年的发展过程中经历了几次变化(主要指40卡)。从ISA低压卡、ISA高压卡到目前的PCI卡,PCI卡有PCI40-01、PCI40-02、PCI40-03三种。各卡的变化和使用时间如下表所示:
型号
使用时间
备注
ISA低压卡
~
ISA接口、8254计数器、TTL驱动
ISA高压卡
~
ISA接口、8254计数器、+12V、-12V高压驱动
ISA伺服卡
~
ISA接口、7128可编程,用量很少
PCI40-01
~
PCI