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数控机床电气设计

论文——数控机床电气设计

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数控机床电气设计

摘要

数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合国力的水平，近年来，PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。随着PLC技术的发展, 它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。在机床的实际设计和生产过程中，为了提高数控机床加工的精度，对其定位控制装置的选择就显得尤为重要。FBs系列PLC的NC定位功能较其它PLC更精准，且程序的设计和调试相当方便。本文提出的是如何应用PLC的NC定位控制实现机床数控系统控制功能的方法来满足控制要求，在实际运行中是切实可行的。整机控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干扰能力强，具有良好的性能价格比等显著优点，其软硬件的设计思路可供工矿企业的相关数控机床设计改造借鉴。

关键词：

数控机床、电气控制系统、控制软件总体结构设计、机电一体化、机电传动、电子技术、传感器技术、数控加工、 CAD/CAM技术、电力电子技术、机械设计原理、电气控制系统、单片机、PLC;

第一章绪论............... …错误!未定义书签。

1.1课题的来源............... 错误!未定义书签。

1.2目的和意义........... ……错误!未定义书签。

1.3机电一体化系统的简介... ……错误!未定义书签。

1.3.1机电传动概述 (4)

1.3.2数控加工的概述 (4)

1.3.3数控加工的设备 (5)

1.4国内外动态 (7)

1.4.1国内研究的状况 (7)

1.4.2国外研究的状况 (8)

1.5机电一体化技术的发展与展望 (9)

第二章系统的总体设计 (10)

2.1机械部分 (10)

2.2电气控制系统方案 (11)

注：附图（共七张；元器件清单1份）

第一章绪论

本绪论主要是从本课题的来源、目的、意义、应解决的主要问题及应达到的技术要求来介绍数控机床型，并且叙述了国内外发展概况以及存在的问题。最后简述了本设计的指导思想。

1.1课题的来源

随着各种学科的交叉发展，原来的纯机械加工已经发展为机电一体化的加工机床，现在随着各种控制技术的日趋完善，机电一体化的加工系统——数控机床已经毫无疑问成为了工业生产的主力装备。一方面，调查表明，我国要成为“世界工厂”，需要培训和造就数十万数控技术应用领域的操作人员、编程人员和维修人员，另一方面，来自机电一体化专业在实践方面对于专门的教学用的仪器设备的需求，是本课题产生的主要的原因。

1.2目的和意义

本方案用于实验所需的数控机床。主要用于学校、工厂、以及科研所用，可用于数控机床，数控编程，数控原理实验与培训。本课题是要求在指导的情况下通过查阅相关的内容的资料并进行总体方案的设计（包括机械总体结构，电气控制系统总体结构和控制软件总体结构设计）进而最终完成适合实验使用的数控机床。该机床能实现单轴定位及两轴联动联动，从而可以完成对塑料制品的铣、铰等基本的切削运动，并能加工形状简单的零件。

1.3机电一体化系统的简介

机电一体化技术的基本概念是指将机械学、电子学、信息处理和控制及专用

软件等当代各种新技术进行综合集成的一种群体技术。机电一体化系统主要有五个组成部分:动力、机构、执行器、计算机和传感器,组成一个功能完善的柔性自动化系统,其中计算机、传感器和计算机软件是机电一体化技术的重要组成要素。机电一体化系统具有结构简单、功能多、效率高、精度高、能耗低的特点,与传统的机械产品比较,机电一体化产品至少有以下三个优点。

(1)原有的机构产品中增加信息处理装置及相应软件,来替代原有产品的部分机械控制机构,不仅提高了自动化程度,而且能大大提高产品质量,同时也降低了生产成本,提高经济效益。

(2)以机电一体化技术为主的新型产品,与原机械产品相比,不仅结构简单,而且功能更加丰富,精度也得到提高。

(3)将电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来,形成综合性优势,可开发出具有多种功能、智能化的高新技术产品。

1.3.1机电传动概述

机电传动就是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称。它的目的就是电能转变为机械能，实现生产机械的启动，停止以及速度控制，完成各种生产工艺过程的要求，保证生产过程的正常进行。机电传动控制系统发展愈来愈高。现在机电传动机控制系统由微型操纵杆，敏感元件，计算机，伺服机构和执行机构等部分组成。当操纵它时，电传系统立刻将机械动作转变为电信号，经计算机计算放大后，通过电机使执行机构动作。电传操纵系统的优点是结构比较简单，体积和重量小，易于安装和维修、操纵灵敏度高，无滞后现象。由于可以敷设多条电缆，“生存力”大大增强。但就机电传动而言，它的发展大体上经历了成组拖动，单电机拖动和多电机拖动三阶段。控制期间经过了四阶段：

1.接触器与继电器;

2.电机放大机控制;

3.磁放大器，大功率可控水银整流器;

4.计算机数字控制CNC。就本次设计而言,系统的驱动部分采用了步进电机驱动，控制部分采用比较先进的微机与PLC控制。

1.3.2数控加工的概述

数控加工是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与

传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。以下是数控加工的特殊之处：

1.工序集中：数控机床一般带有可以自动换刀的刀架、刀库，换刀过程由程序控制自动进行，因此，工序比较集中。工序集中带来巨大的经济效益：

a)．减少机床占地面积，节约厂房。

b)．减少或没有中间环节（如半成品的中间检测、暂存搬运等），既省时间又省人力。

2.加工自动化：数控机床加工时，不需人工控制刀具，自动化程度高。带来的好处很明显:

a).对操作工人的要求降低：一个普通机床的高级工，不是短时间内可以培养的，而一个不需编程的数控加工操作工人培养时间极短（如数控车工需要一周即可，还会编写简单的加工程序）。并且，数控工在数控机床上加工出的零件比普通工在传统机床上加工的零件精度要高、时间要省。

b).降低了工人的劳动强度：数控工人在加工过程中，大部分时间被排斥在加工过程之外，非常省力。

c).产品质量稳定：数控机床的加工自动化，免除了普通机床上工人操作时所产生的疲劳、粗心、估计等人为误差，提高了产品的一致性。

d).加工效率高：数控机床的自动换刀等使加工过程紧凑，提高了劳动生产率。

3.柔性化程度高；传统的通用机床，虽然柔性好，但效率低下；而传统的专机，虽然效率很高，但对零件的适应性很差，刚性大，柔性差，很难适应市场经济下的激烈竞争带来的产品频繁改型。只要改变程序，就可以在数控机床上加工新的零件，且又能自动化操作，柔性好，效率高，因此数控机床能很好适应市场竞争。

4.加工能力强：数控机床能精确加工各种轮廓，而有些轮廓在普通机床上无法加工。数控机床特别适合以下场合：

a).不许报废的零件。

b).新产品研制。

c).急需件的加工。

1.3.3数控加工的设备

数控加工所使用的主要设备---数控机床是信息技术与机械制造技术相结合的产物，代表了现代基础机械的技术水平与发展趋势。数控机床具有以下明显特点：

1）.适合于复杂异形零件的加工。

2）.实现计算机控制，排除人为误差。

3）.通过计算机软件可以实现精度补偿和优化控制。

4）.加工中心、车削中心、磨削中心、电加工中心等带有刀具库并具有换刀功能，从而减少了人工装夹的次数，提高了加工精度。

5）.数控机床使机械加工设备增加了柔性化的特点。柔性加工不仅适合于多品种、中小批量生产也适合于大批量生产，且能交替完成两种或更多种不同零件的加工，增加了自动变换工件的功能，可实现夜间无人看管的操作。

由几台数控机床（加工中心）组成的柔性制造系统（FMS）具有更高柔性的自动化制造系统，包括加工、装配和检验等环节。数控机床可划分为三个层次：1）.高档型数控机床：是指可以进行复杂形状的加工，具有多轴控制或工序集中、自动化程度高、高度柔性的数控机床。

2）.普及型数控机床：具有人机对话功能，应用较广，价格适中，通常称之为全功能数控机床。

3).经济型数控机床：结构简单，精度中等，但价格便宜，仅能满足一般精度要求的加工，能加工形状较简单的直线、斜线、圆弧及带螺纹类的零件。

选用数控机床需遵循的原则是：

1）.实用性：是指明确数控机床来解决生产中的哪一个或哪几个问题。

2）. 经济性：是指所选用的数控机床在满足加工要求的条件下，所支付的代价是最经济的或者是较为合理的。

3）.可操作性：用户选用的数控机床要与本企业的操作和维修水平相适应。

4).稳定可靠性：是指机床本身的质量，选择名牌产品能保证数控机床工作时的稳定和可靠。

PLC（可编程逻辑控制器）发展的现状及发展的趋势PLC发展到现在共经历了四代。现在的PLC采用16位以上的微处理器作为CPU外，内存容量更大，还可以将堕胎PLC连接起来，实现资源共享;还可以直接用于一些规模较大的复杂控制系统；变成语言除了可使用传统的梯形图、流程图等还可以使用高级语言；

外设多样化，可以配置CRT和打印机等。目前国内外用于这方面控制系统的PLC 主要是由几大主要生产商提供的。即：

Siemens(GER),GE(U.S),Rockwell(U.S),Mitsubishi(Jap),Omron(Jap)这几家主要的PLC供应商占据了PLC市场的75%~80%。现在的主要的PLC的厂商都集中在日本和美国等发达国家，国内生产和制造PLC的工艺技术都还落后于这些国家。其发展的趋势是：

1、人机界面更加友好PLC制造商纷纷通过收购或联合软件企业、或发展软件产业，大大提高了其软件水平，多数PLC品牌拥有与之相应的开发平台和组态软件，软件和硬件的结合，提高了系统的性能，同时，为用户的开发和维护降低了成本，使更易形成人机友好的控制系统，目前，PLC＋网络＋IPC＋CRT的模式被广泛应用。

2、网络通讯能力大大加强PLC厂家在原来CPU模板上提供物理层RS232/422/485接口的基础上，逐渐增加了各种通讯接口，而且提供完整的通讯网络。由于近来数据通讯技术发展很快，用户对开放性要求很强烈，现场总线技术及以太网技术也同步发展。

3、开放性和互操作性大大发展PLC在发展过程中，各PLC制造商为了垄断和扩大各自市场，处于群雄割据的局面，各自发展自己的标准，兼容性很差，这给用户使用带来不便，并增加了维护成本。开放是发展的趋势，这已被各厂商所认识。

4、PLC的功能进一步增强，应用范围越来越广泛PLC的网络能力、模拟量处理能力、运算速度、内存、复杂运算能力均大大增强，不再局限于逻辑控制的应用，而越来越应用于过程控制方面，有人统计，除石化过程等个别领域，PLC 均有成功能应用，PLC在相当多的应用取代了昂贵的DCS，从而使原来PLC（顺序控制）＋DCS（过程控制）的模式变成PLC＋IPC模式。

5、工业以太网的发展对PLC有重要影响，以太网应用非常广泛，与工业网络相比，其成本非常低，为此，人们致力于将以太网引进控制领域。目前的挑战在于:

1）.硬件上如合适应工业恶劣环境；

2）.通讯机制如何提高其可靠。

以太网能否顺利进入工控领域，还存在争论。但以太网在工控系统的应用却

日益增多，适应这一过程，各PLC厂商纷纷推出适应以太网的产品或中间产品。从PLC的发展趋势来看，PLC控制技术将成为今后工业自动化的主要手段。在未来的工业生产中，PLC技术、机器人技术、核CAD/CAM技术将成为实现工业生产自动化的三大支柱。

1.4国内外动态

1.4.1国内研究的状况

近十几年来，我国各级政府在工业控制计算机及其系统，可编程序逻辑控制器（PLC）、数控系统、工业机器人等技术和产业都曾列入重点发展规划，各项都有上千万元的投资，但真正能形成规模性产品生产的产业却寥寥无几，在国内市场的占有率不足10％。跟踪研究国外先进技术的发展、加大市场调研力度是高新技术产业开发中的一个严肃的课题，不能不引起各层次决策者重视和积极支持。外资企业进入我国市场时，在市场调研方面的资金投入是惊人的重视。相比之下，我国各级政府、各企事业特别是国营企业在跟踪研究和市场调研方面的投入却重视得不够。同时机电一体化技术涉及的领域广泛，不可能全面发展。就可编程序逻辑控制器（PLC）而论，80年代末90年代初我国有三十多家企事业单位小批量生产中低档产品系列。面对年需求量十几万台整机产品的庞大市场需求，大多数国内的企事业单位都未能越过国外大型企业的竞争壁垒，没有一家企业能达到规模性产业，纷纷退出竞争，国外企业几乎独霸了市场。数控机床是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业。在整个机床行业不景气的时期，数控机床的发展一枝独秀，最近几年，我国数控机床无论在产量、品种还是在高档机床的生产方面发展很快。自1999年以来，机床行业出现了止滑回升的好势头，尤其是随着数控机床产品的开发，质量和品质可靠性的提高所取得的显著成效，增长较快。2003年数控机床出口额同比增长了15.87%。数控机床已经成为了当代机械行业的主流装备。如国内的北京第一机床厂就与大连理工大学等高校合作生产出XK4860五坐标数控螺旋桨铣床等国内领先的数控机床。但随着我国经济的快速发展，数控机床生产远满足不了市场需求，国产数控机床仅占我国总消费额的50%左右。台湾、日本成为我国大陆数控机床进口的主要来源地。

1.4.2国外研究的状况

目前国际先进制造业不断改善自动控制系统、提高传统制造业的技术水平和市场竞争力；机电一体化产业结构不断调整，各行业不断融合，数控技术趋于模块化、网络化、多媒体和智能化。现场总线是当前自动化控制与仪器仪表领域技术发展的第一热点。电力电子技术成为改造传统产业的基础，它拓宽了微电子技术的应用领域，为机电一体化、新能源技术、核技术、航天技术、超导应用、激光装置、生物工程、新材料技术提供了高性能、高精度、高效率和高质量小型的电控设备和电源设备，成为发展高新技术的基础。工业发达国家应用机电一体化技术已十分广泛，不仅在单机产品中占有重要位置，而且在生产制造系统内也十分活跃。例如，计算机集成制造系统（CIMS）、快速成型制造系统（RPM）、智能制造系统（IMS）等。机电一体化产品模块化的发展促进了新产品的开发，品种不断增多，花样不断翻新，缩短了开发周期。以驱动为核心的驱动模块单元（简称D），以伺服为核心的运动控制模块单元（简称M），以二根导线把各功能单元连接起来的总线或现场总线等，已形成了标准化的产品。智能制造技术是21世纪机电一体化技术的重点发展领域。所谓智能制造技术是指90年代初由日本发起的“智能制造系统”（IMS）国际合作研究计划提出的技术。这个合作研究组织包括日、美、欧盟、澳大利亚等，计划在十年中投资10亿美元，设立100个研究开发项目，开展智能制造的前期研究工作，目标是开发出能使人和智能设备都不受操作者和国界限制的合作系统。而数控加工的主力设备数控机床技术在国外的发展已经呈现出五大特点：

1.高速、高效和复合加工机床发展迅速

2.机床更强调安全和环保要求

3.功能部件发展迅速，已形成完整配套件产业

4.控制系统功能更加完善、强大，开放式结构趋势明显

5.机床的外观、质量水平更高。

1.5机电一体化技术的发展与展望

(1).数控化和综合化将先进的计算机及多种控制技术手段、以及高精度和自动化的工件定位系统相结合，从而形成研制和生产的加工中心，已成为数控加工技术发展的一个重要趋势。

(2).小型化和组合化国外已把切割铣削和模具冲压多种加工方法组合在一

台机床上，制成多功能的冲床，它兼有切割铣削的多功能性和冲压加工的高速高效的特点，可完成切割铣削复杂外形、打孔、打标、划线等加工任务。

第二章系统的总体设计

一个较完善的机电一体化系统，包括以下几个要素：机械本体、能源部分、测试传感部分、驱动装置、控制及信息处理单元，各要素之间通过接口相联系。

2.1机械部分

机械部分设计与分析将根据机械设计原理提出几种机械设计方案，并对这些方案进行比较选择，阐明设计方案选择的理由以及所采用方案的特点；同时，就设计过程阐述本人对有关设计的一些表述.本设计是一个主要用于教学实验用的数控铣床系统，是要对零件进行铣削加工的。我们要论证教学实验用的数控铣床系统的总体方案，就需要对该系统有一个整体的了解。要进行总体方案论证，先要熟悉设计参数，我们才能以此为依据进行取舍。下面就是我这次设计的参数。实验用的数控铣床系统，其工作参数如下：机床尺寸（宽×长×高）：760×1475×1400(㎜×㎜×㎜)；最大加工范围(X×Y×Z)：400×300×150(㎜×㎜×㎜)；主轴电机功率：60(W)；主轴转速：3000(r/min)平；工作台尺寸160×160(㎜×㎜)；空间加工范围170×160(㎜×㎜)；工作台最大承重s50(㎏)；工作速度:0～5(ｍ／min)快速移动速度8ｍ／min；数控机床的结构形式有很多，通过对其主要的结构形式的分析，大体上最常见的可分为如下两类：

<1>工件沿X坐标方向移动的类型，这类机床主要采用的是龙门式结构，其工作的原理为：工作台沿X方向移动。而Y坐标则为打印头在由双立柱及横梁构成的龙门上的运动，既可用于二、三坐标作平面铣削，又可以扩展为四坐标机

床用于切割管件和型材，还能构成五坐标机床加工空间曲面。这类机床的规格尺寸较大。另外工件沿X坐标方向移动式结构还有两种悬臂式的结构,一者是为工作台沿X坐标方向移动，另一者为工件及夹具同时沿X坐标方向移动，其规格尺寸都比龙门式的要小。

<2>工件沿X,Y二坐标方向移动的类型这类机床多为单纯用于切割的二、三坐标机床，其切割头悬臂伸出，在水平面内并无移动；而工件则可以沿X、Y两个方向运动，这类机床的结构比较简单，规格尺寸也较小，最大2000x1500（mm ×mm）。工件沿二坐标方向移动的类型又可分为十字工作台式和工件与夹具移动式两种；前者工件与工作台连动，规格更小些；后者规格尺寸稍大，工作台固定不动，而工件则由夹具夹持着移动，大多是与自动冲裁技术结合在一起成为可完成切割铣削，冲裁等多种加工功能的多功能机床。

2.2电气控制系统方案

要实现对机电一体化的数控机床的有效控制，这样的电气控制系统有多种方案可以选择。其中最主要的是采用：

<1>采用单片机的控制系统；

<2>采用了集成DSP芯片的控制板与PC机相联系的控制系统；

<3>采用PLC与PC机相联系的控制系统。

各控制系统方案的特点与比较：

<1>采用单片机的控制系统所谓的单片机即是一块集成了CPU、RAM\ROM(EPROM或EEPROM)、定时/计数器、时钟、多种功能的串行和并行I/O口的芯片。如 Intel公司的8031系列等。除了以上基本功能外，有的单片机还集成有A/D、D/A，如Intel公司的8098系列。概括起来说，单片机具有如下特点：（1）可靠性好。芯片本身是按工业测控环境要求设计的，其抗工业噪声干扰优于一般通用CPU；程序指令，常数，表格固化在ROM中不易破坏；许多信号通道都在一个芯片内部，故可靠性高。

（2）易于扩展。片内具有计算机正常运行所必须的部件，芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行I/O管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。

（3）控制功能强。为了满足工业控制要求，一般单片机的指令系统中均有丰富的条件分支、I/O口的逻辑操作以及位处理指令。一般来说，单片机的逻辑控

制功能及运行速度均高于同一档次的微处理器。

（4）单片机一般采用了面向控制的指令。

（5）价格低廉。如低档单片机价格只有几元钱。开发环境完备，开发工具齐全，应用资料众多,后备人才充足。并且国内大多数高校都开设了单片机课程和单片机实验。

<3>采用PC与PLC相联系的控制系统可编程逻辑控制器。

（Programmable Logic Controller，简称PLC）是以微处理器为核心的工业控制装置。它是计算机家族中的一员，是为了工业控制应用而设计的，主要用于代替继电器实现逻辑控制。1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种控制装置将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，具有高可靠性，灵活通用，易于编程，使用方便等特点，而且随着技术的发展，它的功能早已大大超出了逻辑控制的范围，因此近年来在工业自动控制，机电一体化，改造传统产业方面得到广泛地应用。虽然各种PLC的组成各不相同，但是在结构上是基本相同的，一般由CPU，存储器，输入输出设备（I/O）和其他的可选部件组成。CPU是PLC的核心，它用于输入各种指令，完成预定的任务。自整定，预测控制和模糊控制等先进的控制算法也已经在CPU中得到了应用存储器包括随机存储器RAM和只读存储器ROM，通常将程序以及所有的固定参数固化在ROM中，RAM则为程序运行提供了存储实时数据与计算中间变量的空间；输入输出系统I/O使过程状态和参数输入到PLC的通道以及实时控制信号输出的通道，这些通道可以有模拟量输入、模拟量输出、开关量输入、开关量输出、脉冲量输入等，使PLC的应用十分广泛。在本控制系统中，PLC模块除了能够实现对机床各轴的顺序运动控制功能，还能实现X,Y轴的插补运动控制功能。所以选择PC与PLC相联系的控制系统。

参考文献：

[1] 朱晓春，数控技术（第2版），机械工业出版社，2006年4月；

[2] 周军，电器控制及PLC，机械工业出版社，2005年11月；

[3] 梁静，数控机床设计手册，机械工业出版社，2003年1月；

[4] 华天宇，数控机床设计系统参考，机械工业出版社。2007年6月；

设计

部件名称元器件清单武汉华中数控股份有限公司制图周风HNC-21TD

校核世纪星教学变频车床数控系统

日期 07.11.05 共3张第3张

数控机床电气控制

数控机床电气控制第一章机床控制线路的基本环节内容机床常用电器的选择机床电气原理图的画法及阅读方法三相异步电动机的启动控制线路三相异步电动机的运行控制线路三相异步电动机的制动控制线路电动机的保护环节学习目标。通过本章的学习，熟练掌握低压电器的结构，工作原理，掌握控制线路的基本环节及一些典型线路的工作原理，分析方法，从而具备正确选用机床常用电器的能力，分析机床控制电路基本环节的能力和看懂电气控制原理图的能力。第二章典型普通型机床电器线路的分析内容电气控制线路分析基础 C650卧式车床的电气控制线路 X62卧式万能铣床的电气控制线路学习目标。通过本章的学习，了解集中普通典型机床的基本结构，掌握其电气控制原理熟练掌握阅读分析电气控制原理图的方法与步骤，培养读图能力，为机床及其他生产机械电气控制系统的设计，安装，调试和维护打下一定的基础。第三章机床电气控制系统的设计机床电器控制系统的设计基本原则和设计步骤电力拖动方案的确定和电动机的选择机床电气控制线路设计的一般要求机床电气控制线路的设计方法及实例机床电气控制系统的工艺设计学习目标。通过本章的学习，了解机床电器控制系统设计的基本原则，基本内容，正确理解和选用电力拖动方案，掌握机床电气原理图的设计以及电器工艺设计的方法和步骤，具有基本的电气控制系统设计的能力。第四章可编程控制器plc的工作原理内容概述 Plc的组成与工作原理数控机床的plc 学习目标，通过本章的学习，了解可编程控制器的基本组成和编程语言，正确理解可编程控制器的扫描工作方方式，等效电路，掌握可编程控制的工作原理，以及数控机床中可编程控制器的形式，特点和功能。第五章Plc的指令系统内容Siemens s7-200plc性能简介 S7200plc的基本指令 S7200plc的顺序控制指令 S7200plc的功能指令学习目标。通过本章的学习，了解西蒙子s7-200plc和fanuc pmc-pa1型的软器件的特点，掌握其指令系统的功能以及编程的方法，正确理解功能基本指令。了解功能图的主要内型，掌握顺序控制指令的应用。

数控机床电气控制形成性考核册作业2

数控机床电气控制作业 2 一、单项选择题 1. 用来表明各种电气元件在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置的电气控制系统图是（ B ） A.电气原理图 B. 电器元件布置图 C. 电气安装接线图 A ）完成的。 2. 数控机床的进给运动是由（ A.进给伺服系统 B. 位置检测系统 C. 可编程序控制器 3. （ B ）是数控系统的核心 A. 进给伺服系统 B. 数控装置 C. 可编程序控制器 4. 装置在硬件基础上必须有相应的系统软件来指挥和协调硬件的工作，两者缺一不可。数控装置的软件由（ B ）组成。 A. 控制软件 B. 管理软件和控制软件两部分 C. 管理软件 5. （ A ）用来检测工作台的实际位移或丝杠的实际转角。 A. 位置检测装置 B. 进给伺服系 C. 数控装置 6. （ B ）是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电 KB 器。 A. 自动空气开关 B. 接触器 C. 电流继电器 7. （ B ）不仅控制起点和终点位置，而且要控制加工过程中每一点的位置和速度，加工出任意形状的曲线或曲面组成的复杂零件。 A. 直线控制的数控机床 B. 轮廓控制的数控机床 C. 点位控制的数控机床 8. 数控系统的干扰一般是指那些与信号无关的，在信号输入、传输和输出过程中出现的一些（ C ）的有害的电气瞬变现象。 A. 可预见 B. 确定 C. 不确定

9. （ A ）是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。电网的许多干扰都是通过这条途径对机床起作用的。 A. 接地 B. 电动机 C. 检测元件二、判断题（正确的题标注“" ”错误标注“ X”） 1. 直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式，也适合于较大容量（大于10KV）的电动机。（V ） 2. 开环伺服系统即为无位置反馈的系统，其驱动元件主要是步进电动机。（V） 3. 继电器的输入信号是能是电流、电压等电学量。（X ） 4. 热继电器的作用是对电路进行短路保护。（X ） 5. 以交流伺服电机为驱动单元的数控系统称为闭环数控系统。（X ）三、简答题 1、电动机起动电流很大，当电动机起动时，热继电器会不会动作？为什么？答：热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器，主要用于电动机或其他负载的过载保护。电动机起动电流很大，但是，当电动机起动时，热继电器不会动作。因为，热继电器由于热惯性，其双金属片在短时间内不会弯曲，当电路短路时不能立即动作使电路立即断开，因此不能作短路保护。 2. 接触器的作用是什么？接触器按其主触头通过电流的种类不同，分为哪两类？答：接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。接触器按其主触头通过电流的种类不同，分为交流、直流两种，机床上应用最多的是交流接触器。四、分析题永磁式同步型交流电动机的工作原理如图所示，试分析其工作原理。并回答转子磁极轴线与定子磁场轴线B夹角的大小与什么因素有关?

数控机床三维建模与设计

数控机床三维建模与设计I 数控机床三维建模与设计摘要数控车床是装有数字程序控制系统的自动化车床。其通过数字化信号由伺服系统对机床运动及加工过程进行控制，最终实现车床自动完成对零件的加工。与其他控制相比，数控的最大特点是运动的执行与程序的编制相互独立。其集中了自动化机床、精密机床和通用机床的优点，具有高效率、高质量和高柔性的特点。计算机建模技术将机械设计的参数化应用于数控机床的设计与研究，以提高机床产品的质量，加快数控机床的更新换代。在传统机械设计的基础上，使用功能强大的Pro/e 工程建模软件建立数控机床主轴部件的实体模型，并模拟机床主轴部件的装配过程、主传动、换刀运动等过程，使设计者在制造样机之前，及时发现设计过程中潜在的缺陷，为下一步的设计提供良好的条件。关键字：计算机建模，参数化，数控机床，主轴部件，装配过程，主传动，换刀运动

陕西科技大学毕业设计说明书II NUMERICAL CONTROL MACHINE THREE DIMENSIONAL MODELLING AND DESIGN ABSTRACT Numerical control (NC) lathe is an automatic lathe that installed numerical program control system. It transmits numerical signal to control the machine tool’s movement and machining process by servo system, eventually realizes that it automatically completes to processing of parts. With NC’s biggest characteristics that other control compare, Discharge movement and program mutually independent. It collects the advantages of automatic machine tools, precise machine tools and general purpose machine tools, having the characters of high-efficiency, high-quality and high-flexibility. The calculator is set up the mold technique to turn the parameter that the machine design to apply in the design and researches that the number control the tool machine, with the quantity of the exaltation tool machine product, the renewal that speeds number to control the tool machine changes the generation. On the foundation that the traditional machine design, the strong engineering of Pro/ e of the usage function sets up the entity model that the mold software builds up number to control the tool machine principal axis parts, and imitate the assemble process, lord of the tool machine principal axis parts to spread to move, change the knife the sport etc. process, make design is before make the kind machine, discovering to design the process in time in the latent blemish, provide the good condition for the design of the next move. KEYWORDS: Computer modelling，Parametrization，Numerical control machine，Main axle part，Assembly process，Master drive，The knife movement trading

数控机床电气控制形成性考核册作业

数控机床电气控制作业2 一、单项选择题 1. 用来表明各种电气元件在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置的电气控制系统图是（B ） A.电气原理图 B.电器元件布置图 C.电气安装接线图 A ）完成的。 2. 数控机床的进给运动是由（ A. 进给伺服系统可编程序控制 B.位置检测系统 C. 器 3. （B ）是数控系统的核心 A. 进给伺服系统 B.数控装置 C.可编程序控制器 4. 装置在硬件基础上必须有相应的系统软件来指挥和协调硬件的工作，两者缺一不可。数控装置的软件由（B ）组成。 A. 控制软件 B. 管理软件和控制软件两部分 C. 管理软件 5. （A ）用来检测工作台的实际位移或丝杠的实际转角。 A. 位置检测装置 B. 进给伺服系 C. 数控装置 6. （B ）是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。 A. 自动空气开关 B. 接触器 C. 电流继电器 7. （B ）不仅控制起点和终点位置，而且要控制加工过程中每一点的位置和速度，加工出任意形状的曲线或曲面组成的复杂零件。 A. 直线控制的数控机床 B. 轮廓控制的数控机床 C. 点位控制的数控机床

8. 数控系统的干扰一般是指那些与信号无关的，在信号输入、传输和输出过程中出现的一些( C )的有害的电气瞬变现象。 A. 可预见 B. 确定 C. 不确定 9. ( A )是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。电网的许多干扰都是通过这条途径对机床起作用的。 A. 接地 B. 电动机 C. 检测元件二、判断题(正确的题标注“" ”错误标注“ X”) 1. 直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式，也适合于较大容量(大于10KW ) 的电动机 (V ) 2. 开环伺服系统即为无位置反馈的系统，其驱动元件主要是步进电动机。 ( V ) 3. 继电器的输入信号是能是电流、电压等电学量 ( X ) 4. 热继电器的作用是对电路进行短路保护 ( X ) 5. 以交流伺服电机为驱动单元的数控系统称为闭环数控系统（x ）

数控机床传动系统设计介绍

1. 开发XXX型号数控车床的目的和理由国内数控车床经过十几年的发展，已形成较为完整的系列产品，但用户要求越来越高，对价格性能比更为看重，尤其对某些小型零件的加工，其所需负荷较小，调速范围不宽，加工工序少，效率高，但目前国内数控车床功能多，价格高，造成很大浪费，而我厂现有的数控车床，虽然在这方面做得较好，其加工范围的覆盖面也较宽，但针对上述零件加工的机床还是空白，对用户无法做到“量体裁衣”。随着市场经济的发展和产品升级换代，上述零件加工越来越多，市场对其具有较高效率，价格较低的排刀式数控车床的要求量越来越大，综上所述，为适应市场要求，扩大我厂数控车床在国内机床市场上的占有量，特进行N-089型数控车床的开发。 2 机床概况、用途和使用范围 2.1 概述： XXX型号是结合我厂数控机床和普通机床的生产经验，为满足高速、高效和高精度生产而设计成铸造底座、平床身、滚动导轨，可根据加工零件的要求自由排刀的全封闭式小规格数控车床。本机床采用SIEMENS 802S系统，主电机为YD132S-2/4双速电机。主传动采用富士FRN5.5G9S-4型变频器进行变频调速，进给采用德国SIEMENS公司生产的110BYG-550A 和110BYG-550B步进电机驱动的半闭环系统，两轴联动。 2.2 用途： XXX型号型数控车床可以完成直线、圆锥、锥面、螺纹及其它各种回转体曲面的车削加工，适合小轴类、小盘类零件的单件和批量生产，特别适合于工序少，调速范围窄，生产节拍快的小轴类零件的批量生产。 2.3 使用范围：本机床是一种小规格，排刀式数控车床，广泛用于汽车、摩托车、纺织、仪器、仪表、航空航天、油泵油嘴等各种机械行业。 3 XXX型号型数控车床的主要技术参数： 3.1 切削区域： a. 拖板上最大回转直径75mm b. 最大切削长度180mm

电大专科数控技术数控机床电气控制试题及答案

中央广播电视大学2009-2010学年度第一学期“开放专科”期末考试数控机床电气控制试题（宝丰县教师进修学校-马全力提供） 2010年1月一、单选题（每小题3分，共54分） 1·某数控机床的数控装置只要求能够精确地控制从一个坐标点到另一个坐标点的定位精度，而不管是按什么轨迹运动，在移动过程中不进行任何加工。那么这是属于( )。 A．直线控制的数控机床 B．轮廓控制的数控机床C．点位控制的数控机床 2．数控装置在硬件基础上必须有相应的系统软件来指挥和协调硬件的工作，两者缺一不可。数控装置的软件由( )组成。 A.控制软件 B．管理软件和控制软件两部分C．管理软件 3．( )不但能用于正常工作时不频繁接通和断开的电路，而且当电路发生过载、短路或失压等故障时，能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备。 A.刀开关 B．低压断路器C．组合开关 4．电流继电器与电压继电器在结构上的区别主要是( )不同。电流继电器的线圈匝数少、导线粗，与负载串联以反映电路电流的变化。电压继电器的线圈匝数多、导线细，与负载并联以反映其两端的电压。 A.线圈 B．衔铁C．触点 5．数控装置是整个数控系统的核心，按CNC装置中微处理器的个数可以分为单微处理器结构和( )。 A．专用型结构 B．功能模块式结构C．多微处理器结构 6．位置检测元件不直接安装在进给坐标的最终运动部件上，而是中间经过机械传动部件的位置转换（称为间接测量），亦即，坐标运动的传动链有一部分在位置闭环以外，这种伺服系统称为( )。 A．开环伺服系统 B．半闭环系统C．闭环伺服系统 7．( )是一种将电脉冲信号转换为机械角位移的机电执行元件。 A．交流电动机 B．直流电动机 C．步进电动机 8．( )又称无触点行程开关，当运动着的物体在一定范围内与之接近时，它就会发生物体接近而“动作”的信号，以不直接接触方式检测运动物体的位置。 A．接近开关 B．按钮开关C．组合开关 9．热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器，主要用于电动机或其他负载的( )保护。 A．过压 B．过载C．过流 10．( )即用电气自控驱动工作台运动替代了人工机械驱动工作台运动。

春数控机床电气控制作业及答案

数控机床电气控制作业（一） 1．按钮开关和行程开关的作用分别是什么？如何确定按钮开关的选用原则？答：按钮开关通常用作短时接通或断开小电流控制电路的开关，用于控制电路中发出起动或停止等指令，通过接触器、继电器等控制电器接通或断开主电路。行程开关又称限位开关，是根据运动部件位置而切换电路的自动控制电器。动作时，由挡块与行程开关的滚轮相碰撞，使触头接通或断开用来控制运动部件的运动方向、行程大小或位置保护。按钮开关的选用原则 ①根据用途选择开关的形式，如紧急式、钥匙式、指示灯式等。 ②根据使用环境选择按钮开关的种类，如开启式、防水式、防腐式等。 ③按工作状态和工作情况的要求，选择按钮开关的颜色。 2．低压断路器在电路中的作用是什么？P12 3．接触器的用途是什么？它由哪几部分组成？P15 4．接近开关与行程开关相比有哪些优点？若接近开关为三线制输出，一般为哪三根输出线？答：接近开关又称无触点行程开关。与行程开关相比，接近开关具有工作稳定可靠、使用寿命长、重复定位精度高、操作频率高等优点。接近开关多为三线制。三线制接近开关有二根电源线（通常为24V）和一根输出线，输出有常开、常闭两种状态。 5．.中间继电器的作用是什么？P21它和交流接触器有何区别？答接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。而继电器是一种根据某种输入信号的变化，而接通或断开控制电路，实现控制目的的电器，中间继电器实质上是电压继电器的一种。 6．电动机起动电流很大，当电动机起动时，热继电器会不会动作？为什么？答：热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器，主要用于电动机或其他负载的过载保护。电动机起动电流很大，但是，当电动机起动时，热继电器不会动作。因为，热继电器由于热惯性，其双金属片在短时间内不会弯曲，当电路短路时不能立即动作使电路立即断开，因此不能作短路保护。 8 ．三相异步电动机的起动控制采用哪两种方式？

数控机床的设计

目录一、设计目的二、设计要求三、设计的内容和步骤（一）总体设计方案（二）机械部分改装设计 ①设计机构的性能要求 ②待改装钻床型号的确定 ③控制方式的确定 ④伺服系统的确定 ⑤工作台参数的初步选定 ⑥导轨的选型思路 ⑦滚珠丝杠选型思路 ⑧丝杠和电机连接零件的选取思路 ⑨支承座材料的选取 ⑩轴承类型的选取思路（三）计算部分 ①确定工作台的尺寸及其重量 ②支承座参数设计 ③滚珠丝杠参数设计 ④滚动导轨参数设计 ⑤电机参数设计

⑥联轴器的选着（四）设计总结（五）参考文献一、设计的目的通过本次设计，使我们全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本内容和基本知识，初步掌握数控机床的设计方法，并学会运用手册标准等技术资料。同时培养我们学生的创新意识、工程意识和动手能力。二、设计要求 1、改造后的钻床能够加工最大面积为200×2102 mm，最大工件重量为150kg。 2、数控XY工作台要求孔的定位精度在±0.02mm内，工作台快进速度为2.4m/min，加速时间为：0.2秒。三、设计的内容和步骤题目：钻床数控改装——数控XY工作台的设计设计一套简易数控XY工作台，固定在某一钻床的工作台上。XY工作台的位置控制采用步进电机数控系统，通过上述方案将该普通钻床改装成简易的经济型数控钻床。（一）、总体设计方案 1、机电一体化机械系统应具备良好的伺服性能（即高精度、快速响应性和稳定性好）从而要求本次设计传动机构满足以下几方面：

（1）转动惯量小在不影响机械系统刚度的前提下，传动机构的质量和转动惯量应尽量减小。否则，转动惯量大会对系统造成不良影响，机械负载增大；系统响应速度降低，灵敏度下降；系统固有频率减小，容易产生谐振。所以在设计传动机构时应尽量减小转动惯量。（2）刚度大刚度是使弹性体产生单位变形量所需的作用力。大刚度对机械系统而言是有利的：①伺服系统动力损失随之减小。②机构固有频率高，超出机构的频带宽度，使之不易产生共振。③增加闭环伺服系统的稳定性。所以在设计时应选用大的刚度的机构。（3）阻尼合适机械系统产生共振时，系统的阻尼增大，其最大振幅就越小且衰减也快，但大阻尼也会使系统的稳态误差增大，精度降低，所以设计时，传动机构的阻尼要选着适当。此外还要求摩擦小（提高机构的灵敏度）、共振性好（提高机构的稳定性）、间隙小（保证机构的传动精度），特别是其动态特性应与伺服电动机等其它环节的动态特性相匹配。 2、将普通钻床改装成数控钻床，是一项技术性很强的工作。必须根据加工对象的要求和加工数量的大小实际情况，确定切实可行的技术改造方案，搞好机床的改造设计。进行改造的可行性分析，针对某台钻床或钻床的某一部分的现况确定改

数控机床电气控制

第1章绪论学习目标掌握数控机床控制系统的构成了解数控机床的分类了解数控系统的发展趋势内容提要本章着重介绍了数控系统的基本概念及其特点，数控系统的组成及工作过程，数控系统的分类，数控系统的发展趋势。通过学习，掌握数控系统的基本概念，对数控系统的组成及各部分的作用有一个较完整的认识；了解点位、直线和轮廓控制系统以及开环、半闭环和闭环控制系统的组成与特点。 1.1 数控机床电气控制概述随着大规模集成电路和微型计算机为代表的微电子技术的迅速发展，传统的机械工业已逐渐成为综合运用机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、电力电子、接口、信号变换以及软件编程等技术的群体技术。在传统的机械加工设备已经不能满足现代工业制造需求的情况下，数控机床成为目前机械加工的主体，它在提高生产效率和产品质量，减轻操作人员的体力劳动等方面起到了极其重要的作用。数控机床集机械、液压、气动、伺服驱动、精密测量、电气自动控制、现代控制、计算机控制和网络通信等技术于一体，是一种高效率、高精度、能保证加工质量、解决工艺难题和具有柔性加工特点的生产设备，它正逐步取代普通机床。数控(Numerical Control，NC)技术是用数字化信息进行控制的自动控制技术；采用数控技术控制的机床，或者说装备了主控系统的机床，称为数控机床。数控机床是机电一体化的典型产品，现代数控系统又称为计算机数字控制(computer Numerical Control，CNC)系统。电气控制技术对现代机床的发展有着非常重要的作用，从广义上说，现代机床电气控制技术的重要标志是自动调节技术、电子技术、检测技术、计算机技术、综合控制技术应用于机床中。尽管现代机床的种类、功能和加工范围有所不同，但它们都离不开电气控制设备，离不开电气控制技术。电气控制装置的配备情况是现代机床自动化水平的重要标志。 1.2 数控机床电气控制系统的组成及特点 1.2.1 数控机床电气控制系统的组成数控机床电气控制系统由数控装置、进给伺服系统、主轴伺服系统、数控机床强电控制系统等组成，如图1—1所示。

数控机床电气控制形成性考核册作业

数控机床电气控制形成性考核册作业文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]

数控机床电气控制作业2 一、单项选择题 1.用来表明各种电气元件在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置的电气控制系统图是（ B ） A．电气原理图 B.电器元件布置图 C.电气安装接线图 2. 数控机床的进给运动是由（ A ）完成的。 A.进给伺服系统 B.位置检测系统 C.可编程序控制器 3.（ B ）是数控系统的核心 A.进给伺服系统 B.数控装置 C.可编程序控制器 4. 装置在硬件基础上必须有相应的系统软件来指挥和协调硬件的工作，两者缺一不可。数控装置的软件由（ B ）组成。 A.控制软件 B.管理软件和控制软件两部分 C.管理软件 5.（ A ）用来检测工作台的实际位移或丝杠的实际转角。 A. 位置检测装置 B.进给伺服系 C.数控装置 6.（ B ）是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。 A.自动空气开关 B.接触器 C.电流继电器 7. （ B ）不仅控制起点和终点位置，而且要控制加工过程中每一点的位置和速度，加工出任意形状的曲线或曲面组成的复杂零件。 A.直线控制的数控机床 B.轮廓控制的数控机床 C.点位控制的数控机床 8. 数控系统的干扰一般是指那些与信号无关的，在信号输入、传输和输出过程中出现的一些（ C ）的有害的电气瞬变现象。 A.可预见 B.确定 C. 不确定

9.（ A ）是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。电网的许多干扰都是通过这条途径对机床起作用的。 A.接地 B.电动机 C.检测元件二、判断题（正确的题标注“√”，错误标注“×”） 1. 直接起动是一种简单、可靠、经济的起动方式，也适合于较大容量（大于10KW）的电动机。（√） 2.开环伺服系统即为无位置反馈的系统，其驱动元件主要是步进电动机。（√） 3. 继电器的输入信号是能是电流、电压等电学量。（×） 4.热继电器的作用是对电路进行短路保护。（×） 5.以交流伺服电机为驱动单元的数控系统称为闭环数控系统。（×）三、简答题 1、电动机起动电流很大，当电动机起动时，热继电器会不会动作为什么答：热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器，主要用于电动机或其他负载的过载保护。电动机起动电流很大，但是，当电动机起动时，热继电器不会动作。因为，热继电器由于热惯性，其双金属片在短时间内不会弯曲，当电路短路时不能立即动作使电路立即断开，因此不能作短路保护。 2.接触器的作用是什么接触器按其主触头通过电流的种类不同，分为哪两类答：接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。接触器按其主触头通过电流的种类不同，分为交流、直流两种，机床上应用最多的是交流接触器。四、分析题

数控机床电气控制第2版习题答案习题答案

精品文档习题答案机床控制线路的基本环节第一章1.答：低压电器是机床控制线路的基本组成元件。它可以分为以下几大类；开关电器，主令电器，熔断器，接触器，继电器，控制变压器，直流稳压电源。常用的低压电器有：刀开关，组合开关，低压断路器，按制按钮，行程开关，万能转换开关，脚踏开关，熔断器，接触器，电磁式继电器，时间继电器，热继电器，速度继电器，控制变压器，直流稳压电源。 2．答：低压断路器俗称为自动空气开关，是将控制和保护的功能合为一体的电器。它常作为不频繁接通和断开电路的总电源开关或部分电路的电源开关，当发生过载、短路或欠电压故障时能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备，并且在分断故障电流后一般不需要更换零部件。因此，低压断路器在数控机床上使用越来越广泛。 3．答：虽然继电器与接触器都是用来自动接通或断开电路，但是它们仍有很多不同之处。继电器可以对各种电量或非电量的变化作出反应，而接触器只有在一定的电压信号下动作；继电器用于切换小电流的控制电路，而接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载的主电路（如电动机）的自动控制电器。因此继电器触点容量较小（不大于5A）。在控制功率较小时（不大于5A）可用中间继电器来代替接触器起动电动机。 4．答：热继电器由于其热惯性，当电路短路时不能立即动作切断电路，不能用作短路保护，熔断器不具备热惯性所以只能作电动机的短路保护而不能作长期过载保护；另外，热继电器与熔断器的额定电流选择不同，因此，热继电器只能作为过载保护，熔断器只能作为短路保护。5．答：短路保护：瞬时大电流保护，最常用的是利用熔断器进行短路保护。过电流保护：当电流超过其整定值时才动作，整定范围通常为1.1--4倍额定电流。最常用的是利用过电流继电器进行过电流保护。长期过载保护：电动机在实际运行中，短时过载是允许的，但如果长期过载或断相运行都可能使电动机的电流超过其额定值，引起电动机发热。绕组温升超过额定温升，将损坏绕组的绝缘，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会烧毁电动机绕组，因此必须采取过载保护措施。最常用的是利用热继电器进行过载保护。 6．答：当电动机正在运行时，如果电源电压因某种原因消失，那么在电源电压恢复时，精品文档．精品文档电动机就将自行起动，这就可能造成生产设备的损坏，甚至造成人身事故。对电网来说，许多电动机同时自行起动会引起太大的过电流及电压降。防止电压恢复时电动机自行起动的保护叫零压保护。在电动机运转时，电源电压过分地降低会引起电动机转速下降甚至停转。同时，在负载转矩一定时，电流就会增加。此外由于电压的降低将会引起一些电器的释放，造成控制电路不正常工作，可能产生事故。因此需要在电压下降到最小允许电压值时将电动机电源切除，这就叫欠电压保护。．答：如图所示长动控制线路。它的工作原理如下：接通7吸合，主电路接时，接触器KMQS电源开关，按下起动按钮SB2两端的接触起动运行。同时并联在起动按钮SB2通，电动机M控制电

数控机床电气控制课程标准

数控技术专业《数控机床电气控制》课程标准重庆工业职业技术学院

二○○九年五月制定人员：张光跃重庆工业职业技术学院机械学院教授姜秀华重庆工业职业技术学院机械学院副教授张新亮重庆工业职业技术学院机械学院讲师陈剑重庆机床集团公司高级工程师刘学群重庆第二机床厂高级工程师袁斌重庆长安汽车集团公司高级工程师执笔人：张光跃审核部门：数控技术专业建设指导委员会实施部门：数控技术教研室批准部门：教务处

《数控机床电气控制》课程标准一、课程概述（一）制定依据本课程标准依据《数控机床装调维修工国家职业资格标准》、《数控技术专业人才培养方案》及本课程在人才培养方案中的作用和地位来制定。（二）课程的性质与地位《数控机床电气控制》（CNC Machine tool electric control）是指数控机床内部涉及电气控制的内容，包括数控机床电源电器控制、主轴和进给伺服运动电气控制，刀架电气控制、面板电气控制、I/O接口电气控制以及数控机床电气系统的控制和调试等。《数控机床电气控制》课程以数控设备应用技术为背景，理论与实际并重，是数控技术专业、数控设备应用与维护专业及相关的机电一体化等专业培养工程技术人才必备的一门核心专业课程，该课程为后续课程数控机床的故障诊断和维修打下基础，是一门理论与实践结合很紧密的课程。通过本课程的学习，使学生掌握数控机床电气系统的基本知识和基本的动手操作方法，并得到必要的实践技能的训练，为后续专业课程学习和学生的顶岗实习作前期准备。本课程与其它课程的关系如下表所

（三）课程设计思路 1）课程内容设计本专业人才培养目标提出的能力要求是：掌握数控机床的工作原理和结构知识，掌握主要数控系统的特点、CNC接口技术、PLC应用技术、电气参数设置和机电联调知识。具备数控机床的操作、手工编程和数控机床的机械和电气的调试和维护维修能力。根据专业人才培养目标和本课程在专业目标的地位，课程的设计提出了在完整的工作过程中学习，以获得所需的知识和能力。工作过程知识是根据职业岗位职责、工作任务、工作规范、工具、手段与对象结合，并指向目标的职业行动过程所需要的知识，工作过程知识实现了理论知识与实践知识的结合，注重对知识的应用和能力的培养。按工作过程知识构建课程的学习内容，即按职业活动、岗位项目和具体的工作任务来组建学习内容，以具体的工作任务为圆心，凡是与工作过程任务有关的知识按圆周进行排列，纳入学习内容中，无关的知识尽量不讲，使课程的学习、内容构建从原来的学科体系的“平行结构”向工作任务体系的“圆周结构”转变。为使学生能很好学习和掌握本课程的知识和技能，我们结合职业教育特点和重庆地区数控设备构成和应用情况，选用典型的数控机床作为学习载体，按照数控机床电气控制的要求将数控机床的电气控制课程的学习领域分解为七个学习模块，每个学习模块选择一个到三个独立的工作任务，学生学习完这七个学习模块，就能基本掌握对数控机床电气连接与调试，达到教学的要求。在工作任务学习模块中，基

数控机床设计说明书80145585资料

数控机床设计说明书学院：＿＿＿＿＿＿＿＿专业：＿班级：＿＿＿＿机自＿＿学号：＿＿＿＿＿学生姓名：＿＿＿＿＿＿指导教师：＿＿＿＿＿＿＿ 2011年 1 月5 日

摘要当今世界电子技术迅速发展，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。新一代的CNC系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。关键字：机电一体化的基础基本组成要素特点发展趋势前言一、当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状在我国对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性,并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备,又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,而数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,其技术范围覆盖很多领域。（一）、数控技术的发展趋势。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业IT、汽车、轻工、医疗等的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面: (1)、高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。从EMO2001 展会情况来看,高速加工中心进给速度可达80m/ min ,甚至更高,空运行速度可达100m/ min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代

数控车床设计案例

1绪论随着科学技术的不断发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程的自动化是实现上述要求的最重要的措施。它不仅能够提高产品的质量，提高生产效率，降低生产成本，还能够大大改善工人的劳动条件。 1.1先进制造技术的提出当今世界各国经济的竞争，主要是制造技术的竞争。在企业的生产力构成中，制造技术的作用一般占60流右。美国现在正推行以微电子带动的第三次产业革命，重点就是发展先进制造技术。当前，制造技术已经进入了计算机辅助制作时代，它是通过一个计算机分级结构网络来监测、控制和管理制作过程中各个阶段的工作，其中包括生产管理与控制、工程分析与设计、财务与销售等方面。在制造系统中，存在着以生产对象为中心，由原材料一毛坯一零件一成品构成的物质流，以生产管理和信息管理等管理技术为主题的信息流以及为了保证生产活动正常进行而必须的能量流。其中，信息流的引入是形成先进制造系统最关键的要素。以机械制造为代表的先进制造技术，对一个国家的技术经济发展起着至关重要的作用。它的水平高低在很大程度上反映了一个国家工业发展的水平，是现代企业最重要的看家本领，是企业竞争力的最重要因素，也是提高产品自主开发能力和技术创新能力、提高产品质量的技术基础。 1.2先进制造技术的特点先进制造技术已经不是传统意义上的机械制造技术，它是集机械、电子、光学、信息科学、材料科学、管理科学与许多领域最新成就于一体的新兴技术与新兴工业，是各种先进技术与制作技术的有机结合，具有以下六个特点。 (1)先进性作为先进技术的基础一一制造技术，必须是经过优化的先进工艺。因此，先进制造技术的核心和基础必须是优质、高效、低耗、清洁的工艺。它从传统工艺发展起来, 并与新技术实现了局部或系统集成。 ⑵通用性先进制造技术不是单独分割在制造过程中的某一环节，它覆盖了产品设计、生产设备、加工制造、维修服务、甚至回收再生的整个过程。

数控机床电气控制形考作业4

数控机床电气控制形考作业 4 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

数控机床电气控制形成性作业4 (第5章、第6章一、单选题 1. （ B ）是各种PLC 通用的一种图形编程语言，在形式上类似于继电器控制电路。它直观、易懂，是目前应用最多的一种编程语言。 A 语句表 B 梯形图 C 功能表图 2. 梯形图中当输入点I0.1的状态为“0”、输入点I 0.0 的状态为“l ”时，输出Q 0.2为（ A ）。 A “l ” B “0” C 都不是 3.如图，PLC 中块的“或”操作就是将梯形图中以LD 起始的电路块和另外以LD 起始的电路块并联起来。当输入点I0.1与输入点I 0.2的状态都为“l ”时，输出Q 0.0为（ A ）。 A “l ” B “0” C 都不是 4. 由于（ A ）存在着一些固有的缺点，（比如，有电刷，限制了转速的提高，而且结构复杂，价格贵），使其应用范围受到限制。 A 直流伺服电动机 B 交流伺服电动机 C 步进电动机 5. （ B ）又称主轴准停控制，即当主轴停止时能控制其停在固定位置。 A 开环控制 B 主轴定向控制 C 辅助控制姓名：＿＿＿＿＿学号：＿＿＿＿＿得分：＿＿＿＿＿教师签名：＿＿＿＿＿

6. 位置检测装置能检测的最小位置变化量称作分辨率。位置检测装置的分辨率应适当（ A ）机床加工精度。 A高于 B低于 C等于 7. 位置检测装置输出信号的变化量相对于输入信号变化量的比值为( A )。 A灵敏度 B测量范围 C零漂 8. 采用安装在电机或丝杠轴端的回转型检测元件测量机床直线位移的检测方法叫做（ C ）。 A绝对测量 B直接测量 C间接测量 9.按照电动机学原理，当（ A ）的定子三相绕组接通三相交流电源时，就会产生旋转磁场。 A交流电动机 B直流电动机 C步进电动机二、判断题（对认为正确的题标注“√”、错题标注“×”） 1. 步进电动机驱动装置由环形脉冲分配器、功率放大驱动电路两大部分组成。（√） 2. PLC内部可以看作是由许多“硬继电器”等逻辑部件组成的。（×） 3. 由电动机学基本原理可知，交流电动机的同步转速与定子供电频率无关。（×） 4. 语句表又叫做指令表，是各种PLC通用的一种图形编程语言，在形式上类似于继电器控制电路。（×）

数控机床电气控制形考作业1

形成性作业1 (第1章、第2章) 一、单选题 1. 某数控机床的数控装置只要求能够精确地控制从一个坐标点到另一个坐标点的定位精度，而不管是按什么轨迹运动，在移动过程中不进行任何加工。那么这是属于（ C ） A直线控制的数控机床 B轮廓控制的数控机床 C点位控制的数控机床 2. 数控系统除了位置控制功能外，还需要主轴起／停、换刀、冷却液开／停等辅助控制功能。这部分功能一般由（ C ）实现。 A 输入/输出装置 B数控装置 C 可编程序控制器(PLC) 3. （ B ）不但能用于正常工作时不频繁接通和断开的电路，而且当电路发生过载、短路或失压等故障时，能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备。 A刀开关 B低压断路器 C 组合开关 4. 电流继电器与电压继电器在结构上的区别主要是( A )不同。电流继电器的线圈匝数少、导线粗，与负载串联以反映电路电流的变化。电压继电器的线圈匝数多、导线细，与负载并联以反映其两端的电压。 A 线圈 B衔铁 C 触点 5. 数控装置是整个数控系统的核心，按CNC装置中微处理器的个数可以分为单微处理器结构和（ C ）。 A专用型结构 B功能模块式结构 C多微处理器结构

6. 热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器，主要用于电动机或其他负载的( B )保护。 A过压B过载 C过流 7.（ B ）即用电气自控驱动工作台运动替代了人工机械驱动工作台运动。 A进给控制 B辅助控制 C主轴控制 8. 目前，数控机床主要采用变频调速等先进交流调速技术，由电动机学基本原理可知，该交流调速技术通过改变（ A ）进行调速。 A定子供电频率 B磁极对数 C定子供电电压 9. （ A ）一般要在两点间移动的同时进行加工，所以不仅要求有准确的定位功能，还要求从一点到另一点之间按直线规律运动，而且对运动的速度也要进行控制。 A直线控制的数控机床 B轮廓控制的数控机床 C点位控制的数控机床二、判断题（对认为正确的题标注“√”、错题标注“×”） 1.绝对式位置检测是：每个被测点的位置都从一个固定的零点算起。（√） 2.接触器按其主触头通过电流的种类不同，分为交流、直流两种，机床上应用最多的是直流接触器。（×） 3.主轴定向控制又称主轴准停控制，即当主轴停止时能控制其停在固定位置，对M06和M19指令有效。（√） 4.中间继电器实际上也是一种电压继电器，只是它具有数量较多、容量较大的触点，起到中间放大的作用。（√） 5. 常用的位移执行机构有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。（√）

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