數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）四軸加工中心電氣控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試

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1、包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控技術(shù)系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 題 目 四軸加工中心電氣控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 專(zhuān) 業(yè) 數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù) 年 級(jí) 108833 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2010年 12 月 12 日目 錄第一章電氣原理圖的繪制.（一）電氣原理圖的分析.（二）電氣原理圖繪圖原則.第二章第二章布置圖的繪制.(一)交流伺服驅(qū)動(dòng)模塊.（二）繼電器.（三）低壓斷路器.（四）接觸器.（五）伺服變壓器.（六）控制變壓器.（七）PLC及各單元的配置與布置.第三章接線(xiàn)圖的繪制.(一)交流伺服驅(qū)動(dòng)模塊.（二）繼電器.（三）低壓斷路器.（四）接觸器.（五）伺服變壓器.（六）控制變壓器.（七）PLC及各單元的配置與布置

2、.(八)電源系統(tǒng)的布線(xiàn).(九)外部輸入輸出信號(hào)線(xiàn)的布線(xiàn).第四章畢業(yè)論文感謝語(yǔ)第五章參考文獻(xiàn)第一章電氣原理圖的繪制（一）電氣原理圖的分析 電器原理圖組成：繼電器、交流接觸器、伺服驅(qū)動(dòng)器、低壓斷路器、開(kāi)關(guān)電源、變壓器、交流伺服驅(qū)動(dòng)A軸模塊、交流伺服驅(qū)動(dòng)器X軸模塊、交流伺服驅(qū)動(dòng)器Y軸模塊、交流伺服驅(qū)動(dòng)器Z軸模塊、主軸交流伺服驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)、伺服變壓器、控制變壓器、XS10PLC輸入板X(qián)S11PLC輸入板、XS20PLC輸入板、XS21PLC輸入板、限位開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、按鈕、滅弧器、電線(xiàn)、接線(xiàn)排、指示燈。（二）電氣原理圖繪圖原則 1、電氣原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分。 2、圖中所有元件都應(yīng)采用國(guó)

3、家標(biāo)準(zhǔn)中統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)。 3、布局 4、文字符號(hào)標(biāo)注 5、圖形符號(hào)表示要點(diǎn)：未通電或無(wú)外力狀態(tài) 6、線(xiàn)條交叉及圖形方向 7、圖區(qū)和索引主電路:是電氣控制線(xiàn)路中大電流通過(guò)的部分，包括從電源到電機(jī)之間相連的電器元件；一般由組合開(kāi)關(guān)、主熔斷器、接觸器主觸點(diǎn)、熱繼電器的熱元件和電動(dòng)機(jī)等組成。輔助電路:是控制線(xiàn)路中除主電路以外的電路，其流過(guò)的電流比較小。輔助電路包括控制電路、照明電路、信號(hào)電路和保護(hù)電路。其中控制電路是由按鈕、接觸器和繼電器的線(xiàn)圈及輔助觸點(diǎn)、熱繼電器觸點(diǎn)、保護(hù)電器觸點(diǎn)等組成。 （三）布置圖的繪制第二章布置圖的繪制 (一)交流伺服驅(qū)動(dòng)模塊1.勿攀爬這些裝置，也不要把重物放在其

4、上，否則可能將會(huì)受到傷害。2.勿停止該設(shè)備的進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)，也不要把外物塞入裝置中，否則，會(huì)發(fā)生火災(zāi)。3.請(qǐng)識(shí)別正確的安裝方法，否則會(huì)出現(xiàn)故障。4.驅(qū)動(dòng)器，控制面板和其它設(shè)備之間要按用戶(hù)手冊(cè)說(shuō)明保持一定間距，否則，會(huì)出現(xiàn)故障。5.在安裝之前特別要小心，不要把這些部件墜地和跌翻。否則，會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)。當(dāng)要提起該電機(jī)時(shí)，可以用吊環(huán)。6.絕不要把該部件安裝于易潮易燃物之處，否則已發(fā)生火災(zāi)。電器柜長(zhǎng)1130mm，寬1070mm考慮到各元器件的性能、規(guī)格和安裝時(shí)注意事項(xiàng)，為了方便操作人員安裝，和合理布置元器件，我們把交流伺服驅(qū)動(dòng)模塊間距50mm。（二）繼電器1.是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸入回路）

5、和控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸入回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制回路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大的電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。2.繼電器之間考慮到散熱和產(chǎn)生的電磁還有繼電器數(shù)量及空間我們把間距定為10mm。（三）低壓斷路器1.被安裝于成套裝置，斷路器的基本安裝方式是垂直安裝，如配電柜、分電屏等，當(dāng)這些柜、屏通電后，其內(nèi)的各種電器產(chǎn)品(如刀開(kāi)關(guān)、接觸器、斷路器等)和接線(xiàn)銅排都要發(fā)熱，以致柜體內(nèi)的環(huán)境溫度可達(dá)5060。斷路器的動(dòng)作特性、溫升試驗(yàn)和環(huán)境溫度都有關(guān)系。 2.考慮到低壓斷路器的散熱我們把間距設(shè)為20mm。（四）接觸器1.接觸器的基本工作原理是利用電磁原

6、理通過(guò)控制電路的控制和可動(dòng)銜鐵的運(yùn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)觸頭控制主電路通斷的。2.20安培以上的接觸器加有滅弧罩，利用斷開(kāi)電路時(shí)產(chǎn)生的電磁力，快速拉斷電弧，以保護(hù)接點(diǎn)。 3.考慮到接觸器產(chǎn)生的電弧和數(shù)量我們把距離規(guī)定為50mm.（五）伺服變壓器伺服變壓器是利用伺服系統(tǒng)的閉環(huán)和半閉環(huán)控制的原理，通過(guò)傳感元件對(duì)負(fù)載進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，自動(dòng)監(jiān)測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)器的功率、電壓、電流，伺服電機(jī)需要多少能量，伺服變壓器就輸出多少能量，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。（六）控制變壓器控制變壓器適用于機(jī)床和工業(yè)機(jī)械電氣與電子設(shè)備及系統(tǒng)控制電路中，作為控制電路、照明電路和信號(hào)電路具有電氣隔離繞組的變壓器。（七）PLC及各單元的配置與布置1.與CP

7、U單元相鄰的單元，最好是特殊單元和輸入單元等干擾產(chǎn)生少的單元2.外部電路的電磁接觸器及繼電器類(lèi)，其線(xiàn)圈及接點(diǎn)即干擾發(fā)生源，因此應(yīng)與PLC分開(kāi)配置。（大致在100mm以上）第三章接線(xiàn)圖的繪制(一)交流伺服驅(qū)動(dòng)模塊1.對(duì)控制盤(pán)的大小、伺服驅(qū)動(dòng)器的配置以及冷卻的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，以使伺服驅(qū)動(dòng)器的周邊部分溫度在55 以下。2.安裝在發(fā)熱體附近：為使伺服驅(qū)動(dòng)器周?chē)臏囟缺３衷?5 以下， 請(qǐng)控制因發(fā)熱體的熱輻射或?qū)α鞫斐傻纳郎亍?.安裝的方向需與墻壁的方向垂直。4.使用自然對(duì)流方式或者風(fēng)扇對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行冷卻。5.安裝時(shí)，請(qǐng)使伺服驅(qū)動(dòng)器的正面( 操作人員的實(shí)際安裝面) 面向操作人員，并使其垂直于墻壁。6.為

8、保證能夠通過(guò)風(fēng)扇以及自然對(duì)流進(jìn)行冷卻，請(qǐng)?jiān)谒欧?qū)動(dòng)器的周?chē)粲凶銐虻目臻g。7.勿測(cè)量絕緣電阻和絕緣等級(jí)，否則會(huì)損壞這些部件。8.不顯示要符合電氣安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和附加規(guī)則。否則，電纜可能會(huì)燒毀或引起火災(zāi)。9.要安全正確布線(xiàn)，否則，電機(jī)可能會(huì)失控或造成人員受傷。（二）繼電器中間繼電器用于繼電保護(hù)與自動(dòng)控制系統(tǒng)中，以增加觸點(diǎn)的數(shù)量及容量。 它用于在控制電路中傳遞中間信號(hào)。中間繼電器的結(jié)構(gòu)和原理與交流接觸器基本相同，與接觸器的主要區(qū)別在于：接觸器的主觸頭可以通過(guò)大電流，而中間繼電器的觸頭只能通過(guò)小電流。所以，它只能用于控制電路中。 它一般是沒(méi)有主觸點(diǎn)的，因?yàn)檫^(guò)載能力比較小。所以它用的全部都是輔助觸頭，數(shù)

9、量比較多。（三）低壓斷路器大多數(shù)塑殼式斷路器(如HSM1、DZ20、TO、TG、H系列等)只能上進(jìn)線(xiàn)而不能下進(jìn)線(xiàn)，DWl5630也是僅能上進(jìn)線(xiàn)其原因是：在短路電流被分?jǐn)鄷r(shí)，上進(jìn)線(xiàn)的動(dòng)觸頭上沒(méi)有暫態(tài)恢復(fù)電壓的作用，分?jǐn)嗟臈l件較好。下接線(xiàn)時(shí)，因動(dòng)觸桿的前面(上進(jìn)線(xiàn)時(shí)是后面)有軟聯(lián)結(jié)、雙金屬、發(fā)熱元件等，動(dòng)觸頭上有恢復(fù)電壓，分?jǐn)鄺l件就嚴(yán)酷，燃弧時(shí)間要長(zhǎng)，有可能導(dǎo)致相間擊穿短路。（四）接觸器1.使用時(shí)，應(yīng)定期檢查產(chǎn)能各部件，要求可動(dòng)部分無(wú)卡住，緊固件無(wú)松脫現(xiàn)象，各部件如有損壞，應(yīng)及時(shí)更換。2.觸頭表面應(yīng)經(jīng)常保持清潔，不允許涂油，當(dāng)觸頭表面因電弧作用而形成金屬小珠時(shí)，應(yīng)及時(shí)清除。當(dāng)觸頭嚴(yán)重磨損后，應(yīng)及時(shí)

10、調(diào)換觸頭。但應(yīng)注意，銀基銀基合金觸頭表面在分段電弧時(shí)生成的黑色氧化膜接觸電阻很低，不會(huì)造成接觸不良現(xiàn)象，因此不必銼修，否則將會(huì)大大縮短觸頭壽命。3.原來(lái)帶有滅弧罩的接觸器，決不能不帶滅弧罩使用，以免發(fā)生短路事故，陶土滅弧罩易碎，應(yīng)避免碰撞，如有碎裂，應(yīng)及時(shí)調(diào)換。（五）伺服變壓器1、嚴(yán)格按照伺服變壓器的接線(xiàn)圖接線(xiàn)，否則伺服驅(qū)動(dòng)器可能出現(xiàn)故障或者損傷。2、伺服變壓器嚴(yán)格杜絕地線(xiàn)與零線(xiàn)混用，因配電柜原因造成地零混用時(shí)，要杜絕在柜體附近有接地線(xiàn)，也就是零線(xiàn)自配電柜引出，直接接到伺服變壓器上。3、零線(xiàn)的線(xiàn)徑應(yīng)為相線(xiàn)線(xiàn)徑的1.4倍，若不能滿(mǎn)足要求，最低與相線(xiàn)同等。4、因銅鋁相連會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致接觸不良

11、或者斷路，所以盡量避免銅鋁混接，若不能避免則使兩者充分接觸并增大接觸面積，接頭用絕緣膠布密封好，嚴(yán)禁裸露。 （六）控制變壓器1、變壓器采用緊固件連接鐵芯、接線(xiàn)端子時(shí)，應(yīng)有防止松脫的可靠措施。2、接線(xiàn)端子應(yīng)具有合理的壓接或插接接線(xiàn)方式，如：螺柱（釘）螺母和墊圈組成或采用組合螺釘；3、在接線(xiàn)端子附近應(yīng)有相應(yīng)的標(biāo)記（電壓號(hào)或編號(hào)）；4、夾緊外部導(dǎo)線(xiàn)用的螺柱（釘）、組合螺釘應(yīng)能保證在夾緊或松動(dòng)時(shí)，端子不松動(dòng)且不損傷導(dǎo)線(xiàn)；5、接線(xiàn)端子應(yīng)具有預(yù)防接觸帶電體的結(jié)構(gòu)或螺釘上方具有隔離擋板等，對(duì)于50V以下特低電壓可不作要求；6、變壓器的接地裝置應(yīng)有防止松脫的措施，不得做其它緊固用；7、接地端子的本體應(yīng)采用螺釘

12、或相等于螺釘連接功能的零件并有適當(dāng)?shù)姆牢g措施，如采用螺釘，最小直徑為M4，并在附近應(yīng)有接地標(biāo)志。（七）PLC及各單元的配置與布置1.在設(shè)置PLC及柜的時(shí)候，要考慮到使用及可操作性、同時(shí)還要考慮到維護(hù)等操作，因此請(qǐng)注意以下內(nèi)容。2.要留有易于程序操作和更換單元的空間。另外，考慮到維護(hù)，操作的安全性，盡量遠(yuǎn)離高壓設(shè)備及動(dòng)力設(shè)備設(shè)置。3.PLC、輸入輸出單元的安裝位置應(yīng)考慮到卸載工具等外圍設(shè)備的連接與操作的方變性。4.PLC、輸入輸出單元往往裝有維護(hù)檢查用指示燈，因此要安裝到操作人員易于看見(jiàn)、手能夠達(dá)到的高度的位置。5.應(yīng)用PLC的控制系統(tǒng)中，多半要考慮以后的改造、擴(kuò)展，因此要預(yù)先考慮留有1-2成的

13、擴(kuò)展空間。6.如必要，可在柜的后面，留出600mm左右的空間作為維護(hù)通道?？紤]到維護(hù)操作的安全性，應(yīng)與高壓設(shè)備（600V以上）及動(dòng)力設(shè)備分開(kāi)設(shè)置。不得已的情況下，也要盡可能將其遠(yuǎn)離設(shè)置(八)電源系統(tǒng)的布線(xiàn)1.將PLC電源與輸入輸出設(shè)備的電源分開(kāi)，并在PLC電源的導(dǎo)入部的附近安裝噪聲濾波器。2.通過(guò)增設(shè)隔離變壓器，可使接地干擾大幅地衰減。此時(shí)，隔離變壓器的二次側(cè)請(qǐng)采用非接地方式。3.變壓器與PLC間的布線(xiàn)按最短距離緊密地雙絞線(xiàn)布線(xiàn)，而與高壓線(xiàn)及動(dòng)力線(xiàn)則要分開(kāi)布線(xiàn)。(九)外部輸入輸出信號(hào)線(xiàn)的布線(xiàn)1.在輸出信號(hào)上連接有感性負(fù)載時(shí)，為吸收噪聲，在交流電路中將浪涌抑制器、直流電路中將二極管連接到各感性負(fù)

14、載的附近。2.絕對(duì)不能將輸出信號(hào)線(xiàn)與高壓線(xiàn)及動(dòng)力線(xiàn)扎成線(xiàn)束，也不能接近、平行布線(xiàn)。接近時(shí)，可用導(dǎo)管進(jìn)行分離或用其他的電線(xiàn)管進(jìn)行布線(xiàn)。此時(shí)，導(dǎo)管和電線(xiàn)管必須接地。3.不能用導(dǎo)管分離時(shí)，可全部使用屏蔽電纜，將PLC側(cè)與接地端子連接，輸入設(shè)備側(cè)開(kāi)路。4.采用沒(méi)有共通阻抗的布線(xiàn)是理想的方法。但是，此時(shí)因?yàn)椴季€(xiàn)增多，有時(shí)要共用返回電路。返回電路應(yīng)使用有充分余量的粗電線(xiàn)，并將相同信號(hào)水平歸在一起布線(xiàn)5.輸入輸出線(xiàn)長(zhǎng)時(shí)，將輸入信號(hào)線(xiàn)與輸出信號(hào)線(xiàn)分開(kāi)布線(xiàn)。 6.指示燈（特別是燈絲型）使用雙絞線(xiàn)布線(xiàn)。第四章畢業(yè)論文感謝語(yǔ)本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我的導(dǎo)師劉彩霞的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴(yán)肅的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，

15、精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，劉老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。兩年多來(lái)，劉老師不僅在學(xué)習(xí)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向劉老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。她放下神圣的師道尊嚴(yán)，以朋友的身份告訴我怎樣完成這此畢業(yè)答辯。她告訴我如何搜集材料；她告訴我如何快捷地找到相關(guān)論文；她告訴我哪個(gè)學(xué)校的網(wǎng)站相關(guān)知識(shí)；她指導(dǎo)我如何利用手頭上的資料取舍嫁接整合。本設(shè)計(jì)的完成，離不開(kāi)她的悉心知道和孜孜不倦地教誨。感謝那些與我朝夕相處的同學(xué)。這些日子，他們和我一塊努力奮斗共進(jìn)共退，相互鼓勵(lì)相互扶持，你幫我找我?guī)湍阏遥ネㄓ袩o(wú)，及時(shí)

16、溝通，以免出現(xiàn)論文撞車(chē)事件。我們是如此的團(tuán)結(jié)友愛(ài)，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的疑惑，直至本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成的順利完成。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們!第五章參考文獻(xiàn)1. 準(zhǔn)出版社，20012. 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出本社編。電氣簡(jiǎn)圖用圖形符號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)繪，北京中國(guó)標(biāo)李善術(shù)。數(shù)控機(jī)床及其應(yīng)用。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20013. 王炳實(shí)。機(jī)床電氣控制。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20014. 陳本孝。電氣與控制。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20015. 趙明。工廠(chǎng)電氣控制設(shè)備。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19966. 秦憶?，F(xiàn)代交流伺服系統(tǒng)。武漢：華中理工出版社。19957李振安。工廠(chǎng)電氣控制技術(shù)。重慶，重慶大學(xué)出版社，19958張燕賓。SPWM變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998