数控车床CK9930机电连调实训

数控车床CK9930机电连调实训一、CK9930数控车床结构介绍：CK9930数控车床配备的是华中数控I型数控系统，是一种比较老式的小型简易经济型数控系统。CK9930数控车床是为两轴车床，床身最大工件回转直径300mm，最大工件长度500mm，刀架上最大回转直径140mm，外型尺寸1100mmX580mmX580mm。其结构主要有床身、主轴变速箱、床鞍、卡盘、刀架、丝杠和尾箱等组成。其中，床身是一个整体的铸件。刀架通过床鞍安置在床身的导轨上（燕尾槽).CK9930数控车床的运动形式有主运动和进给运动两种。主运动:工件的旋转运动，是主轴通过卡盘带动工件旋转的运动形式。进给运动：刀架的横向或纵向的直线运动。二、电气系统设计：1、CK9930数控车床的电气原理图如下图所示:2、主电路的分析将三相电源经空气断路器Q1和Q2引入，单相电容运转主轴电动机M1用接触器KM3和KM4形成的互锁电路控制正反转，变压器T1为X轴、Z轴步进电机动机驱动器提供AC55V供电源，变压器T2为强电控制电器提供AC220V电源，变压器T3和整流电路为弱电控制电路和主轴电路板提供DC24V供电电源。3、控制电路分析：(1)启动过程：启动时，合上Q1，引入三相电源，按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈通电吸合，则KM1的主触头闭合，电动机接通电源直接启动运行，与此同时，在超程解除（X33)有效状况喜爱闭合继电器RA2，且使X31有效（控制器收到主电路接通信号），则继电器RA1通电，RA1的触点闭合，接触器KM2线圈通电吸合，KM2的主触头闭合，为步进电机驱动器供电，且主轴电机也通电。在控制面板上采用的是旋钮开关，按钮“开”的位置后能一直保持通电状态，从而使得KM1能够持续闭合，为控制电路供电。(2)主轴正反转：该车床采用两个接触器KM3和KM4来实现对电动机的正、反转控制。在电路中，为了防止两个接触器同时动作而造成短路，将实现正、反转的KM3和KM4互锁，所以，电动机的正反转控制电路实际上是由互锁的两个方向相反的单向运行线路组成的。其具体的控制过程如下：①继电器RA3闭合，RA3常闭触点断开。②KM3闭合，KM4由互锁电路断开，主轴电机正转。③RA4闭合，RA4常闭触点断开。④接触器KM4闭合，KM3由互锁的电路断开，主轴电机反转。(3)停止过程：按下急停按钮SB1，则继电器RA2断电，RA2的辅助触点断开，从而使得与之串联在一起的继电器RA1断电，RA1的辅助点断开，与RA1的触点串联的接触器KM2线圈断电，同时接触器KM1的触头也断开。KM2线圈断电使步进电机断电，KM2的触头也会随KM2线圈的断电而断开，则主轴控制电路断电。KM1触头的断开也会使控制电路断电。另外。若是行程开关接通，也会使继电器RA2断电，同理，整个控制电路也将会断电。注:若为按下急停按钮，X30有效，单片机控制电路无法正常启动，若为行程开关接通(206为高电平).X30无效，单片机控制电路可以正常启动，认知超程错误.三、数控系统介绍：1、数控系统的组成：CNC系统一般结构如下图所示，CNC系统主要是指图中的CNC控制器，它是由计算机硬件、数控系统软件及相应的输入/输出接口构成的专用计算机和可编程控制器所组成。前者处理机床轨迹运动的数字控制，后者则处理开关量的逻辑控制。2、数控系统的工作原理:数控机床是一种装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规范的程序。现在的数控系统都是以计算机为控制中心，也称为计算机数控，简称CNC。3、进给系统控制：通过空寂步进电机来实现，步进电机是一种在外加电脉冲信号的作用下一步一步地运转，将电脉冲信号转换成相应角位移的机电元件。其角位移量和输入脉冲的个数严格成正比，在时间上输入同步，控制输入脉冲的数量、频率及电机绕组通电顺序，便可获得所需的转角、速度及转动方向，无脉冲输入时，在绕组电源的激励下，气隙磁场使转子保持原来的位置状态。利用这一原理，便可实现加工时纵、横向的进给，并可获得较高精度。4、开关量控制:数控机床的开关量信号控制是通过PLC来完成的。机床各开关量可通过I/O口进行信息交换。由于I/O口可输入信号和输出信号，其输出信号经过逻辑译码电路转换成多路的输出信号，可实现主轴电机、冷却泵及主轴变速等的控制；输入口可接受行程限位开关暂停、主轴同步脉冲、选刀回答等信号。从而实现各种状态的检测，最终实现机床的各开关量控制。5、主轴控制：数控系统只对主轴系统进行开关控制，数控系统通过PLC对主轴系统进行启停控制。四、调试流程:1、数控车床电源电气组成及连接：数控车床电源电路为数控车床的强电控制和弱电控制提供驱动电源，并为强、弱转换电路（PLC控制）、数控系统、主轴伺服控制、进给伺服控制、刀架控制、操作面板及位置检测电路提供所需的各种电源。学习数控车床的电气控制电路，首先应从电源电路开始。(1)CK9930数控机床电源电路主要为以下几部分提供电源：①主轴强电、伺服强电、刀架电动机、冷却电动机驱动。②控制变压器、开关电源、数控装置、刀架控制、照明、冷却风扇、电源指示.(2)根据CK9930数控机床电气原理电路图，将电源部分的开关、断路器、变压器、开关电源、伺服变压器等各个电气元件按要求连接。(3)断开所有的断路器，检查无误后，接入三相AC380V电源，用万能表测量总开关进线端的电压，确定为380V。(4)合上总开关，测量变压器TC1输入和输出端的电压，测量开关电源输入端和输出端的电压，各值应符合电气原理图给出的值。(5)合上伺服强电开关，测量变压器TC2输入和输出端的电压，测量刀架电动机的电压，应分别符合电气原理图给的值。(6)当测量电压与电气原理图标示电压不一致时，应分析原因，找出故障所在，并排除。2、数控机床主轴伺服驱动系统调试：(1)任务准备(2)主轴变频器与数控装置的直接连接(3)主轴变频器与输出板与输入板的连接(4)变频器参数的设置①变频器的初始化②参数调整③电位器给定参数设置④数控系统给定参数设置3、数控机床步进电动机伺服驱动系统调试：(1)实训装置及仪表CK9930数控机床6台，万能表、欧姆表各6只；常用电工工具6套；连接三芯像胶电缆若干。(2)步进电动机伺服驱动控制的连接(3)数控系统的参数设置(4)步进电动机实现伺服驱动控制的调试4、交流伺服驱动系统的电气连接与调试：(1)任务装备(2)交流伺服器与交流伺服电动机、数控系统的连接(3)交流伺服器驱动器的运行调试①电源连接②通电运行5、数控机床控制面板设计与调试：(1)选择数控系统的控制面板的设计方案数控系统的控制面板通常有三种设计方案：直接采用系统标准的机床控制面板，自制机床控制面板，采用系统标准的机床控制面板和自制机床控制面板相结合的控制形式。(2)数控机床控制面板电气设计①机床控制面板所具有的基本功能，如方式选择、轴选择、点动按钮、倍率开关、特殊功能按钮等。②机床控制面板的允许安装尺寸③机床控制面板所需要的最少I/O点数(3)机床控制面板的梯形图设计(4)机床控制面板的连接与调试①检查接线和电源②对于需要设定地址的机床控制面板③通过查询系统报警页面④在确认梯形图正确的情况下，测试每个输入、输出点，看是否能够实现预期的功能。6、数控机床自动刀架的电气连接与调试：(1)准备实训设备与工具(2)自动刀架与数控系统分别连接，打开电源，进入显示器页面，选择参数设置参数。(3)设置输入、输出对应接口7、数控机床位置检测装置的电气连接与调试：(1)感应同步器的安装与调试①定、滑chi的安装要求②定、滑尺的调试要求(2)编码器检测装置的电气连接与调试①编码器的安装②编码器的调试(3)光栅检测装置安装于调试①主尺固定在导轨上②分度尺安装在移动定在移动部件上8、CK9930数控车床电气控制系统的连接与调试：(1)CK9930数控车床电源线路检查①检查变压器规格、进出线的方向和顺序是否正确②主轴电动机、伺服电动机强电电缆的相序检查③DC24V电源极性连接是否正确④步进驱动器直流电流极性连接是否正确⑤所有地线都可靠且正确地连接(2)CK9930数控车床电气系统的调试①通电②系统功能检查③数控系统参数的调试④CK9930数控车床主轴控制口参数的设置⑤数控系统其它部分参数的设置⑥PMC系统参数设置