车床设计分析.doc

第二章 华中数控系统车床的设计为例详细分析2.1系统简介机床：两坐标卧式车床，带四刀位自动刀架；控制柜结构：强电控制柜+操作站；主轴：普通异步电机，机械手动换档变速表5.3.1 典型车床数控系统设计主要器件序号名称规格主要用途备注1.数控装置HNC-21TC控制系统华中数控2.软驱单元HFD-2001数据交换华中数控3.控制变压器AC380/220V 300W /110V 250W /24V 100W /24V 100W伺服控制电源、开关电源供电华中数控交流接触器电源照明灯电源HNC-21TC电源4.伺服变压器3P AC380/200V 2.5KW为伺服电源模块供电华中数控5.开关电源AC220/DC24V 100W开关量及中间继电器明玮6.伺服电源模块HSV-11P075为伺服驱动器供强电华中数控7.伺服驱动器HSV-11D030X、Z轴电机伺服驱动器华中数控8.伺服电机110STZ4-1-LM（4NM ）X轴进给电机华中数控9.伺服电机130STZ7.5-1-LM（7.5NM）Z轴进给电机华中数控2.2总体框图2.3输入输出开关量定义以下为典型车床数控系统对输入输出开关量的定义，在本章的例子中，虽然有些输入输出开关量给出了定义，但并未使用。

XS8手持单元给出了定义，但在本例中没有使用XS21（DB25/F）未用XS8（DB25）手持单元接口：引脚号信号名标号定义135V地手摇脉冲发生器+5V电源地25+5V手摇脉冲发生器+5V电源12HB手摇脉冲发生器B相24HA手摇脉冲发生器A相11O28Y3.4未定义；23O29Y3.5未定义；10O30Y3.6手持单元工作指示灯， 低电平有效；22O31Y3.7未定义9I32X4.0手持单元坐标选择输入X轴，常开点，闭合有效；21I33X4.1手持单元坐标选择输入Y轴，常开点，闭合有效；8I34X4.2手持单元坐标选择输入Z轴，常开点，闭合有效；20I35X4.3手持单元坐标选择输入A轴，常开点，闭合有效；7I36X4.4手持单元增量倍率输入X1， 常开点，闭合有效；19I37X4.5手持单元增量倍率输入X10， 常开点，闭合有效；6I38X4.6手持单元增量倍率输入X100，常开点，闭合有效；18I39X4.7手持单元使能输入，常开点，闭合有效；5空17ESTOP3手持单元急停按钮串接到急停回路的端子4ESTOP2手持单元急停按钮串接到急停回路的端子3,16+24V为手持单元的输入输出开关量供电的DC24V电源1,2,14,1524V地为手持单元的输入输出开关量供电的DC24V电源地l XS10（DB25/F头针座孔）输入接口（I0～I19）：引脚号信号名标号信号定义13I0X0.0X轴正超程限位开关，常开点，闭合有效；25I1X0.1X轴负超程限位开关，常开点，闭合有效；12I2X0.2Z轴正超程限位开关，常开点，闭合有效；24I3X0.3Z轴负超程限位开关，常开点，闭合有效；11I4X0.4C轴正超程限位开关，常开点，闭合有效；（未用）23I5X0.5C轴负超程限位开关，常开点，闭合有效；（未用）10I6X0.6卡盘夹紧到位，常开点，闭合有效；（未用）22I7X0.7卡盘松开到位，常开点，闭合有效；（未用）9I8X1.0X轴回参考点开关，常开点，闭合有效；21I9X1.1Z轴回参考点开关，常开点，闭合有效；8I10X1.2C轴回参考点开关，常开点，闭合有效；（未用）20I11X1.3未定义；7I12X1.4冷却系统报警，常闭点，断开有效；19I13X1.5润滑系统报警，常闭点，断开有效；（未用）6I14X1.6压力系统报警，常闭点，断开有效；（未用）18I15X1.7未定义；5I16X2.0主轴一档到位，常开点，闭合有效；（未用）17I17X2.1主轴二档到位，常开点，闭合有效；（未用）4I18X2.2未定义；16I19X2.3未定义；3空1,2,14,1524V地外部直流24V电源地l XS11（DB25/F头针座孔）输入接口（I20～I39）：引脚号信号名标号信号定义13I20X2.4外部运行允许，常开点，闭合有效；25I21X2.5伺服电源模块OK，常开点，闭合有效；12I22X2.6伺服驱动器OK，常开点，闭合有效；24I23X2.7电柜空气开关OK，常开点，闭合有效；11I24X3.0主轴报警，常闭点，断开有效；23I25X3.1主轴速度到达，常开点，闭合有效；（未用）10I26X3.21号刀到位，常开点，闭合有效；22I27X3.32号刀到位，常开点，闭合有效；9I28X3.43号刀到位，常开点，闭合有效；21I29X3.54号刀到位，常开点，闭合有效；8I30X3.65号刀到位，常开点，闭合有效；（未用）20I31X3.76号刀到位，常开点，闭合有效；（未用）4-7、16-19I32-I39X4.0-X4.7与XS8并联，用于手持单元的坐标选择输入、增量倍率输入、使能按钮输入；3空见XS81,2,14,1524V地外部直流24V电源地l XS20（DB25/F头孔座针）O0～O15：引脚号信号名标号信号定义13O00Y0.0运行允许， 低电平有效；25O01Y0.1系统复位， 低电平有效；12O02Y0.2伺服允许， 低电平有效；24O03Y0.3SV_CWL伺服减电流，低电平有效；（未用）11O04Y0.4升降轴抱闸， 低电平有效；（未用）23O05Y0.5冷却开， 低电平有效；10O06Y0.6刀库正转， 低电平有效；22O07Y0.7刀库反转， 低电平有效；9O08Y1.0主轴正转（主轴使能）， 低电平有效；21O09Y1.1主轴反转（主轴使能）， 低电平有效；8O10Y1.2主轴制动， 低电平有效；20O11Y1.3卡盘松， 低电平有效；（未用）7O12Y1.4主轴一档， 低电平有效；（未用）19O13Y1.5主轴二档， 低电平有效；（未用）6O14Y1.6未定义；18O15Y1.7未定义；5空17ESTOP3急停回路驱动KA继电器，控制动力电源的输出端子（见图2.10.1）4ESTOP1急停回路与超程回路的串联的接入端子（见图2.10.1）16OTBS2超程限位开关的接入端子（见图2.10.1）3OTPS1超程限位开关的接入端子（见图2.10.1）1,2,14,1524V地外部直流24V电源地2.4电气原理图简介下面以示意图的形式，显示了电气原理图的主要部分，对于线号仅给出了在不同的页面均出现的线缆的线号。

电源部分在本设计中，照明灯的AC24V电源和HNC-21的AC24V电源是各自独立的；系统中没有电磁阀因此只用了一个DC24V 100W的开关电源，在开关电源进线侧用一个低通滤波器与伺服控制电源（AC220V）隔离开来总电源进线、变压器输入端等处的磁环和高压瓷片电容未在图中表示出来图5.3.2中QF0～QF4为三相空气开关；QF5～QF10为单相空气开关；KM1～KM6为三相交流接触器；RC1～RC4为三相阻容吸收器（灭弧器）；RC5～RC10为单相阻容吸收器（灭弧器）；KA1～KA8为直流24V 继电器；2.5继电器与输入输出开关量继电器主要是由输出开关量控制的，输入开关量主要是指进给装置、主轴装置、机床电气等部分的状态信息与报警信息图5.3.3中,KA1～KA8为中间继电器；SQX-1、SQX-3分别为X轴的正、负限位开关的常闭触点；SQZ-1、SQZ-3分别为Z轴的正、负限位开关的常闭触点；420为来自伺服电源模块与伺服驱动模块的故障连锁；100为图5.3.2中DC24V 50W开关电源的地；图5.3.4中,100、24V，为图5.3.2中DC24V 100W开关电源的输出；因为没有手持单元，所以XS8中的两个急停回路引脚需要短接起来，如图5.3.5所示。

2.6伺服单元接线图 经过前面的数控系统的故障成因分析和华中数控系统车床的设计举例分析，我们可以从四个常见故障来进行诊断及维修：一、机床开机后急停且不能复位；二、机床回参考点故障；三、刀不能锁紧；四、主轴调速故障下面我们先来分析第一个故障。