数控技术毕业设计（论文）四轴加工中心电气控制系统的安装与调试

包头职业技术学院数控技术系毕业设计说明书（论文） 题 目 四轴加工中心电气控制系统的安装与调试 专 业 数控设备应用与维护 年 级 108833 学生姓名 指导教师 2010年 12 月 12 日目 录第一章电气原理图的绘制.（一）电气原理图的分析.（二）电气原理图绘图原则.第二章第二章布置图的绘制.(一)交流伺服驱动模块.（二）继电器.（三）低压断路器.（四）接触器.（五）伺服变压器.（六）控制变压器.（七）PLC及各单元的配置与布置.第三章接线图的绘制.(一)交流伺服驱动模块.（二）继电器.（三）低压断路器.（四）接触器.（五）伺服变压器.（六）控制变压器.（七）PLC及各单元的配置与布置.(八)电源系统的布线.(九)外部输入输出信号线的布线.第四章毕业论文感谢语第五章参考文献第一章电气原理图的绘制（一）电气原理图的分析 电器原理图组成：继电器、交流接触器、伺服驱动器、低压断路器、开关电源、变压器、交流伺服驱动A轴模块、交流伺服驱动器X轴模块、交流伺服驱动器Y轴模块、交流伺服驱动器Z轴模块、主轴交流伺服驱动器、电动机、伺服变压器、控制变压器、XS10PLC输入板XS11PLC输入板、XS20PLC输入板、XS21PLC输入板、限位开关、行程开关、按钮、灭弧器、电线、接线排、指示灯。（二）电气原理图绘图原则 1、电气原理图一般分主电路和辅助电路两部分。 2、图中所有元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号。 3、布局 4、文字符号标注 5、图形符号表示要点：未通电或无外力状态 6、线条交叉及图形方向 7、图区和索引主电路:是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件；一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。辅助电路:是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小。辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。 （三）布置图的绘制第二章布置图的绘制 (一)交流伺服驱动模块1.勿攀爬这些装置，也不要把重物放在其上，否则可能将会受到伤害。2.勿停止该设备的进风和出风，也不要把外物塞入装置中，否则，会发生火灾。3.请识别正确的安装方法，否则会出现故障。4.驱动器，控制面板和其它设备之间要按用户手册说明保持一定间距，否则，会出现故障。5.在安装之前特别要小心，不要把这些部件坠地和跌翻。否则，会产生危险。当要提起该电机时，可以用吊环。6.绝不要把该部件安装于易潮易燃物之处，否则已发生火灾。电器柜长1130mm，宽1070mm考虑到各元器件的性能、规格和安装时注意事项，为了方便操作人员安装，和合理布置元器件，我们把交流伺服驱动模块间距50mm。（二）继电器1.是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和控制系统（又称输入回路），通常应用于自动控制回路中，它实际上是用较小的电流去控制较大的电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。2.继电器之间考虑到散热和产生的电磁还有继电器数量及空间我们把间距定为10mm。（三）低压断路器1.被安装于成套装置，断路器的基本安装方式是垂直安装，如配电柜、分电屏等，当这些柜、屏通电后，其内的各种电器产品(如刀开关、接触器、断路器等)和接线铜排都要发热，以致柜体内的环境温度可达5060。断路器的动作特性、温升试验和环境温度都有关系。 2.考虑到低压断路器的散热我们把间距设为20mm。（四）接触器1.接触器的基本工作原理是利用电磁原理通过控制电路的控制和可动衔铁的运动来带动触头控制主电路通断的。2.20安培以上的接触器加有灭弧罩，利用断开电路时产生的电磁力，快速拉断电弧，以保护接点。 3.考虑到接触器产生的电弧和数量我们把距离规定为50mm.（五）伺服变压器伺服变压器是利用伺服系统的闭环和半闭环控制的原理，通过传感元件对负载进行动态跟踪，自动监测伺服驱动器的功率、电压、电流，伺服电机需要多少能量，伺服变压器就输出多少能量，进而达到节能降耗的目的。（六）控制变压器控制变压器适用于机床和工业机械电气与电子设备及系统控制电路中，作为控制电路、照明电路和信号电路具有电气隔离绕组的变压器。（七）PLC及各单元的配置与布置1.与CPU单元相邻的单元，最好是特殊单元和输入单元等干扰产生少的单元2.外部电路的电磁接触器及继电器类，其线圈及接点即干扰发生源，因此应与PLC分开配置。（大致在100mm以上）第三章接线图的绘制(一)交流伺服驱动模块1.对控制盘的大小、伺服驱动器的配置以及冷却的方法进行设计，以使伺服驱动器的周边部分温度在55 以下。2.安装在发热体附近：为使伺服驱动器周围的温度保持在55 以下， 请控制因发热体的热辐射或对流而造成的升温。3.安装的方向需与墙壁的方向垂直。4.使用自然对流方式或者风扇对伺服电机进行冷却。5.安装时，请使伺服驱动器的正面( 操作人员的实际安装面) 面向操作人员，并使其垂直于墙壁。6.为保证能够通过风扇以及自然对流进行冷却，请在伺服驱动器的周围留有足够的空间。7.勿测量绝缘电阻和绝缘等级，否则会损坏这些部件。8.不显示要符合电气安装技术标准和附加规则。否则，电缆可能会烧毁或引起火灾。9.要安全正确布线，否则，电机可能会失控或造成人员受伤。（二）继电器中间继电器用于继电保护与自动控制系统中，以增加触点的数量及容量。 它用于在控制电路中传递中间信号。中间继电器的结构和原理与交流接触器基本相同，与接触器的主要区别在于：接触器的主触头可以通过大电流，而中间继电器的触头只能通过小电流。所以，它只能用于控制电路中。 它一般是没有主触点的，因为过载能力比较小。所以它用的全部都是辅助触头，数量比较多。（三）低压断路器大多数塑壳式断路器(如HSM1、DZ20、TO、TG、H系列等)只能上进线而不能下进线，DWl5630也是仅能上进线其原因是：在短路电流被分断时，上进线的动触头上没有暂态恢复电压的作用，分断的条件较好。下接线时，因动触杆的前面(上进线时是后面)有软联结、双金属、发热元件等，动触头上有恢复电压，分断条件就严酷，燃弧时间要长，有可能导致相间击穿短路。（四）接触器1.使用时，应定期检查产能各部件，要求可动部分无卡住，紧固件无松脱现象，各部件如有损坏，应及时更换。2.触头表面应经常保持清洁，不允许涂油，当触头表面因电弧作用而形成金属小珠时，应及时清除。当触头严重磨损后，应及时调换触头。但应注意，银基银基合金触头表面在分段电弧时生成的黑色氧化膜接触电阻很低，不会造成接触不良现象，因此不必锉修，否则将会大大缩短触头寿命。3.原来带有灭弧罩的接触器，决不能不带灭弧罩使用，以免发生短路事故，陶土灭弧罩易碎，应避免碰撞，如有碎裂，应及时调换。（五）伺服变压器1、严格按照伺服变压器的接线图接线，否则伺服驱动器可能出现故障或者损伤。2、伺服变压器严格杜绝地线与零线混用，因配电柜原因造成地零混用时，要杜绝在柜体附近有接地线，也就是零线自配电柜引出，直接接到伺服变压器上。3、零线的线径应为相线线径的1.4倍，若不能满足要求，最低与相线同等。4、因铜铝相连会发生化学反应，导致接触不良或者断路，所以尽量避免铜铝混接，若不能避免则使两者充分接触并增大接触面积，接头用绝缘胶布密封好，严禁裸露。 （六）控制变压器1、变压器采用紧固件连接铁芯、接线端子时，应有防止松脱的可靠措施。2、接线端子应具有合理的压接或插接接线方式，如：螺柱（钉）螺母和垫圈组成或采用组合螺钉；3、在接线端子附近应有相应的标记（电压号或编号）；4、夹紧外部导线用的螺柱（钉）、组合螺钉应能保证在夹紧或松动时，端子不松动且不损伤导线；5、接线端子应具有预防接触带电体的结构或螺钉上方具有隔离挡板等，对于50V以下特低电压可不作要求；6、变压器的接地装置应有防止松脱的措施，不得做其它紧固用；7、接地端子的本体应采用螺钉或相等于螺钉连接功能的零件并有适当的防蚀措施，如采用螺钉，最小直径为M4，并在附近应有接地标志。（七）PLC及各单元的配置与布置1.在设置PLC及柜的时候，要考虑到使用及可操作性、同时还要考虑到维护等操作，因此请注意以下内容。2.要留有易于程序操作和更换单元的空间。另外，考虑到维护，操作的安全性，尽量远离高压设备及动力设备设置。3.PLC、输入输出单元的安装位置应考虑到卸载工具等外围设备的连接与操作的方变性。4.PLC、输入输出单元往往装有维护检查用指示灯，因此要安装到操作人员易于看见、手能够达到的高度的位置。5.应用PLC的控制系统中，多半要考虑以后的改造、扩展，因此要预先考虑留有1-2成的扩展空间。6.如必要，可在柜的后面，留出600mm左右的空间作为维护通道。考虑到维护操作的安全性，应与高压设备（600V以上）及动力设备分开设置。不得已的情况下，也要尽可能将其远离设置(八)电源系统的布线1.将PLC电源与输入输出设备的电源分开，并在PLC电源的导入部的附近安装噪声滤波器。2.通过增设隔离变压器，可使接地干扰大幅地衰减。此时，隔离变压器的二次侧请采用非接地方式。3.变压器与PLC间的布线按最短距离紧密地双绞线布线，而与高压线及动力线则要分开布线。(九)外部输入输出信号线的布线1.在输出信号上连接有感性负载时，为吸收噪声，在交流电路中将浪涌抑制器、直流电路中将二极管连接到各感性负载的附近。2.绝对不能将输出信号线与高压线及动力线扎成线束，也不能接近、平行布线。接近时，可用导管进行分离或用其他的电线管进行布线。此时，导管和电线管必须接地。3.不能用导管分离时，可全部使用屏蔽电缆，将PLC侧与接地端子连接，输入设备侧开路。4.采用没有共通阻抗的布线是理想的方法。但是，此时因为布线增多，有时要共用返回电路。返回电路应使用有充分余量的粗电线，并将相同信号水平归在一起布线5.输入输出线长时，将输入信号线与输出信号线分开布线。 6.指示灯（特别是灯丝型）使用双绞线布线。第四章毕业论文感谢语本毕业设计是在我的导师刘彩霞的亲切关怀和悉心指导下完成的。她严肃的工作态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，刘老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。两年多来，刘老师不仅在学习上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向刘老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。她放下神圣的师道尊严，以朋友的身份告诉我怎样完成这此毕业答辩。她告诉我如何搜集材料；她告诉我如何快捷地找到相关论文；她告诉我哪个学校的网站相关知识；她指导我如何利用手头上的资料取舍嫁接整合。本设计的完成，离不开她的悉心知道和孜孜不倦地教诲。感谢那些与我朝夕相处的同学。这些日子，他们和我一块努力奋斗共进共退，相互鼓励相互扶持，你帮我找我帮你找，互通有无，及时沟通，以免出现论文撞车事件。我们是如此的团结友爱，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的疑惑，直至本次毕业设计的完成的顺利完成。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!第五章参考文献1. 准出版社，20012. 中国标准出本社编。电气简图用图形符号国家标准测绘，北京中国标李善术。数控机床及其应用。北京：机械工业出版社，20013. 王炳实。机床电气控制。北京：机械工业出版社，20014. 陈本孝。电气与控制。北京：机械工业出版社，20015. 赵明。工厂电气控制设备。北京：机械工业出版社，19966. 秦忆。现代交流伺服系统。武汉：华中理工出版社。19957李振安。工厂电气控制技术。重庆，重庆大学出版社，19958张燕宾。SPWM变频调速应用技术。北京：机械工业出版社，1998