数控车床的电气设计
摘 要
为实现数控车床的自动化，根据FANUC 0i Mate-DB数控系统的电气控制特点和数控车床的电气控制要求, 运用FANUC PLC的使用和编程技术来完成冷却、润滑、刀架、主轴的PLC控制程序设计。其设计思路和方法可为其他机电一体化产品控制系统设计提供借鉴。
关键词：可编程控制器；FANUC；电气控制
To achieve automation of CNC lathes, according to CNC FANUC 0i Mate-DB electric control system for electrical characteristics and control requirements of CNC lathe, using FANUC PLC programming techniques to the use and completion of cooling, lubrication, tool holder, spindle design of PLC control program . The design ideas and methods for other mechatronic control system design for reference.
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目 录
摘 要????????????????????????????????? 1 引 言????????????????????????????????? 3 第一章 数控车床主要控制电路计?????????????????????4 1.1 数控车床常用电气元件??????????????????? 4
1.2 380V强电控制回路????????????????????? 12
1.3 电源回路????????????????????????? 15 1.4 交流控制回路??????????????????????? 16 1.5 直流控制回路???????????????????????17 第二章 PLC控制部分???????????????????????????19 2.1可编程控制器概述?????????????????????? 19 2.2 FANUC 0i Mate-DB PLC程序????????????????? 21 结论 ????????????????????????????????? 34 参考文献??????????????????????????????? 35 致 谢????????????????????????????????? 35
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引 言
数控机床是典型的机电一体化产品，它综合了电子计算机、自动控制、自动检测、液压与气动以及精密机床等方面的技术。数控机床的高精度、高效率决定了发展数控机床是当前中国机械制造业技术改造的必由之路，是未来工厂自动化的基础，是制造业现代化的基础，是一个国家综合国力的重要体现。我国在从制造大国向制造强国转变的过程中，大力发展数控技术具有重要意义。
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。 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。
而对于数控车床的电气设计我们主要从它的电路设计以及PMC的程序设计着手。 FANUC 0i Mate-TD数控车床的硬件连接图如下：
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数控车床主要控制电路设计
1.1 数控车床常用电气元件
1．低压断路器
低压断路器又称为自动空气开关，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的电路的总电源开关或部分电路的电源开关，当发生过载、短路或欠压等故障时能自动切断电路，有效地保护串接在他后面的电器设备，并且在分断故障电流后一般不需要更换零部件。
（1）塑料外壳式断路器
图2-1 塑料外壳式断路器外形图、电气图形及文字符号
塑料外壳式断路器由手柄、操作机构、脱扣装置、灭弧装置及触头系统组成，均安装在塑料外壳内组成一体，如图2-1所示。
机床作为配电、电动机的过载及短路保护用，亦可作为线路不频繁转换及电动机不频繁启动之用。
（2）小型断路器 如图2-2所示
图2-2 小型断路器外形图、电气图形及文字符号
机床作为过载、短路保护，同时也可以在正常情况下不频繁的通断电器装置和照明线路。
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2．接触器
接触器是一种用来频繁地接通或分断电路带有负载（如电动机）的自动控制电器。接触器由电磁机构、触点系统、灭弧装置及其他部件四部分组成。如图2-3（a）、2-3(b)所示，其工作原理是当线圈通电后，铁芯产生电磁吸力将衔铁吸合。衔铁带动触点系统动作，使常闭触点断开，常开触点闭合。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在反作用弹簧力的作用下释放，触点系统随之复位。
按其主触点通过电流的种类不同，可分为直流、交流两种。机床上应用最多的是交流接触器。
图2-3(a) 交流接触器外形图
图2-3(b) 交流接触器电气图形及文字符号
3．继电器
继电器是一种根据输入信号的变化接通或断开控制电路的电器。继电器的输入信号可以是电流、电压、等电量，也可以是温度、速度、等非电量，输出为相应的触点动作。
继电器的种类很多，按输入信号的性质分为：电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、速度继电器等。按工作原理可分为：电磁式继电器、感应式继电器、电动式继电器、热继电器等。
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