第五章 数控铣床控制系统设计实验一、实验目的1、掌握简单数控铣床控制系统的设计过程2、掌握常用数控系统（ NUM1020）的操作过程3、掌握交流伺服电机的工作方式及应用过程4、了解数控系统内置式 PLC 的实现原理及编程方式5、掌握数控系统自动控制功能程序的设计及开发过程二、实验设备1、NUM1020数控系统一套2、安川交流伺服电机3 套3、计算机及梯形图编辑软件一套三、设计要求1、以实验室现有的设备（ NUM1020数控系统）作为控制器，参照实验室现有的数控铣床的功能，完成一台具有3 轴联动功能的数控铣床的电气系统设计过程。2、移动轴（ 3 轴）采用实验室现有的交流伺服电机进行驱动，采用半闭环位置控制模式。3、主轴采用实验室现有的变频调速器进行设计驱动，系统不要求具备自动换刀功能。4、完成 PLC输入输出点的分配。5、具有行程及其他基本的保护功能。6、设计相关功能的梯形图控制程序（要求具有：手动进给功能、手轮进给功能、MDI功能、自动控制功能及各种基本的逻辑保护功能）7、完成设计报告。8、设计过程有关资料请参照附录。四、设计内容数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的, 两都的加工工艺基本相同, 结构也有些相似 , 但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床, 所以其结构也与普通铣床有很大区别。数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成：A：主轴箱包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。B：进给伺服系统由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。C：控制系统数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。D：辅助装置如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。E：机床基础件通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架（一）系统功能布局图：图 1：功能布局图1、系统框架图如下：图 2：系统框架图2、电源输入电气图CNC 控制器PC 机X 轴伺服驱动器X 轴电机Y 轴伺服驱动器Y 轴电机Z 轴伺服驱动器Z 轴电机变频器主轴电机编码器P L C 强电电源其它功能故障报警检测信号控制面板图 3：电源接线图图中 Q1，Q2负载开关控制电路。 T1 为变压器，为电路提供稳定的电压。G1是电压转换器，为报警信号提供电源，3、三轴驱动以及主轴驱动电气图图 4：三轴驱动以及主轴驱动电气图开关和继...
