输入输出装置数控装置驱动控制装置机床电器控制装置机床本体主题八数控机床的电气控制数控的电气控制线路与普通机床电路有所不同，除了常用的电器控制线路外，它还有数控装置。数控机床的组成结构图如图8．1所示。普通机床与数控机床的主要区别是数控机床的主轴调速和刀架的进给全部自动完成，即根据编程指令按要求执行。数控装置是整个数控机床的核心，机床的操作均由此发出。驱动装置位于数控装置和机床之间，包括进给驱动和主轴驱动装置。驱动装置根据控制电机不同，其控制电路形式也不同。步进电机有步进驱动装置，直流伺服电机有直流伺服驱动装置，交流伺服电机有交流伺服驱动装置。机床电器控制装置位于数控装置与机床本体之间，它主要接收数控装置发出的开关命令控制机床主轴的启停、正反转、换刀、冷却、润滑、液压、气压等相关信号。现以经济型数控车为例介绍数控机床的电气控制线路。图8．1数控机床的组成结构图电气控制电路一般由主回路、控制电路和辅助电路等部分组成。了解电气控制系统的总体结构、电动机和电器元件的分布状况及控制要求等内容之后,便可以阅读分析电气原理图。按照先从主回路入手,根据伺服电动机、辅助机构电动机和电磁阀等执行电器的控制要求,分析它们的启动控制、方向控制、调速和制动；再根据主回路中各伺服电动机、辅助机构电动机和电磁阀等执行电器的控制要求,逐一找出控制电路中的控制环节；最后分析电源显示、工作状态显示、照明和故障报警等辅助电路部分。数控机床对于安全性和可靠性有很高的要求，因此，控制线路中设置了一系列电气保护环节。数控车床的机械部分比规格的普通车床更为紧凑和简洁。主轴传动为一级传动，去掉了主轴的变速齿轮箱，采用了变频器实现主轴无级变速。进给移动装置采用滚珠丝杆，传动效率高、精度高、摩擦小。一般经济型数控车床的进给采用步进电机，进给电机的运动由NC装置实现信号控制。数控车床的刀架能自动转位。换刀电机有步进、直流和异步电机之分，这219些电动刀架的旋转、定位由NC装置发出信号，控制其动作。而其他的冷却、液压等电气控制和普通机床的控制基本相同。以CK6140数控车床电气控制电路为例1．CK6140数控车床的组成CK6140数控车床采用主轴变频调速，机床主轴的旋转运动由5.5KW变频主轴电动机经皮带传动至I轴,经三联齿轮变速将运动传至主轴,并得到低速、中速和高速三段范围内的无级变速。机床进给为两轴联动,配有四工位电动刀架,可满足不同需要的加工。Z坐标为大拖板左右运动方向,其运动由GK6063-6AC31交流永磁伺服电动机与滚珠丝杠直联实现；X坐标为中拖板前后运动方向,其运动由GK6062-6AC31交流永磁伺服电动机通过同步齿形带及带轮带动滚珠丝杠和螺母实现。为保证螺纹车削加工时主轴转一圈,刀架移动一个导程(即被加工螺纹导程)。主轴箱的左侧安装了一光电编码器配合纵向进给交流伺服电动机,主轴至光电编码器的齿轮传动比为1:1。2．CK6140数控车床的技术参数CK6140数控车床的技术参数见表8-1。3．机床的运动及控制要求。正如前述,CK6140数控车床主轴的旋转运动由5.5KW变频主轴电动机实现,与机械变速配合得到低速、中速和高速三段范围的无级变速。Z轴、X轴的运动由交流伺服电动机带动滚珠丝杠实现,两轴的联动由数控系统控制。加工螺纹由光电编码器与交流伺服电动机配合实现。除上述运动外,还有电动刀架的转位,冷却电动机的启、停等。4．主回路分析图8．2是CK6140数控车床电气控制中的380V强电回路。表8-1CK6140数控车床的部分技术参数项目单位技术规格加工范围床身上最大回转直径mm￠400床鞍上最大回转直径mm￠180最大车削直径mm￠240最大工件长度mm1000最大车削长度mm800主轴主轴通孔直径mm80主轴头形式IS0702/ⅡNo.6主轴转速r/mim36~2000高速r/mim170~2000中速r/mim95~1200低速r/mim36~420220主轴电动机功率kW5.5(变频〉尾座套筒直径mm￠55套筒行程(手动〉mm120尾座套筒锥孔MTNo.4刀架快速移动速度X/Zm/min3/6刀位数4刀方尺寸mm20×20X向行程mm200Z向行程mm800主要精度机床定位精度Xmm0.030Zmm0.040机床重复定位精度Xmm0.012Zmm0.016其他机床尺寸L×W×Hmm2140×1200×1600机床毛重kg2000机床净...
