基于HNC- 18iM数控铣床电气控制系统设计
摘要：随着工业发展的要求以及各种数控机床的诞生。普通机床由于操作技术要求高，难于控制，导致生产效益过低而逐渐被数控机床取代。如今，数控机床是机械加工中使用最广泛的金属切削机床，它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面、螺纹、螺杆以及车削定型表面等。现代生产机械多采用机械、电气、液压、气动相结合的控制技术。其中电气控制技术起联接中枢作用，应用最为广泛。电气控制系统是生产机械设备的重要组成部分，它保证机械设备按生产工艺要求完成各种运动状态与协调工作并保证机械设备安全可靠工作以及实现操作自动化。本论文主要写了HNC-18iM的数控铣床电气控制系统的设计。设计中主要使用电气元件为华中数控系统HNC-18iM铣削系统、HVS-16全数字交流伺服驱动单元、施耐德ATV31系列主轴变频器、 XD-40系列交流永磁同步伺服电机等。在设计过程中，通过周老师的指导，独立完成了数控铣床的电气控制部分设计。并且通过实际的通电调试与试加工，验证了电气原理图设计的正确性和可行性。
关键词：数控机床；HNC-18iM数控系统；数控铣床；电气控制系统设计
绪论
数控系统是数控机床的核心部件，其技术水平直接影响数控机床的性能质量和使用效率，对于提高机床数控化再制造的成功率和经济效益具有非常重要的意义。既然进口系统过于昂贵，违背了再制造的初衷，那我们为什么不采用国产数控系统呢？
根据调查显示，国产经济型数控系统正在快速发展，已占据国内经济型数控系统市场份额95％以上，形成了规模优势，主导了国内经济型数控系统的市场。国产普及型数控系统的功能、性能不断改善，价格和服务方面还有较大优势，可靠性大大提高，并且具备全数字交流伺服驱动系统和主轴伺服驱动系统等配套能力，在数控铣床、加工中心等中档数控机床得到批量配套应用。
而在国产高档数控系统研制方面，我国已部分掌握高档数控系统的核心技术，开发了一些高档数控系统产品，并在军工企业得到了实际应用，打破了国外技术封锁。因此，国产普及型数控系统已经实现了与数控机床的批量配套，产品可靠性和技术性能得到了最终用户的逐步认可。
在中高档市场，国产数控系统也实现了与装备制造企业的批量配套，已经有100多台配华中数控系统、航天系统、蓝天系统、凯奇系统的五轴联动数控机床在航空、船舶、电力、汽车等领域的许多重点企业成功应用，用户使用情况都很好。华中数控和桂林机床合作生产的全国产XK2136-5X五轴联动数控龙门铣床被我国南昌飞机制造厂采购，成为我国大型航空制造企业选用的首台配套国产五轴联动数控系统的高档数控机床。2002年至今，无锡神龙洛林精密机械有限公司已经订购了配华中数控系统的5台五轴联动数控机床和一台四轴联动数控铣床，用于大型叶轮和各种增压器涡轮的制造。
随着国产数控系统应用的越发广泛，学习与研究国产数控系统也显得越发重要。
第1章 毕业设计思路
1.1 了解数控铣床的组成
由于设计的需要，了解数控铣床的组成意义重大。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：
(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)辅助装置：如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。
(5)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。
目录
绪论 IV
第一章 毕业设计思路 1
1.1 了解数控铣床的组成 1
1.2 毕业设计任务 2
1.2.1 毕业设计内容 2
1.2.2 毕业设计应完成的任务 2
1.3 毕业设计基本思路 2
1.4 电气设计总体框图 2
1.5 数控装置与外围设备连接框 3
第二章 数控铣床电气设计 4
2.1 XD-40数控铣床参数简介 4
2.2 选用的数控系统 5
2.2.1 选择所用数控装置的理由 5
2.2.2 数控装置型号编号的意义 6
2.3 数控系统接口 6
2.4 HNC-18i数控系统综合接线图 7
第三章 机床电气硬件详细设计与分析 8
3.1 机床电源电路设计 9
3.1.1 控制变压器电路设计 9
3.2 数控装置与主轴装置的连接 11
3.2.1 主轴控制接口XS5 11
3.2.2 施耐德变频器接口 13
3.3 数控装置与进给驱动装置的连接 15
3.3.1 数控装置轴控制接口XS1-XS3接口 15
3.3.2 HVS-16系列全数字交流伺服驱动单元产品 18
3.3.3 XD-40交流永磁同步伺服电机 23
3.3.4 HNC-18i连接伺服驱动装置电路图 24
3.4 数控装置与手持单元的连接 26
3.4.1 HNC-18i/19i 手持接口定义 26
3.4.2 手持单元连接原理图 27
3.5 数控装置开关量输入/输出 28
3.5.1 开关量输入接口特性及设计电路 28
3.5.2 开关量输出接口特性及设计电路 30
3.6 升降台升降控制电路设计 32
3.6.2 升降台控制电路 33
3.7 冷泵和润滑控制电路 34
3.7.1 冷泵控制电路 34
3.7.2 润滑控制电路 35
第四章 参数设置 36
4.1 数控装置参数设置 36
4.1.1 机床参数设置 36
4.1.2 坐标轴参数设置 36
4.2 HVS-16伺服驱动器参数设置 39
4.3 施耐德变频器参数设置 42
第五章 总 结 46
参考文献 47
参考文献：
1．杨克冲，陈吉红.数控机床电气控制[M] .武汉：华中科技大学出版社，2005. 56-73，215-230
2．郁汉琪主编.电气控制与可编程控制器应用技术[M] .南京：东南大学出版社，2003. 51-60，121-138
3．世纪星HNC-18i/19i数控装置连接与调试说明书[S]. 武汉华中数控股份有限公司.2006. 11-44
4．世纪星数控系统选型手册[S]. 武汉华中数控股份有限公司.2008.5-33
5．HSV-16系列全数字交流伺服驱动单元使用说明书[S] . 武汉华中数控股份有限公司.2006. 30-39，51-62
6．张万奎主编.机床电器控制技术[M] .北京：北京大学出版社, 2006. 104-115
7．邵群涛主编.数控系统综合实践[M] .北京：机械工业出版社, 2004. 170-183
8. 汪木兰主编.数控系统与原理[M]. 北京：机械工业出版社, 2004. 5-36
9．邵群涛主编.电气制图与电子线路CAD[M] .北京：机械工业出版社, 2005. 93-130
10．卧式升降台数控铣床使用说明书[G] .捷甬达技术部编制.2007.4-55
11．Hiroyuki Uchida,Shunsuke Matsubara,Shinichi Horikoshi et al. FANUC Technical Review[J].Autumn 2004 VOL.17,NO2. (完整的)
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