西门子802DSL数控立式车床(CQK5250)电气设计

1摘要当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达家。加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。此次毕业设计设计的是西门子802DSL数控车床CK5116的电气设计。是对所学课程的一次深入的全面复习,也是一次理论结合实际的训练,因此,它在几年的学习中占有重要的地位.就我个人而言,希望通过此次毕业设计,对自己今后将从事的工作,进行一次适应性训练,通过设计锻炼自己分析问题,解决问题的能力,为以后的工作打下一个良好的基础。由于能力有限,设计中尚有许多不足之处,希望各位教师给予批评指教。关键词：数控技术、CK5116、电气设计2目录目录.........................................................1第一章概述................................................31.1SIEMENS802DSL系统的概述.........................................31.2CQK5250数控双柱立式车床的概述....................................41.3CQK5250数控车床电气概述..........................................5第二章西门子802DSL系统连接及系统调试.......................62.1SINUMERIK802Dsolutionline系统连接.............................61、西门子802DSL系统连接..........................................62、非调节型电源模块SLM与电机连接................................103、相关理论知识..................................................112.2SINUMERIK802Dsolutionline系统调试............................181、安装显示语言..................................................182、系统初始化....................................................193、802Dsl基本参数设定............................................20第三章SINUMERIK802Dsl系统参数的设定方法...................303.1SINUMERIK802Dsl机床参数的设定与调整方法........................303.2CQK5252数控车床相关参数的设定...................................33总结..........................................错误!未定义书签。附录Siemens802Dsl系统连接图...............................36参考文献....................................................363第一章概述1.1SIEMENS802DSL系统的概述SINUMERIK802Dsl是一个集成所有数控系统元件（数字控制器，可编程控制器，人机操作界面）于一体的操作面板安装形式的控制系统。所配套的驱动系统接口采用西门子公司全新设计的可分布式安装以简化系统结构的驱动技术，这种新的驱动技术所提供的DRIVE-CLiQ接口可以连接多达6轴数字驱动。外部设备通过现场控制总线PROFIBUSDP连接。这种新的的驱动接口连接技术只需要最少数量的几根连线就可以进行非常简单而容易的安装。SINUMERIK802Dsl为标准的数控车床和数控铣床提供了完备的功能，其配套的模块化结构的驱动系统为各种应用提供了极大的灵活性。性能方面经过大大改进的工程设计软件（Sizer，Starter）可以帮助用户完成从项目开始阶段的设计选型，订货直到安装调试全部过程中的各项任务。SINUMERIK802Dsl相对于802D在性能上有许多的改进，为广大的客户在希望扩大应用领域和范围方面提供了更多的可能和受益，例如：可以方便的使用DIN编程技术和ISO代码进行编程，卓越的产品可靠性，数字控制器，可编程控制器，人机操作界面，输入/输出单元一体化设计的系统结构，由各种循环和轮廓编程提供的扩展编程帮助技术，通过DRIVE-CLiQ接口实现的最新数字式驱动技术提供了统一的数字式接口标准，各种驱动功能按照模块化设计，可以根据性能要求和智能化要求灵活安排，各种模块不需要电池及风扇，因而无需任何维护。SINUMERIK802Dsl的各种功能体现了西门子公司最新的产品创新技术，例如5个数字驱动轴，其中任意4个都可以作为联动轴进行插补运算，另一个作为定位轴使用，同时，还提供一个相应的数字式主轴（模拟主轴即将推出）作为一个变型使用,在带C轴功能时，可以采用3个数字轴，一个数字主轴，一个数字辅助主轴和一个数字定位轴的配置。新一代的西门子驱动技术平台SINAMICSS120伺服系统通过已经集成在元件级的DRIVE-CLiQ来对错误进行识别和诊断，从操作面板就可以进行操作，使用的标准闪存卡（CF）可以非常方便的备份全部调试数据文件和子程序，通过闪存卡（CF）可以对加工程序进行快速处理，通过连接端子使用两个电子手轮，216个数字输入和144个数字输出（0.25A），RCS802-远程诊断和远程控制（NC和PLC），RCS@Event（通过电子邮件进行远程诊断），USB口（即将推出）。SINUMERIK802Dsl系统集成和连接以下元件：最大可以连接2个电子手轮，小型手持单元，通过I/O模块PP72/48或通过MCPA模块控制的机床操作面板，MCPA4模块被插入安装在PCU210的后背板。MCPA模块可以连接机床控制面板，同时具有用于模于模拟主轴的模拟接口。最大可以连接/O模块PP72/48。1.2CQK5250数控双柱立式车床的概述图1-2-1CQK5250型数控双柱立式车床主要用途：该机床是一种双刀架双柱立式车床，其中左或右刀架为数控刀架，广泛用于冶金机械、矿山机械、化工机械、发电设备、国防等行业的机械加工，可作粗精车工件的外圆、端面、内孔、切槽及内外锥面、任意圆弧曲面等加工。结构形式：1、该机床由左、右立柱、顶梁、工作台底座组成框架式结构，刚性强，能承受较大的切削负荷。机床主要基础件采用热对称结构，提高了热稳定性。2、横梁沿立柱导轨上下移动，由碟形弹簧通过杠杆夹紧在立柱上，横梁升降的操纵按钮在悬挂按钮站上，横梁上有微动机械可调整横梁水平位置。3、左、右两个立刀架装在横梁上，在横梁上装有供手动操作的手柄，以便于调整刀架的位置和对刀。滑枕重量由压力油进行平衡。在刀架滑座的上部装有两个卸荷滚子，拧动其上端的螺钉可调整卸荷滚子的承载能力，以便减少主导轨的磨损，以利于长期保证机床的使用精度，同时减轻手动操作时的用力。4、工作台由主电机通过皮带经变变速箱直接启动和制动。各级转速由变速箱内变速油缸推动交换齿轮实现十五种转速的变换，转速变换选择开关在悬挂按钮站上或转速由变频电机通过变频器调速实现无级调速。5、工作台镶有铸造锌铝合金耐磨导轨板，并采用每腔一泵式恒流静压导轨（有20个压力油供油点），使相对滑动面脱离接触形成液体摩擦，压力储备大，过载能力强。工作台主轴上装有一个单向推力球轴承和一个双列短圆柱滚子轴承，以保证主轴能在高精度下平稳地工作。6、导轨滑动面采用贴塑处理，提高耐磨性。横梁、左右刀架各有一个电动润滑泵，分别定时定量对各润滑点及导轨副进行润滑。7、机床铸件采用优5质树脂砂铸造工艺，铸件品质高，经时效处理，经久耐用。8、左（右）立刀架X轴（刀架水平移动）、Z轴（滑枕上下移动）为数控轴，两个坐标分别由伺服电机通过增力箱、滚珠丝杆驱动，且具有联动进给功能。9、数控系统采用西门子（SIEMENS）系统或发格（FAGOR）系统，配置可移动手持脉冲发生器。1.3CQK5250数控车床电气概述本设计机床为CQK5250数控双柱立式车床，采用德国SIEMENS802Dsl数控系统，其伺服驱动采用SINAMICSS120，分别驱动X轴进给和Z轴进给，工作台由主电机通过皮带经变变速箱直接启动和制动。各级转速由变速箱内变速油缸推动交换齿轮实现十五种转速的变换，转速变换选择开关在悬挂按钮站上或转速由变频电机通过变频器调速实现无级调速。本机床供电电源采用三相交流380V（-15%~10%），50Hz，四线制。冷却电机采用单向交流220V，50Hz异步感应电动机，伺服驱动系统电源模块为三相交流380V，50Hz。控制电路电压为交流220V和直流24V，接触器为交流220V，交流24V。中间继电器、电磁阀、机床工作灯均采用直流24V。NC,PLC的输入、输出电源由S-150-24开关电源提供直流24V。6第二章西门子802DSL系统连接及系统调试2.1SINUMERIK802Dsolutionline系统连接1、西门子802DSL系统连接注解.交流380V经过熔断器至端子排再到电源总开关，将交流380V分成两路，一路经过空气开关至变压器，将电压从交流380V变成交流220V,另一路给电源模块供交流380V的电压。图2-1-1西门子802DSL系统连接图注解：电源开关的作用是将交流220V的电压变成直流24V电压，供系统使用。(1)、24VDC电源连接在802Dsl系统连接部件中，需要24VDC电源供电的部件有PCU单元的X4接7口和两块PP72/48模块的X1接口，插头上已经标明了24V、0V和PE（接地）。在SIEMENS数控设备中一般用“P”,表示电源的正“+”,“N”表示电源的负“-”,“M”表示信号地，即0V如P24表示+24VDC,N15表示-15VDC，M24表示+24V所对应的0V。24VDC电源一般直接选用开关稳压电源供电，为了提高系统的可靠性，可使用两个独立的24V直流电源，一个用于802Dsl的PCU、PP72/48和输入信号的公共端，而另一个电源为PP72/48的输出信号供电（接X111、X222、X333端子的47/48/49/50）。两个24VDC电源的“0V”应连通。(2)、ProfiBus现场总线的连接SIEMENS802Dsl是基于ProfiBus总线的数控系统，PCU（面板控制单元）通过ProfiBus总线和PP72/48伺服驱动进行数据交换和监控,因此，ProfiBus总线的正确连接对于机床的稳定工作具有非常重要的意义。ProfiBus总线为串行连接,PCU为ProfiBus的主设备,每个ProfiBus从设备（PP72/48和S120伺服驱动器）都具有自己的总线地址，设备的总线地址不重，复即总线上不可出现两个相同的地址。图2-1-2802Dsl系统ProfiBus连接示意图因此，从设备在ProfiBus总线上的排序是任意的，具体连接方法见上图。ProfiBus的两个终端设备的终端电阻开关应拨至“ON”位置。8PP72/48的总线地址由模块上的地址开关S1设定，第一块PP72/48的总线地址出厂设定为“9”，如选配第二块PP72/48模块%则地址为“8”，第三块PP72/48地址为“7”。PROFIBUS电缆应由机床制造商根据其电柜的布局连接。系统提供的PROFIBUS插头和电缆，插头应按照下图连接：ProfiBus插头的