第25卷第6期（总第118期）机械管理开发

2010年12月

螺旋行槽曲线轴专机的电气（设计）与制造

汪磊

（经纬机械（集团）有限公司榆次分公司，山西晋中

030601）

【摘要】该设备是经纬机械（集团）有限公司根据用户的加工要求，自行研制开发的数控螺旋行槽曲线轴专机，该专机设计分两部分，机械部分，电气部分。该专机经试生产检验，符合设计要求，满足用户生产使用质量、技术要求，并已纳入用户产品的生产流水线使用。【关键词】数控系统；伺服系统；PLC；调试【中图分类号】TS103

【文献标识码】A

【文章编号】1003-773X（2010）06-0024-03

0引言

根据提供的加工曲线轴零件图纸，经纬机械（集团）有限公司工具分厂机械设计完后。由我们负责进行电气设计与安装调试。该专机设计有一个动力主轴，一个旋转轴和一个直线进给轴。动力主轴采用台湾HD5.ER20动力头。1选型

1.1数控系统的选型

考虑到性价比，数控系统选择用带有手摇脉冲发生器附加面板的北京KND-K90Ti二轴数控系统。KND-K90Ti系统是北京凯恩帝数控技术有限责任公司针对中国国情自主研究开发生产的新一代全数字的经济型两轴数控系统，控制电路采用了高速微处理器，超大规模定制式集成电路芯片，多层印刷电路板，显示器采用了高分辨率的液晶屏，整个工艺采用表贴元器件，从而使这套系统更为紧凑，体积大为缩小，同时也使系统的可靠性进一步提高，在控制面板上，将CNC操作面板与机床操作面板集成为一体，极大的简化了联机。全屏幕中文菜单操作，界面直观，操作更简化，从而使系统具有极高的性价比。伺服系统选用KND-SD100全数字交流伺服驱动器，该伺服系统和KND-K90Ti连接方便。电机选用KND三相交流伺服电机，功率为1kW。其中X轴设为了旋转轴并带有刹车.确保了X轴的旋转位置精度，Z轴设为直线位移轴。1.2PLC的选型

由于专机的进给是数控系统与伺服系统来控制的，PLC用来控制动力头的旋转和进刀深度，为了操作方便且便于调整选用了自动、手动两大功能。动作的逻辑顺序是PLC与数控系统一起来完成的。实际需要11个输入点，7个输出点。所以选用了西门子S7-200CPU224，具有14点输入，10点继电器输出的PLC。由于其结构紧凑，低成本以及功能强大的指令集，使得S7-200控制器是各种小型控制任务理想的解决方案，具有很强的适应性，可以应用于各种自动化系统。1.3动力头的选择

动力头也是该设备的一个主要部件，它的精度好坏直接影响到加工零件的精度，考虑到零件加工余量

收稿日期：2010-06-18作者简介：汪磊（1963-），男，浙江定海人，高级技师，从事机电维修工作。

不是很大，而且需要高的光洁度。因此,选用了台湾生

产的HD5ER20，0.75kW的高速钻铣头(2000转)。主轴转速可调（皮带盘调速），精度高。动力头有一个快进转换工进的阻尼系统，是用汽缸做动力，有进退限位开关和工进快退定位调整装置，大大减轻了设计、调整、加工的难度。1.4电器元器件的选择

按照电机功率、数控系统、驱动器电机功率、风扇，以及电磁阀电流的大小选择好元器件。电器元件采用德力西断路器、接触器和无触点开关等电器元件,使设备的可靠性、安全性更加稳定，极大地提高了机床的性价比。2设计步骤

2.1电气原理图设计

按照零件加工工艺顺序设计线路（见图1）。为了便于零件加工、调整，设计了自动加工、手动调整二大功能。手动是为了使该专机适应不同尺寸的零件（该零件是系列产品），便于调整专门设计的。数控系统与PLC结合来实现整个的零件自动加工[1]。数控系统和伺服系统来完成零件加工的位移精度，而动力头来完成零件的切削精度。

1电气线路图

自动控制是以数控系统控制为主，PLC控制为辅，通过数控系统的循环启动按钮启动主轴M03，输出给继电器（KA5），该继电器的常开触点再给PLC一个主

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