CA6140数控改造进给控制系统设计

CA6140普通车床数控化改造

CA6140数控改造进给控制系统设计

摘要：

数控机床〔Numericalcontrolmachinetools〕是一种利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的机床。它是一种典型的机电一体化产品。而目前我国机床数控化绿极低，与美国、日本、德国等兴旺国家相比存在很大的差距。用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、本钱高、供货期长等问题，因此为了提高产品的竞争力，必须大力提高机床数控化率。提高机床数控化率的方法有多种，其中一种是直接购置或制造数控机床来投于生产；一种是对现有的普通机床进行数控化改造。

关键词：

数控系统、变频器、伺服驱动器、滚珠丝杠、伺服电机

英文：

CA6140designofNCfeedcontrolsystem

Summary：

CNCmachinetools(Numericalcontrolmachinetools)isadigitalinformationonthemovementofmachinetoolsandmachiningprocesscontrolledmachinetool.ItisatypicalMechatronicproducts.AtpresentChina’smachinetoolNCGreenisverylow,andtheUnitedStates,andJapan,andGermanyandotherdevelopedcountriesthereisabiggap.Machinetoolprocessingproductsaregenerallyofpoorquality,lessvariety,highcostsandlongavailabilityperiodandotherissues,soinordertoimprovethecompetitivenessoftheirproducts,wemuststrivetoincreasetherateofNCmachinetools.Improvingmachinetoolnumericalcontrolmethodofa

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CA6140普通车床数控化改造

combinationoffactors,oneoftheseisthedirectpurchaseormanufacturingCNCmachinetoolstoinvestmentinproduction,andtheotherisonanexistingmachinetoolnumericalcontroltransformation.ThisarticleCA6140machinetoolnumericalcontroltransformation,forexample,describesthemethodofmachinetool

numericalcontroltransformation,itsmainlyintroducesthez-axisnumericalcontroltransformationschemedeterminationandrelatedaccessoriesintheretrofitselectionhavecalculated.

Keyword：

numericalcontrol;frequencytransformer;servodrives;ballscrew;servomotor

本人声明

我声明，本毕业设计〔论文〕是由本人在指导老师的指导及和同学讨论交流下完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。

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CA6140普通车床数控化改造

目录

第一章数控机床的概念………〔〕

1.2数控机床的特点…………………〔〕

1.3数控机床的地位和作用……………………..〔〕

1.1机械加工业的开展现状……………………..〔〕

第二章普通机床数控化改造概述…………〔〕

2.1机床数控化改造的含义………〔〕

2.2机床数控化改造的必要性…………………..〔〕

2.3机床数控化改造的目的………〔〕

2.5机床数控化改造的经济性〔优点〕…………………〔〕

2.4机床数控化改造的意义………〔〕

第三章对CA6140普通车床的数控化改造……………〔〕

3.1数控化改造的总体方案…………〔〕

3.1.1CA6140普通车床的原有性能特性………….〔〕

3.1.2数控化改造的所增加的功能及部件………………….….〔〕

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CA6140普通车床数控化改造

3.2Z轴数控化改造的具体方案〔本次设计的中心课题〕………〔〕

3.2.1数控化改造所需设备的选型…………………〔〕

1、CNC数控系统的选择……………….〔〕

2、滚珠丝杠的选型及计算…………...〔〕

1〕设计参数…………………..〔〕

2〕滚珠丝杠的选型方案………………..〔〕

3〕纵向机械传动局部的数控化改造和设计计算………....〔〕

3、Z轴伺服电机的选型与计算……………………..〔〕

4、伺服驱动器的选型…………………...〔〕

5、隔离变压器的选择…………………...〔〕

3.2.2电路中导线和电器的选型及计算………….〔〕

1、自动空气开关的选型……………..…〔〕

2、转换开关的选型………………………..〔〕

3、熔断器的选型计算…………………….〔〕

4、接触器的选型……………………….…..〔〕

5、中间继电器的选型…………………….〔〕

6、阻容吸收器及二极管的选用……………………..〔〕

7、导线型号的选择………………………..〔〕

3.3新增设备的预算……………….〔〕

3.4新增设备清单、电器元件清单………………..………..〔〕

3.4.1新增设备清单……………………..…〔〕

3.4.2电器元件清单………………………..〔〕

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第一章数控机床的概念

1.1机械加工业的开展现状

随着科学技术的不断开展，对机械产品的质量和生产效率提出了越来越高的要求。目前，在机械制造工业中约有加工总量75%—80%是属于单间小批量生产，尤其是一些宇航、造船、机床、重型机械及国防工业部门的零件，精度要求高、形状复杂、加工批量小、改型频繁，采用普通机床加工这些零件效率低，劳动强度大，有时甚至不能加工。采用组合机床加工此类零件也不够合理，因为需要经常改装与调整设备。在目前的开展中，普通机床，组合机床的缺点和缺乏日益暴露。为解决上述一系列的问题，数字程序控制机床〔数控机床〕应运而生，有效解决了上述的一系列矛盾，为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化加工手段。

1.2数控机床的特点

1〕采用数控机床可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量。因为数控机床是按照预定的加工程序自动进行加工，加工过程消除操作者人为的操作误差，所以零件加工的一致性好，而且加工精度还可以用软件来进行校正及补偿，因此可以获得比机床本身精度还要高的加工精度；

2〕数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工，在航天、造船、模具等加工业中广泛应用；

3〕采用数控机床比普通机床可以提高生产效率2—3倍，尤其对某些复杂零件的加工，生产效率可提高十几倍甚至几十倍；

4〕可以实现一机多用，能进行钻、镗、铣等的一体化综合加工，因此可以实现一次装夹、多面加工，提高了加工效率，节省了厂房面积。

5〕采用数控机床有利于向计算机控制与管理生产反面开展。

1.3数控机床的地位和作用

由于数控机床集高精度、高效率于一身，故在许多企业的生产中，以代替坐标镗床、万能铣床，完成精度加工任务。随着数控机床的精度和自动化程度的不

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断提高，数控机床已从满足单件、小批量生产中的精密复杂零件，逐步扩大到批量生产的柔性加工系统。数控机床已成为高度机电一体化的典型产品，是现代机床技术水平的重要标志，是表达现代机械制造业工艺水平的重要标志。

第二章普通机床数控化改造概述

2.1机床数控化改造的含义

机床数控化改造是指以可使用的普通机床为“毛胚〞，通过改造手段将其改造成为具有数控机床的功能且与同类数控机床性能相近的数控机床。

2.2机床数控化改造的必要性

1〕可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂零件；

2〕可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而提高加工效率和零件加工的多变性；

3〕加工零件的精度高，尺寸分散度小，是装配容易；

4〕可以实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运；

5〕拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工；

6〕我国机床数控化程度极低，机电产品在国际军品及民品的市场上竞争力不大，且每年需要从国外进口很多的机电产品，在国际上处于被动。

2.3机床数控化改造的目的

用数控装置、伺服系统、滚珠丝杠副及其他辅助装置等对普通机床进行数控化改造，将其有机结合，使普通机床根本具备同类数控机床的性能的数控机床。提高零件生产效率、降低劳动强度，提高零件加工精度，实现复杂曲面、曲线的自动化成型加工，实现“柔性自动化〞加工单件、小批量生产的精密零件加工，以适应近年来机电产品市场不断变化的需要。

2.4机床数控化改造的意义

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目前，各企业一般都有不少普通机床，完全用数控机床加以替换根本不可能。解决这个问题，必须走普通机床数控化改造之路。通过对普通机床进行数控化改造，使普通机床成为与同类数控机床的性能相近的数控机床，以适应复杂零件加工及零件加工多变性的各项新要求，以提高企业〔工厂〕在机械加工业中的竞争力。

2.5机床数控化改造的经济性〔优点〕

1〕减少投资额，交货期短。同购置新机床相比大大节省了费用的投入，改造费用低，大型、特殊机床尤其明显；而且交货期短。

2〕旧机床的力学性能稳定可靠。旧机床所利用的床身、立柱等根底件都是巩固的铸造件，经过了长期的自然去应力，机床的应力已失效，改造后机床的性能高、质量好，可以作为新机床持续使用多年。

3〕熟悉设备，便于操作维修。改造后的机床，可以精确的计算出机床的加工能力，并由于多年使用，操作者对机床的加工特性非常了解，在操作使用及维修方面培训时间短，见效快。

4〕可以充分利用现有的条件。可以充分利用现有地基，及利用加工现场现有的其他条件，减少安装费用的投入。

第三章对CA6140普通车床的数控化改造

3.1数控化改造的总体方案

对普通车床进行数控化改造，可以显著提高机床的性能和减轻操作者的劳动强度。而合理选择数控系统和改造方案，可保证改造效果和降低改造本钱。具体考虑改造方案时，要在满足使用要求的前提下，对机床床身改动尽可能少，以降低本钱；其他增配设备也应该尽可能合用就好，尽量防止功能过剩。

3.1.1CA6140普通车床的原有性能特性

主轴及进给共用一台电动机，主轴可进行固定的多级调速，不能很好地适应零件在加工中对切削速度的要求；进给采用普通的丝杠完成，精度等级低，相对加工零件的质量不高，此外，进给只能进行手动或机械自动的单轴进给；刀架需

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进行手动换刀，在加工中不能连续进行多工序加工；控制上采用按钮—接触器控

制，机床布线繁多；外围辅助装置设计简单，存在很多的不平安因素。

CA6140普通车床

3.1.2数控化改造的所增加的功能及部件

对CA6140普通车床进行数控化改造，主轴驱动系统中使用变频器调速技术〔利用原有的电动机〕，使主轴能够实现较宽调速范围，获得合理的切削速度和切削效果，以满足各种以满足各种工况的切削要求，主轴采用1024p/r增量式主轴编码器进行对主轴转速和角位移的监控及反应，以实现螺纹加工时能够保证精度；进给系统中使用滚珠丝杠更换原有的丝杠，提高传动精度，提高加工零件的质量；刀架更换为电动刀架，使机床能够自动换刀，能够一次对刀完成零件的粗精加工；采用广州数控设备厂的全套数控系统、伺服驱动系统作为改造后机床的主控系统，对机床各执行部件进行自动化控制；对电气控制柜进行重新设计并进行重新布线安装，重新对电器元件进行计算及选型；对机床的辅助装置等外围连接进行数控化设计。

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数控系统与外部器件总体连线图

3.2Z轴数控化改造的具体方案〔本次设计的中心课题〕

对Z轴进行数控化改造，主要考虑传动精度及改造后的自动性本课题拟用伺服装置通过数控系统对伺服装置的控制到达纵向自动插补进给，用滚珠丝杠更换原来的丝杠和光杆。主要操作如下，第一，拆去原机床的溜板箱、进给箱、挂轮箱、光杆、丝杠及安装座，配上滚珠丝杠及相应的安装装置；第二，选电动机，确定减速比和保持转矩〔采用无间隙联轴器〕；第三，滚珠丝杠采用可预紧安装方式；第四，安装电动机及相应的伺服控制装置，并完成外部接线；最后，设置系统参数并进行加工精度的调整。

本方案全面考虑了改造后的零件加工精度要求，决定采用半闭环控制。半闭环控制数控机床的特点是在伺服电机轴或数控机床的传动丝杠上装有角度检测装置〔如光电编码器等〕，通过检测丝杠的转角间接的检测移动部件的实际位移，然

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后反应到数控装置中去，并对误差进行修正。半闭环数控系统的调试比拟简单方便，并具有很好的稳定性。

机床进给系统改造主要是数控系统的选择，滚珠丝杠的选型，伺服电机的选型，驱动装置的选配和系统参数的设置等。

Z轴进给传动数控化改造的示意图

3.2.1数控化改造所需设备的选型

1、CNC数控系统的选择

在选择数控系统的型号时，考虑CA6140机床适合于各类机械厂的单件、中小批量生产使用，加工精度要求不算太高，但要求数控改造后能进行复杂零件的加工，所以数控系统选择连续性数控系统，以满足数控化改造后机床的定位、插补、循环加工和螺纹加工等功能。

综合考虑性价比，在充分调研比拟的根底上，根据改造的要求，本方案选用广州数控公司生产的GSK980TD车床系统，广州数控公司同时生产与该数控系统相匹配的伺服驱动器，从而有利于维修和管理。GSK980TD数控系统采用先进的开放体系结构，性价比高，且属于连续切割控制系统。具有以下特点：

1〕X、Z轴联动，μm级插补精度，最高速度10m/min〔可选配两轴联动、μm级插补精度、最高速度20m/min；两轴联动、μm级插补精度、最高速度30m/min〕，内置PLC可实现各自动刀架、主轴自动换挡等控制，梯形图可编辑、上传、下载；

2〕I/O口可扩展〔选配功能〕，具有螺距误差补偿、刀尖半径补偿、反间隙补偿功能，采用S型、指数型加减速控制，适应高速、精加工；

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3〕具有攻丝功能，可车削公英制单头、多头直螺纹，锥螺纹，端面螺纹，变螺纹距螺纹，螺纹退尾长度、角度和速度特性可设定；

4〕集成中文、英文显示界面，零件程序全屏幕编辑，可存储6144KB、384个零件程序，提供多级密码操作功能，方便设备管理；

5〕CNC软件支持CNC与PC、CNC与PLC间的双向通信，软件程序可通信升级；

6〕安装尺寸、电器接口、指令系统、操作界面显示与GSK980TA兼容；

7〕可靠性高。软、硬件中两方面都采取了面向工业的抗干扰措施，因此具有很高的可靠性。

GSK980TD车床数控系统的重要技术参数见下表。

GSK980TD车床数控系统的技术参数

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CA6140普通车床数控化改造

改造前CA6140普通机床的一些技术参数见下表。

CA6140主要技术参数

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*注：对照CA6140普通车床的技术参数及广州数控公司的GSK980TD数控系统的技术参数，证明GSK980TD数控系统能满足对CA6140的控制、满足本课题改造的要求，此外再考虑系统稳定性，系统性价比及维护方便性等，本课题选用广州数控公司的GSK980TD数控系统。

2、滚珠丝杠的选型及计算

1〕设计参数

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2〕滚珠丝杠的选型方案

根据下表对滚珠丝杠进行初步选型：

1.螺纹滚道型面的选择，要求经济、易调试、稳定，选用双圆弧型面。2.滚珠循环方式：内循环方式、外循环方式。外循环方式结构简单、工艺性好、经济实用，适用于重载荷传动、高速驱动及精密定位系统，在目前使用广泛。本课题拟选用外循环方式。

3.轴向间隙的调整和预紧力的选择，要求经济可靠、易拆装、刚度高。选用双螺母垫片式预紧，结构简单、拆卸方便、刚度高。

滚珠丝杠的预紧方式

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3〕纵向机械传动局部的数控化改造和设计计算

1.切削力的计算。

由?机床设计手册?可知，切削功率：

c

〔1〕

式中P—主轴电动机功率，P＝7.5KW

η—主传动系统总效率，一般为0.75—0.85，取η

K—进给系统功率系数，取K＝0.96

那么

＝0.80PC＝7.5³0.80³0.96KW＝5.76KW

切削功率应按在各种加工情况下经常遇到的最大切削力和最大切削转速来计算，即切削功率的另一种表示方法为：

CFZ31O〔2〕6O

式中P—主轴电动机功率，P＝7.5KW

FZ—主切削力〔N〕

ν—切削速度〔m/min〕

＝100m/min,那么主切削力：

36O5761O1OO按最大切削速度计算，取νFZ6OPC31O==3456

由?机床设计手册?可知，在外圆车削时：

FX＝〔0.1—0.55〕FZ〔3〕FY＝〔0.15—0.65〕FZ〔4〕取纵向切削分力FX＝0.5FZ，横向切削分力FY＝0.6FZ，得：

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FX＝0.5³3456＝1728N

FY＝0.6³3456＝2073.6N

2.滚珠丝杠的设计计算。

根据切削力和运动部件的重量引起的进给牵引力，计算丝杠轴向载荷：

根据?机床设计手册?中进给牵引力的试验公式计算〔纵向为三角形导轨〕，那么：

FM＝K²FX﹢∫²(FZ﹢G)〔5〕

式中FM—进给牵引力〔N〕

FX—切削分力〔N〕

K—颠覆力矩影响的试验系数，K＝1.15

∫—滑动导轨摩擦因素，∫＝0.15—0.18，取∫＝0.17

G—溜板及刀架重力，G＝1200N

那么

FM＝1.15³1728N﹢0.16³(3456﹢1200)N＝2732.16N

3.计算最大动载荷。

〔6〕

其中

t＝60nT/1O〔7〕n＝6CtWHFm1OOOS

O

6ma〔8〕式中t—寿命，以1O为1单位；

n—丝杠转速；O—滚珠丝杠导程，初选O＝6mm；

S

本—最大切削力下的进给速度，可取最高速度的1/3—1/2，

课题取1/2；

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—运转系数，按一般运转＝1.2—1.5，取＝1.4；

W

W

W

—硬度系数，为60HRC时，＝1，小于60HRC时，＞1，

H

H

H

H

本机床取

＝1；

T—丝杠的使用寿命，按20000h计算。

n＝

1OOOS

O

ma

＝〔1000³0.5³0.6〕/6r/min

＝50r/min

66

t＝60nT/＝〔60³50³20000〕/1O1O万r

＝60万r

丝杠工作的最大动载荷c。〔其中

W

＝1.4，H＝1〕

C

tWHFm

＝6O³1.4³1³2732.16N

＝14955.84N4.选择滚珠丝杠螺母副。

查?机械零件设计手册?，根据C＜Ca〔Ca是滚珠丝杠的额定载荷，见下表〕的原那么，使选取的滚珠丝杠的额定动载荷大于计算的最大工作载荷。由上面初选丝杠导程及计算所得的最大动载荷，选取滚珠丝杠的型号为CDM4006—5，其表示外循环插管式、双螺母垫片预紧、导珠管埋入式的滚珠丝杠，公称直径为40mm，导程为6mm，右旋螺纹，载荷钢球为5圈，精度等级为3级的定位滚珠丝杠副。CDM4006—5的额定载荷为28771＞14955.84N，故强度足够。CDM4006—5型滚珠丝杠的具体参数见下表。

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3、Z轴伺服电机的选型与计算

本课题拟用伺服电机作为Z轴纵向进给的带动机构。选用弹性联轴器将滚珠丝杠和伺服电机直接连接，既保证传动的紧凑性，又保证传动精度，而且弹性联轴器和刚性联轴器相比在传动过程中能减少震动，减少噪音，其传动比为i＝1。

1.负载转矩〔〕及最大静转矩〔〕的计算。

根据能量守恒原理，电动机等效载荷转矩可按下式估算：

＝

〔9〕

式中

—电动机的负载转矩；—纵向进给的进给牵引力，为2732.16N；—滚珠丝杠的导程，＝6mm

—丝杠螺母副的传动效率O＝tan/tan〔﹢〕—各级传动的传动效率，此处选用联轴器直接与滚珠丝杠连接，传

动比为1，传动效率高，传动损失忽略不计，取＝1。

O传动效率的计算。根据?机械原理?，丝杠螺母副的传动效率为：

〔10〕

式中O＝tan/tan〔﹢〕O—丝杠螺母副的传动效率；

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其中

—摩擦角，1O′；＝螺距/〔3.14³公称直径〕；—螺旋升角，根据tantan＝6/〔3.14³40〕＝0.0478〔可得，＝2°73′〕那么

O＝tan/tan〔﹢〕

＝tan2°73′/tan〔2°73′﹢10′〕＝0.966

所以

＝

＝﹙2732.16³6﹚／﹙2³3.14³0.966³1³1﹚N²m

＝2.693N²m

假设不考虑启动时运动部件惯性的影响，那么起动转矩为

＝〔11〕式中

—启动时的转矩；

那么

—电动机的等效负载转矩；τ—平安系数，取值为0.3—0.5，在此取0.3。

＝2.693/0.3＝8.98N²m

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查?实用微电机手册?，选伺服电机的起动转矩和最大静转矩的关系为：

λ＝

那么

＝0.850

查?广州数控DA98A伺服驱动装置说明书?，局部伺服电机的型号、规格如下：

SJT系列局部电机规格

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根据计算及上表中的数据，选择型号为130JT—M075C的伺服电机作为本设计方案所需的电机，可见转矩足够大，而且加速性能好。130JT—M075C型伺服电机的主要参数为：

130JT—M075C型伺服电机

2.伺服电机传动速度的验算。

由于是用联轴器直接连接，传动比为1：

〔12〕

式中那么

—最高快速移动的速度；

—电动机的额定转速，取值为2000rpm；—滚珠丝杠的导程〔螺距〕，取值为6mm。

＝2000³6³m/min

＝12m/min

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本课题设计值为7.6m/min，可见传动速度足够，能够满足设计要求。

电动机的外形尺寸〔图〕

电动机的外形尺寸〔表〕

4、伺服驱动器的选型

查?广州数控DA98A伺服驱动装置说明书?伺服驱动器的规格如下：

伺服驱动器规格

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根据伺服电机额定功率为1.5KW，选择输出功率1.7—2.3KW的伺服驱动器作为Z轴电机的驱动装置〔选择型号为：DA98A—25〕。

伺服驱动器接线端子及其与外部器件接线图

5、隔离变压器的选择

查?广州数控DA98A伺服驱动装置说明书?选择隔离变压器的说明如下：

隔离变压器规格

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根据Z轴伺服电机为1.5KW，在考虑到X、Z两轴的伺服供电都是用同一个隔离变压器，但X轴驱动的功率相比照Z轴驱动的功率小。应选择隔离变压器的型号为BD—300，其容量为3.0KVA，可见容量足够大，符合机床的各种工作要求。3.2.2电路中导线和电器的选型及计算

*注：其他包括照明功率、驱动器工作功率、系统工作功率、接触器线圈工作功率、继电器

线圈工作功率、散热风扇功率等。

1、自动空气开关的选型

自动空气开关即低压断路器，是低压配电系统和电力拖动系统中非常重要的电器，它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器等的组合，集多种控制及保护于一身，并具有操作平安、使用方便、工作可靠、安装简单、分析能力高等优点。本课题拟用作电路中的保护器件。

①电源总开关：〔本电路中用自动空气开关作为总回路的第二级电源开关〕电路中总回路的功率等于下面各级功率之和，即主轴〔7.5〕+X轴电机〔1.0〕+Z轴电机〔1.5〕+刀架电机〔0.75〕+冷却泵电机〔0.5〕+油泵电机〔0.5〕+其他〔1.0〕＝12.75KW由于总功率不是很大，直接按满载荷计算。

那么总电流为：

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〔取34A〕

应选择型号为DZ47LE—40的自动空气开关作为总回路的上电控制，其额定电流为40A〔三相四线4P〕，可见符合工作要求。

②根据各级上电控制回路的功率选择各级上电的自动空气开关：主轴上电〔7.5KW〕、伺服上电〔约2.5KW〕、刀架电动机〔约0.75KW〕、冷却回路〔约0.5KW〕、润滑回路〔约0.5KW〕、接触器工作电源〔约0.5KW〕、系统上电〔约0.3KW〕

应选择各级上电的自动空气开关的型号如下：

各级控制回路自动空气开关的选型

2、转换开关的选型

转换开关也是电源总开关中的一个，作为总回路上电的第一级，它是安装在机床侧面为了方便机床上电而设置的，它的承载能力应与总上电的自动空气开关相近，应选HZ12—40型转换开关，其额定电流为40A符合设计的选型要求。

3、熔断器的选型计算

熔断器是低压配电系统和电力拖动系统中起过载保护和短路保护作用的电器元件，当流过熔断器的电流大于规定值时，其自身产生的热量是熔体熔断，从而实现过载保护和短路保护。熔断器具有结构简单、体积小、质量轻、使用维护方便、价格低廉、分断能力较高、限流能力良好等优点。在本控制回路中采用熔

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断器作为第三级总电源开关。流过熔断器的电流与加在其上的电压同上面的电源总开关一样，应选择其型号为：RT20—40〔额定电流为40A〕。

4、接触器的选型

接触器是用于远距离频繁的接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动切换电器。接触器具有操作频率高、工作可靠、价格廉价维护方便等优点，且接触器可实现欠压保护特性。本设计课题拟用接触器作为主电路〔包括主轴上电、伺服上电、刀架正转、刀架反转、冷却回路、润滑回路〕上电控制。根据各回路的功率分析，除主轴上电回路功率较大〔7.5KW〕其他回路功率较小且差异不大，为了维修方便可用同一型号的接触器，但在计算时考虑符合其中最大值，即伺服上电回路，其功率约2.5KW。

①主轴回路接触器

额定电压：380V额定电流：＝＝A＝19.7A〔取20A〕

选择接触器型号为：

②其他回路接触器

额定电压：380V额定电流：6.57A〔取7A〕

选择接触器型号为：JZC1—62〔额定电流为10A，可承受电压为660V〕

5、中间继电器的选型

中间继电器的作用是将一个输入信号变成多个输出信号或将输入信号进行放大〔及增大触点容量〕输出，具有欠压保护特性，其触点不能用来接通或断开负载电路。本设计课题将用到两种中间继电器，一种是由110V线圈电压的控制输入去接通或断开220V电压及利用其欠压保护特性对强电的控制回路进行欠压保护的总控制；另一种是由将数控系统及其他地方输出的+24V通过中间继电器的信号放大作用放大成为能控制接触器线圈动作的110V电压，从而实现由弱电输出控制强电输出。

110V线圈电压等级的中间继电器：

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CA6140普通车床数控化改造

其主要是控制数控系统电源220V上电及接触器控制回路的欠压保护，应选择其型号为：CJX2〔线圈电压等级110V〕

+24V线圈电压等级的中间继电器：

此类中间继电器主要负责主轴电机正反转、刀架电机正、反转、冷却、润滑，它是通过触点把弱电输入化为强电输出或直接用来控制弱电的接通或断开。由于工作的性能要求相似，为维修方便选用同一型号的继电器，应选其型号为：MYZNJ〔线圈电压等级+24V〕。

6、阻容吸收器及二极管的选用

阻容吸收器

二极管

7、导线型号的选择

导线型号的选择主要看导线的额定载流量，只要额定载流量大于负载电流那么导线就能用，但考虑到导线的本钱〔越大的线芯导线价格越高〕及接线的方便〔有些场合线芯太粗接线困难甚至不能接线〕，所以在选择导线的型号时要考虑尽量合用就好，即在符合电路的负载要求，另外也将过载因素考虑进去，在保护电器的保护作用响应范围内不烧坏导线。本课题选用多股铜芯线作为机床接线，因为多股铜芯线柔性好，在机床接线中会有弯角或经常要活动的局部，要求导线耐弯曲、耐疲劳性能好。

导线载流量

国标GB4706.1—1992/1998规定的电线负载电流值〔局部〕

1平方铜芯线允许长期负载电流为：6A—8A

1.5平方铜芯线允许长期负载电流为：8A—15A

2.5平方铜芯线允许长期负载电流为：16A—25A

4平方铜芯线允许长期负载电流为：25A—32A

6平方铜芯线允许长期负载电流为：32A—40A

1〕机床上电总回路：

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CA6140普通车床数控化改造

前边计算过：

应选择6平方的铜芯线作为总电路通电接线。可见余量足够，符合设计要求。

2〕主轴上电回路：经计算：＝＝A＝19.7A

应选择导线的型号为4平方，主轴上电局部回路用线不是很多，选择4平方比选择2.5平方贵不了多少，为平安起见选择4平方导线。

3〕其他主电路：

其他主回路负载相差不大，以私服上电回路为最大，故为接线方便统一选用同一型号导线，那么：经计算：6.57A

应选择其他主线路的导线型号为1.5平方，可见此时导线的在流量已足够。

4〕控制回路

控制回路导线主要是供交流接触器及中间继电器的线圈上电，本设计的控制回路中所用到的交流接触器和中间继电器不多，而且都是较小型的，故回路中电流