电机在电机尺寸定的条件下，为了得到大的输出功率，必然会大幅度增加电机的发热量。

为此，必须解决电机的散热问题。

般是采用风扇冷却的方法散热，但若采用液体强迫冷却法则能在保持小体积条件下获得大的输出功率。

公司生产的这类电机用强迫循环的润滑油来冷却绕组和轴承，使电机可在高速下连续运行。

这类电机的值功率范围也很宽。

内装式主轴电机若能将主轴与电机制成体，可使主轴驱动结构简化。

降低了噪声共振，即使在高速下运行，振动也极小。

主轴电机的选择主轴电机的选择及主要参数改造机床的主轴电机也选用系列交流主轴电机，在选用时主要根据原机床主轴电机的参数来选择的如转速范围输出功率最大转矩，最后确定型号为。

天津工程师范学院届本科生毕业设计电机主要参数如表所示。

系列交流主轴电机主要特点高速时能保持高功率的高性能交流主轴电机，特别适用于机床的主轴。

高功率高加速通过线圈优化设计和使用有效的冷却装置，电机即使在高速时也能保持恒定的功率，实现快速的加速。

表主轴电机主要技术参数技术指标额定输出功率连续输出功率分钟输出功率基本转速恒功率输出转速最大转速扭矩转动惯量注括号里的值为在最大转速时的额定输出。

可通冷却液的空心轴主轴电机冷却液可通过电机中心轴，直接连到机床的主轴上。

采用简洁的主轴结构提高了主轴性能实现了高速高精和低振动。

主轴驱动装置数控机床的主轴驱动装置根据主轴速度控制信号的不同可分为模拟量控制的主轴驱动装置和串行数字控制的主轴驱动装置两类，模拟量控制的主轴驱动装置采用变频器实现主轴电动机的控制，有通用变频器控制通用电动机和专用变频器控制专用电动机两种形式。

串行数字控制的主轴驱动装置是数控装置生产厂家用来驱动该厂家专用主轴电动机的驱动装置。

其控制方式采用正弦波控制即。

控制原理正弦波脉宽调制是个交直交供电系统，由不可控整流器经电容滤波后形成恒定幅值的直流电压加在逆变器上，控制逆变器功率开关器件的通和断，使其输出端获得不同宽度的矩形脉冲波形。

而决定开关器件动作顺序和时间分配律的控制方法即为脉宽调制方法。

通过改变矩形脉冲的宽度可控制逆变器输出交流基波电压的幅值，通过改变调制周期控制其输出频率，从而在逆变器上可同时进行输出电压与频率的控制，满足变频调速对协调控制的要求，即在电机绕组上产生幅值频率可变的正弦波形，控制电机的旋转。

主轴驱动的特点天津工程师范学院届本科生毕业设计采用微处理控制技术，进行矢量计算，从而实现最佳控制。

主回路采用晶体管逆变器，使电机电流非常接近正弦波。

具有主轴定向控制数字和模拟输入接口等功能。

综上所述，随着数字控制的变频调速系统的发展，数控车床主轴驱动采用变频器比较多，特别是在老式数控机床的改造中。

在本设计中主轴驱动装置选用日本的安川变频器。

图为改造后数控驱动装置的接线图。

图数控机床主轴驱动装置的接线图伺服系统连接图伺服电源模块伺服电源模块选用，其技术数据如表所示。

表伺服电源模块技术数据技术指标电源，电源设备容量额定输出功率最大输出功率短时间最大输出功率天津工程师范学院届本科生毕业设计伺服系统连接示意图如图图示。

图系统连接图天津工程师范学院届本科生毕业设计机床强电设计机床强电柜的设计和安装条件在电气柜的设计中，除了必须符合上述的环境条件要求之外，还必须考虑屏幕的电磁干扰，预防噪声和维护方便。

电柜的设计必须符合如下条件电气柜必须是全封闭的，有效的防治灰尘冷却液和有机溶液的进入。

同时还必须考虑伺服放大器和伺服变压器的安装在空气入口处使用空气过滤器将换气扇安装在空气不能直接吹到单元的地方控制气流以保证灰尘和冷却不能进入空气入口。

需考虑当电柜内的温度上升时，必须保证柜内和柜外的温度差不能超过。

必须安装风扇以保证内部空气的循环。

风扇需作调整以保证空气以的速度流过每个安装单元的表面。

因为如果空气由风扇直接吹向单元，灰尘就很容易附着在单元上，这可能引起单元出故障。

为了使空气流动更容易，应该在每个单元之间以及单元和电柜的内壁之间留出的空间。

由于机床和单元的尺寸在减小，在电柜内，产生噪声的元件就有可能安装在对噪声比较敏感的元件旁边，所以在电气柜的设计时还必须考虑到尽量降低噪声，并且防止噪声向单元的传送。

显示器有可能因为外部电磁干扰而变得扭曲。

在安装中，如果有电磁辐射的元件比如变压器风扇电机电磁接触器线圈和继电器安装在显示器附近，它们经常会干扰显示器的显示。

为防止这种情况的产生，电磁元件和显示器之间的距离通常至少保持。

防止噪音的方法机床电气控制部分分为机床电器柜单元操作面板机床操作面板。

防止噪音的方法的体积己经因为表面安装和大规模集成电路的应用而得到恒定的减小。

的设计也可以防止外部的噪声对本身的损坏。

但由于噪声有很多不确定的因素，所以防止内部噪声的产生和防止外部噪声传入都非常重要。

如果注意到这些，就天津工程师范学院届本科生毕业设计会提高工作的稳定性。

要防止噪声，主要从以下几个方面着手信号线的分离接地采用噪音抑制器电缆卡紧及屏蔽信号线的分离机床中使用的电缆种类及处理方法如表所示。

表机床中使用的电缆种类及处理方法组信号线处理办法初级交流电源线将组电线与组和组分开捆绑将组电缆进行屏蔽在线圈或者继电器上安装灭弧装置或者二极管次级交流电源线交流直流电源线包含伺服和主轴电机的电源线交流直流线圈交流直流继电器直流线圈将直流线圈和继电器与二极管连接起来将组电缆与组分开捆绑组和组电缆分离将组电缆屏蔽处理直流继电器和强电柜之间的电缆和机床之间的电缆与伺服放大器之间的电缆将组与组电缆分开捆绑将组电缆进行屏蔽组电缆与组电缆分离注将电缆按照分组捆绑时，保留他们之间的距离为。

电磁屏蔽是指用接地金属板在两组电缆之间的屏蔽。

用于位置和速度反馈的电缆与主轴放大器之间的电缆位置编码器的电缆手摇脉冲发生器的电缆与之间的电缆用的电缆接地提供给机床的接地系统主要有如下几种信号地系统信号地提供了电信号系统的参考电压框架地系统用于安全方面，并且抑制内部和外部噪声。

在框架地系统中，将框架单元的外壳面板和单元之间接口电缆的屏蔽连接在起。

天津工程师范学院届本科生毕业设计系统地系统用来将设备和单元的框架地系统和大地连接起来。

接地系统中的注意事项在控制单元中将信号地与框架地连接起来系统地的电阻为使用带有接地线的交流电源线，以保证供电时地线接地。

在抑制噪声方面除了采用上述方法外，还将噪音抑制器安装在电机或继电器线圈附近及采用专用的电缆夹子将屏蔽电缆夹紧等。

改造后机床强电原理图原理图如图所示三相电源经空气开关到变压器变压为三相为伺服系统提供动力电源，两相电源经空气开关到变压为两相为开关电源提供控制电源。

变频器的供电三相电源经空气开关直接给变频器供电。

三相给主轴电机供电。

主电路控制元器件的选型伺服变压器变压器是种将数值的交流电压变换成频率相同但数值不同的交流电压的静止电器。

本设计中将采用三相变压器和机床控制变压器，三相变压器的作用是给伺服驱动系统供电控制变压器用于电气设备中般电器的控制电源和步进电动机驱动器局部照明及指示灯的电源。

变压器选择应考虑以下要求根据实际情况选择初级原边额定电压再选择次级额定电压次级额定容量由总容量确定。

总容量算法如下伺服变压器的选择伺服变压器通过将电源电压转换为工作电压提供给伺服驱动装置，因此伺服变压器的初级原边额定电压，次级额定电压。

伺服变压器的总容量由次级额定容量确中我参照原机床主轴参数根据加工条件通过理论计算等方法，确定了主轴电动机的功率及型号以及与之相配套的主轴驱动器，并按照以上方法确定了进给驱动系统中的轴相应的电动机转矩及型号以及与之相配套的进给驱动器然后根据所确定的驱动器类型选出配套的数控装置。

在这个过程中，我对数控机床的控制原理和控制方法，有了更清晰的认识。

其次是根据对普通机床电气原理图的分析并按照改造完成后的技术及功能等要求，绘制出改造后的机床电气控制原理图。

在这个过程中我查阅了有关机床电气原理图方面的些资料，由浅入深地分析掌握机床控制电气原理图的相关知识，如电气原理图的读图方法电气原理图的画法及规则机床各部分电路的功能数控机床强电回路设计数控机床电源回路设计数控机床控制回路设计各电器设备及电器元器件的接线等。

通过对这方面知识的掌握，我对机床电路特别是数控机床电路有了更加深刻的了解。

再次是根据改造后的机床电气原理图，按照电气原理图的控制要求选择相应的电气控制元器件。

在这个过程中我阅读了机床电气控制元器件方面的资料，对相关电气控制元器件的功能控制原理参数等有所了解，如熔断器低压空气开关交流接触器等。

所以我对这些机床控制元器件又有了些了解。

在本次毕业设计的过程中我遇到了很多困难，比如在设计开始阶段，不知从哪方面入手，最后通过自己独立学习细心研究，终于找到突破口克服了困难在设计进行天津工程师范学院届本科生毕业设计中遇到了很多新的困难，如遇到不懂的知识点，通过自学相关知识来进行后续工作等。

总而言之，通过这阶段的研究学习，培养了我不怕苦，不马虎的学习精神，也在定程度上加强了我独立自学的能力。

我在四个月左右的毕业设计期间学到了从事研究工作的基本工作思路和方法，尤其是谨慎，同时在巩固专业知识的基础上拓宽了知识面。

由于本人水平有限，在设计改造的过程中难免存在些不合理之处，本次毕业设计的研究水平与专业的普通机床数控化改造还存在着定的差距，今后我会更加努力的学习和工作，不断在实践中探索，使自己取得更大进步。

天津工程师范学院届本科生毕业设计参考文献毕承恩现代数控机床上下册北京机械工业出版社，俞圣梅国内外数控技术发展状况中国自动化网，国内外数控技术发展状况工业自动化控制，林奕鸿机床数控技术及其应用北京机械工业出版社，系统资料补充操作说