编号：
审定成绩：
重庆邮电大学
毕业设计（论文）
设计（论文）题目：基于立式加工中心的数控设计
学院名称：自动化学院
学生姓名：冯仁海
专业：机械设计制造及其自动化
班级：0840701
学号：07250119
指导教师：吴界益
答辩组负责人：
填表时间：2011年 5 月
重庆邮电大学教务处制
摘要
数控技术作为现代制造业的核心技术之一，在各行各业得到了广泛的应用，在机械制造行业当中，数控加工中心由于可以以较高的精度实现多工种加工已经成为现代机械制造业中不可缺少的加工设备。本文在选用三菱公司的PLC及M64S数控系统的基础上，设计了立式加工中心的CNC数控系统的硬件外围电路，同时利用三菱公司的DX-developer开发工具进行了PLC梯形图编程和仿真。本文主要从硬件电路和PLC程序两大部分来撰写， PLC程序又包括程序的编写和仿真，这是本论文最重要的部分，其中PLC控制程序又是本次毕业设计的难点，分别在第三章和第四章。
【关键词】 M64S数控系统加工中心 PLC梯形图 I/O接口电路
ABSTRACT
In today's machinery manufacturing developing process, the CNC technology is one of the core technologies. CNC Machining Center has become a modern control indispensable processing equipment, To meet the needs of machining accuracy regardless of the structure or mechanical control system is a very high demand CNC systems with high reliability and precision by a wide range of users of all ages. Based on Mitsubishi M64S NC system for the processing center, I introduced processing center structure, NC system specifications, and PLC selection, then use relative materials of Mitsubishi M64S numerical control system to design Vertical Machining Center's main circuit, controlling circuit and private servers circuit. And design corresponding PLC procedure simultaneously. Finally, we use DX-developer to edit PLC and emulate.In this paper, I write it in two parts: the hardware circuits and PLC programs. And PLC program includes procedures for the preparation and simulation, which is the most important part of this thesis. What’s more, PLC control program is one difficult part of this research, and it is discussed in Chapter III and IV respectively.
【Keywords】M64S numerical control system machining centre control program circuitry
目录
前言 (1)
第一章CNC数控系统概述 (2)
第一节CNC数控系统相关介绍 (2)
一、CNC数控基本概念 (2)
二、数控系统的组成 (3)
三、数控加工中心的优缺点 (4)
四、数控技术发展回顾及未来发展趋势 (5)
第二节PLC的选型 (6)
一、输入输出（I/O）点数的估算 (6)
二、存储器容量的估算 (6)
三、控制功能的选择 (6)
四、机型的选择 (8)
五、冗余功能的选择 (9)
六、经济性的考虑 (9)
第三节数控系统介绍 (9)
一、三菱数控产品简介 (9)
二、三菱M64S数控系统简介 (10)
第四节本章小结 (13)
第二章立式加工中心电气原理图设计 (14)
第一节数控加工中心设计概述 (14)
第二节数控加工中心主回路/电气控制回路 (16)
一、主回路/电气控制回路简述 (16)
二、主回路/电气控制回路图 (16)
第三节本章小结 (19)
第三章数控加工中心PLC控制程序设计 (20)
第一节三菱数控系统软件配置 (20)
一、信号流程简述 (20)
二、信号流程图 (20)
第二节数控加工中心输入输出信号地址 (22)
第三节数控加工中心PLC控制程序设计步骤 (27)
第四节数控加工中心PLC控制程序说明 (28)
一、加工中心方式选择 (28)
二、加工中心定时器程序 (32)
三、进给轴工作状态选择 (33)
四、加工中心进给轴运动方向指示灯程序 (34)
五、加工中心手轮选择及其倍率设定 (35)
第五节本章小结 (40)
第四章M64S数控系统仿真 (41)
第一节GX Developer软件使用说明 (41)
一、GX Developer软件的安装 (41)
二、GX Developer软件的开启步骤与设定 (41)
三、GX Developer软件的编程操作说明 (42)
第二节PLC程序的仿真 (44)
一、PLC控制程序的传输 (44)
二、仿真结果 (44)
第三节本章小结 (46)
结论 (47)
致谢 (49)
参考文献 (50)
附录 (51)
一、英语资料原文 (51)
二、英语原文翻译 (59)
前言
数控系统是现代制造系统的重要支柱之一，然而数控机床又是现代机械制造技术不可缺少的设备，它的核心是数控系统。本章针对数控技术、数控机床、数控系统的概念及发展情况做简要的介绍,同时也简要介绍关于PLC选型的方法。近年来由于数控机床的快速发展，国外交直流系统数字化已经达到实用阶段。当今的计算机行业高速发展，并且计算机行业已经基本成熟，所以数控还是以PC为基础，开发以PC为基础的控制器，这样控制器可以将数控系统与PC直接连接，这样可以直接实现数据的传输，大大提高了控制器的能力，因此，在其机械行业获得了越来越广泛的应用。
第一章CNC数控系统概述
第一节CNC数控系统相关介绍
一、CNC数控基本概念
1、数控技术
数控技术是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的，1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。如今，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可以通过计算机软件来完成。
2、数控系统
数控是数字控制（Numerical Control NC）的简称。数控系统包括：数控装置、可编程控制器、主轴驱动器及进给装置等部分。从广义上讲，是指利用数字化信息实行控制，也是利用数字控制技术实现的自动控制系统，其被控对象可以是各种生产过程。从狭义上理解，就是利用数字化信息对机床轨迹和状态实行控制，例如数控车床、数控铣床、数控线切割机床、数控加工中心等。随着自动控制理论、电子技术、计算机技术、精密测量技术和机械制造技术的发展，数控技术正朝着高速度、高精度、智能化、开放型以及高可靠性等方向迅速发展。
3、数控机床
数控系统与被控机床本体的结合体称为数控机床。国际信息处理联盟（International Federation Of Information Processing）第五技术委员会对数控机床做出如下定义：数控机床是一个装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑的处理使用代码，或其他符号编码指令规定的程序。也就是说，数控机床是一种采用计算机，利用数字信息进行控制的高效、能够进行自动化加工的机床，它能够按照机床规定的数字化代码，把各种机械位移量、工艺参数、辅助功能表示出来，经过数控系统的逻辑处理和运算，发出各种控制指令，实现要求的机械动作，自动完成零件加工任务。所以，数控机床是一种灵活性很强、技术密集型及自动化程度很高的机电一体化加工设备。
二、数控系统的组成
数控系统一般由输入/输出装置、数控装置、伺服系统（驱动控制装置）、机床电器逻辑控制装置所组成，机床本体为被控对象，它的结构框图如图1.1所示：
1、输入装置/输出装置
图1.1 数控系统结构框图
输入装置将数控加工程序等各种信息输入数控装置，输入的内容及数控系统的工作状况可以通过输出装置进行观察。现在数控系统主流的输入/输出装置有磁盘驱动器、通讯网络接口、LCD及各种显示器件等。
2、数控装置
数控装置是数控系统的核心。它的主要功能是：正确识别和解释数控加工程序，对解释结果进行各种数据计算和逻辑判断处理，完成各种输入、输出任务。其形式可以是由数字逻辑电路构成的专用硬件数控装置或计算机数控装置。前者称为硬件数控装置，或NC装置，其数控功能有硬件逻辑电路实现；后者称为CNC装置，其数控功能有硬件和软件共同实现。数控装置将
数控加工程序按两类控制信息分别输出：一类是连续控制量，送往驱动控制装置；另一类是离散的开关控制量，送往机床电器逻辑控制装置。
3、伺服系统
伺服系统(驱动控制单元)位于数控装置和机床本体之间，包括进给轴伺服驱动装置和主轴伺服驱动装置。进给轴伺服驱动装置由位置控制单元、速度控制单元、电动机和测量反馈单元等部分组成，它按照数控装置发出的位置命令和速度控制命令正确驱动机床受控部件的移动。主轴驱动装置主要由速度控制单元组成。
4、机床电器控制装置
机床电器控制装置位于数控装置和机床之间，接受数控装置发出的开关命令，主要完成机床主轴选速、起停和方向控制信号，换刀功能，工件装夹功能冷却、液压、气动、润滑系统控制功能以及机床其他辅助功能。其形式可以是继电器控制线路或可编程逻辑控制器(PLC)。
根据不同的加工方式，机床本体可以是车床、铣床、钻床、磨床、镗床、加工中心及电加工机床等。与传统的普通机床相比，数控机床本体的外部造型、整体布局、传动系统、刀具系统及操作机构等方面都应该符合数控的要求。
数控机床还配有各种辅助装置，其作用是配合机床完成对工件的加工。如切削液或油液系统中的冷却或过滤装置，油液分离装置，吸尘吸雾装置、润滑装置及辅助主机实现传动和控制的气动、液动装置等。除上述通用辅助设备外，从目前数控机床技术现状看，至少还有五类辅助装置是数控机床应该配备的：对刀仪、自动编程机、自动排屑机、物料储运及上下料装置和交流稳压电源。
现代数控系统采用可编程逻辑控制器（PLC）取代了传统的机床电器逻辑控制装置，即继电器控制线路，用PLC控制程序实现数控机床的各种继电器控制逻辑。PLC可位于数控装置之外，称为独立型PLC；也可以与数控装置合为一体，称为内装型PLC。
三、数控加工中心的优缺点
数控技术的发展已经有50多年的历史了，经过多次修正，如今它已经很成熟了。在这50年里，它没有被社会发展所淘汰，证明它有许多优点，而且它的优点是无可取代的。加工中心具有精度高、定位准确、多工种加工、对
操作者的技术要求低、能适应中、小批量结构复杂、精度高的加工、对工时估算容易、生产精度掌握容易。
四、数控技术发展回顾及未来发展趋势
1、数控（NC）阶段（1952-1970年）
早期的计算机运算速度低，这对当时的科学计算和数据处理影响不大，但不能适应机床实时控制的要求。于是，人们不得不采用数字逻辑控制电路，组成机床专用计算机。这种数控装置称为硬件连接数控装置(HARD-WIRED NC)，简称为数控(NC)。随着电子元器件的发展，这个阶段又经历了三代：1952年的第一代—电子管计算机组成的数控装置；1959年的第二代—晶体管计算机组成的数控装置；1965年的第三代—小规模的集成电路计算机组成的数控装置。
2、计算机数控（CNC）阶段（1970年-至今）
1970 年研制成功了大规模集成电路，并将其用于通用小型计算机。此时的小型计算机，其运算速度比以往的计算机有了大幅度的提高，比专用计算机成本低、可靠性提高。于是，小型计算机作为数控系统的核心部件，数控机床进入了计算机数控（CNC）阶段。1971年，美国INTEL公司在世界上的第一次将计算机的两个核心的部件—运算器和控制器，采用大规模的集成电路控制技术，将其集成在一块芯片上，称为微处理器（Microprocessor），又称中央处理单元CPU。1974年，微处理器应用于数控系统。
虽然早期的微处理器速度和功能对数控装置来说有局限性，但可以通过多处理器结构来解决相应的问题。由于微处理器是计算机的核心部件，故此时的数控系统仍然成为计算机数控。到了1990年，PC机的性能已发展到很高的水平，可满足数控系统核心部件的要求，而且PC机的生产批量很大，软件资源丰富，价格便宜，可靠性高，数控系统从此进入基于PC的阶段。3、未来的发展
当今的计算机业的高速发展，并且计算机业已经基本成熟，所以数控系统还是以PC为基础，开发以PC为基础的控制器，这种控制器可以将数控系统与PC直接连接，这样可以直接实现数据的传输，大大提高了控制器的能力，还将降低控制器的成本。
控制器还将采用开放式的系统构架，这样数控机床也可以像今日的计算机业一样，用户可以根据需要自行对数控机床的软、硬件进行配置，这样数控机床的功能
提升了，价格降低了。同时数控机床还向小型化发展。总之，计算机数控阶段也经历了三代。即1970年的第四代—小型计算机数控系统；1974年的第五代—微处理器组成的数控系统；1990年的第六代—基于PC的数控系统。
数控系统半个世纪经历了两个阶段六代大发展，只是发展到了第五代以后，才从根本上解决了数控系统可靠性低、价格昂贵、应用很不方便等极为关键的问题。因此，即使在工业发达国家，数控机床大规模地得到应用和普及也是在20世纪的70年代末、80年代初的事情，也就是说，数控技术的发展和普及经过了近30年。
第二节PLC的选型
随着PLC技术的发展，PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。
一、输入输出（I/O）点数的估算
I/O 点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%~20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行调整。
二、存储器容量的估算
存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。存储器内存容量的估算没有固定的公式，大体上都是按数字量I/O 点数的10~15倍，加上模拟I/O 点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。
三、控制功能的选择
该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。
1、运算功能
简单PLC的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型PLC中还有模拟量的PID运算和其他高级运算功能。大多数应用场合，只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和PID运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。
2、控制功能
控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单向路或多向路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。
3、通信功能
大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议。PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口、RIO通信口、工业以太网、常用DCS接口等；大中型PLC通信总线(含接口设备和电缆)应1：1冗余配置，通信总线应符合国际标准，通信距离应满足装置实际要求。根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、现场总线、工业以太网）通信处理器。
4、编程功能
离线编程方式：PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU 只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。
5、诊断功能
PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部
件信息交换功能进行诊断是外诊断。
6、处理速度
PLC采用扫描方式工作。从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果信号持续时间小于扫描时间，则PLC将扫描不到该信号，造成信号数据的丢失。处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、软件质量等有关。
四、机型的选择
1、PLC的类型
PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。
整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。2、输入输出模块的选择
输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。
3、电源的选择
一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。如果PLC本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的。
4、存储器的选择
为保证应用项目的正常投运，一般要求PLC的存储器容量，按256个I/O 点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。
五、冗余功能的选择
1、控制单元的冗余
重要的过程单元：CPU(包括存储器)及电源均应1比1冗余；在需要时也可选用PLC硬件与热备软件构成的热备冗余系统、2重化或3重化冗余容错系统等。
2、I/O接口单元的冗余
控制回路的多点I/O卡应冗余配置；重要监测点的多点I/O卡可冗余配置；对重要的I/O信号，可选用2重化或3重化的I/O接口单元。
六、经济性的考虑
选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。
第三节数控系统介绍
一、三菱数控产品简介
三菱公司是国际上有影响力的著名企业，其生产的产品以性能好、质量稳定可靠获得广大用户的一致好评，近几年来，三菱电机公司加大了在中国大陆推广CNC数控系统的力度。
数控机床的核心是控制器，三菱公司推出了高质量、高性价比的CNC系统，它提供了丰富而先进的功能。目前在中国市场推广使用的有普及型的E60系列，高性能的M60S系列数控系统，以及用于汽车生产线的高档C64 CNC数控系统，今年又推出了E68、M700等系列CNC数控系统。
二、三菱M64S数控系统简介
1、数控加工中心结构
数控加工中心的结构框图如图1.5所示：
图1.5 数控加工中心电气组成结构框图
由图1.5结构框图可知，加工中心电气组成分别由CNC数控系统，进给伺服轴，主轴及其他轴电力电器、电机等组成。
2、三菱M64S数控系统规格
三菱M64S数控系统主要规格参数见下表1.1：
表1.1 三菱M64S数控系统主要规格
车削系统钻削系统、铣削系统
型号M64SL M64SM
最大控制轴数14 7
最大NC轴数12 6
最大主轴数 4
最大PLC轴数 2
同时联动轴数 4
辅助轴数 4
PLC开发工具GX Developer
程序存储容量（标准/最大）40/5120
显示单元单色CRT （9寸）
单色LCD（7.2寸 10.4寸）
彩色LCD（10.4寸）
MELSEC网络CC-LINK
3.三菱M64S数控系统结构
三菱M64S数控系统具有一般通用数控系统的结构,分别由控制单元/显示单元、基本I/O单元、伺服驱动单元、伺服电机、远程I/O单元、RS-232等设备组成，如图所示：
图1.6(a) 三菱M64S数控系统结构
三菱M64S数控数控系统的功能强大，故当其用于加工中心时的各功能组件也很多，有些组件在本次设计中并未遇到，所以在此次设计中可将系统结构稍作简化，如图 1.6（b）所示，每一个单元的安装与连接在下面章节均有介绍。
图 1.6（b）三菱M64S数控系统结构
4、三菱M64S数控系统的特点
（1）所有M64S系列控制器都标准配备了RISC 64 位CPU，具备目前世界上最高水准的硬件性能。
（2）高速高精度即能对应，尤为适合模具加工。
（3）SSS（Super Smooth Surface）超高平滑表面控制，大幅改善模具加工精度及时间要求。
（4）标准内藏对应全世界主要通用的12种多国语言操作界面。
（5）可对应内含以太网络和IC卡界面，即使在程序运转中，所有内藏资料都可以传输对立。
（6）坐标显示转换可自由切换（程序值显示或手动插入量显示切换）（7）标准内藏波形显示功能，工件位置坐标及中心点测量功能。
（8）缓冲区修正机能扩展，可对应HPS/计算机链接B/DNC/记忆/MDI等模式。
（9）图形显示机能改进；可含有刀具路径资料，以充分显示工件坐标及刀具补偿的实际位置。
（10）简易式对话程序软件。
（11）可对应Windows操作环境的PLC开发软件GX Developer。
（12）特殊G代码和固定循环程序，如G12/13，G34/35/36，G37.1等。
（13）新机能扩展追加，根据市场，满足客户请求，详细给营业单位。
第四节本章小结
本章主要介绍CNC数控系统的基本概念、组成和特点，经过对PLC选型方法的介绍，我选择了三菱M64S作为此次立式加工中心设计的中心部分，三菱M64S数控系统是目前比较先进的控制系统，同时我也列出了三菱M64S的一些特点。对CNC 系统有了一定的了解后，我们就可以设计其电气原理图和主电路图。
第二章立式加工中心电气原理图设计
第一节数控加工中心设计概述
数控加工中心拥有较为复杂的机械结构，它需要多个电机来完成其相应的功能，比如：刀臂电机、刀库电机、切削液电机、主轴冷却液电机、排屑电机以及主轴和进给轴的伺服电机等。这些电机的功率大小和速度都是根据数控加工中心的机械结构来选择的。在本次毕业设计中是基于数控加工中心510来进行的，所以进给轴驱动使用MDS-B-SPJ2-37，进给轴电机X、Y轴使用型号为HC152T-A47的伺服电机，Z轴使用型号为HC152BT-A47与其他两进给轴之间的区别在于有包闸功能,主轴驱动单元型号为MDS-B-SPJ2-37，主轴电机型号SJ-PF3.7-01。
数控加工中心的核心部分是控制单元，本毕业设计中选用三菱M64S数控系统，它包括控制单元FCA65S、监控单元FCU6-DUN33+KB20/KB30、基本I/O单元FCU6-DX451、手轮HD-60。通过他们之间的共同作用可以控制加工中心各个运动部件和加工部件。
加工中心的电气控制设计如图 2.1所示，共有以下几个部分组成，包括CNC电路，电器主电路，PLC和I\O接口电路等，三菱M64S控制单元，它是整个数控系统的核心，是对数据进行操作和运算，并输出相关命令等。显示单元主要是显示有关信息，以便人机交互。基本I\O单元主要是NC系统与操作面板机床纤维开关，指示灯等之间信号的传输。其内部软件设计主要是PLC程序和各个NC参数的设定。
加工中心电气总框图如下：
图2.1 加工中心电气图
数控铣床和加工中心个人工作总结 一年的时间很快过去了，在一年里，我在车间领导及同事们的 关心与帮助下圆满的完成了各项工作，在思想觉悟方面有了更进一步的提高，爱岗敬业，具有强烈的责任感和事业心，积极主动认真的学习专业知识，工作态度端正，认真负责。我是去年九月份来到企业工作，担任数控铣床和加工中心的工作，为了搞好工作，我不怕麻烦，向领导请教、向同事学习、自己摸索实践，在很短的时间内便熟悉了车间的工作，明确了工作的程序、方向，提高了工作能力，在具体的工作中形成了一个清晰的工作思路，能够顺利的开展工作并熟练圆满地完成本职工作。自己还没感觉怎么样呢，可见时间的快速程度有的时候令人感到无可奈何。不过总的来说，我在过去一年中的工作还是不错的，除了很好的完成了自己的工作外，还帮助同事完成一些力所能及的事情.今年年初我从公司得到一个出去学习线切割和电火花的 机会，到北京几天我认真和厂家里的人员学习机器的性能和操作技巧，回来之后马上就投入到生产中用自己在厂家学到的东西去操作机器，并从工作中找到自己以前并没有注意到的一些细节的东西，对自己有很大的提高工作一段时间后对线切割和电火花有了很深的认识，干了一段之后工作调整，厂里开始做压铸铝，把加工内胆的任务交给了车间里，我利用去年在武汉华中数控股份有限公司学习到的数控方面的知识，调试车床.程序，并不断的修改程序使更加充分的利用好机器，还要兼顾到人员的培训和车床的日常维护，使人员和机器能更好的发挥作用为企业创更大的价值。因车间工作调整我调到加工中心和数控
铣床上工作期间有7柱磨具的加工，铣片头机器上的卡具，老式暖气片的打眼，压铸铝磨具铣床上的工序，在这中间经常辅助李工做一些电压铸铝磨具在电火花上的开粗*精修等一些工序，工作心得 1、在工作实践中，我参与了许多集体完成的工作，和同事的相处非常紧密和睦，在这个过程中我强化了最珍贵也是最重要的团队意识。在信任自己和他人的基础上，思想统一，行动一致，这样的团队一定会攻无不克、战无不胜,工作中很多工作是一起完成的，在这个工程中，大家互相提醒和补充，大大提高了工作效率，所有的工作中沟通是最重要的，一定要把信息处理的及时、有效和清晰。 2、工作的每一步都要精准细致，力求精细化，在这种心态的指导下，我在平时工作中取得了令自己满意的成绩。能够积极自信的行动起来是这几年我在心态方面最大的进步,现在的我经常冷静的分析自己，认清自己的位置，问问自己付出了多少;时刻记得工作内容要精细化精确化，个人得失要模糊计算;遇到风险要及时规避，出了问题要勇于担当。 3、在工作中，经过实际的教训，深刻理解了时间的滞延是对公司很大的伤害，这就需要我们在工作前，一定要对业务流程很了解，在工作之前，多辛苦一下，减少因为自己对工作流程不能很好的表达的原因，耽误公司的生产。 在工作中，我学到了很多技术上和业务上的知识，也强化了生产的质量、成本、进度意识;与身边同事的合作更加的默契，都是我的师傅，从他们身上学到了很多知识技能和做人的道理，也非常庆幸
车床数控化机械部分的改造设计 发表时间：2018-12-26T12:35:56.377Z 来源：《防护工程》2018年第27期作者：王德顺 [导读] 车床是机械加工业中必不可少的加工工具。随着我国经济的迅速发展，机械加工业也在快速发展。 济宁市技师学院山东省济宁市 272000 摘要：近几年，我国生产制造行业得到了迅速的发展。在生产制造业发展过程中数控机床的市场需求也不断增加，对于普通机床的改造成为时代发展的主要趋势。在实际普通车床数控化改造过程中，电极参数选择不精确、数控系统功能不合理等问题频繁发生，影响了普通车床数控化改造的精确度。因此为了保证改造后数控机床的应用效率，对具体改造过程进行进一步分析非常必要。 关键词：普通车床；机械结构；数控化改造 车床是机械加工业中必不可少的加工工具。随着我国经济的迅速发展，机械加工业也在快速发展，数控车床逐渐取代了原本的普通车床，但是，普通车床仍然在使用。因为数控车床的价格比较高，很多企业无法负担，所以，需要对普通车床的机械结构进行数控化改造，以增强普通车床的自动加工能力，提高加工精度。通过对某型号普通车床机械结构进行数控化改造，提高普通车床的加工精度。 一、车床数控化改造的必要性 相比较于传统机床，通过数控机床，能够对繁琐复杂的零件开展加工工作；能够显著提高机床工作效率，确保机床加工自动化月柔性自动化的实现；数控机床所加工的零件具有非常高的精准度，尺寸计算能力更强，有利于安装与配置工作的开展，不需要开展有关修配工作；能够集中起多个工序，降低零件的搬运频率；能够自主开展有关报警监控与补偿等工作等等；使工人劳动强度得到显著降低，有效缩减新产品试制与生产周期。与此同时，在企业信息化改造过程中，机床数控化发挥着重要的基础作用，数控技术既是制造业自动化的核心技术，更是其重要的基础技术。 二、车床数控化改造的特点 1、车床改造方案的制定，是通过车床中存在的问题来进行的。在改造车床的过程中，具有较强的针对性，确保符合有关生产的要求与规定。在改造旧车床数控化过程中，大多数基础件与很多传动部分无需进行更换，应当将这些零部件予以高效利用，在减少原材料与资金费用开支的同时，能够有效缩短改造时间，确保生产工作的迅速开展。 2、通常情况下，车床大型构件的制造运用的是铸铁，相比较于新铸件其稳定性更加突出，只需对中小型部件开展修复或更换工作即可。应当满足多品种、小批量零件生产的需要，扩大车床应用范围。通过车床数控化改造，能够实现生产设备自动化水平与能力的提升，强化设备质量。此过程中，更加需要注入科学技术的力量，让科学技术的应用促进车床数控化的改造，以促进改造目的的实现。 三、机床精度、质量检测与调试 1、精度调试。普通车床机械部分数控化改造后，必须进行精度调试。数控车床精度主要体现在：主轴跳动、刀塔精度、丝杠精度三方面可以用主轴千分表测量主轴精度、刀塔两项精度；跳动、圆度精度不合格的通过主轴卡头重新装配或车卡头来实现精度调整； X、Z 轴丝杠精度可通过调节伺服电机的齿轮比及精修丝杠和调节反向间隙及刀塔装配位置调整，反向间隙调试时要选用千百分表；进行几何精度调试时，可选择用角尺，平尺，千分表；当进行定位误差调试时，必须用激光干涉仪对定位精度进行测量，然后，根据情况进行适当的补偿，可以大大提高机床的定位精度和加工精度。重复定位精度不合格，要通过调整丝杠和丝杠母间隙或更换丝杠和轴承。精度调试是一个比较复杂的过程，一般是机械和电气部分都改造好后再调试。不同的机型调试也有差异，要根据机型特点进行调试，一般都要反复调几次，直到调好为止。 2、质量检测与调试 （1）质量检测。质量检验指机床性能和功能的检验，普通车床数控化改造后，机床性能检验项目主要有主轴性能、进给性能、机床噪声、润滑等。主轴性能有手动操作、手动数据输入方式（MDA）；进给性能有手动操作、手动数据输入方式（MDA）、软硬限位、回原点；数控功能检验项目有准备功能、辅助功能、操作功能、显示功能等方面。 （2）检测与调试。质量检测与调试包括空运转检测调试、动作检测调试、功能检测调试及试切削检测调试等。空运转检测调试：让机床主运动由低、中、高运转，观察主轴轴承温度是否稳定，再输入程序做连续运动，如果正常可连续运转不少于48h。动作检测调试：按数控系统安装手册进行主轴变挡指令调试，检测各轴正负两个方向的超程。功能检测调试：用指令对机床的功能进行调试，检查动作的灵活性和功能的可靠性。然后做进给坐标超程、手动数据输入、位置显示、程序暂停、程序删除、回基准点，程序序号显示和检索、直线插补、直线切削循环、刀具位置补偿、螺距补偿、锥度切削循环、螺纹切削循环、圆弧切削循环、间隙补偿等功能的可靠性、动作灵活性等调试。试切削检测调试：把事先准备好的零件程序输入系统，进行试切削加工，检测机床数控化改造后的加工性能和精度的稳定性。 四、车床数控化改造 1、普通车床床身导轨的改造。我国大部分普通车床的床身材料为铸铁，在进行数控化改造时，为了提高床身导轨的精度，可以在铸铁导轨上粘贴塑料软带。塑料软带能够提高车床导轨的润滑性，使导轨上的主刀行进得更加流畅，从而保证车床的加工精度。在改造过程中，也可以将传统的铸铁导轨改造为滚动导轨，滚动导轨的摩擦系数比较小，不会影响机械加工的几何精度。 2、滚珠丝杠的改造。滚珠丝杠主要是由滚珠、丝杠、回珠管等构成的，它可以将车床机械部件的回转运动转化为直线运动。普通车床中的滚珠丝杠可以提高车床的传动效率，使车床刀轴的行进过程更加平稳。因为滚珠丝杠在运行过程中不会产生较大的振动，所以，不会产生过大的摩擦阻力。对滚珠丝杠进行数控化改造时，需要测量滚珠丝杠的齿差缝隙、丝杠转速和滚珠直径等，以保证改造完成后车床不会出现直线行进失稳的情况。 3、主轴传动系统的数控化改造。普通车床的主轴是由电动机带动皮带使主轴旋转。在数控化改造时，尽量不要破坏原本的主轴箱，主要改造电机的变速系统。因此，可以用双速或者四速电动机代替原本的电动机，以增强主轴传动系统的传动能力。在改造过程中，可以在主轴传动系统中增加脉冲编码器，标记主轴运行的初始位置，为主轴传动编码，让主轴每转动一圈编码器自动调整一次主轴刀具的位置。一般情况下，脉冲编码器安装在主轴箱中，并与电动机的传动齿轮1∶1 连接，从而实现主轴与编码器的同步运行。 4、车床进给系统的数控化改造。在改造进给系统时，需要加装步进电机，并在进给系统的步进电机上安装减速器。减速器通过连接装
目录 第一章绪论 (2) 1.1课题研究背景 (2) 第二章机床数控系统 (4) 2.1改造方案 (4) 2.2相关技术 (4) 2.2.1变频技术 (4) 2.2.2伺服控制 (6) 2.3 PLC技术 (7) 2.3.1基础知识 (7) 2.3.2发展趋势 (8) 2.4小结 (8) 第三章 PLC编程技术 (9) 3.1概述 (9) 3.1.1语言特点 (9) 3.1.2编程语言的形式 (10) 3.2程序设计 (11) 3.2.1程序结构 (11) 3.2.2变量表 (22) 3.3小结 (22) 第四章PLC接口与通信技术 (23) 4.1自由口模式下PLC与计算机的通信 (23) 4.1.1通信协议 (23) 4.1.2通信技术 (25) 4.2 PLC与控制系统通信 (33) 4.3 PLC与人机界面HMI (34) 4.4小结 (35) 第五章总结 (36) 论文总结 (36) 致谢 (37) 参考文献 (38)
第一章绪论 1.1课题研究背景 由于机床一般都具有较长的使用时间，在上个世纪70、80年代制造的普通机床都采用的是接触器-继电器控制，到目前有很大一部分还在使用，该系统具有体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是由触点控制，在控制复杂时可靠性降低。在如今的加工环境中已经越来越不适应精确，高效率的要求。 可编程序控制器(PLC)是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。 PLC是一种用于自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式，PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。机床采用了PLC控制，用软件实现对机床运行的自动控制，可靠性大大提高。控制系统结构简单，外部线路简化。另外可方便地增加或改变控制功能。也可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。 鉴于其种种优点，目前，普通机床的继电器控制方式已逐渐被PLC控制代替。同时，由于电机交流变频调速技术的发展，机床的调速方式已由原来的齿轮箱固定档位调速改为直接由伺服电机拖动的无级调速。它具有体积小，调速范围广。 如果要把那些老式机床废弃，重新购买新的数控机床，不仅花费巨大，而且原有的老式机床也将浪费。在美国、日本和德国等发达国家，它们的机床改造作为新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步，机床改造是个"永恒"的课题。所以，对这些机床进行数控化改造，就有了很大的市场，且具有投资少，交货快，可充分利用现有条件和采用最新技术的特点。 同购置新机床相比，一般可以节省60％～80％的费用，改造费用低。特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造，只花新机床购置费用的1/3，交货期短。但有些特殊情况，如高速主轴、托盘自动交换装置的制作与安装过于费工、费钱，往往改造成本提高2～3倍，与购置新机床相比，只能节省投资50%左右。 可以充分利用现有地基，不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧
目录 第一章设计任务 (5) 1.1题目： (5) 1.2 任务 (5) 第二章总体方案的确定 (6) 第三章机械系统的改造设计方案 (7) 3.1主轴系统的改造方案 (7) 3.2安装电动卡盘 (7) 3.3换装自动回转刀架 (8) 3.4螺纹编码器的安装方案 (8) 3.5进给系统的改造与设计方案 (9) 第四章进给传动部件的计算和选型 (10) 4.1脉冲当量的确定 (10) 4.2切削力的计算 (10) 4.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (11) 4.4同步带减速箱的设计 (12) 4.5步进电动机的计算与选型 (13) 4.6同步带传递效率的校核 (16) 第五章绘制进给传动机构的装配图 (18) 第六章控制系统硬件电路设计 (21) 第七章步进电动机驱动电源的选用 (22) 第八章容总结 (29) 参考文献 (30) 摘要
我国目前机床总量为380万余台，而其中数控机床总数只有11.34万台，这说明我国机床数控化率不到3%。我们大多数制造业和企业的生产、加工设备大多数是传统机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、成本高等缺点，因此这些产品在国际、国市场上缺乏竞争了，这直接影响了企业的生存和发展。所以必须提高机床的数控化率。 对于我国的实际情况，大批量的购置数控机床是不现实也是不经济的，只有对现有的机床进行数控改造。数控改造相对于购置数控机床来说，能充分发挥设备的潜力，改造后的机床比传统机床有很多突出优点，由于数控机床的计算机有很高的运算能力，可以准确的计算出每个坐标轴的运动量，加工出较复杂的曲线和曲面。其计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记忆和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可以实现另一工件的加工，从而实现“柔性自动化”。改造后的机床不象购买新机那样，要重新了解机床操作和维修，也不了解能否满足加工要求。改造可以精确计算出机床的加工能力，另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，操作和维修方面培训时间短，见效快。另外，数控改造可以充分利用现有地基，不必像购入新机那样需要重新构筑地基，还可以根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和档次，将机床改造成当今水平的机床。 数控技术改造机床是以微电子技术和传统技术相结合为基础，不但技术上具有先进性，同时在应用上比其他传统的自动化改造方案有较大的通用性和可用性，且投入费用低，用户承担得起。由于自投入使用以来取得了显著的技术经济效益，已成为我国设备技术改造中主要方向之一，也为我国传统机械制造技术朝机电一体化技术方向过渡的主要容之一。
液压传动课程设计 中国矿业大学机电学院 选修课
设计参数： 不计惯性负载 题目：在某专用机床上有一夹紧进给液压系统，完成工件的先夹紧后、后进给任务，工作原理如下： 夹紧油缸： 快进→慢进→达到夹紧力后启动进给油缸工作 进给油缸： 快进→慢进→达到进给终点→快速退回 夹紧油缸快速退回。 夹紧缸快进速度：0.05m/s 夹紧缸慢进速度：8mm/s 最大夹紧力：40KN 进给油缸快进速度：0.18m/s 进给油缸慢进速度：0.018m/s 最大切削力：120KN 夹紧缸行程：用行程开关调节（最大250mm） 进给缸行程：用行程开关调节（最大1000mm） 一、工况分析： 1．负载分析
已知最大夹紧力为40KN，则夹紧油缸工作最大负载 140 F KN = 已知最大切削力为120KN，则进给油缸工作最大负载 2120 F KN = 根据已知负载可画出负载循环图1(a) 根据已知快进、快退速度及工进时的速度范围可画出速度循环图1(b) 图1(a) 图1(b)
2.确定液压缸主要参数 根据系统工作原理可知系统最大负载约为120KN 参照负载选择执行元件工作压力和主机类型选择执行元件工作压力最大负载宜选取18p MPa =。动力滑台要求快进、快退速度相等，选用单杆液压缸。此时液压缸无缸腔面积1A 与有缸腔面积2A 之比为2，即用活塞杆直径d 与活塞直径D 有d=的关系。为防止液压缸冲击，回油路应有背压2P ，暂时取MPa P 6.02=。 从负载循环图上可知，工进时有最大负载，按此负载求液压缸尺寸。根据液压缸活塞力平衡关系可知： M e F A p A p η+= 2211 212A A = 其中，M η为液压缸效率，取95.0=M η 2 46 2 111046.8910)3.04(95.031448)2 (m p p F A M e -?=?-= - = η m A D 1067.014 .31046.894441 =??== -π m D d 075.0707.0== 将D 和d 按GB2348-30圆整就近取标准值，即
目录 摘要 ............................................................................................................................................... I Abstract .............................................................................................................................................II 第一章绪论 ..............................................................................................................................- 1 - 1.1 数控技术与数控机床 ...................................................................................................- 1 - 1.2 数控机床的特点及发展趋式 .......................................................................................- 1 - 1.3 数控铣床与其进给系统 ...............................................................................................- 3 - 1.4 总体设计方案的拟定 ...................................................................................................- 3 - 第二章机床横向进给系统机械部分计算与设计.....................................................................- 5 - 2.1 脉冲当量的选择与切削力的计算 ...............................................................................- 5 - 2.2滚珠丝杆螺母副的计算和选型 ....................................................................................- 6 - 2.3 伺服电机的选择 .........................................................................................................- 12 - 2.4 导轨的设计及滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧......................................................- 15 - 2.5联轴器的选用 ..............................................................................................................- 16 - 第三章三维实体造型设计及图纸生成 ..................................................................................- 17 - 3.1 工具软件UG的介绍..................................................................................................- 17 - 3.2 造型过程 .....................................................................................................................- 17 - 参考文献 ....................................................................................................................................- 21 - 致谢 ............................................................................................................................................- 22 -
数控铣床操作步骤 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
数控铣床操作步骤 1．开电源：机床左侧面的红色旋钮，初始化到系统界面右上角显示700016并且已完全进入界面时，按下K1键启动伺服。 2．回零：分别使X/Y/Z轴初始化回零。（按下RefPoint在回零方式下，分别按住三个轴的＋方向键（不要松手），一直到显示屏上显示出类似宝马标志的图标时，三个轴分别都处于0位置才松开按键。） 特别注意：回零以后，就将工作方式改为手动方式即按下JOG键，否则不小心在回零方式下又按了三根轴的方向键就会使回零失效。 3．传输程序：在操作界面的主菜单（）下，选择通讯，然后按输入启动将程序从计算机传输到数控系统。 计算机端从开始－程序里启动WINPCIN软件。如右图所示，选择TEXTFORMAT。 按下SendData按钮选择要发送的文件发送即可。在主菜单（）中按下程序按钮，然后用上下箭头选择发送过来的程序，再按下选择按钮，屏幕的右上方会显示文件名，然后再按打开按钮。 X轴、Y 轴、Z轴伺 服电机； 主轴电机 操作面板 空气开关、接触器、PLC、 熔断器、驱动电器等 串行
4．程序仿真：在菜单上用向右的箭头来翻找，按下仿真功能键，在AUTO方式下，按下CycleStar键（屏幕右下方）执行自动仿真。如果仿真出错，回主菜单，在诊断功能里检查错误，然后修改后再上传再仿真，直到无误为止。 5．刀补：在主菜单（）中按下参数按钮，选择刀具补偿对刀，设定刀具半径为3mm，对刀后确认。回上一级菜单，选择零点偏移，按下测量键，确定1号刀具，然后进行零点偏移值的设定。具体操作是：将刀具在JOG方式下移动，让主轴正转起来，刀具在小进给速率下移动到工件表面原点位置（与画图的原点一致）。然后在G54坐标系下通过按轴＋键对每一个轴的偏移量进行计算，最后确认零点偏移的值。 6．加工：在主菜单（）下按加工，在自动方式下按执行键CycleStar。加工完毕，将工件取下打扫卫生，老师确认后方可离开。
C6132普通车床数控化改造设计 摘要 机床数控化改造的研究是提高我国技术装备水平的重要项目，在我国目前拥有大量超期服役和技术陈旧的机床急待更新的情况下，由于数控机床的加工能力和资金受限，对机床进行数控化改造是一条节约资金、快速有效的途径。 本文对C6132普通车床数控化改造进行了深入研究，包括对机床改造进行可行性分析、对机床关键部件参数的计算、对机床结构的设计、对机床改造方案优化选择、选择合适的机床伺服系统和计算机系统，以及在改造中应注意的事项等进行了详细的论述。结果表明:经改造后的机床已达到预期的功能和精度，完全能实现加工外圆、锥度、螺纹、端面等的自动控制，提高了原机床的生产效率，降低了劳动强度。 关键词:普通车床，数控改造，步进电机，经济型数控系统，MCS-51
C6132 NC lathe design of ordinary ABSTRACT S tudy on machine tool numerical control transformation of important project is to improve the level of technical equipment in China, with large extended serviceand technology in China urgently needs to be updated of the old machine tool case, because the NC machine tool processing capacity and funding is limited, of machine tool numerical control transformation is a saves money, fasted effective way. C6132 lathe NC system to rebuild this article to be an in-depth study, including machine tools retrofitting feasibility analysis, calculation of parameters of the key parts of machine tool design, machine tool, machine too l structure rebuilding scheme optimal selection, choose a suitable machine tools servo system and computer system, and matters for attention in the reform are discussed in detail. Results: after the transformation has reached the expected functionality and accuracy of machine tool, fully able to realize process of cylindrical, conical, thread, automatic control at the end, improve the efficiency of the original production of machine tools, lower labor intensity KEY WORDS：Lathe, numerical control transformation, stepping motors, CNC system, MCS-51
C6140普通车床数控化改造设计方 案 有11.34万台，这说明我国机床数控化率不到3%。我们大多数制造业和企业的生产、加工设备大多数是传统机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、成本高等缺点，因此这些产品在国际、国市场上缺乏竞争了，这直接影响了企业的生存和发展。所以必须提高机床的数控化率。 对于我国的实际情况，大批量的购置数控机床是不现实也是不经济的，只有对现有的机床进行数控改造。数控改造相对于购置数控机床来说，能充分发挥设备的潜力，改造后的机床比传统机床有很多突出优点，由于数控机床的计算机有很高的运算能力，可以准确的计算出每个坐标轴的运动量，加工出较复杂的曲线和曲面。其计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记忆和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可以实现另一工件的加工，从而实现“柔性自动化”。改造后的机床不象购买新机那样，要重新了解机床操作和维修，也不了解能否满足加工要求。改造可以精确计算出机床的加工能力，另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，操作和维修方面培训时间短，见效快。另外，数控改造可以充分利用现有地基，不必像购入新机那样需要重新构筑地基，还可以根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和档次，将机床改造成当今水平的机床。 数控技术改造机床是以微电子技术和传统技术相结合为基础，不但技术上具有先进性，同时在应用上比其他传统的自动化改造方案有较大的通用性和可用性，且投入费用低，用户承担得起。由于自投入使用以来取得了显著的技术经济效益，已成为我国设备技术
数控机床进给系统设计
第一章、数控机床进给系统概述 数控机床伺服系统的一般结构如图图1-1所示： 图1-1数控机床进给系统伺服 由于各种数控机床所完成的加工任务不同，它们对进给伺服系统的要求也不尽相同，但通常可概括为以下几方面：可逆运行；速度范围宽；具有足够的传动刚度和高的速度稳定性；快速响应并无超调；高精度；低速大转矩。 1.1、伺服系统对伺服电机的要求 （1）从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如0.1r /min 或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。 （2）电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4-6倍而不损坏。 （3）为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保证电机可在0.2s以内从静止启动到额定转速。 （4）电机应能随频繁启动、制动和反转。 随着微电子技术、计算机技术和伺服控制技术的发展，数控机床的伺服系统已开始采用高速、高精度的全数字伺服系统。使伺服控制技术从模拟方式、混合方式走向全数字方式。由位置、速度和电流构成的三环反馈全部数字化、软件处理数字PID，使用灵活，柔性好。数字伺服系统采用了许多新的控制技术和改进伺服性能的措施，使控制精度和品质大大提高。 数控车床的进给传动系统一般均采用进给伺服系统。这也是数控车床区别于普通车床的一个特殊部分。 1.2、伺服系统的分类 数控车床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反
馈环节等组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统。机械传动部件和执行元件组成机械传动系统。检测元件与反馈电路组成检测系统。 进给伺服系统按其控制方式不同可分为开环系统和闭环系统。闭环控制方式通常是具有位置反馈的伺服系统。根据位置检测装置所在位置的不同，闭环系统又分为半闭环系统和全闭环系统。半闭环系统具有将位置检测装置装在丝杠端头和装在电机轴端两种类型。前者把丝杠包括在位置环内，后者则完全置机械传动部件于位置环之外。全闭环系统的位置检测装置安装在工作台上，机械传动部件整个被包括在位置环之内。 开环系统的定位精度比闭环系统低，但它结构简单、工作可靠、造价低廉。由于影响定位精度的机械传动装置的磨损、惯性及间隙的存在，故开环系统的精度和快速性较差。 全闭环系统控制精度高、快速性能好，但由于机械传动部件在控制环内，所以系统的动态性能不仅取决于驱动装置的结构和参数，而且还与机械传动部件的刚度、阻尼特性、惯性、间隙和磨损等因素有很大关系，故必须对机电部件的结构参数进行综合考虑才能满足系统的要求。因此全闭环系统对机床的要求比较高，且造价也较昂贵。闭环系统中采用的位置检测装置有：脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、磁尺、光栅尺和激光干涉仪等。 数控车床的进给伺服系统中常用的驱动装置是伺服电机。伺服电机有直流伺服电机和交流伺服电机之分。交流伺服电机由于具有可靠性高、基本上不需要维护和造价低等特点而被广泛采用。 直流伺服电动机引入了机械换向装置。其成本高，故障多，维护困难，经常因碳刷产生的火花而影响生产，并对其他设备产生电磁干扰。同时机械换向器的换向能力，限制了电动机的容量和速度。电动机的电枢在转子上，使得电动机效率低，散热差。为了改善换向能力，减小电枢的漏感，转子变得短粗，影响了系统的动态性能。 交流伺服已占据了机床进给伺服的主导地位，并随着新技术的发展而不断完善，具体体现在三个方面。一是系统功率驱动装置中的电力电子器件不断向高频化方向发展，智能化功率模块得到普及与应用；二是基于微处理器嵌入式平台技术的成熟，将促进先进控制算法的应用；三是网络化制造模式的推广及现场总线技术的成熟，将使基于网络的伺服控制成为可能。 1.3、主要设计任务参数 车床控制精度：0.01mm（即为脉冲当量）；最大进给速度：V max=5m/min。最大加工直径为D =400mm，工作台及刀架重：110㎏；最大轴，向力=160㎏；导轨静摩擦系数=0.2； max 行程=1280mm；步进电机：110BF003；步距角：0.75°；电机转动惯量：J=1.8×10-2㎏.m2。
摘要:本次设计通过对现有加工中心的分析研究,提出一种新的设计方案,其自动化程度更高,结构也相对比较简单.这一点在论文会得以体现.本方案中,主轴箱采用交流调速电机实现无级变速,在X、Y、Z三个方向上的进给运动均采用滚珠丝杠,而动力则由步进电动机通过调隙齿轮来传递,并且采用单片机进行数字控制. 控制系统采用MCS-51系列单片机,通过扩展程序存储器、数据存储器和I/O 接口实现硬件电路的设计.论文中也对软件系统的设计做出了相关说明. 关键词:交流调速电机滚珠丝杠步进电机单片机系统扩展
Abstract: This design tries a new method after the analyze and research of the exited machining center with the higher automatization degrees and the simpler configuration,which will be explained in the paper. In the method, AC adjustable-speed motor is used for the realization of the level shift in variable speed,and in the motion of, we all adopt ball bearing thread haulm for the X、Y、Z direction,The power of which is step by step electromotor transferred by gear that used for adjusting gaps.And more,we used singlechip for numerical control. The control system introduces MCS-51 series singlechip,and the realization of hardware circuit was accomplished by enlarging program memorizer、data memorizer and I/O meet meatus.Also,the paper explained the design for software system. Keywords: AC adjustable-speed motor、ball bearing thread haulm、the step by step electromotor、the enlarge for SCM system
数控铣工/加工中心操作工【高级】试题库 知识要求试题 一、判断题（对画√，错画×） 1．所有数控机床加工程序的结构均由引导程序、主程序及子程序组成。() 2．数控装置接到执行的指令信号后，即可直接驱动伺服电动机进行工作。() 3．点位控制数控机床除了控制点到点的准确位置外，对其点到点之间的运动轨迹也有一定要求。() 4．数控机床的坐标系规定与普通机床相同，均是由左手笛卡儿坐标系确定。() 5．G00、G02、G03、G04均为模态指令。() 6．ISO标准规定了G代码和M代码从00-99共l00种。() 7．辅助功能指用以指定数控机床中辅助装置的开关动作。() 8．一个尺寸链一定只能有一个封闭环。() 9．数控装置向伺服系统发出的信号为模拟信号。() 10．第一台数控机床是二轴联动的数控车床。() 11．通俗地讲，对刀就是找机床的坐标系零位。() 12．经济型数控机床一般不需要检测反馈装置。() 13.数控机床适合加工多品种、小批量的生产。() 14.数控系统靠模拟量来控制机床各部件工作。() 15.不完全定位与欠定位含义相同。() 16.过定位与欠定位不能同时出现。() 17.精加工铸铁时，可选用金刚石刀具。() 18.被切削材料强度越高，则切削力越大，因而金属切削变形越大。() 19.刀具磨损分为初期磨损、正常磨损和急剧磨损三种形式。() 类硬质合金中含钻量较高的牌号耐磨性好，硬度较高。() 21.铣削用量选择的次序是：铣削速度、每齿进给量、铣削宽度、最后是铣削深度。() 22.所谓节点计算就是指计算逼近直线或圆弧段与非圆曲线的交点或切点。() 23．粗加工时，限制进给量的是切削力，精加工时，限制进给量的是表面粗糙度。() 24．用键槽铣刀和立铣刀加工封闭沟槽时，均需事先钻好落刀孔。() 25．高速钢与硬质合金相比，具有硬度较高，红硬性和耐磨性较好等优点。() 26.指状铣刀是成形铣刀的一种。()
XX大学 毕业设计(论文) 加工中心XY向进给系统结构设计 所在学院 专业 班级 姓名 学号 指导老师 年月日
摘要 磨床可以加工各种表面，如内、外圆柱面和圆锥面、平面、渐开线齿廓面、螺旋面以及各种成形表面。磨床可进行荒加工、粗加工、精加工和超精加工，可以进行各种高硬、超硬材料的加工，还可以刃磨刀具和进行切断等，工艺范围十分广泛。 磨床可以加工各种表面，如内、外圆柱面和圆锥面、平面、渐开线齿廓面、螺旋面以及各种成形表面。磨床的种类很多，按其工作性质可分为：外围磨床、内圆磨床、平面磨床，工具磨床以及一些专用磨床。如螺纹磨床、球面磨床、花键磨床、导轨磨床与无心磨床等。导轨磨床就是一种按照工作性质划分出来的磨床。 本文主要是对导轨磨床进行设计与研究。 关键词：导轨磨床，磨床，磨床设计
Abstract The grinder can process a variety of surfaces, such as inner, outer cylindrical surface and a conical surface, plane, tooth profile of involute spiral surface and various surface, forming surface. The grinder can be hogging machining, rough machining, finish machining and ultra precision machining, can be a variety of high hard, superhard materials processing, can also be grinding tool and cutting process, a very wide range of. The grinder can process a variety of surfaces, such as inner, outer cylindrical surface and a conical surface, plane, tooth profile of involute spiral surface and various surface, forming surface. Grinder of many types, according to the nature of their work can be divided into: external grinder, internal grinder, surface grinder, grinding machine tools and some special grinding machine. Thread grinder, grinding machine, such as spherical spline grinding machine, grinder and centerless grinder. Rail grinding machine is a kind of according to the nature of the work out of the grinder. This paper is mainly about the design and research of guideway grinder. Key Words:Rail grinding machine, grinding machine, grinding machine design
数控铣床G代码与M代码、txt爱,就大声说出来,因为您永远都不会知道,明天与意外,哪个会先来！石头记告诉我们:凡就是真心爱的最后都散了,凡就是混搭的最后都团圆了。您永远瞧不到我最寂寞的时候,因为在瞧不到您的时候就就是我最寂寞的时候！最佳答案代码功能 G代码 代码名称-功能简述 G00------快速定位 G01------直线插补 G02------顺时针方向圆弧插补 G03------逆时针方向圆弧插补 G04------定时暂停 G05------通过中间点圆弧插补 G07------Z 样条曲线插补 G08------进给加速 G09------进给减速 G20------子程序调用 G22------半径尺寸编程方式 G220-----系统操作界面上使用 G23------直径尺寸编程方式 G230-----系统操作界面上使用 G24------子程序结束 G25------跳转加工 G26------循环加工 G30------倍率注销 G31------倍率定义 G32------等螺距螺纹切削,英制 G33------等螺距螺纹切削,公制 G53,G500-设定工件坐标系注销 G54------设定工件坐标系一 G55------设定工件坐标系二 G56------设定工件坐标系三 G57------设定工件坐标系四 G58------设定工件坐标系五 G59------设定工件坐标系六 G60------准确路径方式 G64------连续路径方式 G70------英制尺寸寸 G71------公制尺寸毫米 G74------回参考点(机床零点) G75------返回编程坐标零点 G76------返回编程坐标起始点 G81------外圆固定循环 G331-----螺纹固定循环 G90------绝对尺寸 G91------相对尺寸