機床數(shù)控系統(tǒng)反求課程設(shè)計報告.doc

機床數(shù)控系統(tǒng)反求課程設(shè)計報告-作者：-日期：東華理工大學(xué)長江學(xué)院課程設(shè)計報告課程設(shè)計題目： 專業(yè)課程設(shè)計性實驗4-機制方向 機床數(shù)控系統(tǒng)反求學(xué)生姓名專 業(yè)：班 級：指導(dǎo)教師： 2011年 5 月 18 日實驗說明本次實驗是對數(shù)控機床進行拆裝分析，鍛煉學(xué)生各方面的能力，使學(xué)生各個知識體系得到鞏固、加強和融合，基本流程如下： 一、結(jié)合數(shù)控機床實物及相關(guān)資料完成以下內(nèi)容：1、了解數(shù)控機床的種類、結(jié)構(gòu)、功能及主要性能指標(biāo)；了解數(shù)控機床的組成、結(jié)構(gòu)與拆裝過程；理解掌握數(shù)控機床的電氣控制、機械結(jié)構(gòu)和數(shù)控系統(tǒng)原理。2、按不同的需求，從不同的角度拆卸機床，理解掌握機床的電氣控制線路，掌握各種電路元氣件。3、觀察機床機械結(jié)構(gòu)，并與普通機床作對比，比較各種零部件的差別；對進給驅(qū)動和主軸驅(qū)動進行觀察分析，理解原理。4、觀察分析數(shù)控裝置各種接口及連接，繪制計算機數(shù)控系統(tǒng)組成框圖。學(xué)生應(yīng)上交紙質(zhì)圖、電子圖、實驗報告。各能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)最終都必須通過指導(dǎo)教師的答辯，指導(dǎo)教師要及時了解學(xué)生情況，力爭使學(xué)生在各環(huán)節(jié)都得到鍛煉，有所收獲。成績評定由能力考查、圖紙、實驗報告組成，比例4：4：2.一 數(shù)控機床工作原理 按照零件加工的技術(shù)要求和工藝要求，編寫零件的加工程序，然后將加工程序輸入到數(shù)控裝置，通過數(shù)控裝置控制機床的主軸運動、進給運動、更換刀具，以及工件的夾緊與松開，冷卻、潤滑泵的開與關(guān)，使刀具、工件和其它輔助裝置嚴(yán)格按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)進行工作，從而加工出符合圖紙要求的零件。 二. 數(shù)控機床結(jié)構(gòu) 數(shù)控機床主要由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機床本體四個部分組成。 1）控制介質(zhì) 控制介質(zhì)以指令的形式記載各種加工信息，如零件加工的工藝過程、工藝參數(shù)和刀具運動等，將這些信息輸入到數(shù)控裝置，控制數(shù)控機床對零件切削加工。 2）數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心，其功能是接受輸入的加工信息，經(jīng)過數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件和邏輯電路進行譯碼、運算和邏輯處理，向伺服系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的脈沖，并通過伺服系統(tǒng)控制機床運動部件按加工程序指令運動。 3）伺服驅(qū)動系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)由伺服電機和伺服驅(qū)動裝置組成，通常所說數(shù)控系統(tǒng)是指數(shù)控裝置與伺服系統(tǒng)的集成，因此說伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行系統(tǒng)。數(shù)控裝置發(fā)出的速度和位移指令控制執(zhí)行部件按進給速度和進給方向位移。每個進給運動的執(zhí)行部件都配備一套伺服系統(tǒng)，有的伺服系統(tǒng)還有位置測量裝置，直接或間接測量執(zhí)行部件的實際位移量，并反饋給數(shù)控裝置，對加工的誤差進行補償。 4）機床本體 數(shù)控機床的本體與普通機床基本類似，不同之處是數(shù)控機床結(jié)構(gòu)簡單、剛性好，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠代替普通機床的絲杠和齒條傳動，主軸變速系統(tǒng)簡化了齒輪箱，普遍采用變頻調(diào)速和伺服控制三 主要功能及性能指標(biāo)數(shù)控軸數(shù) 3軸聯(lián)動軸數(shù) 3軸最小設(shè)定單位直線0.001mm旋轉(zhuǎn)角度0.001度編程尺寸范圍-99999.999mm到99999.999mm直線插補，圓弧插補。手動攻絲，自動，圓弧，單段，點動，回參考點增量倍率進給修調(diào)PLC常用電器元件空氣開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)，按鈕，接觸器，熱繼電器時間繼電器等電器控制線路星-三角降壓啟動控制電路主軸傳動HB-XZK7532數(shù)控鉆銑床工作臺左右運動為X坐標(biāo)，前后運動為Y坐標(biāo)，均由GK6062-6AF31交流永磁伺服電動機通過同步齒形帶、帶輪、滾珠絲杠和螺母實現(xiàn)；主軸箱上下運動為Z坐標(biāo)，其運動由GK6063-6AF31帶抱閘的交流永磁伺服電動機通過同步齒形帶、帶輪、滾珠絲杠和螺母實現(xiàn)。機床主軸旋轉(zhuǎn)運動則由YPNC-50-5.5-A主軸電動機經(jīng)同步帶及帶輪傳至主軸。主軸電動機為變頻調(diào)速三相異步電動機，由數(shù)控系統(tǒng)控制變頻器的輸出頻率實現(xiàn)主軸無級調(diào)速。換刀裝置當(dāng)有手動或自動刀具松開指令時，PLC將輸出有效信號，直流控制線路中的直流24V繼電器線圈通電，最終將使刀具松/緊電磁閥通電，刀具松開，此時可手動將刀具拔下。延時一段時間后，PLC將輸出有效信號，直流控制線路中的直流再經(jīng)一段時間延時，PLC輸出撤消信號，主軸吹氣電磁閥斷電，此時可將加工所需刀具放入主軸錐孔。然后機床CNC裝置控制PLC輸出撤消信號，使刀具松/緊電磁閥斷電，刀具重新夾緊而完成裝刀過程。 V繼電器線圈通電，導(dǎo)致主軸吹氣電磁閥通電，清除主軸錐孔內(nèi)灰塵。四 計算機數(shù)控系統(tǒng)組成框圖 NC操作面板 電源回路 控制回路 驅(qū)動單元 步進電機 PLC輸出（1） PLC輸出（2）PLC輸出圖 HC5102連接圖 面板布線圖五 PLC面板按鈕功能說明電源鑰匙開關(guān)合上開關(guān)后，必須用鑰匙打開此開關(guān)數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動此電源，電機電源才能接通，急停開關(guān)機床操作過程中，出現(xiàn)急停情況時，按下此按鈕，進給主軸運行立即停止，CNC便進入停止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)某個程序出現(xiàn)超程時，要退出超程狀態(tài)時，必須松開急停按鈕，一直按壓此開關(guān)，然后沒在手動方式下，按下該軸的點動按鈕，向相反的方向退出超程狀態(tài)。循環(huán)啟動在自動加工方式下，選擇“程序選擇”主菜單鍵用光標(biāo)選擇，CR確認(rèn)從該內(nèi)存調(diào)入還是從磁盤調(diào)入加工程序，方式選擇開關(guān)置于自動方式位置，按下循環(huán)啟動按鈕自動加工開始，按鈕指示燈亮。進給保持 在自動運行過程中，“進給保持”鍵按下，機床運動軸減速停止，暫停執(zhí)行程序，刀具主軸電機停止運動，如按下“循環(huán)啟動”鍵系統(tǒng)繼續(xù)運行，暫停期間按鈕內(nèi)信號燈亮。單段按鈕當(dāng)“程序單段”鍵按下，表明程序單段有效，自動運行將逐段運行即運行一段后停止，循環(huán)啟動后，執(zhí)行一段又停止。當(dāng)撤銷“程序單段”程序單段無效。主軸正轉(zhuǎn) 在手動方式 下，按下此按鈕，主電機正轉(zhuǎn)，主軸正轉(zhuǎn)燈亮主軸反轉(zhuǎn)在手動方式下，按下此按鈕，主電機反轉(zhuǎn)，主軸反轉(zhuǎn)燈亮主軸停在手動方式下，按下此按鈕，主軸停，主軸停燈亮。機床鎖住 在自動運行開始時，將“機床鎖住”鍵按下，在循環(huán)啟動，坐標(biāo)位置信息變化，但機床不動，這個功能用于校驗程序。Z軸鎖住按鈕在自動運行開始時，將“Z軸鎖住按鈕”鍵按下，在循環(huán)啟動，Z軸坐標(biāo)信號變化，但Z軸不運動。MST鎖住按鈕 按下MST“鎖住按鈕”按鈕后所有M，S，T指令無效。+X點動按鈕在手動或增量進給方式下，按下此按鈕，X軸將產(chǎn)生正向移動，手動時按壓本按鈕產(chǎn)生連續(xù)移動，松開即減速停止，增量進給時，按壓此開關(guān)并放開一次，產(chǎn)生增量進給一次，其位移量等于X軸最小設(shè)定單位乘以增量倍率數(shù)。-X軸點動按鈕功能同+X軸點動按鈕，區(qū)別在于對X產(chǎn)生負(fù)向移動+Y軸點動按鈕功能同+X軸點動按鈕，區(qū)別在于對Y軸產(chǎn)生正向移動-Y軸點動按鈕功能同+Y軸點動按鈕，區(qū)別在于對Y軸產(chǎn)生負(fù)向移動+Z軸點動按鈕 功能同+X軸點動按鈕，區(qū)別在于對Z產(chǎn)生正向移動-Z軸點動按鈕 功能同+X軸點動按鈕，區(qū)別在于對Z產(chǎn)生負(fù)向移動快速移動按鈕 在手動方式下，若同時按快移和某個軸點動按鈕，則產(chǎn)生該軸的正向或負(fù)向快移運動。本開關(guān)可選擇機床自動，單段，手動，增量，回參考點，手動攻絲六種方式，自動方式設(shè)定X5，X10，X30，X50，X80，X100，X140，X160，8個位置。以上設(shè)定的F指令，進給時，可在5%-160%的范圍內(nèi)修調(diào)進給速率。資料來源：zxk7532機床說明書機床機械結(jié)構(gòu)圖六 設(shè)計心得 通過這次設(shè)計是我了解到PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和其工作原理及其內(nèi)部線路的結(jié)構(gòu)，在這次設(shè)計中使我學(xué)會了solidworks的簡單操作，以及設(shè)計的一些基本方法。在拆裝機床的整個過程中了解到了ZXK7532機床的整體構(gòu)造以及其工作原理，每一個細(xì)節(jié)都是至關(guān)重要的，不能忽視。更重要的是學(xué)會了動手能力，理論與實踐結(jié)合提高了己的綜合能力，更好的適應(yīng)未來社會