數(shù)控機床論文(調(diào)研報告)

1、天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)Tianjin University of Technology and Education調(diào)研報告題 目 數(shù) 控 機 床 調(diào) 研 報 告 專 業(yè) 自動化 班 級 自0904班 姓 名 馮茹 學(xué) 號 01110090411 指導(dǎo)老師 田立國 二一二年六月目錄1.1數(shù)控機床的產(chǎn)生- 22.1 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展-22.2 .數(shù)控機床的發(fā)展趨勢-23.1.數(shù)控機床分類- 23.1.1金屬切削類數(shù)控機床- 23.1.2特種加工類數(shù)控機床- 23.1.3板材加工類數(shù)控機床- 33.1.4點位控制數(shù)控機床- 33.1.5直線控制數(shù)控機床- 34.1.數(shù)控機床常見產(chǎn)品-3 4.1.1.數(shù)控

2、系統(tǒng)-34.1.2.常見產(chǎn)品分析-44.1.3.不同產(chǎn)品及其特點-4結(jié)語：-7 參考文獻-8 11.1數(shù)控機床的產(chǎn)生 根據(jù)國家標準，對機床數(shù)字控制的定義：用數(shù)字控制的裝置（簡稱數(shù)控裝置），在運行過程中，不斷地引入數(shù)字數(shù)據(jù)，從而對某一生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動控制，叫數(shù)字控制，簡稱數(shù)控。 為了滿足多品種，小批量的自動化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活的，通用的，能夠適用產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動化機床。數(shù)控機床就是在這樣的背景下誕生與發(fā)展起來的。它為單件、小批量生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動化的加工手段。2.1 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展 從年第一臺數(shù)控機床問世后，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)先后經(jīng)歷了兩個階段和六代的發(fā)展，其六代是指電子管、晶體管

3、、集成電路、小型計算機、微處理器和基于工控機的通用CNC系統(tǒng)。其中前三代為第一階段，稱作為硬件連接數(shù)控，簡稱系統(tǒng)；后三代為第二階段，乘坐計算機軟件數(shù)控，簡稱系統(tǒng)。2.2 .機床的發(fā)展趨勢 數(shù)控機床總的發(fā)展趨勢是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。 3.1.數(shù)控機床分類 3.1.1金屬切削類數(shù)控機床 與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應(yīng)的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機床等。在普通數(shù)控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機床。加工中心機床進一步提高了普通數(shù)控機床的自動化程度和生產(chǎn)效率。3.1.2特種加工類數(shù)控機床 除了切削加工數(shù)控機床

4、以外，數(shù)控技術(shù)也大量用于數(shù)控電火花線切割機床、數(shù)控電火花成型機床、數(shù)控等離子弧切割機床、數(shù)控火焰切割機床以及數(shù)控激光 2加工機床等。 3.1.3板材加工類數(shù)控機床 常見的應(yīng)用于金屬板材加工的數(shù)控機床有數(shù)控壓力機、數(shù)控剪板機和數(shù)控折彎機等。 近年來，其它機械設(shè)備中也大量采用了數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控多坐標測量機、自動繪圖機及工業(yè)機器人等。 3.1.4點位控制數(shù)控機床 位置的精確定位，在移動和定位過程中不進行任何加工。機床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點的坐標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間的運動無任何聯(lián)系?？梢詭讉€坐標同時向目標點運動，也可以各個坐標單獨依次運動。 這類數(shù)控機床主要有數(shù)控坐標鏜床

5、、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點焊機等。點位控制數(shù)控機床的數(shù)控裝置稱為點位數(shù)控裝置。 3.1.5直線控制數(shù)控機床 直線控制數(shù)控機床可控制刀具或工作臺以適當(dāng)?shù)倪M給速度，沿著平行于坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)變化。 直線控制的簡易數(shù)控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。直線控制的數(shù)控銑床，有三個坐標軸，可用于平面的銑削加工?，F(xiàn)代組合機床采用數(shù)控進給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機床。 4.1.數(shù)控機床常見產(chǎn)品4.1.1數(shù)控系統(tǒng)A.進口數(shù)控系統(tǒng)： 3 全國范圍來說，主要以FANUC 0i系列和SIEMENS 80

6、2系列為主；東南地區(qū)（在臺資企業(yè)）三菱也有不少應(yīng)用；在西北的重型機床企業(yè)內(nèi)，還可以看見法國NUM和西班牙Fagor；在寧夏銀川，有中國唯一的日本MAZAK生產(chǎn)基地B.國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)： 基本沒有能覆蓋全國市場的數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品，相對比較有影響的是北京凱恩蒂、成都廣泰（鉆床、銑床、加工中心上的數(shù)控系統(tǒng)賣得好，主要在于其剛性攻絲效果主軸采用國產(chǎn)的CTB伺服主軸接近FANUC 0i Mate MC）；其他數(shù)控系統(tǒng)商還有，深圳海德盟（原來的固高），臺灣寶元三菱技術(shù)，華南和浙江的臺資企業(yè)；臺灣新代，三菱技術(shù)，華南和浙江的臺資企業(yè)；南京華興，經(jīng)濟型車床的數(shù)控系統(tǒng)。4.1.2.常見產(chǎn)品分析國內(nèi)常見的變頻器品牌主要有

7、：臺達、歐瑞(原惠豐)、森蘭、德瑞斯、英威騰、匯川等進口品牌：西門子（天津有廠家）、三棱等4.1.3.不同產(chǎn)品及其特點:1.臺達變頻器 變頻器特點的介紹：（1）.體積小，屬于迷你型產(chǎn)品，占用控制柜空間較小;（2）.的改善，特別是在低速轉(zhuǎn)矩上滿足機床主軸的需求，5HZ時起動轉(zhuǎn)矩能夠達到150%以上;控制方式為正弦波SPWM(提供無速度反饋矢量控制)，控制性能較以前的VF控制方式有很大性能上（3）.載波頻率范圍0-15KHz，減小電機的電磁噪音;（4).提供標準的0-10V模擬量接口(輸入阻抗47Kohm，輸出阻抗250Kohm)，能夠與大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)接口兼容，通用性強;(5).過負載能力強，15

8、0%以上額定輸出電流超過一分鐘;(6).提供多功能的輸出端子信號，例如零速信號，運轉(zhuǎn)中信號，速度到達信4號，故障指示，滿足系統(tǒng)對于主軸速度狀態(tài)的監(jiān)控;（7).自動轉(zhuǎn)矩補償，滿足機床主軸在低速情況下的加工需求;(8）.提供三組異常紀錄，供維修人員從側(cè)面了解機床主軸實際的運行狀況;2. 歐瑞變頻器歐瑞變頻器產(chǎn)品特點： 歐瑞F1000-G。F1000系列變頻器應(yīng)用先進的空間電壓矢量PWM控制技術(shù)、矢量控制技術(shù)，采用高性能的功率模塊和先進的變頻器制造工藝，是普傳公司設(shè)計制造的新一代高品質(zhì)、多功能變頻器。無論是簡單的變頻控制還是復(fù)雜的高性能伺服應(yīng)用，在PI系列都能找到合適的解決方案。 額定容量范圍 :0

9、.4400kW 電壓等級 :2201140V 輸出頻率： G/P型：0.00800.0Hz；H型：0.002000.0Hz 采用DSP（數(shù)字信號處理器）為核心的控制單元，實現(xiàn)高速高性能控制。 集V/F控制、V/FPG控制、矢量控制PG三種控制功能于一體。 三種空間電壓矢量波形產(chǎn)生方式。 死區(qū)補償功能，實現(xiàn)低頻率大輸出轉(zhuǎn)矩。 自動轉(zhuǎn)差補償。 十種頻率設(shè)定方式，模擬端子可以接受010V、020mA之內(nèi)的自定義范圍信號。 可實現(xiàn)最多七段速度和八段加速度控制。 六路可編程輸出控制端子。 內(nèi)置PID功能，可實現(xiàn)高性能閉環(huán)速度控制 可支持010V，15V，020mA，420mA反饋信號 PID調(diào)節(jié)的直流電

10、流制動。 轉(zhuǎn)速追蹤啟動與斷電再恢復(fù)運行功能。 強大的通訊功能，支持標準的Rs485與Can Bus，同時提供遠控鍵盤功能。 人性化顯示菜單，中文液晶顯示，配以LED顯示，同時顯示3個狀態(tài)參數(shù)。 特有的逆變模塊（IGBT）溫升監(jiān)控功能，風(fēng)扇調(diào)節(jié)可控，適時降低電機噪音 5 高效的故障查詢與記錄功能，方便排除故障。 參數(shù)保護功能。 獨特的設(shè)計，使變頻器對電源的污染降到最低。 在三相交流永磁同步電動機控制中表現(xiàn)同樣出色。 3.森藍變頻器森蘭變頻器SB80產(chǎn)品特點1).A、B型內(nèi)置直流電抗器，功率因素0.94，電源輸入諧波小，并能有效抑制浪涌電壓，延長內(nèi)部電路元件的壽命； 2).通過公共直流母線可實現(xiàn)逆

11、變回饋功能； 3).15kW以下內(nèi)置動態(tài)制動單元； 采用世界超高性能的32位150MIPS的電機控制專用DSP和森蘭自主開發(fā)的實時嵌入式操作系統(tǒng)軟件； 4) .采用精確磁通觀測器的轉(zhuǎn)子磁場定向有速度傳感器和無速度傳感器矢量控制算法； 5) .全功能可靠保護和故障自診斷； 森蘭變頻器SB80系列應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于造紙、紡織、印刷機械、鋼帶、膠片、涂裝設(shè)備等調(diào)速范圍大、精度高、需要張力控制的過程控制領(lǐng)域；電梯、起重機、提升機、停車設(shè)備或立體車庫等需要高速運轉(zhuǎn)、高起動轉(zhuǎn)矩和位置控制的提升控制領(lǐng)域；工程機械、拉絲機、擠壓機、傳輸設(shè)備等需要高速運轉(zhuǎn)、高起動轉(zhuǎn)矩和位置控制的機器控制領(lǐng)域。 4.匯川變頻器匯

12、川變頻器的特點:1).模塊化設(shè)計2).普通型變頻器插上供水控制卡即可實現(xiàn)恒壓供水的諸多控制功能。3).矢量控制算法匯川變頻器采用真正的電流矢量控制算法，對于電機來說，主要有以下幾個明顯6的優(yōu)勢所在：低頻轉(zhuǎn)矩特性優(yōu)良：0.5Hz/150%（開環(huán)），0.05Hz/180%（閉環(huán)）調(diào)速范圍加寬：1：100（開環(huán)），1：1000（閉環(huán)）穩(wěn)速精度提高轉(zhuǎn)矩控制精度提高5KW以上標準配置直流電抗器有效提高輸入側(cè)的功率因數(shù)提高變頻器整機效率和熱穩(wěn)定性有效地消除輸入假冒的高次諧波對變頻器的影響，減小對外傳導(dǎo)和輻射干擾4).寬電壓范圍設(shè)計5).輸入電壓在-15% +20%的范圍內(nèi)可以正常運行6).安全自檢功能7)

13、.提供了變頻器上電時檢測電機是否有對地短路的安全自檢功能，有效地保護設(shè)備的安全使用8).完善的保護功能9).可編程MF.K鍵,可以實現(xiàn)鍵盤命令與遠程式操作切換5.西門子變頻器西門子變頻器特點： 結(jié)構(gòu)緊湊、內(nèi)部配置靈活 、安裝簡便（與安裝接觸器類似） 、調(diào)試（快速和并不復(fù)雜 |新型多功能變速驅(qū)動裝置）、運行中的多種應(yīng)用功能、SINAMICS以系統(tǒng)為基礎(chǔ)的創(chuàng)新設(shè)計SINAMICS G110 變頻器的技術(shù)數(shù)據(jù)電源電壓和額定輸出功率1AC，200-240V±10%;0.12-3kW；運行溫度-10°C至40 °C；控制方式 線性 V/f控制特性 (帶有可編程的電壓提升功能); 平方V/f控制特性; 多點(可編程)V/f控制特性輸入3個數(shù)字輸入; 可采用模擬輸入控制方式或RS485串行通訊接口(USS協(xié)議) 控制方式：輸出1個帶光電隔離的輸出；7 結(jié)語： 各種不同的變頻器具不同特點，在選取時按照不同的工作場所