數(shù)控槍鉆機(jī)床總體及鉆削系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

PAGEPAGE數(shù)控槍鉆機(jī)床-總體及鉆削系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要數(shù)控槍鉆技術(shù)廣泛應(yīng)用于國(guó)防工業(yè)、石油采掘、航空航天、機(jī)床、汽車等行業(yè)。但鉆削加工固有難題是：排屑難，導(dǎo)熱性差，刀具振動(dòng)、易折斷等。因此高效、高精度的鉆削加工機(jī)床是國(guó)內(nèi)外機(jī)床廠爭(zhēng)相研究的方向之一。如大連機(jī)床集團(tuán)生產(chǎn)的主油道孔、連桿孔、缸體斜油道孔等鉆削加工機(jī)床，將鉆削鈷削與數(shù)控技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來形成高精度、高效率的鉆削加工機(jī)床，成為國(guó)內(nèi)鉆削加工技術(shù)的排頭兵。本文主要針對(duì)加工，設(shè)計(jì)一種經(jīng)濟(jì)型專用數(shù)控槍鉆加工機(jī)床。將鉆削加工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)結(jié)合，形成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，柔性好，換型方便的實(shí)用型專用機(jī)床。論文論述了機(jī)床機(jī)械與電氣方案的確定，重點(diǎn)探討了提高鉆削鉆削穩(wěn)定性的方法及刀具的選用。另外針對(duì)各種不同形式的數(shù)控系統(tǒng)，選擇了相對(duì)比PLC控制方式效率更髙，比標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控系統(tǒng)價(jià)格更便宜的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)一德國(guó)的丁公司的IADRAMAT系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一種緊湊型、模塊化二/四軸交流伺服數(shù)控系統(tǒng)，可直接驅(qū)動(dòng)DKC完成伺服電機(jī)的精確定位運(yùn)行。同時(shí)本文還介紹了伺服電機(jī)的選擇，機(jī)床電氣的硬件電路的設(shè)計(jì)、電器元件的選擇。文中重點(diǎn)介紹了該機(jī)床的設(shè)計(jì)思路，通過對(duì)機(jī)械系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選用，為孔的加工做出了有重要實(shí)際意義的探索。關(guān)鍵詞：鉆削加工；槍鉆機(jī)床；經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)CNCgundrillmachine-overallanddrillingsystemdesignABSTRACTCNCgundrilltechnologyiswidelyappliedinnationaldefenseindustry,oilextraction,aerospace,machinetools,automotiveindustries.Butdrillinginherentproblemis:scrapsdischargedifficult,thermalconductivityispoor,toolvibration,easybroken,etc.Thereforeefficiency,highprecisiondrillingmachineisdomesticandinternationalresearchdirectionofthemachinetoolplantscramble.Suchasdalianmachinegroupproductionmainoiltaohole,connectingholes,cylinderinclinedoildrillingholeandtaodrillingmachine,cuttingandnumericalcontrol(nc)technologycobaltorganiccombineforminghighprecision,highefficiencyofdrillingmachine,becomedomesticdrillingtechnologyplatoonguide.Thisarticlemainlyaimsatprocessing,designacost-effectivespecialncprocessmachinegundrill.Willdrillingtechnologyandeconomicalncsystemcombinedtoform,simpleinstructure,convenientHuanXingflexible,practicalspecialmachine.Thispaperdiscussesthemechanicalandelectricalmachine,theschemedeterminationofmainlydiscusseshowtoimprovethestabilityofdrillingdrillingmethodsandtoolstochoose.InadditiontovariouskindsofdifferentformsofCNCsystem,choserelativelythanthePLCcontrolwaymorethanstandard,highefficiencyofCNCsystemcheaperpricesofeconomicalncsystem-aGermanbutylcompanyIADRAMATsystem.Thissystemisacompac.Thispapermainlyintroducesthemachinedesign,throughtothemechanicalsystemandelectriccontrolsystem,thedesignandselectionforholeprocessingmadeanimportantpracticalsignificancetoexploreKEYWORDSThedeepholeprocessing;Gundrillmachinetools;EconomicalncsystemTOC\h\z\t"標(biāo)題1,1,標(biāo)題2,2,樣式標(biāo)題2+,2"13330第1章緒論 -5-279411總體方案的確定 -8-190601.1機(jī)械裝置主要部件方案的確定： -9-18861.2電氣系統(tǒng)主要部件方案的確定： -9-181281.21控制裝置方案 -9-20111.2.2執(zhí)行裝置方案 -10-247751.3機(jī)械系統(tǒng)主要部件的硏究與實(shí)現(xiàn) -11-295131.4機(jī)床主軸 -11-203822.1進(jìn)給滑臺(tái) -12-317442.1.1槍鉆滑臺(tái)的特點(diǎn) -12-317212.1.2伺服電機(jī)的選擇 -14-208513刀具設(shè)計(jì) -16-255253.1深孔鉆削穩(wěn)定性的研究 -16-318043.2鉆頭與導(dǎo)向套間隙的影響 -17-278913.3鉆尖高度對(duì)振動(dòng)的影響 -18-131474硬件電路設(shè)計(jì) -19-404.1主回路的設(shè)計(jì) -20-155264.2主軸變速的硬件設(shè)計(jì) -21-219344.2.1機(jī)床變速方案選擇 -21-147154.2.2機(jī)床變速硬件線路設(shè)計(jì) -22-292064.3數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)的連接 -23-26055軟件設(shè)計(jì) -25-292805.1CLM數(shù)控系統(tǒng)的簡(jiǎn)介 -25-1485結(jié)束語 -27-第1章緒論槍鉆機(jī)床是一種鉆削加工機(jī)床，最初是應(yīng)用于兵器制造業(yè)，因此得名槍鉆。隨著科技的不斷發(fā)展和鉆削加工系統(tǒng)制造商的不懈努力，鉆削加工已經(jīng)成為一種方便高效的加工方式，并被廣泛應(yīng)用。如:汽車工業(yè)、航天工業(yè)、結(jié)構(gòu)建筑工業(yè)、醫(yī)療器材工業(yè)、模具、刀具、治具工業(yè)及油壓、空壓工業(yè)等領(lǐng)域。鉆削加工的發(fā)展經(jīng)歷了從傳統(tǒng)的麻花鉆到高速鋼槍鉆到硬質(zhì)合金槍鉆，20世紀(jì)90年代研制的單管內(nèi)排屑噴吸鉆、數(shù)控機(jī)床用鉆頭等。鉆削麻花鉆由于其無需專用設(shè)備、成本低、非常適用于非回轉(zhuǎn)體零件的加工，國(guó)內(nèi)外己研究出多種類型的加工?20以下孔徑麻花鉆，如美國(guó)的^節(jié)&^公司的拋物線槽型鉆頭、德國(guó)(^昭公司的01系列鉆頭、英國(guó)Bendix公司的蝸桿形鉆頭、德國(guó)Guhring公司的GT槽型鉆頭、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的鉆削麻花鉆及西安石油大學(xué)的四棱帶鉆削麻花鉆等，加工直徑最小可以達(dá)到?6—?14mm但是，當(dāng)深度超過排屑槽長(zhǎng)度時(shí)麻花鉆鉆頭需要多次從孔中退出進(jìn)行潤(rùn)滑和排屑，另外，麻花鉆的抗扭矩性能有限，進(jìn)給速度低，而且加工孔可能出現(xiàn)螺旋形溝槽，使麻花鉆的應(yīng)用范圍受到限制。槍鉆：因其自身的特點(diǎn)適用于加工小孔徑零件，而且一次走刀就可以加工出高精度、低表面粗糙度的鉆削，并可取代現(xiàn)行的鉆、擴(kuò)、鉸工藝。近幾年出現(xiàn)的新型槍鉆較多，結(jié)構(gòu)變化也大，其中突出的有雙刃槍鉆、斷屑槍鉆、振動(dòng)槍鉆、speedbit槍鉆及銷式槍鉆，鉆孔直徑?1.9mm—?50mm或更大的孔徑，加工深度可達(dá)4m左右，孔加工誤差一般0.013mm以內(nèi)，特別是用于加工直徑?2-?40mm，長(zhǎng)徑比小于125的超深通孔或盲孔，是其他孔加工刀具所不能勝任的。Doublefeeder鉆屬于內(nèi)排屑鉆削鉆，由于雙抽吸作用，最小加工直徑可達(dá)到?6mm，在鉆孔深度上，采取逐漸加長(zhǎng)鉆桿和適當(dāng)加長(zhǎng)導(dǎo)向塊的辦法，可以加工長(zhǎng)徑比為300以上的鉆削，但是當(dāng)鉆頭小于?8mm時(shí)，制造成本高于槍鉆。單管內(nèi)排屑噴吸鉆克服了槍鉆結(jié)構(gòu)不合理、力學(xué)性能差、制造困難等缺點(diǎn)它的結(jié)構(gòu)工藝性完善，性能優(yōu)越，易于國(guó)產(chǎn)化。廣西工學(xué)院研制出一種用于數(shù)控機(jī)床的高效鉆削鉆，解決了在數(shù)控機(jī)床上加工小直徑鉆削的問題，這種鉆削鉆的前角為0—20，后角為120，頂角為120，排屑槽呈120沖型。在加工合金結(jié)構(gòu)鋼小直徑鉆削時(shí)效果較好。槍鉆機(jī)床在機(jī)床結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)的鉆鏜類組合機(jī)床有很大的不同，具有自己的特圖槍鉆機(jī)床外形？點(diǎn)：例如獨(dú)特的刀具〔槍鉆）結(jié)構(gòu)及其切削時(shí)獨(dú)特的受力形式、獨(dú)特的排屑方式、對(duì)機(jī)床和切削液的特殊要求等。槍鉆機(jī)床加工鉆削的深度一般可以做到槍鉆直徑的100倍左右，圖槍鉆機(jī)床外形？80年代后期由于數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)，槍鉆逐漸開始在深孔鉆床上得到應(yīng)用，特別是90年以后這種先進(jìn)技術(shù)得到推廣。如70年代一80年代進(jìn)入我國(guó)的美國(guó)的ELDORADO公司的MEGA50，德國(guó)TBT丁公司的T30-3-250，NAGEL公司的B4-H30-C/L，日本神崎高級(jí)精工制作所的DEG型等深孔鉆床都是采用繼電器控制的。繼電器控制的機(jī)床通用性較差，硬件電路復(fù)雜。且我國(guó)的數(shù)控槍鉆機(jī)床研究大多數(shù)集中在機(jī)械結(jié)構(gòu)及刀具上，對(duì)控制部分鮮有報(bào)道。特別是經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控槍鉆機(jī)床。現(xiàn)在數(shù)控槍鉆機(jī)床基本上可以分三大類：普通型單座標(biāo)深孔鉆床、專用型深孔鉆床、多座標(biāo)數(shù)控深孔鉆床。1、普通型單座標(biāo)深孔鉆床。它主要是為軸類零件上鉆削深孔，其形式有單面單主軸、單面雙主軸、單面三主軸、四主軸、六主軸的結(jié)構(gòu)。其中為了加工與工件軸心線同心但不同孔徑或不同心但平行的兩端深孔加工，又有雙面單主軸深孔鉆床等。2、專用型深孔鉆床。近些年來為了加工某些零件上的相互交叉或任意角度、或與加工零件中心線成一定角度的斜孔，垂直孔或平行孔等需要，各個(gè)國(guó)家而專門開發(fā)研制多種專用深孔鉆床。例如專門為了加工曲軸上的油孔，連桿上的斜油孔，平行孔和飼料機(jī)械上料模的多個(gè)徑向出料孔等。3、多座標(biāo)數(shù)控深孔鉆床。隨著家電市場(chǎng)銷售量增大，塑料制品增長(zhǎng)速度加快，塑料模具制造業(yè)蓬勃發(fā)展，深孔鉆床為了滿足模具上的水孔、射銷孔等孔系的深孔加工。由過去的單一座標(biāo)軸的深孔鉆床加工發(fā)展到需要加工座標(biāo)孔系的多孔加工而開發(fā)多的座標(biāo)數(shù)控深孔鉆床近些年來發(fā)展很快。以上的各類槍鉆機(jī)床，大多數(shù)采用典型數(shù)控系統(tǒng)控制，特別是多座標(biāo)機(jī)床。對(duì)經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控槍鉆機(jī)床介紹的較少。根據(jù)市場(chǎng)的需求，在吸取國(guó)外同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，針對(duì)于我國(guó)的國(guó)情，研究一種性價(jià)比高的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控槍鉆機(jī)床是非常有實(shí)際的意義。有力地促進(jìn)了槍鉆技術(shù)在我國(guó)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。在深入研究國(guó)內(nèi)外數(shù)控槍鉆機(jī)床的基礎(chǔ)上，比較各種機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)和不足，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有的狀況和特點(diǎn)，提出一種適合我國(guó)的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控槍鉆機(jī)床。本文主要的內(nèi)容有：闡明課題的來源及背景，說明研究的目標(biāo)，意義與價(jià)值。針對(duì)實(shí)際工作，制定電氣控制方案。包括數(shù)控系統(tǒng)的選擇，伺服驅(qū)動(dòng)的選擇及應(yīng)用1總體方案的確定本機(jī)床要完成的任務(wù)是缸體后端面主油道孔的加工，缸體前端面惰輪軸孔等的加工，內(nèi)容詳見加工示意圖。左頭加右頭加工示意圖見圖1.1。左頭汽缸主油道孔細(xì)而長(zhǎng)，加工成通孔，表面粗糙度要求較高，位置精度不高，孔的深徑比在40以上，在加工過程中，槍鉆機(jī)床鉆頭的切削時(shí)獨(dú)特的受力形式，排屑方法，對(duì)機(jī)床的切削液的特殊要求等具有自己獨(dú)特的特點(diǎn)，針對(duì)于此，要使槍鉆這種加工工藝能得以實(shí)現(xiàn)，有三個(gè)必要條件：第一要有合格的槍鉆刀具，第二要有符合槍鉆特殊要求的機(jī)床，第三要有符合槍鉆加工的特殊要求的切削液。同時(shí)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求有所側(cè)重：一、經(jīng)濟(jì)效益要求，既把提高研究成果的性價(jià)比作為工作的基本出發(fā)點(diǎn)：二、加工精度要求，通過精度分析，使系統(tǒng)既能達(dá)到精度指標(biāo)要求，又符合經(jīng)濟(jì)性要求。因此機(jī)床的總體設(shè)計(jì)思想如下：1.1機(jī)械裝置主要部件方案的確定：1、機(jī)床總占地面積約為4000mmX5000mm，為雙面臥式槍鉆機(jī)床。2、主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路：雙面雙主軸，主軸傳動(dòng)為定比傳動(dòng)，采用普通電機(jī)，由主軸電機(jī)通過齒形皮帶帶動(dòng)主減速裝置來驅(qū)動(dòng)主軸，另外主軸電機(jī)通過改變輸入頻率而改變轉(zhuǎn)速。3、刀具的選用思路：因主油道孔的長(zhǎng)度超過800mm，選用適合超深孔加工的槍鉆，外排屑，高壓冷卻，由槍鉆加工的特點(diǎn)，機(jī)床對(duì)主軸的振動(dòng)要求較高。4、滑臺(tái)的設(shè)計(jì)要求：要求重復(fù)定位精度可達(dá)到+0.005，進(jìn)給直線精度為0.015/10000mm可實(shí)現(xiàn)不同深度孔的加工。保證滑臺(tái)有足夠的進(jìn)給力，根據(jù)不同的產(chǎn)品的加工深度及切入點(diǎn)不同，可很方便的修改程序，調(diào)整切削參數(shù)。要求設(shè)有軟極限限位，確保在硬極限開關(guān)無效時(shí)起保護(hù)作用。進(jìn)給過程中，如有異?，F(xiàn)象，能夠及時(shí)停車。1.2電氣系統(tǒng)主要部件方案的確定：1.21控制裝置方案數(shù)控系統(tǒng)一般有下列三種形式：一是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床：經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床是指采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床。這種機(jī)床一般精度較低、價(jià)格便宜、功能簡(jiǎn)單，適用于自動(dòng)化程度不高的場(chǎng)合。二是全功能型數(shù)控機(jī)床，全功能型數(shù)控機(jī)床的功能齊全、價(jià)格較貴。它適用于加工復(fù)雜零件。三是精密型數(shù)控機(jī)床，精密型數(shù)控機(jī)床采用閉環(huán)控制，它不僅具有全功能型數(shù)控機(jī)床的全部功能，而且機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快。它適用于精密和超精密加工。在方案的選擇上主要考慮以下幾個(gè)方面:(1)由于主油道孔加工精度不高，功能較簡(jiǎn)單，所以采取精心的簡(jiǎn)約結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，一方面能發(fā)揮最佳性能，另一方面功能又很簡(jiǎn)潔，為許多生產(chǎn)廠家所接受，也是我們?cè)O(shè)計(jì)的主導(dǎo)思想。(2)本機(jī)床需要兩個(gè)動(dòng)力頭，要求系統(tǒng)能較容易的完成。(3)多軸控制編程語言相對(duì)簡(jiǎn)單，操作容易接受。（4）要求有較高的自動(dòng)化程度和可靠性。綜上所述如果采用單片機(jī)的方法，開發(fā)工作量較大，生產(chǎn)周期不夠，如果采用PLC機(jī)，因需控制2個(gè)軸，而且需要變速和變行程控制，軟件設(shè)計(jì)較繁瑣，性價(jià)比不高，如采用典型數(shù)控系統(tǒng)，價(jià)格較貴，而且功能沒有得到充分的發(fā)揮。從價(jià)格、生產(chǎn)周期、可靠性、售后服務(wù)等各個(gè)方面考慮采用德國(guó)INDRAMAT公司的經(jīng)濟(jì)型CLM數(shù)控系統(tǒng)。力士樂位置控制器CLM是一種緊湊型、模塊化二/四軸數(shù)控系統(tǒng)，直接驅(qū)動(dòng)力士樂伺服驅(qū)動(dòng)器完成交流伺服電機(jī)的精確定位運(yùn)行。位控系統(tǒng)又分為半閉環(huán)和閉環(huán)控制：采用直流或交流伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件，可以采用內(nèi)裝於電機(jī)內(nèi)的脈沖編碼器，旋轉(zhuǎn)變壓器作為位置力速度檢測(cè)器件來構(gòu)成半閉環(huán)位置控制系統(tǒng)，也可以采用直接安裝在工作臺(tái)的光柵或感應(yīng)同步器作為位置檢測(cè)器件，來構(gòu)成高精度的全閉環(huán)位置控制系統(tǒng)。由于螺距誤差的存在，使得從半閉環(huán)系統(tǒng)位置檢測(cè)器反饋的絲杠旋轉(zhuǎn)角度變化量，還不能精確地反映進(jìn)給軸的直線運(yùn)動(dòng)位置。但是，經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)對(duì)螺距誤差的補(bǔ)償後，它們也能達(dá)到相當(dāng)高的位置控制精度。與全閉環(huán)系統(tǒng)相比，它們的價(jià)格較低，安裝在電機(jī)內(nèi)部的位置反饋器件的密封性好，工作更加穩(wěn)定可靠，幾乎無需維修，所以廣泛地應(yīng)用于各種類型的數(shù)控機(jī)床。1.2.2執(zhí)行裝置方案在電機(jī)驅(qū)動(dòng)方面，執(zhí)行元器件目前主要有交流伺服、直流伺服以及步進(jìn)電機(jī)幾種。其中，步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械角位移的執(zhí)行器。它接受一個(gè)脈沖，即轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。由于它的調(diào)速范圍不高，一般用于開環(huán)系統(tǒng)中。直流伺服電機(jī)調(diào)速簡(jiǎn)單，造價(jià)相對(duì)較高。隨著半導(dǎo)體元件的發(fā)展交流伺服電機(jī)的調(diào)速變得越來越容易，而且造價(jià)低。其主要優(yōu)點(diǎn)有：(1)無電刷和換向器，因此工作可靠，對(duì)維護(hù)和保養(yǎng)要求低。(2)定子繞組散熱比較方便。(3)慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。(4)適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。(5)同功率下有較小的體積和重量?；诜治鲅芯?，根據(jù)機(jī)械的要求任意改變行程與進(jìn)給速度，可適應(yīng)產(chǎn)品換形的需要,釆用半閉環(huán)交流伺服電機(jī)控制方案。檢測(cè)裝置與電機(jī)同軸安裝。其優(yōu)點(diǎn)是:（1）交流伺服電機(jī)的穩(wěn)定性較高。（2）半閉環(huán)系統(tǒng)可以滿足精度要求，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。（3）成本相對(duì)合理?；跀?shù)控裝置的選擇，與之相配套我們選擇的交流伺服電機(jī)。1.3機(jī)械系統(tǒng)主要部件的硏究與實(shí)現(xiàn)本機(jī)床為雙面臥式槍鉆機(jī)床，因機(jī)床采用半閉環(huán)結(jié)構(gòu)，所以機(jī)械系統(tǒng)是機(jī)床基礎(chǔ)框架，其性能的優(yōu)劣對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的品質(zhì)影響重大，將直接影響到機(jī)床的加工精度。本章主要針對(duì)機(jī)床主軸、進(jìn)給滑臺(tái)、刀具等主要部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖1-2機(jī)床總布局圖1.4機(jī)床主軸除了一般機(jī)床主軸的常規(guī)要求外，左頭由于槍鉆加工時(shí)刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給在5微米以內(nèi)，因此槍鉆主軸對(duì)其軸向竄動(dòng)要求嚴(yán)格，一般應(yīng)控制在3微米以內(nèi)。過大的軸向竄動(dòng)將使刀具切削量很不均勻而使機(jī)床不能正常工作。另外槍鉆主軸轉(zhuǎn)速一般都比較高，本臺(tái)機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速為1500r/min左右。主軸系統(tǒng)不應(yīng)有明顯的震動(dòng)，主傳動(dòng)一般采用齒形皮帶，傳動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)而且噪聲小，主軸的振動(dòng)將影響到刀具的使用壽命，對(duì)主軸的徑向跳動(dòng)一般不做特殊要求。由于槍鉆切削時(shí)切削力比較小因此對(duì)主軸的剛性的要求明顯低于其他機(jī)床，根據(jù)這些要求槍鉆主軸一般直徑較細(xì)，主軸軸承一般采用向心推力球軸承。另外，為了不斷適應(yīng)生產(chǎn)的需要，在加工中經(jīng)常遇到產(chǎn)品換型的問題，主油道孔的尺寸由?16到?20不等，缸體的材料也由HT250到QT320不同，甚至有時(shí)加工鋁合金缸體，因此要求刀具的線速度不同，大約在60-100m/min，由下列公式3-1可得主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)為：955-1990r/min，主軸轉(zhuǎn)速的調(diào)整比較經(jīng)濟(jì)的有兩種方法：機(jī)械齒輪箱調(diào)整，電機(jī)加變頻器，前者造價(jià)低，簡(jiǎn)單、但速比固定，后者造價(jià)高些，但速比的改變可以任意改變，適應(yīng)產(chǎn)品換型能力強(qiáng)，因此為了槍鉆主軸的無極變速功能，采用變頻器與交流異步電機(jī)的組合進(jìn)行調(diào)速。另外右頭只是一般的锪孔與鉆孔，但為了適應(yīng)產(chǎn)品換型的需要，右頭主軸與左頭的主軸采用相同的交流電機(jī)與變頻器組合的方式來進(jìn)行變速。切削速度n*3.14*D2.1進(jìn)給滑臺(tái)2.1.1槍鉆滑臺(tái)的特點(diǎn)1、滑臺(tái)的分類與選擇:一般根據(jù)不同的加工精度要求設(shè)置三種滑臺(tái)液壓滑臺(tái)，用于切削量大，加工精度要求較低的組加工工序中.機(jī)械滑臺(tái)，用于切削量中等，具有一定加工精度要求的半精加工工序中.(3)數(shù)控滑臺(tái)，用于切削量小，加工精度要求很高的精加工工序中槍鉆對(duì)進(jìn)給滑臺(tái)的要求是運(yùn)行平穩(wěn)絕對(duì)不允許爬行。這和主軸不允許竄動(dòng)是同一道理，因此一般不使用液壓滑臺(tái)，考慮到實(shí)際應(yīng)用中滑臺(tái)的進(jìn)給量需要調(diào)整，因此滑臺(tái)常帶有調(diào)速功能，槍鉆滑臺(tái)一般寬度規(guī)格較小但行程較長(zhǎng)，這是槍鉆滑臺(tái)的一個(gè)特點(diǎn)【10】。綜合以上特點(diǎn)，在這里選用數(shù)控滑臺(tái)。右頭進(jìn)給滑臺(tái)考慮到適應(yīng)產(chǎn)品換型的需要，也選用數(shù)控滑臺(tái)。2、數(shù)控滑臺(tái)的位置控制的實(shí)現(xiàn):由于機(jī)床為多軸系統(tǒng)，對(duì)驅(qū)動(dòng)多軸的位8控制裝置來說采用PLC會(huì)使結(jié)構(gòu)太過復(fù)雜，而典型數(shù)控系統(tǒng)又價(jià)格昂貴，所以選用善于驅(qū)動(dòng)多軸的CLM位控裝置是經(jīng)濟(jì)且控制精度較高，大連機(jī)床集團(tuán)成立的發(fā)動(dòng)機(jī)加工線的專機(jī)上，多采用此種位控系統(tǒng)。該位置控制裝置單元(位控模塊）是實(shí)現(xiàn)數(shù)控滑臺(tái)工作循環(huán)的主要環(huán)節(jié)。對(duì)象馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置該模塊根據(jù)CLM程序的控制命令輸出相應(yīng)的脈沖串到步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。(2)控制軸數(shù)和控制內(nèi)容該模塊為單軸控制單元。設(shè)置各種數(shù)據(jù)(參數(shù)數(shù)據(jù)，速度數(shù)據(jù)，位置數(shù)據(jù)），可實(shí)現(xiàn)對(duì)速度和位置的控制。(3)手動(dòng)運(yùn)行由CLM發(fā)出命令，可以進(jìn)行高速JOG，低速JOG，微動(dòng)3種手動(dòng)運(yùn)行方式。(4)位控模塊的數(shù)據(jù)傳送存儲(chǔ)在CLM中DM區(qū)域和其它內(nèi)部繼電器區(qū)域中的位置動(dòng)作和速度的數(shù)據(jù)，能由CLM根據(jù)數(shù)據(jù)傳送指令，很快傳送到該位控模塊。這樣PC能夠?qū)崿F(xiàn)超過位控模塊本身控制能力(位置控制點(diǎn)20，速度控制點(diǎn)15的位置功能。3數(shù)控滑臺(tái)位置控制原理槍鉆組合機(jī)床的位置控制是由CLM 內(nèi)部程度控制的位控模塊輸出脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)通過伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制數(shù)控滑臺(tái)上的伺服電機(jī)，使數(shù)控滑臺(tái)按照數(shù)據(jù)區(qū)給定的位置數(shù)據(jù)和速度數(shù)據(jù)進(jìn)行工作循環(huán)。DM數(shù)據(jù)區(qū)的位置數(shù)據(jù)和速度數(shù)據(jù)是根據(jù)機(jī)床機(jī)械設(shè)計(jì)者提供的滑臺(tái)進(jìn)給距離、進(jìn)給速度、絲杠螺距以及減速齒輪比等實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算出來的位置精度=P(mm/r)X?s/360XM[mm/脈沖]，由于普通組合機(jī)床的精度都在1um以下，因此，我們將數(shù)控滑臺(tái)的位置精度設(shè)置為1um或更高，便于計(jì)算脈沖頻率和脈沖數(shù)。同時(shí)，也提高了整個(gè)機(jī)床的加工精度。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了半閉環(huán)控制方式控制伺服電機(jī)，它是把旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)出的脈沖數(shù)反饋到伺服系統(tǒng)的誤差計(jì)數(shù)器中去與位控模塊輸出的脈沖數(shù)進(jìn)行比較，產(chǎn)生的偏差由位控模塊進(jìn)行補(bǔ)償，這種控制方式能夠使數(shù)控滑臺(tái)的運(yùn)行更可靠，位置控制更準(zhǔn)確。導(dǎo)軌：由于滑動(dòng)導(dǎo)軌材料的動(dòng)靜摩擦系數(shù)差別較大，啟動(dòng)阻力較大，易產(chǎn)生爬行，且導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求加工精度高。-故機(jī)床采用外購(gòu)的直線滾珠導(dǎo)軌副，它克服了滑動(dòng)導(dǎo)軌的缺點(diǎn)?？梢酝ㄟ^預(yù)加負(fù)載來提高承載能力及傳動(dòng)剛度，同時(shí)大大簡(jiǎn)化了機(jī)床導(dǎo)軌部分的設(shè)計(jì)，制造和裝配過程。2.1.2伺服電機(jī)的選擇該槍鉆組合機(jī)床采用德國(guó)INDRAMAT的CLM半閉環(huán)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)選用了CLM可編程控制器，CLM位置控制模塊，INDRAMAT了的交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及常規(guī)的交流接觸器等進(jìn)行控制。20世紀(jì)80年代以來，隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了突出的發(fā)展，各國(guó)著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動(dòng)機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新。交流伺服系統(tǒng)已成為當(dāng)代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。90年代以后，世界各國(guó)已經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)。交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置在傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。力士樂INDRAMAT的交流伺服在世界組合機(jī)床行業(yè)中以它的高效、可靠、柔性、安裝方便、便于工廠自動(dòng)化而得到廣泛應(yīng)用。在我廠自制的柴油機(jī)生產(chǎn)線設(shè)備中，其中有九臺(tái)組合機(jī)床選用了這套伺服系統(tǒng)。永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)同直流伺服電動(dòng)機(jī)比較，主要優(yōu)點(diǎn)有:無電刷和換向器，因此工作可靠，對(duì)維護(hù)和保養(yǎng)要求低。.定子繞組散熱比較方便。慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。適應(yīng)于髙速大力矩工作狀態(tài)。同功率下有較小的體積和重量。交流伺服電機(jī)的工作原理是伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度〔線數(shù)）?，F(xiàn)在常采用功率變化率POWERRATE這一綜合指標(biāo)作為伺服電動(dòng)機(jī)的品質(zhì)因數(shù)，衡量對(duì)比各種交直流伺服電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。功率變化率表示電動(dòng)機(jī)連續(xù)〔額定）力矩和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之比。一般來說，選用的電機(jī)組件應(yīng)符合以下幾個(gè)方面的要求：一是電機(jī)輸出功率應(yīng)滿足進(jìn)給所需的最大功率；二是電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩；三是轉(zhuǎn)速要符合快速進(jìn)給的速度要求；四是電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相匹配，通常情況下應(yīng)滿足下式關(guān)系：MMOTOR（電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩）≥MEFF(負(fù)載轉(zhuǎn)矩)圖2-1機(jī)床參數(shù)表3刀具設(shè)計(jì)深孔加工是指深徑比〈即孔深L與孔徑d之比)大于5?10的孔加工。普通的深孔(L/d<5?20)可采用加長(zhǎng)或接長(zhǎng)麻花鉆進(jìn)行加工，對(duì)于特深孔(L/d>20?100〗則必須在專用設(shè)備、專用深孔加工機(jī)床上用深孔刀具進(jìn)行加工。在深孔加工時(shí)，孔為半封閉，其固有難題是：斷屑、排屑難，導(dǎo)熱性差，冷卻潤(rùn)滑不易，還會(huì)出現(xiàn)刀具剛性差、易抖動(dòng)、震動(dòng)、變形、折斷等情況。深孔鉆削穩(wěn)定性的問題上，由其需要注意。3.1深孔鉆削穩(wěn)定性的研究深孔鉆削在機(jī)械加工中占有重要的地位，但由于有一些技術(shù)問題尚未解決，至今仍是金屬切削加工的難題。在深孔加工中，常常發(fā)生鉆頭刀齒突然崩斷，即鉆頭破損，其結(jié)果是工件孔表面損傷，鉆桿扭彎、斷裂，甚至機(jī)床被損壞。破損是深孔鉆最主要的損壞形式，其破損耐用度主要取決于刀刃受沖擊的次數(shù)和力度，即深孔鉆削穩(wěn)定性，特別是入鉆和出鉆的穩(wěn)定性。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)80%的鉆頭早期破損都發(fā)生在入鉆或出鉆時(shí)。因此，深孔鉆削穩(wěn)定性將直接影響鉆頭耐用度和鉆孔質(zhì)量。那么是什么在影響深孔鉆的穩(wěn)定性呢？影響深孔鉆削穩(wěn)定性的因素：影響鉆削穩(wěn)定性的因素很多，總的說是由切削力變化而產(chǎn)生的。因此，這里主要以切削力變化，導(dǎo)向套與鉆頭間隙、鉆尖高度和導(dǎo)向塊布置方面加以論證。1、鉆削過程中切削力變化的影響切削扭矩變化如圖3-1所示，可分為五個(gè)階段。在導(dǎo)向套引導(dǎo)下，各切削刃依次切入工件，切削扭矩迅速增大。這時(shí)，切削合力使鉆頭上導(dǎo)向塊緊貼導(dǎo)向套孔壁，起導(dǎo)向作用，見圖3-1中的OA八段。鉆頭所有刀齒切入工件后，切削扭矩達(dá)到最大。由于導(dǎo)向塊端部與鉆頭外刃刀尖之間的軸向位置之差，導(dǎo)向塊仍然停留在導(dǎo)向套內(nèi)，這時(shí)扭矩不會(huì)發(fā)生明顯變化，見圖3-1中的AB段。導(dǎo)向塊進(jìn)入工件后，與孔壁發(fā)生摩擦、擠壓。這時(shí)扭矩會(huì)突然增大，隨著導(dǎo)向塊全部進(jìn)入，鉆頭定心作用加強(qiáng)，鉆削趨于平穩(wěn)，扭矩逐漸地減小，見圖3-1中的BC段。鉆頭在已加工表面上穩(wěn)定導(dǎo)向，切削扭矩沒有明顯的波動(dòng)，進(jìn)入穩(wěn)定鉆削階段，見圖3-1中的CD段工件快被鉆透時(shí)，中心處發(fā)生塑性變形，鉆頭中心齒及部分中間齒不起切削作用，只有外齒和部分中間齒在切除殘余部分，此時(shí)能量瞬時(shí)釋放，切削扭矩一下趨于零。見圖3-1中的DE段。由此可知，鉆頭的入鉆使切削扭矩驟然產(chǎn)生，鉆頭的出鉆使切削扭矩驟然消失，其變化幅度很大，足以影響工件加工質(zhì)量和鉆頭耐用度，是鉆削穩(wěn)定性的主要影響因素。圖3-1深孔鉆削過程中的扭矩變化3.2鉆頭與導(dǎo)向套間隙的影響讀為了正確引導(dǎo)鉆頭入鉆，通常采用在工件上采用導(dǎo)向套或加工出導(dǎo)孔的方法，前者入鉆誤差由鉆頭與導(dǎo)向套之間的間隙造成，并隨軸向力的增大而加大。導(dǎo)向套與鉆頭間隙對(duì)入鉆誤差的影響如圖3-2所示。鉆削開始，徑向力將鉆頭導(dǎo)向塊壓向?qū)蛱卓妆冢捎谟虚g隙，鉆頭中心相對(duì)工件回轉(zhuǎn)中心發(fā)生偏移(見圖3-2a)，這時(shí)鉆出的孔徑小于鉆頭直徑。當(dāng)導(dǎo)向塊開始進(jìn)入己加工孔時(shí)，在直徑略小的孔壁作用下，將外刃向外擠，使鉆頭中心相對(duì)工件回轉(zhuǎn)中心向相反方向偏移(見圖3-21b)，使孔徑擴(kuò)大，這一過程與圖3-1中的BC段相對(duì)應(yīng)。此時(shí)鉆頭突然發(fā)生抖動(dòng)，容易發(fā)生破損。隨著導(dǎo)向塊逐漸進(jìn)入，定心作用加強(qiáng)，加工孔徑也趨于穩(wěn)定(見圖3-2c)。這樣在工件入口處產(chǎn)生一個(gè)喇叭口，大端尺寸約等于導(dǎo)向套的內(nèi)徑，長(zhǎng)度約等于導(dǎo)向塊長(zhǎng)度。由此可見，導(dǎo)向套與鉆頭的間隙也是鉆削穩(wěn)定性的主要影響因素之一軸向力將會(huì)加大入鉆時(shí)的誤差，影響鉆削穩(wěn)定性。在入鉆時(shí)，軸向力從零增加到最大，放大系數(shù)也不斷增加，鉆桿撓度轉(zhuǎn)角亦不斷地被放大，當(dāng)切削刃全部切入時(shí)，轉(zhuǎn)角達(dá)到最大。由于鉆頭與導(dǎo)向塊之間有間隙，鉆頭相對(duì)于工件端面發(fā)生傾斜，這就相當(dāng)于在斜面上鉆孔(見圖3-2d)，入鉆發(fā)生偏斜，鉆頭與鉆桿繞著工件回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生周期振動(dòng)，容易使鉆頭破損，使工件表面產(chǎn)生螺旋溝槽，并隨著鉆孔深度的增加而加大。圖3-2導(dǎo)向套與鉆頭間隙的影響3.3鉆尖高度對(duì)振動(dòng)的影響鉆尖高度是指鉆頭的鉆尖點(diǎn)到導(dǎo)向塊前端的軸向距離，見圖3-3中的h。鉆尖高度越大，入鉆和出鉆的時(shí)間就越長(zhǎng)，不穩(wěn)定鉆削時(shí)間也越長(zhǎng)。由于位于鉆尖的中心齒切削速度較低，切削力大，擠壓摩擦嚴(yán)重，卷屑、斷屑困難，定心、導(dǎo)向較差。入鉆時(shí)，鉆尖單薄，容易斷齒或崩刃。出鉆吋鉆尖首先鉆穿工件，失去孔底的反錐尖定心（見圖3-4）鉆削力突然失去平衡，鉆頭晃動(dòng)加劇，非常容易崩刃(特別是外齒》因此鉆尖的高低直接影響鉆削穩(wěn)定性、鉆頭耐用度和鉆孔精度。圖3-3尖齒內(nèi)折線刃深孔鉆圖3-4孔底的形狀圖3-4計(jì)算溫度子程序圖3-5刷新溫度子程序4硬件電路設(shè)計(jì)此機(jī)床是加工孔，機(jī)械的動(dòng)作如4-1圖所示圖4-1機(jī)床動(dòng)作循環(huán)圖整個(gè)機(jī)床的對(duì)各控制對(duì)象進(jìn)行控制的具體方法是：第一，輸送帶的動(dòng)作，通過各電磁閥控制液壓缸的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)輸送帶的送料，慢進(jìn)，退回，和慢退以及夾具的松開與夾緊的動(dòng)作；第二，動(dòng)力頭的加工通過數(shù)控裝置來控制其行程，快進(jìn)，工進(jìn)，以及快退的行程；第三，主軸轉(zhuǎn)速由電機(jī)與變頻器組成完成無極變速及任位停止；第四：通過電磁鐵來控制孔檢，以及油泵和潤(rùn)滑的啟動(dòng)和停止等。4.1主回路的設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)的電源由三相電源引入開關(guān)引入。電動(dòng)機(jī)線路中由空氣開關(guān)完成短路，過載的雙重保護(hù)。其電氣原理圖為圖4-2、4-3：圖4-2主回電路原理圖4-3機(jī)床電氣原理圖4.2主軸變速的硬件設(shè)計(jì)4.2.1機(jī)床變速方案選擇機(jī)床常用的幾種變速方法：通過齒輪變速的方法：通過雙速電機(jī)變速通過電磁離合器變速以上三種無法實(shí)現(xiàn)無極變速，下面兩種方法可以實(shí)現(xiàn)無極變速。伺服電機(jī)+驅(qū)動(dòng)器的方法變頻器十交流電機(jī)此臺(tái)機(jī)床主軸要求變速，但不需要定位。所以如果采用上述第四種方法價(jià)格高，而且功能沒有完全使用。所以本臺(tái)機(jī)床采用第五種方法。4.2.2機(jī)床變速硬件線路設(shè)計(jì)變頻器是交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制電源，它與傳統(tǒng)的恒速交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，具有節(jié)約電能、自動(dòng)化及提高生產(chǎn)力、高頻度起停及正反轉(zhuǎn)切換、大容量、高轉(zhuǎn)速及高電壓運(yùn)行，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)和快速制動(dòng)、防爆，環(huán)境適應(yīng)廣、維修省力、體積小和造價(jià)低等特點(diǎn)。機(jī)床控制原理如圖4-4所示，接線圖如圖4-5所示。圖4-4機(jī)床控制原理圖4-5變頻器的接線電路4.3數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)的連接伺服控制單元是數(shù)控系統(tǒng)中與機(jī)械直接相關(guān)聯(lián)的部件，它們的性能與機(jī)床的切削速度和位置精度關(guān)系很大，其價(jià)格也占數(shù)控系統(tǒng)的很大部分。相對(duì)來說，伺服部件的故障率也較高，約占電氣故障的70%以上，所以選配伺服控制單元十分重要。伺服故障除了與伺服控制單元的可靠性有關(guān)外，還與機(jī)床的使用環(huán)境、機(jī)械狀況和切削條件密切相關(guān)。例如環(huán)境溫度過高，易引起器件過熱而損壞；防護(hù)不嚴(yán)可能引起電機(jī)進(jìn)水，造成短路；導(dǎo)軌和絲杠潤(rùn)滑不好或切削負(fù)荷過重會(huì)引起電機(jī)過流。機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)卡死更會(huì)引起功率器件的損壞，雖然伺服控制單元本身有一定的過載保護(hù)能力，但是故障情況嚴(yán)重或者多次發(fā)生時(shí)，仍然會(huì)使器件損壞。有些數(shù)控系統(tǒng)具有主軸和進(jìn)給軸的實(shí)時(shí)負(fù)載顯示功能，頁面上不僅可以顯示軸運(yùn)動(dòng)的實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)，而且還同時(shí)顯示各軸的實(shí)時(shí)負(fù)載百分比，用戶可以利用這些信息，釆取措施來防止事故的發(fā)生。為了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，數(shù)控裝置和驅(qū)動(dòng)器的連接采用屏蔽電纜。如圖4-6所示。圖4-6數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)連接圖較為全面地介紹了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的硬件設(shè)計(jì)內(nèi)容、方法與步驟，其中分別介紹了主電路的設(shè)計(jì)；變頻器電路，及驅(qū)動(dòng)器控制線路的設(shè)計(jì)及各電氣元件的選用。5軟件設(shè)計(jì)機(jī)床所采用的電控系統(tǒng)主要由控制裝置和執(zhí)行裝置所組成控制系統(tǒng)配置。左、右兩頭分別由一個(gè)電源模塊，兩個(gè)伺服模塊，加一個(gè)CLM位控模塊組成。1#、2#伺服模塊控制滑臺(tái)進(jìn)給，電源模塊由CLM本身自帶，一切給定信號(hào)統(tǒng)一由CLM發(fā)出。5.1CLM數(shù)控系統(tǒng)的簡(jiǎn)介當(dāng)前機(jī)床電控技術(shù)發(fā)展迅速，日本、德國(guó)等各大公司已先后推出了各種位控系統(tǒng)。INDRAMAT公司針對(duì)組合機(jī)床的控制要求，研制開發(fā)出了一系列產(chǎn)品，其中包括：CLM位控模塊、TDM伺服驅(qū)動(dòng)模塊、TDA、KDA主軸驅(qū)動(dòng)模塊及KDV電源模塊等。此外還有做單軸位控的、集各種功能為一體的、使用靈活方便的KDS模塊。根據(jù)需要用這些模塊可靈活配置成各種系統(tǒng)。位控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，最多可同時(shí)運(yùn)療4個(gè)軸，此外還有許多附加功能，可方便匹配一個(gè)PLC：增大控制容量。CLM智能CNC：控制器能同INDRAMAT的不維修快速響應(yīng)交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置組合，組成一個(gè)強(qiáng)有力的高效控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。CLM由于提高了工廠的能源利用率和機(jī)床進(jìn)給力，因而生產(chǎn)率也得到很大提高；同時(shí)，由于增加了精確的位置、速度和加速度的控制，產(chǎn)品質(zhì)量也得到了進(jìn)一步的改善。在系統(tǒng)工作過程中，各種測(cè)量傳感器連續(xù)監(jiān)控，使工廠的安全生產(chǎn)得到了保證。CLM是模塊式的，以微處理器為基礎(chǔ)的定位控制。力士樂位置控制器CLM是一種緊湊型、模塊化二7四軸數(shù)控系統(tǒng)，直接驅(qū)動(dòng)力士樂DKC伺服驅(qū)動(dòng)器完成交流伺服電機(jī)的精確定位運(yùn)行，CLM外形如圖5-1所示。力士樂INDRAMAT的交流伺服及主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在世界組合機(jī)床行業(yè)中以它的髙效、可靠、柔性、安裝方便、便于工廠自動(dòng)化而得到廣泛應(yīng)用。在我廠自制的柴油機(jī)生產(chǎn)線設(shè)備中，其中有九臺(tái)組合機(jī)床選用了這套系統(tǒng)。CLM具有以下特點(diǎn)：I/O點(diǎn)方面，標(biāo)準(zhǔn)的CLM控制系統(tǒng)有32個(gè)輸入點(diǎn)和32個(gè)輸出點(diǎn)。帶擴(kuò)展的I/O的CLM系統(tǒng)增加到72個(gè)輸入點(diǎn)和64個(gè)輸出點(diǎn)。最先的16個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)是已定義好的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)，稱為"系統(tǒng)I/O"；其它的56個(gè)輸入點(diǎn)和48個(gè)輸出點(diǎn)是"輔助"輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)，可以由用戶自定義。值得注意的是，己經(jīng)在系統(tǒng)參數(shù)中指定的輸入和輸出在用戶程序中不能再定義，用戶只能對(duì)在系統(tǒng)參數(shù)中巳指定的輸入和輸出進(jìn)行監(jiān)視。在CLM內(nèi)部程序執(zhí)行的輸入和輸出是不能由用戶程序改變的，當(dāng)CLM的電源合上時(shí)，它根據(jù)內(nèi)部程序?qū)⒛承┹敵鲈O(shè)定為默認(rèn)狀態(tài)，只有當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)CLM才轉(zhuǎn)換所有的輸出為“0”圖5-1CLM位置控制模塊以上是對(duì)軟件系統(tǒng)和對(duì)機(jī)床軟件系統(tǒng)的介紹。由于本專業(yè)沒過多設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，所以在此忽略。結(jié)束語(1)本論文針對(duì)大深徑比的發(fā)動(dòng)機(jī)主油道孔（?78x810）的加工問題，提出了一種具有較高精度，較大柔性和較低價(jià)格的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控槍鉆機(jī)床設(shè)計(jì)方案。按該方案設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品己經(jīng)投入運(yùn)行使用，并通過了用戶單位的鑒定，得到了認(rèn)可。(2)根據(jù)槍鉆機(jī)床的要求，制定了機(jī)械總體方案：主軸傳動(dòng)為定比傳動(dòng)，采用普通電機(jī)，由主軸電機(jī)通過齒形皮帶帶動(dòng)主減速裝置來驅(qū)動(dòng)主軸，另外主軸電機(jī)采用變頻調(diào)速電機(jī)，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的鉆孔速度要求。(3)制定了電氣的總體方案：根據(jù)主油道孔加工精度要求和機(jī)床功能要求，采取簡(jiǎn)約結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)型機(jī)床CLM數(shù)控方案，使系統(tǒng)能夠進(jìn)行速度，位置控制，主軸能夠調(diào)速。CLM半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)編程語言類似于單片機(jī)語言，價(jià)格是典型機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的—半，自動(dòng)化程度及可靠性都較高，結(jié)構(gòu)緊湊，最多可同時(shí)運(yùn)行4個(gè)軸，能滿足上述需求。(4)對(duì)機(jī)床機(jī)械及電氣的主要部件及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，詳細(xì)分析了各元器件的功能。機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制選擇了交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案。(5)分析了機(jī)床的動(dòng)作流程，完成了相關(guān)的控制軟件編程設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)在諸多方面還有待進(jìn)一步研究和完善，主要體現(xiàn)在以下幾方面：(1)在系統(tǒng)的故障診斷方面還有待研究。(2)在控制盒上應(yīng)加一些故障指示燈，以便于操作者使用。致謝通過在大學(xué)的三年學(xué)習(xí)，終于快要完成了我的專科學(xué)業(yè)。在這個(gè)既緊張興奮、又有些戀戀不舍的時(shí)候，回想這三年來，在鄭科院多位老師的教育和幫助下，使我學(xué)到了更多以前不曾了解的知識(shí)，對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)和應(yīng)用有了更深一步地認(rèn)識(shí)，使我更明確了現(xiàn)代社會(huì)，現(xiàn)代化、數(shù)字化中，計(jì)算機(jī)不可替代的作用。尤其是通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，更使我三年來的學(xué)習(xí)得到了綜合的鍛煉，和提高。所以在我快要畢業(yè)的時(shí)候，我要對(duì)鄭科院，以及在這三年來在我學(xué)習(xí)和生活上給了我巨大幫助的各位老師，真誠(chéng)地說聲謝謝，謝謝你們對(duì)我這三年的教導(dǎo)和幫助，你們辛苦了。我還要特別感謝的是我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，沈老師不辭辛苦，對(duì)我悉心教導(dǎo)，耐心的解答每一個(gè)問題，使我順利地完成了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，為此，我對(duì)沈華剛老師表示深深的謝意！同時(shí)再一次感謝教過的所有老師。同時(shí)，更應(yīng)該感謝始終在背后支持我的父母，沒有他們的教育幫助，我想不會(huì)有現(xiàn)在的我。最后，感謝我的母校，感謝她對(duì)我年三來對(duì)我的培養(yǎng)和教導(dǎo)

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附錄基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)