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買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供,優(yōu)質(zhì)質(zhì)量,答辯無(wú)憂 摘 要 數(shù)控機(jī)床作為機(jī)電液氣一體化的典型產(chǎn)品,能解決機(jī)械制造中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密、批量、零件多變的問題,加工質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)效率較高。 購(gòu)買新的數(shù)控機(jī)床是提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率的重要途徑 ,但是成本高,許多企業(yè)在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn),這嚴(yán)重阻礙企業(yè)設(shè)備更新的步伐。為此把普通機(jī)床數(shù)控化改造,不失為一條投資少、提升產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率的捷徑,提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,在我國(guó)成為制造強(qiáng)國(guó)的進(jìn)程中,占有一席之地。本文的主要內(nèi)容有: 1對(duì)普通車床數(shù)控化改造經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)詳細(xì)論證,確定普通車床數(shù)控化改造方案; 2對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的滾珠絲杠型號(hào)選擇與 裝配設(shè)計(jì),支承方式的設(shè)計(jì)與軸承型號(hào)選擇,步進(jìn)電機(jī)選擇等進(jìn)行了詳細(xì)研究; 3對(duì)常用進(jìn)口數(shù)控裝置系統(tǒng)和國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝置系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)比較,根據(jù)所改造的性能和精度指標(biāo)來(lái)選配數(shù)控裝置系統(tǒng)和自動(dòng)刀架型號(hào),提出選擇方法; 細(xì)研究了在主軸上安裝脈沖發(fā)生器的選型,脈沖發(fā)生器直接與主軸間連接方法,并形成了相應(yīng)的技術(shù)圖; 掉原有進(jìn)給箱等,對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)的進(jìn)行大修,滑板貼塑與鏟刮調(diào)試,對(duì)機(jī)床相關(guān)部件和參數(shù)進(jìn)行測(cè)繪、測(cè)量; 7給出普通車床數(shù)控化改造的安裝、 調(diào)試方法。 關(guān)鍵詞: 普通車床、數(shù)控、改造 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供,優(yōu)質(zhì)質(zhì)量,答辯無(wú)憂 s a of a as in is an to it to it s is a it So it in to a 1. of is in is to s 2. s of is 3. C up a C to of 4. In to of a we a 5. on or or of 6. 7 of of s C)、 文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供,優(yōu)質(zhì)質(zhì)量,答辯無(wú)憂 目 錄 摘 要 . I . 錄 . 1 章 緒 論 . 6 題研究 的意義 . 6 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)和研究方向 . 6 高速度、高精度化 . 7 功能化 . 8 能化 . 9 控系統(tǒng)小型化 . 10 控編程自動(dòng)化 . 10 高的可靠性 . 10 課題研究的參數(shù)要求 . 11 第 2 章 總體設(shè)計(jì)方案 . 12 控車床的總體任務(wù) . 12 動(dòng)系統(tǒng)方案確定 . 12 服系統(tǒng)的選擇 . 12 動(dòng)方式的選擇 . 12 控系統(tǒng)電路原理圖設(shè)計(jì) . 13 控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) . 13 控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) . 14 第 3 章 縱向進(jìn)給伺服進(jìn)給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 15 定脈沖當(dāng)量 . 15 削力的計(jì)算 . 15 珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型 . 16 度的選擇 . 16 杠導(dǎo)程的確定 . 16 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供,優(yōu)質(zhì)質(zhì)量,答辯無(wú)憂 大工作載荷的計(jì)算 . 17 大動(dòng)載荷的計(jì)算 . 17 珠絲杠螺母副的選型 . 18 珠絲杠副的支承方式 . 18 動(dòng)效率的計(jì)算 . 18 度的驗(yàn)算 . 19 定性校核 . 20 界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)證 . 20 齒輪傳動(dòng)的計(jì)算 . 21 進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇 . 21 軌的特點(diǎn) . 24 軌的設(shè)計(jì) . 25 第 4 章 橫向進(jìn)給伺服進(jìn)給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 28 削力的計(jì)算 . 28 珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型 . 28 大工作載荷的計(jì)算 . 28 大動(dòng)載荷的計(jì)算 . 28 珠絲杠螺母副的選型 . 29 珠絲杠副的支承方式 . 29 動(dòng)效率的計(jì)算 . 29 度的驗(yàn)算 . 29 定性校核 . 30 界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)證 . 30 給伺服系統(tǒng)傳動(dòng)計(jì)算 . 31 定傳動(dòng)比 . 31 輪參數(shù)的計(jì)算 . 31 . 31 動(dòng)慣量的計(jì)算 . 31 機(jī)力矩的計(jì)算 . 33 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供,優(yōu)質(zhì)質(zhì)量,答辯無(wú)憂 進(jìn)電機(jī)的選擇 . 35 第 5 章 單片機(jī)控制應(yīng)用系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) . 36 件電路設(shè)計(jì) . 36 控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) . 36 控系統(tǒng)硬件電路的功能 . 36 于各線路元件之間線路連接 . 37 . 38 參考文獻(xiàn) . 42 致 謝 . 43 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供,優(yōu)質(zhì)質(zhì)量,答辯無(wú)憂 第 1 章 緒 論 題研究的意義 機(jī)床是裝備制造業(yè)的工作母機(jī),是實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)和裝備現(xiàn)代化的基石。數(shù)控機(jī)床是一種高效率、高精度,能保證加工質(zhì)量,解決工藝難題,而且又有一定柔性的生產(chǎn)設(shè)備。自五十年代末世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床在美國(guó)研制成功的半個(gè)多世紀(jì)以來(lái),數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革,由專用封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在美國(guó)、日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家,他們的機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè),正處在黃金時(shí)代,由于技術(shù)的不斷進(jìn)步,機(jī)床改造是個(gè)永恒的課題。在國(guó)內(nèi),機(jī)床的數(shù)控化改造是發(fā)展我國(guó) 數(shù)控設(shè)備的一個(gè)重要方面。 車床是金屬切削加工最常用的一類機(jī)床,它能夠加工內(nèi)外圓柱面、圓錐面、端面、螺紋等。普通車床由于造價(jià)低廉在我國(guó)運(yùn)用十分廣泛,但是因?yàn)槠溥M(jìn)給軸不能聯(lián)動(dòng),切削次序需要人工控制,致其效率低下并且無(wú)法加工復(fù)雜的回轉(zhuǎn)零件。對(duì)普通車床的數(shù)控化改造,主要是將縱向和橫向進(jìn)給系統(tǒng)改成用 單片機(jī) 控制的并能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給伺服系統(tǒng);將手動(dòng)刀架換成能自動(dòng)換刀的電動(dòng)刀架。這樣,利用數(shù)控裝置,車床就可以按預(yù)先輸入的加工指令進(jìn)行切削加工。 數(shù)控車床針對(duì)性高,專業(yè)性強(qiáng),可以加工出普通車床加工不了的曲線、曲面等復(fù)雜零件。加 工精度高,尺寸分散度小,易于裝配。可以實(shí)現(xiàn)多工序集中加工,提高了相關(guān)加工精度,同時(shí)減少被加工零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。擁有自動(dòng)補(bǔ)償?shù)裙δ?,?jiǎn)化了傳統(tǒng)機(jī)床加工工藝中的工序,機(jī)床利用率大幅度提高。由于采用自動(dòng)化加工技術(shù),可大大降低操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少?gòu)U品的產(chǎn)生,提高工作效率。另外其改造成本同購(gòu)置新機(jī)床相比,節(jié)省的費(fèi)用十分可觀,國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床價(jià)格也要 4 8 萬(wàn)元,進(jìn)口機(jī)床有的近 20萬(wàn)元,而對(duì)普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造也能滿足實(shí)際生產(chǎn)要求,其改造費(fèi)用僅 2 3 萬(wàn)元,非常符合我國(guó)國(guó)情。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)和研究方向 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,世界先進(jìn)制造技術(shù)的興起和不斷成熟,對(duì)數(shù)控加工技術(shù)提出了更高的要求,超高速切削、超精密加工等技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、主軸驅(qū)動(dòng)、機(jī)床及結(jié)構(gòu)等提出了更高的性能指標(biāo)。隨著 迅速發(fā)展和 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供,優(yōu)質(zhì)質(zhì)量,答辯無(wú)憂 的不斷成熟,又將對(duì)數(shù)控機(jī)床的可靠性、通訊功能、人工智能和自適應(yīng)控制等技術(shù)提出了更高的要求。隨著微電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控系統(tǒng)性能日益完善,數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床正在不斷采用最新技術(shù)成就,朝著高速度化、高精度化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化與高可靠性等方向發(fā)展。 高速度、高精度化 速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo),它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品的質(zhì)量,特別是在超高速切削、超精密加工技術(shù)的實(shí)施中,它對(duì)機(jī)床各坐標(biāo)軸位移速度和定位精度提出了更高的要求 :另外,這兩項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)又是互相制約的,也就是說要求位移速度越高,定位精度就越難提高?,F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床配備了高性能的數(shù)控系統(tǒng)及伺服系統(tǒng),分辨率可達(dá)到 實(shí)現(xiàn)更高速度、更高精度的指標(biāo),自前主要在下述幾方面采取措施和進(jìn)行研究。 ( 1) 數(shù)控系統(tǒng)。采用位數(shù)、頻率更高的微處理器,以提高系統(tǒng)的基本運(yùn)算速度。目 前己由 8 位 渡到 16 位和 32 位 向 64 位 展,頻率已由原來(lái)的5高到 1620 32時(shí)也采用了超大規(guī)模的集成電路和多種微處理器結(jié)構(gòu),以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力,即提高插補(bǔ)運(yùn)算的速度和精度。 (2) 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。隨著超高速切削、超精密加工等先進(jìn)工藝的提出,使得在旋轉(zhuǎn)伺服電動(dòng)機(jī)加滾珠絲杠的傳統(tǒng)機(jī)械進(jìn)給機(jī)構(gòu)已無(wú)法實(shí)現(xiàn)。為此采用直線電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)的零傳動(dòng)直線伺服進(jìn)給方式,將極大地提高機(jī)床直線進(jìn)給的各項(xiàng)伺服性能指標(biāo), 特別是高速度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性是以往任何伺服 機(jī)構(gòu)無(wú)法比較的。 (3) 前饋控制技術(shù)。過去的伺服系統(tǒng)是將位置指令值與所檢測(cè)到的實(shí)際值比較,所得的差乘以位置環(huán)的增益,其積再作為速度指令去控制電動(dòng)機(jī)。由于這種控制方式總是存在著位置跟蹤滯后誤差,即當(dāng)進(jìn)給速度為 F 時(shí),其伺服系統(tǒng)的最終滯后位 F/G,這使得在加工拐角及圓弧切削時(shí)加工精度惡化。所謂前饋控制,就是在原來(lái)的控制系統(tǒng)上加上速度指令的控制方式,這樣將使位置跟蹤滯后誤差大大減小,以改善拐角切削加工精度。 (4) 機(jī)床動(dòng)、靜摩擦的非線性補(bǔ)償控制技術(shù)。機(jī)床動(dòng)、靜摩擦的非線性會(huì)導(dǎo)致機(jī)床爬行。除了在機(jī)械結(jié)構(gòu)上采取措施 降低靜摩擦外,新型的數(shù)控伺服系統(tǒng)具有自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)、靜摩擦非線性的控制功能。 (5) 伺服系統(tǒng)的速度環(huán)和位置環(huán)均采用軟件控制。由于采用軟件控制具有較高的柔買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供,優(yōu)質(zhì)質(zhì)量,答辯無(wú)憂 性,適應(yīng)不同類型的機(jī)床對(duì)不同精度及速度的要求,進(jìn)行加、減速性能的調(diào)整,并能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法,以滿足高性能控制的要求。 (6) 采用高分辨率的位置檢測(cè)裝置。如高分辨率的脈沖編碼器,內(nèi) 裝微處理器組成的細(xì)分電路,使得分辨率大大提高。 (7補(bǔ)償技術(shù)得到發(fā)展和廣泛應(yīng)用?,F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件補(bǔ)償功能對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行多種補(bǔ)償,以提高機(jī)床的位置精度 和動(dòng)態(tài)伺服性能,如軸向運(yùn)動(dòng)定點(diǎn)誤差補(bǔ)償、絲杠螺距誤差補(bǔ)償、齒輪間隙補(bǔ)償、熱變形補(bǔ)償和空間誤差補(bǔ)償?shù)取?(8) 高速大功率電主軸的應(yīng)用。由于在超高速加工中 統(tǒng)的齒輪變速主傳動(dòng)系統(tǒng)已不能適應(yīng)其要求。為此,采用了所謂內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)主軸,簡(jiǎn)稱電主軸。它是采用主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸合二為一的結(jié)構(gòu)形式,即采用外殼電動(dòng)機(jī),將其空心轉(zhuǎn)子直接套裝在機(jī)床主軸上,帶有冷卻套的定子則安裝在主軸單元的殼體內(nèi),即機(jī)床主軸單元的殼體就是電動(dòng)機(jī)座。實(shí)現(xiàn)了變頻電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸一體化,以適應(yīng)主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。 (9) 超高速切削刀具的應(yīng)用。為適應(yīng)超高速加工要求, 目前陶瓷刀具和金剛石涂層刀具已開始得到應(yīng)用。 (10) 配置高速、強(qiáng)功能的內(nèi)裝式可編程控制器 (稱以提高 運(yùn)行速度,滿足數(shù)控機(jī)床高速加工的要求。新型的 有專用的 本指令執(zhí)行時(shí)間達(dá) 0. 2,可編程步數(shù)可擴(kuò)大到 16000 步以上。利用 間有機(jī)地結(jié)合起來(lái),能夠滿足數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中的各種實(shí)時(shí)控制要求。 功能化 (1) 數(shù) 控機(jī)床采用一機(jī)多能,提高了設(shè)備利用率。配有自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)的各類加工中心,能在同一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)實(shí)現(xiàn)銑削、銼削、鉆削、車削、鉸孔、擴(kuò)孔、攻螺紋,甚至磨削等多種工序的加工。工件一經(jīng)裝夾,各種工序和工藝加工過程集中到同一臺(tái)設(shè)備上完成,從而避免了工件多次裝夾所造成的定位誤差,確保零件的形位公差,減少裝夾輔助時(shí)間,減少設(shè)備臺(tái)數(shù)和占地面積。為了進(jìn)一步提高工效,現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床采用了多主軸、多面體切削,即同時(shí)對(duì)一個(gè)零件的不同部位進(jìn)行不同方式的切削加工,如各類五面體加工中心。 (2) 前臺(tái)加工、后臺(tái)編輯的前后臺(tái)功能?,F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)采 用了多 構(gòu)和分級(jí)中買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供,優(yōu)質(zhì)質(zhì)量,答辯無(wú)憂 斷控制方式,可以在一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)進(jìn)行零件加工和程序編制,實(shí)現(xiàn)所謂的前臺(tái)加工后臺(tái)編輯 時(shí)利用數(shù)控系統(tǒng)的鍵盤和行零件加工的編制,并利用 行動(dòng)態(tài)圖形模擬顯示及所編程序的加工軌跡,進(jìn)行程序的調(diào)試和修改,以充分提高工作效益和機(jī)床利用率。 (3) 具有更高的通信功能。為了適應(yīng) 及進(jìn)一步聯(lián)網(wǎng)組成 要求,一般的數(shù)控系統(tǒng)都具有 速遠(yuǎn)距離串行接口,可以按照用戶級(jí)的格式要求,同上一級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行多 種數(shù)據(jù)交換。高檔的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)有的 口,可以實(shí)現(xiàn)幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床之間的數(shù)據(jù)通信,也可以直接對(duì)幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制。現(xiàn) 代 數(shù) 控機(jī)床,為了適應(yīng)自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,滿足工廠自動(dòng)化規(guī)模越來(lái)越大的要求,滿足不同廠家不同類型數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)的需要,采用了 業(yè)控制網(wǎng)絡(luò),本,為現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床進(jìn)入 C 工 造了條件。 能化 (1) 引進(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù)。自適應(yīng)控制的目的是要求在隨機(jī)變化的加工過程中,通過自動(dòng)調(diào)節(jié)加工過程中所測(cè)得的工作狀態(tài)、特性,按照給定的評(píng)價(jià)指標(biāo)自動(dòng)校正 自身的工作參數(shù),己達(dá)到或接近最佳工作狀態(tài)。由于在實(shí)際加工過程中,大約有 30 余種變量直接和間接影響加工效果,如工件毛坯余量不勻、材料硬度不一致、刀具磨損、工件變形、機(jī)床熱變形、化學(xué)親和力的大小、切削液的粘度等,難以用最佳參數(shù)進(jìn)行切削。而自適應(yīng)控制系統(tǒng)則能根據(jù)切削條件的變化,自動(dòng)調(diào)節(jié)工作參數(shù),如伺服進(jìn)給參數(shù)、切削用量等,使加工保持最佳工作狀態(tài),從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度,同時(shí)也能提高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率。 (2) 故障自診斷、自修復(fù)功能。主要是利用 統(tǒng)的內(nèi)裝程序?qū)崿F(xiàn)在線診斷,即在整 個(gè)工作狀態(tài)中,系統(tǒng)隨時(shí)對(duì) 統(tǒng)本身以及與其相連的各種設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)診斷、檢查。一旦出現(xiàn)故障時(shí),立即采用停機(jī)等措施,并通過了 行故障報(bào)警、提示發(fā)生故障的部位、原因等。并利用冗余技術(shù),自動(dòng)使故障模塊脫機(jī),而接通備用模塊,以確保在無(wú)人化工作環(huán)境的要求。為實(shí)現(xiàn)更高的故障診斷要求,最近又提出了人工智能專家診斷系統(tǒng),它主要由知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)和人機(jī)控制器三部分組成。 (3) 刀具壽命自動(dòng)檢測(cè)更換。利用紅外、聲發(fā)射、激光等各種檢測(cè)手段,對(duì)刀具和工件進(jìn)行監(jiān)測(cè)。發(fā)現(xiàn)工件超差、刀具磨損、破損,進(jìn)行及時(shí)報(bào)警、自動(dòng)補(bǔ)償或更換備 用刀具,以保證產(chǎn)品質(zhì)量。 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供,優(yōu)質(zhì)質(zhì)量,答辯無(wú)憂 (4) 進(jìn)行模式識(shí)別技術(shù)。應(yīng)用圖像識(shí)別和聲控技術(shù),使機(jī)器自己辨認(rèn)圖樣,按照自然語(yǔ)音命令進(jìn)行加工。 控系統(tǒng)小型化 數(shù)控系統(tǒng)體積小型化便于將機(jī)、電裝置融合為一體。目前主要采用超大規(guī)模集成元件、多層印制電路板,采用三維安裝方法,使電子元器件得以高密度的安裝,可以較大的縮小了系統(tǒng)的占有空間。此外,用新型的 色液晶薄膜型顯示器,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的陰極射線管 可使數(shù)控操作系統(tǒng)進(jìn)一步小型化。這樣可更方便地將它安裝在機(jī)床設(shè)備上,更便于對(duì)數(shù)控機(jī)床的操作使用。 控編程自動(dòng) 化 由于微處理機(jī)的應(yīng)用,使數(shù)控編程從脫機(jī)編程發(fā)展到在線編程,實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話,給程序編輯、調(diào)試、修改帶來(lái)了極大的方便。并進(jìn)一步采用了前臺(tái)加工后臺(tái)編輯的前后臺(tái)功能,使數(shù)控機(jī)床的利用率得到更大的發(fā)揮。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,目前 是利用 制的零件加工圖樣,自動(dòng)生成 件加工程序,實(shí)現(xiàn) 集成。隨著 術(shù)的發(fā)展,目前又出現(xiàn)了 成的全自動(dòng)編程方式,它與 統(tǒng)編程的最大區(qū)別是其編程所需的加工工藝參數(shù)不必有人工參與, 直接從系統(tǒng)內(nèi)的 據(jù)庫(kù)獲得。另外,還出現(xiàn)了測(cè)量、編程、加工一體化系統(tǒng)。它是通過激光快速掃描成型系統(tǒng)、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等對(duì)樣機(jī)零件進(jìn)行測(cè)量,并把所測(cè)得數(shù)據(jù)直接送入計(jì)算機(jī)內(nèi),一方面通過 統(tǒng)而獲得樣機(jī)零件圖樣,另一方面通過數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng),將其處理生成 工程序,然后通過通信接口送入數(shù)控機(jī)床,進(jìn)行控制自動(dòng)加工。 高的可靠性 數(shù)控機(jī)床工作的可靠性是用戶最關(guān)注的主要指標(biāo),它主要取決于數(shù)控系統(tǒng)和各伺服驅(qū)動(dòng)單元的可靠性,為提高可靠性,目前主要在以下幾個(gè)方面采取措施。 (1) 提高系統(tǒng)硬件質(zhì)量 集成度的電路芯片,利用大規(guī)模和超大規(guī)模的專用機(jī)混合式集成電路,以減少元器件的數(shù)量,精簡(jiǎn)外部連線和降低功耗,對(duì)元器件進(jìn)行嚴(yán)格篩選,采用高質(zhì)量的多層印制電路板,實(shí)行三維高密度安裝工藝,并經(jīng)過必要的老化、振動(dòng)等有關(guān)考機(jī)試驗(yàn)。 (2) 模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。通過硬件功能軟件化,以適應(yīng)各種控制功能的要求,買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供,優(yōu)質(zhì)質(zhì)量,答辯無(wú)憂 同時(shí)采用硬件結(jié)構(gòu)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化,既提高了硬件生產(chǎn)批量,又便于組織生產(chǎn)和質(zhì)量把關(guān)。 (3) 增強(qiáng)故障自診斷、自恢復(fù)和保護(hù)功能。通過自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)診斷、在線診斷、離線診斷等多種自診斷程序,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件 和各種外部設(shè)備進(jìn)行故障診斷和報(bào)警。利用報(bào)警提示,及時(shí)排除故障 ;利用容錯(cuò)技術(shù),對(duì)重要部件采取冗余設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)故障自恢復(fù) ;利用各種測(cè)試、監(jiān)控技術(shù),當(dāng)產(chǎn)生超程、刀損、干擾、斷電等各種意外事件時(shí),自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。 課題研究的 參數(shù) 要求 根據(jù)下列參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)數(shù)控車床的橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu),縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和電路控制原理圖 主要技術(shù)參數(shù): 最大加工直徑: 床身上: 400 床鞍上: 210大加工長(zhǎng)度: 1000板及刀架重量:縱向: 1000N 橫向: 500N 刀架快速: 縱向: 2m/ 橫向: 1m/大進(jìn)給速度: 縱向: 橫向: 小分辨率: 縱向: 橫向: 位精度 : 電機(jī)功率 : 7動(dòng)加速時(shí)間 : 25文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供,優(yōu)質(zhì)質(zhì)量,答辯無(wú)憂 第 2 章 總體設(shè)計(jì)方案 控車床 的總體任務(wù) 橫向和縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算:此部分為設(shè)計(jì)計(jì)算部分,用以確定脈沖當(dāng)量,進(jìn)給牽引力,選擇絲杠螺母副,計(jì)算傳動(dòng)效率,確定傳動(dòng)比,選擇伺服電 機(jī)等,并繪制機(jī)床的橫向和縱向的裝配圖及電路控制原理圖。 動(dòng)系統(tǒng)方案確定 服系統(tǒng)的選擇 伺服系統(tǒng)分為開環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng): 開環(huán)控制系統(tǒng)中沒有檢測(cè)反饋裝置,數(shù)控裝置的控制指令直接通過驅(qū)動(dòng)裝置控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn),然后通過機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成刀架或工作臺(tái)的位移。這種控制系統(tǒng)由于沒有檢測(cè)反饋校正,位移精度一般不高,但其控制方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜。 閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱全閉環(huán)控制系統(tǒng),其檢測(cè)裝置安裝在機(jī)床刀架或工作臺(tái)等執(zhí)行部件上,用以直接檢測(cè)這些執(zhí)行部件的實(shí)際運(yùn)行位置(直線位移) ,并將其與 置的指令位置(或位移)相比較,用差值進(jìn)行控制。但是,由于很多機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)包含在閉環(huán)控制的環(huán)路中,各部件的摩擦性,剛性等都是非線性量,直接影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參數(shù),因此,閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)速都有很大難度。所以,閉環(huán)控制系統(tǒng)主要用于精度要求高的場(chǎng)合。 半閉環(huán)控制系統(tǒng),它的檢測(cè)元件裝在電機(jī)或者絲杠的端頭,通過測(cè)量伺服電機(jī)的角位移間接計(jì)算出機(jī)床工作臺(tái)等執(zhí)行部件的實(shí)際位置(或位移),然后進(jìn)行反饋控制。由于將絲杠螺母副及機(jī)床工作臺(tái)等大慣量環(huán)節(jié)排除在閉環(huán)控制系統(tǒng)之外,不能補(bǔ)償他們的運(yùn)動(dòng)誤差,精度受到影響,但系 統(tǒng)穩(wěn)定性有所提高,調(diào)試比較方便、價(jià)格也較全閉環(huán)系統(tǒng)便宜。 本次改造由于使用步進(jìn)電機(jī),所以可以選擇開環(huán)控制系統(tǒng)。 動(dòng)方式的選擇 為保證改造后的數(shù)控系統(tǒng)的傳動(dòng)精度及工作臺(tái)的平穩(wěn)性,在設(shè)計(jì)機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí),應(yīng)努力保證傳動(dòng)系統(tǒng)低摩擦、低慣量、高效率、高剛度。因此在傳動(dòng)系統(tǒng)中注意以下幾點(diǎn): 買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供,優(yōu)質(zhì)質(zhì)量,答辯無(wú)憂 (1) 用低摩擦高精度的傳動(dòng)元件:如滾珠絲杠螺母副,滾動(dòng)導(dǎo)軌。 (2) 采 用消隙齒輪減小傳動(dòng)間隙。 控系統(tǒng) 電路原理圖 設(shè)計(jì) 為了使數(shù)控系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期、可靠、方便地在工業(yè)環(huán)鏡中運(yùn)行,在制定數(shù)控系統(tǒng)總體方案時(shí)必須重點(diǎn)考 慮以下幾個(gè)方面。 (1) 加強(qiáng)系統(tǒng)可靠性。影響數(shù)控系統(tǒng)可靠性的因素很多,硬件規(guī)模和硬件的制造工藝水平往往是影響可靠性的關(guān)鍵因素。因此,應(yīng)選用高性能的 為系統(tǒng)的運(yùn)算和控制核心,并盡量用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的功能。在系統(tǒng)的具體硬件構(gòu)成上,選用可靠性高的工控 為數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺(tái),減少自制硬件數(shù)量。此外,在軟件設(shè)計(jì)、電源選用、接插件設(shè)計(jì)與選用、接地與屏蔽設(shè)計(jì)等方面采用強(qiáng)抗干擾、高可靠性的設(shè)計(jì),從而全面提高系統(tǒng)的可靠性。 (2) 提高數(shù)控系統(tǒng)的控制精度。數(shù)控系統(tǒng)的控制精度是保證機(jī)床加 工精度的關(guān)鍵。因此,它在數(shù) 控系統(tǒng)中處于重要位置。如提高數(shù)控系統(tǒng)的 最小分辨率,使用高精度的步進(jìn)電機(jī),采用高速高精度插補(bǔ)算法,提高軌跡生成精度 ;增強(qiáng)位置環(huán)控制能力 ;增加補(bǔ)償功能等。 (3) 提高使用方便性。提高數(shù)控編程的方便性,是提高數(shù)控系統(tǒng)使 用方便性的關(guān)鍵。因此,數(shù)控系統(tǒng)除提供全屏幕編輯進(jìn)行手工編程外,還 應(yīng)該配置自動(dòng)編程系統(tǒng),從而大大提高數(shù)控編程的速度和智能化程度,大大方便普通用戶的使用。另外,因?yàn)楝F(xiàn)代工人都比較熟悉個(gè)人計(jì)算機(jī),數(shù)控系統(tǒng)在操作方面應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)鍵盤或與其兼容的薄膜鍵盤等輸入設(shè)備,也可用軟盤、移動(dòng)磁盤、串行通訊、網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)等輸入零件程序。此外,數(shù)控系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置仿真功能,便于用戶在加工前檢查零件程序的正 確性。 控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)由工控 控操作面板 (包括 盤 )、數(shù)控接口板卡 (工/0板, D/和驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。 源母板、工控 盤 驅(qū)動(dòng)器等。數(shù)控操作面板上有液晶顯示器和薄膜鍵盤等。數(shù)控接口板卡是計(jì)算機(jī)與外部執(zhí)行裝置間進(jìn)行信息交換和轉(zhuǎn)換的通道,對(duì)內(nèi)通過無(wú)源母板 與工控 外通過屏蔽電纜與驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置相連接。 該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)執(zhí)行環(huán)節(jié)包括 四個(gè)子系統(tǒng) :進(jìn)給軸控制與驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng) ;主軸控制與驅(qū)買文檔就送您 紙全套, Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 專業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙資料在線提供,優(yōu)質(zhì)質(zhì)量,答辯無(wú)憂 動(dòng)子系統(tǒng) ;開關(guān)量控制系統(tǒng)。 主軸控制與驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)的功能包括兩方面 :主軸轉(zhuǎn)速的調(diào)速控制,以 滿足寬范圍切削速度的要求 ;主軸轉(zhuǎn)角的精確控制,以滿足加工螺紋時(shí)的主軸與進(jìn)給軸的聯(lián)動(dòng)控制和換刀時(shí)的主軸精確定位控制要求。 開關(guān)量控制系統(tǒng)完成機(jī)床的邏輯順序運(yùn)動(dòng)控制,如主軸起??刂?、刀具交換、工件裝夾、冷卻開關(guān)、行程保護(hù)等任務(wù)。開關(guān)量控制系統(tǒng)與其它 模塊相配合,共同完成機(jī)床工作過程的控制。 控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 數(shù)控系統(tǒng)軟件為實(shí)時(shí)多任務(wù)系統(tǒng),系統(tǒng)中的各任務(wù)在數(shù)控實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)控制 下協(xié)調(diào)進(jìn)行。 (1) 數(shù)控實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。它是數(shù)控系統(tǒng)軟件中的核心子系統(tǒng),它對(duì) 系統(tǒng)中的資源進(jìn)行統(tǒng)一管理,對(duì)各任務(wù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度,協(xié)調(diào)各模塊的高效 運(yùn)行,并輔助完成各任務(wù)間的通訊和信息交換。 (2) 信息預(yù)處理。該模塊完成輸入信息譯碼,完成軌跡插補(bǔ)前的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和刀補(bǔ)運(yùn)算。 (3) 軌跡插補(bǔ)。它是數(shù)控系統(tǒng)的核心模塊,其任務(wù)是根據(jù)信息預(yù)處理給出的希望軌跡和從檢測(cè)裝置獲得的實(shí)際軌跡信息,實(shí)時(shí)生成機(jī)
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