金华职业技术学院JINHUA COLLEGE OF VOCATION AND TECHNOLOGY
毕业教学环节成果
（2014届）
题目数控钻孔机控制系统设计
学院信息工程学院
专业电气自动化技术
班级自动化112
学号201134010350201
姓名
指导教师
2013年12月25日
金华职业技术学院毕业教学成果
目录
摘要 (1)
英文摘要 (1)
引言 (2)
1 数控钻孔机系统简介 (3)
2硬件设计 (4)
2.1 控制系统结构及工作原理 (4)
2.2 主要器件选型 (5)
2.3 PLC外围接线图 (6)
2.4 控制系统设计原理图 (8)
2.5 I/O口分配表 (8)
3触摸屏界面设计 (9)
4软件设计 (12)
4.1 程序流程图 (12)
4.2 控制程序的设计 (12)
4.3 外围软件信号 (17)
5参数整定 (17)
5.1伺服电机定位参数设置 (17)
5.2伺服系统内部参数设定 (19)
6安装与调试 (20)
6.1 控制系统接线图 (20)
6.2模拟调试 (22)
6.3 联机调试 (22)
结论与谢辞 (22)
参考文献 (23)
附件1 (24)
元器件清单 (24)
附件2 (25)
源程序 (25)
附件3 (34)
实物图 (34)
数控钻孔机控制系统设计
摘要:本文介绍了基于三菱Q系列PLC的数控钻孔机控制系统，该系统选用昆仑通态TPC7062KS嵌入版的触摸屏来实现人机交互，文中不但给出了数控钻孔机的基本架构，而且还简单分析了钻孔机控制系统的控制系统结构及工作原理与传感器的使用，以及介绍了PLC I/O口及钻孔机控制系统的布局图与接线图。
关键字PLC 钻孔机伺服控制
Control system design of NC drilling machine
(Information Engineering College of electrical automation technology Jin Ming) Abstract:This paper introduces the control system based on CNC drilling machine Mitsubishi Q series PLC, this system adopts KunLun on state of TPC7062KS embedded touch screen to realize man-machine interaction, this paper not only gives the basic architecture of the CNC drilling machine, but also a simple analysis of the use of drilling machine control system to control the system structure and the work principle and sensor, and introduced PLCI/O port and drilling machine control system layout and wiring diagram.
Keywords: PLC drilling machine servo control
引言
数字控制（Numerical Control）是数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法，简称数控(NC)。最初的数字控制系统是由数字逻辑电路构成的，因而称之为硬件数控系统。随着计算机技术的发展，硬件数控系统被逐渐淘汰，取而代之的是计算机数控系统(ComputerNumerical Control,简称CNC)。数控技术的广泛使用，给机械制造业的生产方式、产品结构、产业结构带来了深刻的变化。数控技术是国防现代化的重要技术，是关系到国家战略地位和体现国家综合国力的重要基础性技术。到目前为止，数控系统的发展主要经历了以下几个阶段：第一代：1952年，美国帕森公司和麻省理工学院合作研制了世界上第一台数控机床，它是一台三坐标数控铣床，用于加工直升飞机叶片轮廓检查用样板。第二代：1959年，美国耐.杜列克公司发明了带有自动换刀装置的数控机床，广泛采用了晶体管和印刷电路板技术，称为“加工中心”。第三代：电子行业出现了小规模集成电路。由于体积小、功率低，使数控系统的可靠性进一步提高。这几代数控系统都是利用逻辑电路来实现控制功能，因此被称之为“硬件“数控。起功能简单、灵活性差、设计周期长，因此限制着其进一步的发展与应用。随着计算机技术的发展，小型计算机开始取代专用控制的硬件逻辑数控系统（NC），数控的许多功能由软件来实现。1970年，数控系统的发展进入了第四阶段，即计算机数控（CNC）阶段。1974年，数控系统的发展进入了第五阶段，其特征是以微处理器为基础，另外采用超大规模集成电路、大容量磁泡存储器、可编程接口和遥控接口等，功能更为完备，基本上完成了标准型单机系统的开发。数控系统的发展直到第五代以后，才从根本上解决了可靠性低、价格昂贵和应用不方便等关键性问题。80年代初，便开始推广基于PC的开放式数控系统，但是直到90年代初才得以实现。也就是数控系统的第六代——基于PC的数控系统。世界上许多数控系统生产厂家利用PC机丰富的软硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统。其体系结构朝软性化、模块化的方向发展，辅助软件也发展很快，具有交互式对话编程、三维图形校验、实时多任务操作等，并向机床制造厂提供了开发手段，以AI（Artificial Intelligence,人工智能）方式纳入机床制造厂的丰富工艺经验，在产品上实现标准化系列化，可按用户需求来扩充、裁减，以满足不同用户层次的需求。
1.数控钻孔机系统简介
其主要结构和功能是利用X轴的正转反转、Y轴的正转反转和Z轴的正转反转来实现定位钻孔，数控钻孔机系统结构如图1和图2所示，整个系统由控制系统和X—Y—Z 三轴构成。操作人员按下操作界面上的外围启动，伺服放大器得电，这时数控钻孔机就可以运行了，系统运行关闭时，先按系统急停按钮，通过按轴手动控制框里的手动按钮各轴可实现点动运行，通过按数控定位按钮就可实现自动运行。钻孔电机用50W的伺服电机，由伺服放大器驱动，Y轴用的是100W的伺服电机，X轴用的是50W的伺服电机，都是用伺服放大器驱动。电机的启停可以通过触摸屏操作界面里的按钮进行控制。
图1 数控钻孔机前视图结构示意图
图2 数控钻孔机俯视视图结构示意图
2.硬件设计
2.1控制系统结构及工作原理
基于实际的数控钻孔机系统结构，确定数控钻孔机系统结构。它由数控钻孔机系统、数控钻孔机控制系统、接口处理模块三部分组成。PLC输出的控制信号经接口处理模块控制钻孔机的执行机构，控制各个轴的运行。三轴钻孔机运行过程中，位置传感器的检测信号经接口处理模块输到PLC控制系统，实现闭环控制。钻孔机控制平台由PLC、QD75P2定位模块、触摸屏、伺服放大器四部分组成如图3。触摸屏设自动钻孔操作按钮，触摸屏输入操作命令传送到PLC，PLC通过检测轴的状态信息在相应的I/O口输出控制信号。
图3数控控制系统
2.2主要器件选型
2.2.1可编程控制器的选型
PLC的厂家和品种很多，比如说美国的A-B公司、通用电气公司；德国的西门子；法国的TE；日本的、欧姆龙、富士、松下；韩国的LG等。在本次控制系统中，采用三菱公司的Q模式CPU产品，这款产品有如下特点：
（1）可以进行多点输入输出控制，所有CPU均支持可访问安装在基板上的输入输出模块的实际输入输出点数4096点(X／Y0～FFF)。另外，最多可支持可用于CC—Link数据链接；
（2）实现了运算的高速处理(例：LD指令时)通过与GX WORK2的高速通信，提高调试效率, QCPU系列三菱PLC采用RS一232端口，最高能适应11 5．2 kbps的高速通信的需要，缩短了程序写入、读出和监视等的时间，提高了调试时的通信时间效率。
（3）体积小，节省空间。QCPU和Q系列输入输出模块、智能功能模块实现了小型化，体积比起AnS系列产品更加小。其安装空间小，占据面积约为AnS系列产品的60％。
（4）只要增加模块，即能够扩展为大规模系统。QCPU最多可增扩7级，最大可构建安装64块输入输出模块的系统。
（5）可以进行外部输入输出的强制ON／OFF。即使QCPU处于运行状态，与程序的执行状态无关，可以通过操作GX Developer来进行外部输入输出的强制ON／OFF。不必将QCPU设置在停止状态，只要对输出实施强制ON／OFF，就可以进行配线和动作试
验。
2.2.2触摸屏的选型
触摸屏选用昆仑通态TPC7062KS型，它是以嵌入式低功耗CPU为核心（ARM CPU，主频400MHz）的高性能嵌入式一体化触摸屏。该产品设计采用了7英寸高亮度TFT液晶显示屏（分辨率800×480），四线电阻式触摸屏（分辨率1024×1024）。灵敏度较高，而且具有防水防尘。它可通过RS232、RS485或USB与PLC接口。它的色彩比较丰富，由65535色7寸屏幕显示，可以增强视觉效果。触摸屏有丰富资源库，在设计时可以在库里面选择适合元件。还具有特点：1实现了显示，运算，通讯全方位的高速化；2高亮度（400cd/ m2）显示，提供免受外部光线干扰的完美图像；3 分辨率800×480，65535色TFT液晶显示；4显示尺寸：7英寸；5可视角度：左右70度，上下70/50度。6 内置64MB标准内存。
2.2.3伺服电机的选择
如今的伺服电机市场有很多的伺服电机，现在国内最常用的伺服电机有日系的三菱、松下、安川、三洋等，欧系的有西门子、施耐德、伦次，美国的科尔摩根等，国产的有台湾的台达、东元、大陆的广数、和利时等。而在我们这里选用的伺服电机是三菱的HF-KP053型，这款伺服电机有以下的特点：
（1）体积小，重量轻，大转矩输出。
（2）低惯性，良好的控制性能。
（3）宽广的调速范围，转矩脉动小。
2.2.4伺服放大器的选择
在伺服放大器的选择上主要考虑伺服电机的功率，在系统设备中，伺服电机的功率为50W，所以选择三菱公司的MR-J3-10A型的伺服放大器。此放大器的功率为100W，且设置方便，满足控制要求。
2.3 PLC外围接线图
如图4左边的plc输入信号，右边的是plc输出信号。
图4 PLC外围接线图
2.4 控制系统设计原理图
PLC通过读取触摸屏里个按钮的状态来执行相应的程序，QD75模块通过读取PLC里正在执行的程序，把相应的参数存入QD75模块里，伺服放大器再通过读取QD75模块里的相关的参数来驱动各自对应的伺服电机运行。伺服电机也会把脉冲数反馈给伺服放大器，伺服放大器又会把收到的数据反馈给QD75模块,判断是否运行到位了，QD75模块也会把收到的数据反馈回PLC里，PLC也会把其收到的数据反馈回触摸屏。
图5控制系统设计原理图
2.5 I/O口分配表
数控钻孔机共有三轴，分别为X、Y、Z轴，其中还有几个限位。
表1数控钻孔机控制系统I/O口分配表
序号
输入输出
功能元件地址功能元件地址
1 外围启动SA1 X0 X/Y轴准备就绪Y20
2 再启动SB2 X99 伺服放大器上电Y10
3 原点回归SB3 X5 Z轴准备就绪Y40
4 急停SB4 X98 X轴停止Y24
5 故障复位SB5 X112 Y轴停止Y25
6 X轴右移SB6 X90 Z轴停止Y44
7 X轴左移SB7 X91 停止信号灯Y0
8 Y轴前移SB8 X92 再启动信号灯Y1
9 Y轴后移SB9 X93 X轴右移Y28
10 Z轴上升SB10 X88 X轴左移Y29
11 Z轴下降SB11 X89 Y轴前移Y2A
12 触摸跟踪SA2 M21 Y轴后移Y2B
13 数控定位钻孔SB12 M27 Z轴上升Y48
14 X轴右限位SQ1 X8 Z轴下降Y49
15 X轴左限位SQ2 X6 X轴近点狗信号Y12
16 Y轴前限位SQ3 X2 Y轴近点狗信号Y14
17 Y轴后限位SQ4 X4 Z轴近点狗信号Y16
在设计数控钻孔机控制系统中，我们用触摸屏代替按钮或开关来操作，触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。
在这个系统中，工作时的触摸屏界面包括主界面、操作界面、监控界面以及手动界面。如下图所示图6为主界面、图7为操作界面、图8为自动定位钻孔界面、图9为触摸跟踪界面
图6主界面
在操作界面里，你按下外围启动就会给伺服放大器通上电。当你按下原点回归按钮，
X和Y轴就会慢慢的自动回归到原点。你按下轴手动控制框里的X轴右移、X轴左移、Y 轴前移、Y轴后移、Z轴上升、Z轴下降按钮，X、Y、Z轴就会执行相应的点动运行。当正在执行自动钻孔运行时，你可以按下急停按钮，该机构就会暂停运行，但你再按一下再启动按钮，该机构就又会在之前停下来的状态继续运行下去。
图7操作界面
在自动定位打孔界面里，但你按下数控定位按钮，相应的实物机构就会根据篮圈内这几个点的尺寸放大相应的比例，在实物平台上找到相应的点，并进行钻孔运行。但你按下，急停按钮，该机构就会停止运行。
图8 自动定位打孔界面
在触摸跟踪界面里，当你在没有闭合选择开关时，你点击蓝色圆圈里的任何一个地
方，实物就会走到相应的地方进行钻孔，这就是定点钻孔运行模式。但选择开关打到画直线这段时，你触摸蓝色圆圈里，一直按住，然后平移，实物就会跟着你的手指移动而移动，这就是触摸跟踪模式。
图9 触摸跟踪界面
触摸屏操作步骤如下：
（1）在系统调试之前先将触摸屏程序导入到触摸屏中，以实现控制系统的调节；进入主界面后，触摸界面任何一处进入操作界面；
（2）进入操作页面后，点击外围启动，给伺服放大器上电；
（3）在轴手动控制的框里，分别按下X轴左移、X轴右移、Y轴前移、Y轴后移、Z 轴上升和Z轴下降按钮，可实现点动运行，可检查各轴运行是否正常，如一切正常就可以按一下自动打孔界面的切换按钮，切换到自动钻孔界面；
（4）在自动打孔界面里，按下数控定位按钮，可实现自动定位钻孔运行。你也可以按下触摸跟踪界面按钮，进入触摸跟踪界面；
（5）进入触摸跟踪界面后，用手触碰蓝圈里的任一点，该机构就会走到相应的地方进行钻孔，但你大选择开关打到画直线这段时，你用手触碰蓝圈里任一地方，并按着，然后慢慢的移动，该机构就会跟着你的手移动。
4软件设计
4.1程序流程图
4.2 控制程序设计
4.2.1定点钻孔
当触摸屏蓝色圆圈内内有东西按下，PLC就会接收到按下位置的X轴坐标和Y轴的坐标并把其分别寄存到D12和D14里，在把D12里的数据和D14里的数据分别减去400
和240的计算结果分别在寄存到D24和D18里，再通过把D24里的数据和D18里的数据分别乘以9000和-9000进行比例放大，然后再把D24经过比例放大后的数据寄存到D20，把D18经过比例放大后的数据寄存到D22。然后再把D20和D22里的数据分别写入X轴的定位地址和Y轴的定位地址，然后伺服放大器就根据定位地址驱动伺服电机运动，到达指定的位子，并驱动Z轴的伺服电机来完成定位钻孔。
图11 定点钻孔段程序上
图12 定点钻孔段程序下
4.2.2自动定位钻孔程序
当按下数控定位的按钮后伺服放大器就读取第一个QDQ75模块里的编号为8的轴1定位数据，并根据它的定位地址0.0um，也就是原点，来驱动伺服电机回到原点，执行完编号8的定位数据后，因为轴1定位数据里编号8的定位数据的运行模式为连续，所以继续执行编号为9的定位数据，根据其的定位地址，驱动伺服电机到达指定位置，等到达指定位置后，因为编号9里的M代码为1，然后根据PLC的程序，读取第二个QD75模块的轴1定位参数里的编号1定位数据，驱动Z轴动作。与此同时，因为第一个QD75模块里的编号为9的定位数据的运行模式为连续，所以自动执行编号为10的定位数据，并根据器里面的数据驱动相应的伺服电机运行，就这样一条条执行下去，知道执行到定位地址都为0.0um时停止。
图13 自动定位钻孔程序
图14 自动定位钻孔程序
4.2.3触摸跟踪
该程序是利用实时从触摸屏里读出的坐标来驱动各轴的运动的。
图15 触摸跟踪程序
4.2.4回归原点程序：
利用X，Y各轴上的近位开关信号定位圆心坐标。具体运行步骤是从原点（O，0）X,Y轴同时补差运动到（13,13）点过程中触发近为开关信号。再X轴向外退出4毫米。
图16 原点回归程序
4.3外围软件信号
外围启动程序，当外围启动x0闭合，Y10就会接通，同时伺服放大器就会通上电。
图17 外围启动程序
5 参数整定
5.1伺服电机定位参数设置
伺服电机定位参数的设置包括控制方式、补差对象、定位地址、指令速度、停留时
间等。
表2 轴1定位数据
摘要 本论文针对目前国内外数控车床的现状、发展动态和发展方向及其在现代工业中的重要作用，运用液压元件的基本理论，对其主关键结构液压系统箱进行了原理分析和优化设。根据设计的实际需要，对车床液压系统开展研究，并对液压系统的结构元件和液压控制系统的结构进行了优化设计。并介绍了一种在三爪卡盘上加装摆动式液压缸和平面螺旋机构的螺旋摆动式液压缸增力机构的结构。叙述了主要的设计步骤和参数的确定。 关键词：数控车床液压油泵液压油缸液压控制阀三爪卡盘性能分析参数优化设计 G RADUATE D ESIGN (T HESIS) 设计(论文)题目：数控机床液压系统设计 指导教师：李洪奎 I
Abstract The present paper in view of the present domestic and foreign numerical control lathe present situation, the development tendency and the development direction and in the modern industry vital role, the utilization hydraulic unit basic theory, has carried on the static analysis and the optimized design to its important structure lathe bed, then achieved the instruction designs and enhances the numerical control lathe technical performance the goal. According to the design actual need, the method of hydraulics systems used in the actual project the related theory and the realization principle has carried on the elaboration, and has carried on the lathe bed champing and drive module design as well as the optimized design. The research process mainly divides into hydraulic system analysis and hydraulic control of the optimization designs, obtained the lathe bed static stress and the strain, and has carried on the optimized design to the lathe bed structure, has carried on a more scientific appraisal to the product. Key word：Numerical control lathe ;Hydraulic pumps ;Hydraulic cylinders ;control valves;performance analysis ;Optimized design II
简易数控机床控制系统设计 学号：0601302009 专业：机械电子工程姓名：浦汉军 2007，9，10 南宁任务： 设计以单片机为控制核心的简易数控机床的数字程序控制器。要求 1、能用键盘控制工作台沿+X、-X、+Y、-Y向运动，以校正工作台位置。 2、可用于加工直线和圆弧。 3、在运行过程中可人工干预而紧急停车。 4、能实现越界报警。 5、可与PC机通讯。 总体方案设计 一、数控系统硬件电路设计 选用MCS-51系列的8031CPU作为数控系统的中央处理机。外接一片EPROM用于存放控制程序、固定批量生产的工件加工程序和数据，再选用一片8kb的6264RAM作为存放试制工件或小批量生产的工件加工程序和数据。由于系统扩展，为使编程地址统一，采用74LS138译码器完成译码法对扩展芯片进行寻址的功能。还要考虑机床与单片机之间的光电隔离、功率放大电路。其设计框图如下图所示： 图1.1 总体设计框图 工作原理：单片机系统是机床数控系统的核心，通过键盘输入命令，数控装置送来的一系列连续脉冲通过环形分配器、光电耦合器和功率放大器，按一定的顺序分配给步进电动机各相绕组，使各相绕组按照预先规定的控制方式通电或断电，这样控制步进电动机带动工作台按照指令运动。1．各单元电路设计
CE ：片选信号，低电平有效，输入 ：读信号，低电平有效，输入 PGM ：编程脉冲输入端，输入 Vpp ：编程电压(典型值为12.5V) Vcc ：电源(+5V) GND ：接地(0V) D 0 11D 1 12D 2 13D 3 15D 4 16D 5 17D 6 18D 719A 010 A 19 A 28 A 37 A 46 A 55 A 64A 73 A 825 A 924 A 1021 A 1123 A 122 G ND 14 C E 20PGM 27V cc 28 V pp 1N C 26 O E 222764 ：片选信号输入线，低电平有效。输出允 许编程 逻辑 译 码 输出缓冲 256 256存储矩阵 A12 A11 ``` A0 OE PGM CE D0 ``` D7
数控铣床的工作原理 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 一．数控铣床的定义 数控铣床是在普通铣床上集成了数字控制系统，可以在程序代码的控制下较精确地进行铣削加工的机床。数控铣床分为不带刀库和带刀库两大类，其中带刀库的数控铣床又称为加工中心。 数控铣床加工范围主要包括： 1.平面加工：数控机床铣削平面可以分为对工件的水平面(XY)加工，对工件的正平面(XZ)加工和对工件的侧平面(YZ)加工。只要使用两轴半控制的数控铣床就能完成这样平面的铣削加工。 2.曲面加工：如果铣削复杂的曲面则需要使用三轴甚至更多轴联动的数控铣床。 二．数控铣床的组成部分 数控铣床的基础件包括： 数控铣床的基础件通常是指床身、立柱、横梁、工作台、底座等结构件，其尺寸较大（俗称
大件），“井”构成了机床的基本框架。其他部件附着在基础件上，有的部件还需要沿着基础件运动。由于基础件起着支撑和导向的作用，因而对基础件的本要求是刚度好。 除了基础件，数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成： 1、辅助装置如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。 2、主轴箱包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。 3、控制系统数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。 4、机床基础件通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架。 5、进给伺服系统由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。 三．数控铣床的工作原理 数控原理涉及到的内容特别多：如数控系统的总成，结构、机床插补运行的过程、位置反馈检测的过程、原理电机的种类、工作特性等、PLC的工作方式！简言之就是：工作原理是数控装置内的计算机对以数字和字符编码方式所记录的信息进行一系列处理后，向机床进给等执行机构发出命令，执行机构则按其命令对加工所需各种动作，如刀具相对于工件的运动轨迹、位移量和速度等实现自动控制，从而完成工件的加工。 铣床的工作原理如下：
四轴表带自动钻孔机 一简介 四轴表带自动钻孔机控制系统是由海川数控自主研发的 控制系统。硬件组成包括海川自主研发的HC200A4控制器， 人机界面以及接近开关传感器组成。具有自动化程度高，加 工速度快，工作稳定等特点。目前已经多家厂商的机器中正 常应用。 应用背景 随着社会的发展，人们对手表产品的需求日益增多，特别是表带的精密度要求越来越高。鉴于此，海川数控自主研发“四轴表带自动钻孔机系统”。本系统可应用在各种表带钻孔机上。 系统原理及配置 本控制器支持最多6轴联动，24路输入输出。在本绑线系统中,使用了4轴控制机械.运动方式为4轴联动;四轴使用闭环控制，保证了钻孔的准确。 (1)HC200A4控制器 (2)人机界面 (3)接近开关传感器 (4)伺服电机 技术参数 ?
(1) 钻孔速度累计时间可达到1mm/s (2) 支持两种孔位排序模式 (3) 支持两种走到模式 (4) 支持自适应回原点功能及自定义原点功能 (5) 支持伺服报警显示功能 (6) 支持运行速度及回原点速度设定 (7) 支持手动气缸动作方便调机 (8) 支持手动伺服点动及回原点?方便调机 二人机界面使用说明 系统初始化： 设备上电，系统会有一个启动的过程。当这一过程结束后，系统处于初始状态。触摸屏显示首页如图（1-1）所示。 自动操作 首页在此页面上可以进行以下操作。 主界面按一下【主界面】按钮，系统切换到钻孔主界面如图（1-1）所示。 钻孔参数按一下【钻孔参数】按钮，系统切换到钻孔参数页面如图（2-3）所示。 孔位参数按一下【孔位参数】按钮，系统切换到孔位参数页面如图（2-4）所示。 公用参数按一下【公用参数】按钮，系统切换到公用参数页面如图（2-6）所示。 系统参数按一下【系统参数】按钮，系统切换到系统参数页面如图（2-7）所示。
基于PLC的数控车床电气控制系统设计毕业论文_(2)[1]
摘要 数控机床是一种机电一体化的数字控制自动化机床。早期的数控机床是依靠继电器逻辑来实现相应的功能。由于继电器逻辑是一种硬接线系统，布线复杂，体积庞大，更改困难，一旦出现问题，很难维修。这样的系统，其可靠性往往也不高，影响正常的生产。 本文正是针对这一问题展开工作的。本文介绍了用三菱FX2N微型可编程控制器对CK9930机床的电气控制部分的改造设计，重点阐述了数控机床PLC的功能、机床的电气控制原理及相应的PLC程序编制与调试三方面的问题。并且详尽地展示了PLC控制程序的开发过程。 根据数控车床所承担加工任务的特点，可知其操作过程比较复杂。要用PLC 控制车床动作，必须将PLC及其控制模块和相应的执行元件加以组合。所以在该控制程序的开发过程中，采用了模块化的结构设计方法。 本文主要完成了主轴控制、坐标轴控制、自动换刀控制、定时润滑控制以及报警处理等功能的PLC控制程序的开发。并且利用FXGP_WIN-C软件编写了该机床的PLC控制程序，并借助其运行、监控功能，通过相关设备，观察了程序的运行情况。 关键词：PLC控制，数控车床，梯形图
目录 第一章概述 (1) 1.1 数控系统的工作原理 (1) 1.1.1 数控系统的组成 (1) 1.1.2 数控系统的工作原理 (2) 1.2 PLC的硬件与工作原理 (3) 1.2.1 PLC的简介 (3) 1.2.2 PLC的基本结构 (3) 1.2.3 PLC的工作原理 (4) 第二章数控车床的PLC (5) 2.1 数控车床PLC的信息传递 (5) 2.2 数控车床中PLC的功能 (6) 2.2.1 PLC对辅助功能的处理 (6) 2.2.2 PLC的控制对象 (6) 2.3 用PLC实现车床电气控制系统的功能 (7) 2.4 利用PLC代替继电器—接触器控制方式的优越性 (8) 第三章 CK9930数控车床电气控制分析 (9) 3.1 车床主要结构和运动方式 (9) 3.2 车床对电气控制的要求 (9) 3.3 车床的电气控制电路分析 (10) 3.3.1 主电路分析 (11) 3.3.2 控制电路分析 (11)
数控自动钻孔机项目投资商业计划书 xxx科技发展公司
数控自动钻孔机项目投资商业计划书目录 第一章项目基本信息 第二章项目建设背景 第三章市场分析预测 第四章项目规划分析 第五章土建工程设计 第六章运营管理模式 第七章风险评估 第八章 SWOT分析 第九章进度方案 第十章投资情况说明 第十一章经济评价 第十二章项目综合结论
摘要 该数控自动钻孔机项目计划总投资14307.97万元，其中：固定资 产投资10941.98万元，占项目总投资的76.47%；流动资金3365.99万元，占项目总投资的23.53%。 达产年营业收入25025.00万元，总成本费用19834.10万元，税 金及附加246.61万元，利润总额5190.90万元，利税总额6153.50万元，税后净利润3893.17万元，达产年纳税总额2260.32万元；达产 年投资利润率36.28%，投资利税率43.01%，投资回报率27.21%，全部投资回收期5.18年，提供就业职位523个。 坚持应用先进技术的原则。根据项目承办单位和项目建设地的实 际情况，合理制定项目产品方案及工艺路线，在项目产品生产技术设 计上充分体现设备的技术先进性、操作安全性。采用先进适用的项目 产品生产工艺技术，努力提高项目产品生产装置自动化控制水平，以 经济效益为中心，在采用先进工艺和高效设备的同时，做好项目投资 费用的控制工作，以求实科学的态度进行细致的论证和比较，为投资 决策提供可靠的依据。努力提高项目承办单位的整体技术水平和装备 水平，增强企业的整体经济实力，使企业完全进入可持续发展的境地。
第一章项目基本信息 一、项目名称及建设性质 （一）项目名称 数控自动钻孔机项目 （二）项目建设性质 该项目属于新建项目，依托xx工业新城良好的产业基础和创新氛围，充分发挥区位优势，全力打造以数控自动钻孔机为核心的综合性产业基地，年产值可达25000.00万元。 二、项目承办单位 xxx科技发展公司 三、战略合作单位 xxx实业发展公司 四、项目建设背景 xx工业新城把加快发展作为主题，以经济结构的战略性调整为主线，大力调整产业结构，加强基础设施建设，积极推进对外开放，加速观念创新、体制创新、科技创新和管理创新，努力提高经济的竞争力和经济增长的质量和效益。该项目的建设，通过科学的产业规划和发展定位可成为xx工业新城示范项目，有利于吸引科技创新型中小企
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。
数控铣床 数控铣床引是在一般铣床的基础上发展起来的，两者的加工工艺基本相同，结构也有些相似，但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床，所以其结构也与普通铣床有很大区别。 主要系统描述 主轴箱 包括主轴箱体和主轴传动系统，用 于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速 范围和输出扭矩对加工有直接的影响。 进给伺服系统 由进给电机和进给执行机构组成， 按照程序设定的进给速度实现刀具和工 件之间的相对运动，包括直线进给运动 和旋转运动。
控制系统 数控铣床运动控制的中心， 执行数控加工程序控制机床进行 加工。 辅助装置 如液压、气动、润滑、冷却系统、排屑和防护等装置。 机床基础件 通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架 数控铣床的特点 1、零件加工的适应性强、灵活性好， 能加工轮廓形状特别复杂或难以控制 尺寸的零件，如模具类零件、壳体类 零件等。 2、能加工普通机床无法加工或很难加 工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件。 3、能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。 4、加工精度高、加工质量稳定可靠。 5、生产自动化程度高，可以减轻操作者的劳动强度。有利于生产管理自动化。
6、生产效率高。 7、从切削原理上讲，无论是端铣或是周铣都属于断续切削方式，而不像车削那样连续切削，因此对刀具的要求较高，具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。在干式切削状况下，还要求有良好的红硬性。 数控铣床的基本结构 数控铣床形式多样，下面以XK5040A型数控立式升降台铣床为例介绍其组成情况。该机床由6个主要部分组成．即床身部分，铣头部分，工作台部分，横进给部分，升降台部分，冷却、润滑部分。(1)床身 床身内部布局合理，具有良好的刚性，底座上设有4个调节螺栓，便于机床进行水平调整，切削液储液褴设在机床座内部。
各专业完整优秀毕业论文设计图纸 海底隧道钻机控制系统设计 课程设计 时间：2014 .12 .22
一、海底隧道自动控制系统框图 由题已知条件，设N(s)=0，则系统在给定信号R(s)下的闭环传递函数()Φer s 为： 可求得系统在给定信号R(s)时的稳态误差为： K s s s R s s s sE e s s ssr +++==∞→→12)()1(lim )(lim )(2200 当R(s)=0时，在扰动信号N(s)作用下的系统闭环传递函数()Φen s 为： 到此可求得系统在扰动信号N(s)作用下的稳态误差为： () ()200()lim lim 12S ssn S s s sN e sE s s k →→-∞==++ 由（1），（2）两式可得在R(s)和N(s)作用下系统的输出为： 二、接下来根据不同的K 值MATLAB 绘制时域仿真曲线 在单位阶跃输入的N(s)，R(s)时有： )1..(..........1211)()(2)(K s s K s s R s E s er +++==Φ)2.(..........121)()(2)(K s s s N s E s en ++-==Φ22111()()()1212K s C s R s N s s s K s s K +=-++++s s N s s R 1)(,1)(==
- 1 - 此时的输入稳态误差和扰动稳态误差为： 在这里我取K 值分别为1，20，60，100，120，150，单位阶跃输入以及单位阶跃扰动下的系统框图和响应分别为（Δ=2）： （注：由系统的稳定性和闭环传递函数可知，极点必须位于s 左半平面，故K 值必须大于0） 下面的分析中将输入响应和扰动响应进行分开讨论。 （1）K=1系统的模拟框图为: 在N (s)=0时得到的单位阶跃响应曲线，如下图: K e e ssn ssr 1 )(,0)(-=∞=∞
虚拟轴数控机床的仿三轴控制 刖言 虚拟轴数控机床的出现被认为是本世纪最具革命性的机床设计突破。如果充分发挥这种新型机床在结构上的优势，就有可能为大幅度 地提高机床的性能开辟一条新途径。 通过分析发现：对于一般直接基于 Stewart平台原理的虚拟轴机床， 其旋转坐标的合理运动范围比常规五坐标数控机床要小得多（通常只有20?30度，而五坐标机床可以达到 90度以上），并且随着旋转角的加大将大幅度地减少机床的有效工作空间。虽然复合结构可以扩大转角范围，但结构复杂，难以保证高刚度，因此，普通虚拟轴机床不太适合加工大范围、多坐标运动的零件。但从另一个角度看，在实际生产中需要多坐标加工的复杂零件毕竟是少数，而占主导地位的还是普通常规零件的加工。因此，研究如何利用虚拟轴机床的结构特点，在常规零件的咼速、咼效加工上发挥其优势，将更具有实际意义。 虚拟轴机床仿三轴控制方法的基本思想是，模仿现有的三坐标数控机床的控制方法，对虚拟轴机床的六自由度运动进行控制，从外特性上看，使得虚拟轴机床和常规三坐标数控机床等效。这样，不仅现有各种成熟的三坐标自动编程系统可直接用于六自由度的虚拟轴机床，而且通过仿三轴控制可使主轴单元仅进行平移运动，大幅度扩大了虚 拟轴机床的工作空间，使其发挥更大的作用。此外，通过仿三轴控制，还可有效地减少控制系统的复杂性，从而显著降低机床的成本，有利于这种新型机床在较大范围内推广应用。
2虚拟轴机床进行常规加工的优势 为虚拟轴机床的一种典型结构，该结构可归结为一种所谓的六杆平台结构”其具体含义是，将六根可变长度驱动杆（简称驱动杆）的一端固定于静平台（如地基或机床框架）上，驱动杆的另一端与动平台联接，即与主轴单元相联接。这样，调节六驱动杆的长度，可使主轴和刀具相对于工件作所要求的进给运动。通过控制系统对进给运动进行精确控制，即可加工出符合要求的工件。 图1虚拟轴机床的基本结构 鉴于虚拟轴机床具有常规数控机床无可比拟的优点，而这些优点正是实现高速、高精度加工所必需的，因此将其作为常规零件的高效加工设备，以最大限度地发挥其优势。 3仿三轴控制的基本原理 由于虚拟轴机床中不存在沿固定方向导向的导轨，数控加工所需的刀具运动轴X、Y、Z等并不真正存在，因此，即使仅需获得三维刀具运动（姿态恒定仅位置变化），也必需对动平台进行六自由度控制。仿三轴控制方法是根据虚拟轴机床的结构特点所提出的模拟常规三坐标数控机床的一种控制方法。其出发点是：用虚拟轴机床加工常规零件时，装于主轴中的刀具仅需作三维平移运动，其姿态为固定值。这样，虽然与动平台固联的主轴单元有六个运动自由度，但涉及实时计算的仅为三个平移自由度。为此本文用刀具球心或端面中心在机床坐标系中的坐标Xm、Ym、Zm表示刀具位置，并通过三坐标插补算法实时计算其位移量。同时，建立一原点位于刀具球心或端面中心的
海底隧道钻机控制系统设计 （此文档为word格式，下载后你可任意修改编辑）一、海底隧道自动控制系统框图
由题已知条件，设N(s)=0，则系统在给定信号R(s)下的闭环传递函数()Φer s 为： 可求得系统在给定信号R(s)时的稳态误差为： K s s s R s s s sE e s s ssr +++==∞→→12) ()1(lim )(lim )(2 200 当R(s)=0时，在扰动信号N(s)作用下的系统闭环传递函数()Φen s 为： 到此可求得系统在扰动信号N(s)作用下的稳态误差为： () ()20 ()lim lim 12S ssn S s s sN e sE s s k →→-∞==++ 由（1），（2）两式可得在R(s)和N(s)作用下系统的输出为： 二、接下来根据不同的K 值MATLAB 绘制时域仿真曲线 在单位阶跃输入的N(s)，R(s)时有： 此时的输入稳态误差和扰动稳态误差为： ) 1..(..........1211)()(2)(K s s K s s R s E s er +++==Φ) 2.( (121) )()(2)(K s s s N s E s en ++-==Φ22111 ()()() 1212K s C s R s N s s s K s s K +=-++++s s N s s R 1)(,1)(= =e e ssn ssr 1 )(,0)(- =∞=∞
在这里我取K值分别为1，20，60，100，120，150，单位阶跃输入以及单位阶跃扰动下的系统框图和响应分别为（Δ=2）： （注：由系统的稳定性和闭环传递函数可知，极点必须位于s左半平面，故K值必须大于0） 下面的分析中将输入响应和扰动响应进行分开讨论。 （1）K=1系统的模拟框图为: 在N(s)=0时得到的单位阶跃响应曲线，如下图:
H：定义Z 轴上升时的运行平面 Z：定义Z 轴下降时的运行平面 ZLIM 绝对工作平面的限制值 ZLIW 对于ZWRK 工作平面限制 ZLIWz 对于ZWRK 工作平面限制= z NOZLIW 对于ZWRK 工作平面限制= Z value ZWRK 绝对工作平面上的工作坐标 ZWRKz Z 平面工作坐标= z NOZWRK Z 平面工作坐标= Z 平面 ``````` QUIK：定义运行平面（Z 轴上升时） 特别注意：H 值和Z 值代表最大钻孔限制z 值定义必须小于最小K 平面H 值定义必须大于最高QUIK 平面 ` QUIK 功能的表面公差 SZSP 在生产程序中选择/不选择主轴 M49,SZSP1 选择主轴 1 M49,SZSP1,2,3 选择主轴 1 到 3 M49,SZSP-2 不选择主轴 2 M49,SZSP1,-2,3 选择主轴 1 和3, 不选择主轴 2 ` S&M 命令里包含钻字符孔命令（M97 和M98）字符孔可以用来标识PCB 板，由生产程序的编程决定，CNC 可以钻： ` M97 钻字符孔从左到右（平行于X 轴） M98 钻字符孔从前到后（平行于Y 轴） ` ` ` PINN 定义钻孔操作模式 PINN 钻孔的操作模式= 销钉COMM-PINN 命令激活销钉功能。工作过程由其他设置决定：ZPWM,A:在程序分析期间, CNC 分析是否程序是一个生产程序还是销钉程序。ZPWM,-A:用命令COMM-PINN,B，必须定义，斜线块被解释成销钉孔在生产程序中。 ZPWM,P:销钉孔的工作平面用ZPIN 值定义。常规执行的工作平面用ZWRK 值定义。ZPWM,-P:销钉孔和常规执行的工作平面用Z 值定义。 COMM-PINN,V 命令能用来定义是否额外的错误被显示在屏幕工作上。安全区域被计算从被钻的销钉 孔位置开始。 NOPINN 钻孔的操作模式= 钻孔特别注意：如果为销孔的工作平面用ZPIN 值写的过多，ZWRK 值接管工作平面。 PINN,B 斜线块= 销钉块用斜线标注的每一块被解释成销钉块。 PINN,-B 斜线块被加工根据(NO)BLKD 设置用斜线标的每一块被解释由COMM-BLKD 命令的设置决定。 PINN,V 显示按钮销钉在屏幕Work 上按钮Pinning 被显示。 PINN,-V 不显示按钮销钉.在屏幕Work 上按钮Pinning 不被显示。 相关命令: COMM-BLKD COMM-ZLIP, COMM-ZPIN, COMM-ZPWM COMM-ZWRK, COMM-Z ZLIP Z 轴对于销钉孔的限制
控制系统课程项目 设计说明书 项目名称：数控铣床控制系统设计 系别：机械电子工程系 专业：机械设计制造及其自动化 姓名：city 学号：09128888 组员：学号： 学号： 指导教师：陈少波
完成时间：2012 年 6 月8 日至2012 年 6 月22 日 目录 1 概述 (3) 1.1 设计目的 (3) 1.2使用设备 (3) 1.3设计内容及要求 (4) 2 NUM1020控制系统设计 (4) 2.1 功能概述 (4) 2.2 主要元器件选型 (5) 2.2.1电机选型 (5) 2.2.2 伺服驱动器与变频器选型 (8) 2.3 电路原理设计 (9) 2.3.1 电源供电设计 (9) 2.3.2 驱动电路设计 (10) 2.3.3 电机编码器与伺服驱动器连接设计 (10) 2.3.4 手轮与轴卡连接设计 (11) 2.3.5铣床控制电路设计 (12) 2.4 控制系统设计 (13)
2.4.1控制系统功能设计 (13) 2.4.2 参数设置 (14) 2.4.3 程序设计 (16) 3 总结 (20) 1 概述 1.1 设计目的 1）、掌握简单数控铣床控制系统的设计过程 2）、掌握常用数控系统（NUM1020）的操作过程 3）、掌握交流伺服电机的工作方式及应用过程 4）、了解数控系统内置式PLC 的实现原理及编程方式 5)、掌握数控系统自动控制功能程序的设计及开发过程 1.2使用设备 1)、NUM1020数控系统一套 2)、安川交流伺服电机3套 3)、计算机及梯形图编辑软件一套
1.3设计内容及要求 1）、以实验室现有的设备（NUM1020数控系统）作为控制器，参照实验室现有的数控铣床的功能，完成一台具有3轴联动功能的数控铣床的电气系统设计过程。 2）、移动轴（3轴）采用实验室现有的交流伺服电机进行驱动，采用半闭环位置控制模式。 3）、主轴采用实验室现有的变频调速器进行设计驱动，系统不要求具备自动换刀功能。 4）、完成PLC输入输出点的分配。 5）、具有行程及其他基本的保护功能。 6）、设计相关功能的梯形图控制程序（要求具有：手动进给功能、手轮进给功能、MDI功能、自动控制功能及各种基本的逻辑保护功能） 7）、完成设计报告。 2 NUM1020控制系统设计 2.1 功能概述 此三轴联动数控铣床由X、Y、Z轴三轴及主轴组成，X、Y、Z轴采用伺服电机传动，由伺服驱动器驱动。主轴采用普通三相异步电机，由变频器驱动。数控系统采用NUM1020数控系统。由NUM1020数控系统作为控制核心，三台伺服驱动器通过NUM1020系统的轴卡地址编码控制，主轴变频器由数控系统
数控钻孔机及锣机CNC刀具指令大全 EXCELLON是最早使用电脑化钻机及锣机,它开发了一套电脑控制机器的指令,被称为EXCELLON Computer Numeric Control,其中一些已成为工业标准. EXCELLON 最早开发的是钻机,这时候的格式被称为Format One ,随后又开发了用于锣机的语言,被称为Format Two,1979 年EXCELLON更新了Format Two 语言,将钻机和锣机指令集合到一套通用的语言系统. 因此,早于1979年前的被称为Generation One的机型只能行Format One ,而1979后的被称为Generation Two 的机型则可以使用Format One 或Format Two 语言系统. 机器运行有两种程序来驱动: 1)系统软件程序由机器的供应商编写,用于机器本身驱动； 2)程序体由线路板制造商使用CNC的编程语言,根据客户提供的相关资料编写,用于制造线路板 目前,用EXCELLON格式的语言编写的程序可以在不同制造商的机器上使用. 程序体组成 1)程序头用于描述关于工作的一般信息,通常位于程序主体的开头,是可选的,所有的命令可以在程序运行前,由操作员在控制台上输入机器.包括: a) 钻嘴或锣刀的尺寸. b) 使用的测量系统. c) 工作中X,Y轴的方向． 2)程序主体而程序的主体则包含一系列的坐标及指令,通常这些指令会从头到尾的去执行. 刀具指令 以下一些指令用于选择或控制刀具,其中一些可以单独使用,而另一些可以联合形成一条指令,而当在程序头中使用这些指令时,它们是用于将数据调入CNC-6中的,当这些指令用于程序体时,它们是用来控制刀具的改变或机器的移动。刀具指令后面的数字用来表明数量,距离,速度等参数,可以从1位到6位,取决于指令的类型. T# T#(#) F# S# C# H# Z+/-# T# 刀具选择 这个指令可以在手动或自动设置状态下使用,它可以用于程序头或程序主体。 在自动换刀具设置状态下:主轴夹头将自动将正在使用的刀具放进T座, 而抓取#所对应的刀具,并自动移动到程序主体下一个坐标。 在手动换刀具设置状态下:机器工作台将停下,这时,在屏幕会出现换刀具提示信息。 T#(#) 选择刀具并指定补偿序号 该指令用于选择指定的刀具并为该刀具设置补偿序号。该指令后面有4位数字,前两位表示所选择刀具的编号,后两位表示补偿序号,如果,后两位被省略或为零,则表明补偿序号
红字的意思是没找到答案，蓝字的意思是不确定；有错别字不负责啊。。。学渣整理，此资料仅供参考╮(╯▽╰)╭ 一 ⒈数控机床通常由哪几部分组成？各部分的作用和特点是什么？ 控制介质 作用：在数控机床加工时，携带和传输所需的各种控制信息。 特点：是存储数控加工所要的全部动作和刀具相对于工件位置信息的媒介物，它记载着零件的加工程序。 数控装置 作用：是数控机床的核心，它根据输入的程序和数据，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、 运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，进行规定的、有序的动作。 特点：可分为普通数控系统NC 和计算机数控系统CNC 两类。 伺服机构 作用：根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移。 特点：由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成，与机床上的执行部件和机械部件组成数控机床的进给系统。 机械部件 作用：包含有主运动部件、进给运动执行部件、拖板和传动部件等。 特点：传动结构要求更为简单，精度、刚度、抗震性等方面要求更高，且其传动和变速系统要便于实现 自动化控制。 ⒉简述数控机床的分类 按运动方式分 点位控制系统：需要从一点准确的移动到另一点，移动过程不需要切削； 点位直线控制系统：需要从一点准确的移动到另一点，且运动轨迹为直线，移动部件在移动过程中 进行切削； 轮廓控制系统：需要从一点准确的移动到另一点，并能控制将零件加工成一定的轮廓形状。 按控制方式分 开环控制系统：不具有反馈装置，系统精度较低； 半闭环控制系统：具有角位移检测装置，定位精度较高，调试方便，稳定性好； 闭环控制系统：具有直线位置检测装置，具有检测、比较和反馈装置，定位精度高，但结构复杂。 按数控系统的功能水平分：低、中、高档次 ⒊什么是开环、半闭环和闭环控制系统？其特点是什么？适用于什么场合？ ①开环控制系统是指不带反馈装置的控制系统；特点是不能进行误差校正，因此系统精度较低；适用于低精度要求 的数控机床。 ②半闭环控制系统是在开环控制系统的伺服机构中装有角位移检测装置的控制系统；特点是调试方便，稳定性好精 度较高；目前应用较为广泛。 ③闭环控制系统是在机床移动部件位置上直接装有直线位置检测装置的控制系统；特点是定位精度高，调试维修较 为困难；适用于精度要求高的数控机床。 ⒋脉冲当量、定位精度和重复定位精度的含义是什么？ 脉冲当量：数控装置每发出一个脉冲信号，反映到机床位移部件上的移动量。 定位精度：数控机床工作台等移动部件在确定的终点所到达的实际位置的精度。 重复定位精度：在同一台数控机床上，应用相同程序、相同代码加工一批零件，所得到的连续结果的一致程度。⒌数控轴数与联动轴数的区别。 控制轴即机床数控装置能够控制轴的数目，而联动轴即同时控制多个轴的运动。数控轴数越多，功能就越强，机床 的复杂程度和技术含量也越高；联动轴数越多，机床控制和编程难度越大。 ⒎数控车床床身和导轨有几种布局形式？每种布局形式的特点是什么？ 有四种布局形式 ①平床身：工艺性好，便于导轨面的加工； ②斜床身：排屑方便，便于安装自动排屑器，操作方便，易于实现单机自动化和封闭式防护； ③平床身斜滑板：工艺性好，排屑方便； ④立床身：排屑最为方便。二⒈数控机床设计方案的特点是什么？ 设计手段计算机化；设计方法综合化；设计对象系统化；设计问题模型化；设计过程程式化与并行化。 、管路敷设技术通过管线敷设技术不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。
数控铳床传动系统设计 学院：—机械工程学院— 专业：—机械维修及检测技术教育 班级：= __________________ 学号：_________ 姓名：
目录 第一章立式数控铣床工作台（X轴）设计 (1) 1.1概述 (1) 1.2设计计算 (2) 1.3滚珠丝杆螺母副的承载能力校验 (12) 1.4传动系统的刚度计算 (14) 1.5驱动电动机的选型与计算 (17) 1.6机械传动系统的动态分析 (20) 1.7机械传动系统的误差计算与分析 (21) 1.8确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (23) 第二章数控机床控制系统设 (25) 2.1设计内容 (25) 总结与体会 (32) 参考文献 (33)
第一章立式数控铳床工作台（X轴）设计 1.1概述 1.1.1技术要求 工作台、工件和夹具的总重量m=860kg （所受的重力W =8600N,其中，工作台的质量m o=460kg （所受的重力W o=4600N ；工作台的最大行程L p=560mm工作台快速移动速度V max=15000 mm min;工作台采用滚动直线导轨，导轨的动摩擦系数u=0.01,静 摩擦系数u0=0.01 ;工作台的定位精度为25um，重复定位精度为18 um；机床的工作寿命为20000h（即工作时间为10年）。 机床采用伺服主轴，额定功率p E=5.5kw，机床采用端面铣刀进行强力切削，铣刀直径D=100mm主轴转速n=280「/min，切削状况如表2-1所示。 表2-1数控铣床的切削状况
1.1.2总体方案设计 为了满足以上技术要求，采取以下技术方案。 （1） 对滚珠丝杠螺母进行预紧； （2） 采用伺服电动机驱动； （3） 采用锥环套筒联轴器将伺服电动机与滚珠丝杆直连; （4） 采用交流调频主轴电动机，实现主轴的无级变速。 1.2设计计算 1. 2.1主切削力及其切削分力计算 （1）计算主切削力F Z 。 根据已知条件，采用端面铣刀在主轴计算转速下进行强力切 削（铣刀直径 D=100m ）时，主轴具有最大扭矩，并能传递主电动 机的全部功率。此时，铣刀的切削 速度为 若主传动链的机械效率 m=0.8，按式F z 二m P E 103 可计算主切 v 削力F Z : F z 二 103 二 0.8 5.5 10— 2993.20N V 1.47 （2）计算各切削分力 根据《数控技术课程设计》表2-1可得工作台纵向切削力F i 、 v J Dn 60 3 3.14 100 10- 280 60 二 1.47m/s