摘要 随着微电子技术和微型计算机的飞速发展，数控雕刻机的应用越来越广泛。机电一体化广泛地综合了机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、电力电子、接口、信号变换和软件编程等技术，并将这些技术有机的结合成一体，它是当今世界机械工业技术和产品发展的主要趋势。三维机械雕刻机是一种典型的机电一体化产品，在广告制作行业具有较大的市场前景。 本文简要的介绍了雕刻机的起源和发展现状，分析了国内外雕刻机的特点说明雕刻机的功能和使用范围；详细的分析了雕刻机的总体布局和结构方案，以及主运动和进给运动系统的选择，以及“三维雕刻”插补法的选择，分析和实现过程，实现雕刻系统的初步优化。 本课题是在参考现有雕刻机的基础上，设计一种机构尺寸比较大的数控雕刻机，适应比较大的工艺品的雕刻加工。 关键字：雕刻机，数控系统，机电一体化，三维，插补法
Abstract Along with the development of micro-electronics technology and microcomputer technology，NC carer will be widely used.These technologies are widely used in Mechatronics, including mechanism, microelectronics，autocontrol, information, sensor and test,power and electron, interface, signal transform, software program. On the other hand, Mechatronics makes these technologies integrated closely. It is the primary trend of the development of mechanical industrial technology and products in the world nowadays. 3D- mechanical engraving plotter is a typical mechatronic product. It has a larger market prospect in the advertising industry. The thesis in brief introduces the genesis and developmental status quote of Engraving Plotter,analyses characteristics of inland and overseas Plotters，and explains its function and use range. We analyze the overall arrangements and framework，the movement mode of numerical control system，the select of main movement system and feed movement system etc. As well as we select and analyze and realize the process of 3D-Engrave interpolation arithmetic. optimized 3D-mechanical engraving system is realized. This topic is based on the existing engraving machine to design a CNC engraving machines with a large body size, which adapted to the relatively large carving handicraft processing. Keywords: Engraving plotter, numerical control system, mechatronics, 3D，and interpolation arithmetic.
CK5120B 数控单柱立式车床 技术协议 甲方：武汉汽轮发电机有限公司 乙方：武汉重型机床集团有限公司
CK5120B数控单柱立式车床 甲方：武汉汽轮发电机有限公司 乙方：武汉重型机床集团有限公司 甲乙双方在友好协商的基础上，就甲方购买乙方制造的CK5120B 数控单柱立式车床之技术问题进行了认真地交流和沟通，取得了一致意见，并在此基础上达成此协议。此协议亦被视为合同不可分割的一部分，与主合同具有同等法律效力。 1、机床简介 本机床为数控单柱立式车床，适合于加工各种铸铁、钢及合金、有色金属、非金属材料等工件，可以车削内外圆柱、内外圆锥、沟槽、螺纹、平面以及各种旋转曲面体。且有恒线速度切削功能。机床具有良好的系统刚性及高稳定性、高精度、高效率、高可靠性。 工作台底座外围装有机床防护罩，可防止冷却液喷溅。防护罩正面有可以水平开启的门。横梁水平导轨上(X轴)装有不锈钢伸缩式防护罩。 本机床操纵台采用落地式集中操纵，在显示屏上可显示所需的各种信息指令和数据。 本机床X、Z轴均为全闭环控制，检测元件采用HEIDENHAIN光栅尺。 本机床液压系统配备油冷机一个。 本机床设有自动排屑和冷却装置，能自动用冷却液对切削部位进行冷却，并且能自动清除和传送切屑。 机床数控系统采用西门子802Dsl全数字系统。 设备外表油漆的颜色，按买方提供的色标(GSB05-1426-2001)6PB005 海兰色施工。油漆的面漆采用北京红狮或同品质品牌。 电气环境
电源：3相-380V±10%，50 Hz±1% 控制电源：220V 110V 直流电源：24V 自然环境 温度：5～40℃ 相对湿度：≤85% 海拔≤1000M 车间环境：无粉尘，无有害气体、液体。 2、机床主要技术参数 2.1 最大车削直径φ2000 mm 2.2 工作台直径φ1600 mm 2.3 最大加工工件高度1600 mm 2.4 工作台最大承重(n＜50r/min) 11.2 ton 2.5 工作台最大扭矩25 KN.m 2.6 垂直刀架最大切削力(滑枕伸长<500mm) 40 KN 2.7 工作台转速范围 2.5～250 r/min 2.8 刀架和滑枕进给速度0.1～2000 mm/min 0.01～50mm/r 2.9 刀架快速移动速度6000 mm/min 2.10 刀架水平移动行程1400 mm 2.11 刀架滑枕移动行程1400 mm 2.12 横梁行程1000 mm
绪论 随着市场上产品更新换代的加快和对零件精度提出更高的要求，传统机床已不能满足要求。数控机床由于众多的优点已成为现代机床发展的主流方向。它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，在国内外都受到高度重视。 现代数控机床是信息集成和系统自动化的基础设备，它集高效率、高精度、高柔性于一身，具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高、对加工对象的适应强等优点。实现加工机床及生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。可以说，机械制造竞争的实质就是数控技术的竞争。 本课题的目的和意义在于通过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。通过设计分析比较机床的某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计、计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造一定的条件。
一、设计题目及参数 1.1 题目 本设计的题目是数控车床的主轴组件的设计。它主要由主轴箱，主轴，电动机，主轴脉冲发生器等组成。我主要设计的是主轴部分。 主轴是加工中心的关键部位，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响，因此，在设计的过程中要多加注意。主轴前后的受力不同，故要选用不同的轴承。 1.2参数 床身回转空间400mm 尾架顶尖与主轴端面距离1000mm 主轴卡盘外径Φ200mm 最大加工直径Φ600mm 棒料作业能力50～63mm 主轴前轴承内和110～130mm 最大扭矩480N·m 二、主轴的要求及结构 2.1主轴的要求 2.1.1旋转精度 主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷，低转速的条件下，主轴前端工件或刀具部位的径向跳动和轴向跳动。 主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件，如主轴、轴承、箱体孔的的制造，装配和调整精度。还决定于主轴转速，支撑的设计和性能，润滑剂及主轴组件的平衡。 通用（包括数控）机床的旋转精度已有标准规定可循。 2.1.2 静刚度 主轴组件的静刚度（简称刚度）反映组件抵抗静态外载荷变形的能力。影响主轴组件弯曲刚度的因素很多，如主轴的尺寸和形状，滚动轴承的型号，数量，配置形式和预紧，前后支撑的距离和主轴前端的悬伸量，传动件的布置方式，主轴组件的制造和装配质量等。 各类机床主轴组件的刚度目前尚无统一的标准。 2.1.3抗振性 主轴组件工作时产生震动会降低工件的表面质量和刀具耐用度，缩短主轴轴承寿命，还会产生噪声影响环境。 振动表现为强迫振动和自激振动两种形式。
维宏? 雕刻机运动控制系统 NC STUDIO?版本5.3.6 软件用户手册 二○○三年二月 上海维宏科技有限公司
感谢您选择了本公司的产品！ 本手册帮助您熟悉本公司的产品，了解系统组成配置等方面的信息。 本资料详细介绍系统安装过程及系统的各项功能，在使用本软件系统及相关的机床设备之前，请您详细阅读本手册。这将有助于您更好地使用它。 由于软件、硬件的不断更新，您所收到的软硬件在某些方面可能与本手册的陈述有所出入。在此谨表歉意。
目录 目录............................................................................................................................ I I 1概述.. (1) 2系统安装与连接 (3) 2.1NC STUDIO的系统基本配置 (3) 计算机主机 (3) 操作系统 (3) 2.2NC STUDIO系统的安装 (4) 安装NC STUDIO运动控制卡 (8) 2.3NC STUDIO控制卡与驱动系统的连接 (9) 安装运动控制卡驱动程序 (8) 安装NC STUDIO软件 (4) 3 NC STUDIO基本概念 (10) 3.1操作模式与状态 (10) 操作模式 (10) 操作状态 (11) 3.2机床坐标系 (11) 机械坐标系 (12) 工件坐标系 (12)
4 NC STUDIO操作界面 (13) 4.1标题栏 (14) 4.2菜单栏 (14) 4.3工具栏 (16) 4.4数控信息栏 (16) 4.5状态栏 (16) 4.6数控状态窗口 (17) 当前位置 (17) 进给速度 (18) 主轴转速................................................................................... 错误！未定义书签。 4.7自动操作窗口 (20) 4.8手动操作窗口 (21) 4.9加工轨迹窗口 (24) 三维视图模式 (24) 二维视图模式： (27) 4.10系统日志窗口 (29) 4.11程序管理窗口 (30) 4.12系统参数窗口 (30) 机械参数 (32) 电气参数................................................................................... 错误！未定义书签。 加工参数 (31) 4.13程序编辑窗口 (34) 4.14输入输出状态(I/O状态)窗口 (35) 5 NC STUDIO菜单系统 (36) 5.1“文件”菜单 (36) 打开并装载 (36) 卸载 (37)
数控机床用主轴伺服系统 数控机床的主轴系统和进给系统有很大的差别。根据机床主传动的工作特点，早期的机床主轴传动全部采用三相异步电动机加上多级变速箱的结构。随着技术的不断发展，机床结构有了很大的改进，从而对主轴系统提出了新的要求，而且因用途而异。在数控机床中，数控车床占42％，数控钻镗铣床占33％，数控磨床、冲床占23％，其他只占2％。为了满足量大面广的前两类数控机床的需要，对主轴传动提出了下述要求：主传动电动机应有2.2～250kW的功率范围；要有大的无级调速范围，如能在1：100～1000范围内进行恒转矩调速和1：10的恒功率调速；要求主传动有四象限的驱动能力；为了满足螺纹车削，要求主轴能与进给实行同步控制；在加工中心上为了自动换刀，要求主轴能进行高精度定向停位控制，甚至要求主轴具有角度分度控制功能等等。 主轴传动和进给传动一样，经历了从普通三相异步电动机传动到直流主轴传动，而随着微处理器技术和大功率晶体管技术的进展，现在又进入了交流主轴伺服系统的时代，目前已很少见到在数控机床上有使用直流主轴伺服系统了。但是国内生产的交流主轴伺服系统的产品尚很少见，大多采用进口产品。 交流伺服电动机有永磁式同步电动机和笼型异步电动机两种结 构形式，而且绝大多数采用永磁式同步电动机的结构形式。而交流主轴电动机的情况则不同，交流主轴电动机均采用异步电动机的结构形式，这是因为，一方面受永磁体的限制，当电动机容量做得很大时，
电动机成本会很高，对数控机床来讲无法接受采用；另一方面，数控机床的主轴传动系统不必像进给伺服系统那样要求如此高的性能，采用成本低的异步电动机进行矢量闭环控制，完全可满足数控机床主轴的要求。但对交流主轴电动机性能要求又与普通异步电动机不同，要求交流主轴电动机的输出特性曲线（输出功率与转速关系）是在基本速度以下时为恒转矩区域，而在基本速度以上时为恒功率区域。 交流主轴控制单元与进给系统一样，也有模拟式和数字式两种，现在所见到的国外交流主轴控制单元大多都是数字式的。 它们的工作过程简述如下：由数控系统来的速度指令（如10V时相当于6000r/min或4500r/min）在比较器中与检测器的信号相与之后，经比例积分回路3将速度误差信号放大作为转矩指令电压输出，再经绝对值回路4使转矩指令电压永远为正。然后经函数发生器6（它的作用是当电动机低速时提高转矩指令电压），送到V／F变换器7，变成误差脉冲（如10V相当于200kHz）。该误差脉冲送到微处理器8并与四倍回路17送来的速度反馈脉冲进行运算。在此同时，交预先写在微处理器部件中的ROM中的信息读出，分别送出振幅和相位信号，送到DA强励磁9和DA振幅器10。DA强励磁回路用于控制增加定子电流的振幅，而DA振幅器用于产生与转矩指令相对应的电动机定子电流的振幅。它们的输出值经乘法器11之后形成定子电流的振幅，送给U相和V相的电流指令回路12。另一方面，从微处理器输出的U、V两相的相位（即sinθ和sin(θ-120°））也被送到U相和V相的电流指令回路12，它实际上也是一个乘法器，通过它形成
第一章概述 1.1设计目的 (2) 1.2主轴箱的概述 (2) 第2章主传动的设计 (2) 2.1驱动源的选择 (2) 2.2转速图的拟定 (2) 2.3传动轴的估算 (4) 2.4齿轮模数的估算 (3) 2.5V带的选择 (4) 第3章主轴箱展开图的设计 (7) 3.1各零件结构尺寸的设计 (7) 3.1.1 设计内容和步骤 (7) 3.1.2有关零件结构和尺寸的设计 (7) 3.1.3各轴结构的设计 (9) 3.1.4主轴组件的刚度和刚度损失的计算 (10) 3.1.5轴承的校核 (13) 3.2装配图的设计的概述 (13) 总结 (19) 参考文献 (20)
第一章概述 1-1设计目的 数控机床的课程设计，是在数控机床设计课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过数控机床伺服进给系统的结构设计，使我们在拟定进给传动及变速等的结构方案过程中得到设计构思、方案分析、结构工艺性、CAD制图、设计计算、编写技术文件、查阅技术资料等方面的综合训练，建立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养我们初步的结构设计和计算能力。 1-2 主轴箱的概述 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 第二章2主传动设计 2-1驱动源的选择 机床上常用的无级变速机构是直流或交流调速电动机，直流电动机从额定转速nd向上至最高转速nmax是调节磁场电流的方法来调速的，属于恒功率，从额定转速nd向下至最低转速nmin时调节电枢电压的方法来调速的属于恒转矩；交流调速电动机是靠调节供电频率的方法调速。由于交流调速电动机的体积小，转动惯量小，动态响应快，没有电刷，能达到的最高转速比同功率的直流调速电动机高，磨损和故障也少，所以在中小功率领域，交流调速电动机占有较大的优势，鉴于此，本设计选用交流调速电动机。 根据主轴要求的最高转速4000r/min，最大切削功率5kw，选择北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机，最高转速是4500r/min。 2-2 转速图的拟定 根据交流主轴电动机的最高转速和基本转速可以求得交流主轴电动机的恒功率转速范围Rdp=nmax/nd=3 而主轴要求的恒功率转速范围Rnp=3，远大于交流主轴电动机所能提供的恒功率
目录 1 绪论 (1) 1.1 课题的研究意义 (1) 1.2 雕刻机的应用及发展 (1) 1.2.1 雕刻机的应用 (1) 1.2.2 国内外发展与现状 (2) 1.3 课题研究的主要内容 (3) 1.3.1 实验平台简介 (3) 2方案选择 (4) 2.1三轴驱动方案选择 (4) 2.1.1直流驱动 (4) 2.1.2 交流伺服驱动 (5) 2.1.3 步进驱动 (5) 2.2 控制器的选择 (6) 2.3限位开关 (7) 3硬件电路设计 (9) 3.1主电路设计 (9) 3.1.1步进电机及步进驱动器 (9) 3.1.2 主轴及变频驱动 (9) 3.2控制电路设计 (11) 3.2.1控制要求 (11) 3.2.2 步进电机驱动器 (12) 3.2.3 PLC选型 (14) 3.2.4 I/O配置及PLC外部接线图 (16) 4软件设计 (18) 4.1 PTO/POS配置 (18) 4.1.1 PTO配置 (18) 4.1.2 PTO/PWM组件 (31) 4.2主程序 (32) 5总结 (35) 致谢 (35)
基于PLC的雕刻机控制系统设计 摘要自从有了人类的社会活动以后，就有了雕刻这一行业，伴随着人类社会的发展，如今人们对雕刻有了全新的认识，随着人们对雕刻机的认识和掌握逐步加深，应用范围会得到不断扩大，应用水平也会逐步提高，雕刻加工必定会有更广阔的前景。 本文论述了雕刻机的控制要求及驱动方式，设计了基于PLC控制的三维雕刻机的电气控制线路，并编制了实现轨迹运行的控制程序。三维雕刻机为滚珠丝杠设计，X、Y、Z三轴采用步进系统，分别通过CPU的高速脉冲输出PTO及定位模块EM253实现三根轴的位置控制，主轴采用交流变频驱动，系统中设置了限位开关和位置感应器以防止运动超程。调试结果表明，系统可以实现一定精度的雕刻轨迹控制，达到了设计指标的要求。 关键词：雕刻机；PLC；位置控制；滚珠丝杠 ABSTRACT Ever since human social activity later, there is a sculpture of the industry, along with the development of human society, and now people have a new understanding of sculpture ,engraving machines as people gradually deepening understanding and grasp the scope of application will been expanding the application level will gradually increase ,engraving process must be more broad prospects. This paper discusses the requirements and drive mode control engraving machine, the design of PLC-based electrical control circuit controls the three-dimensional engraving machine and prepared to achieve trajectory control program running. Three-dimensional engraving machine for the ball screw design, X, Y, Z-axis stepper system ,respectively, to achieve three-axis position control with high-speed pulse output PTO and the positioning module EM253 CPU, the spindle AC variable frequency drive, the system set up limit switches and position sensors to prevent over travel movement Debugging results show that the system can achieve a certain precision engraving trajectory control, met the requirements of the design specifications. Keywords：Engraving machine; Position Control; ball screw shaft
DVT350×20/32Q-NC数控双柱立式车床 技 术 规 格 书
1．机床主要用途及组成 机床主要用途 本机床适用于高速钢和硬质合金刀具，加工各种黑色金属、有色金属和部分非金属材料的工件。 在本机床上可完成粗、精车内外圆柱面、内外圆锥面、平面、曲面以及切槽、车螺纹等工序。 机床组成 机床主要由龙门架、主传动变速箱、工作台、横梁、横梁升降机构、数控刀架、刀架进给箱、液压系统、电控系统等组成 2．主要规格与参数 最大车削直径φ3500 mm 最大工件高度 2000 mm 最大工件重量 32t 工作台 2.4.1 工作台直径φ3150 mm 2.4.2 工作台转速级数无级机械二挡 2.4.3 工作台转速范围～63r/min 2.4.4 工作台最大扭矩 垂直刀架 2.5.1 垂直刀架进给量级数无级 2.5.2 垂直刀架进给量范围 -1000mmmin 2.5.3 垂直刀架快速移动速度 8000mm/min 2.5.4 垂直刀架最大水平行程-20～2015mm 2.5.5 垂直刀架滑枕垂直行程 1250 mm 2.5.6 垂直刀架滑枕截面尺寸 220×220mm 2.5.7 垂直刀架最大切削力 35kN 横梁行程 1500 mm 横梁升降速度 350 mm/min 横梁升降电机功率 11 kW
主电机功率 55kW 机床重量(约) 60t 机床外形尺寸(长×宽×高) 约7412×5460×7195mm 3．主要结构及性能 机床总体布局 本机床的总体布局为龙门式热对称结构。由左右立柱、联接梁和工作台底座构成框架式结构，经有限元法计算，使机床大件及整机具有高强度、高刚度、高吸振性的特点。 横梁在左、右立柱导轨上移动，由双轴伸交流电机驱动，经左右横梁升降箱、螺母丝杠传动，实现横梁上下移动，在横梁上设置一个垂直刀架，刀架为数控刀架，由交流伺服电机驱动。 机床立柱和工作台采用HT300，连接梁及横梁等采用HT250，采用高强度、低应力优质铸铁铸造，铸件经过相应的热处理加工，以消除铸造应力和加工应力。采用焖火、粗加工后回火、半精加工后振动时效处理的加工工艺。各部件的纵横筋板布置应合理可靠，使机床处于最好的受力状态，具备足够的刚度精度保持性。 龙门架 龙门架由左、右立柱及联接梁组成。左右立柱和工作台底座为热对称结构。 在龙门架的上部有左右升降箱由双轴伸交流电机驱动，通过齿轮副和蜗杆蜗轮副及双丝杠使横梁作升降移动。 机床横梁的上下移动设有相应的等高微调装置，保证横梁能同步升降。 主传动系统 主传动由一套立式直流主电机驱动，主电机与主传动箱传动经立轴机构变速结合主电机调速，实现车削时所需的转速范围。 机械二级变速由电磁滑阀控制油缸油路来变换，确保变速工作可靠，变速箱中全部齿轮采用淬火磨削工艺，从而使主轴获得相应的转速。以及高的传动精度及传动效率，并降低传动的振动与噪声。 工作台 工作台由工作台、工作台底座、主轴部件及传动机构组成，工作台和工作台底座为整体铸造加工。 工作台主轴采用固定型短主轴结构，在主轴上装有一套高精度双列短圆柱滚子轴承，其内孔具有1：12锥孔，通过调整径向间隙，以保证工作台高精度回转，并且有高的工作寿命。安装油膜预紧轴承提高油膜刚度，并有限制工作台最大浮升的作用。 工作台导轨为恒流静压导轨，由多头等量分油器(十二点等量分油器)对12个油腔恒流
雕刻机的数控系统是一种轨迹控制系统。从本质上讲，是以各运动轴的位移量为控制对象，使各运动轴协调运动的自动控制系统其基本工作过程为：首先通过雕刻软件将待加工的图形数字化，并生成加工路径信息，通过某种数据传输方式将加工路径信息传输给控制系统然后控制系统根据加工路径信息进行相应的运算及处理，生成控制命令并发送给各运动轴，使X、Y、Z三坐标轴、雕刻机主轴以及辅助动作协调运动，实现刀具与被加工工件的相对运动，自动完成加工。由此即可雕刻出在雕刻软件中设计的平面、文字或立体图形，实现了自动化的雕刻加工。 硬件是系统运行的基础，是实现系统控制功能的必要载体，控制系统的优劣直接影响雕刻机的加工性能、工件的加工精度等诸多方面。控制系统的硬件主要由主控制模块、进给驱动系统模块、主轴驱动模块、雕刻机电源模块以及辅助模块五大模块构成。 01 主控制模块
主控制模块是控制系统的核心部分，雕刻加工代码的分析处理、整个雕刻机系统的控制管理都由该模块完成。因此，主控模块的处理速度直接决定着整个雕刻机控制系统的运行速度。主控制模块主要有：以高性能通用CPU组成的工控板构成主控制模块、以高速运动控制芯片构成主控制模块、以APM处理器高性能单片机构成主控制模块、以PC+高速运动控制卡构成主控制模块以及以PC+模拟数控软件构成主控制模块。 02 进给驱动系统模块 目前雕刻机进给系统主要有步进电机驱动系统和交流伺服电机系统两种方式。步进电机是将脉冲信号转换为角位移的执行元件，电机绕组每接收到一个脉冲，转子就会转过一个相应步距角，通过对脉冲数和脉冲频率的控制即可实现对步进电机的控制。由于步进电机没有累计误差，且控制性能好，因此在数控系统中被广泛应用。随着技术的不断发展，交流伺服系统逐渐发展成熟并越来越多的应用到数控系统中，它与步进电机在控制方式上十分相似，但实用性能和应用场合却有较大的差异。 03
数控立式车床安全操作规程 1 目的 为了使设备能够得到较好的维护保养，保障设备能够保障正常使用，延长使用寿命，特制定本操作规程。 2 适用范围 本规定适用于数控立式车床的安全操作，操作人员在操作过程中需要执行本安全操作规程。 3 引用 《数控立式车床使用维护说明书》 4内容 4.1机床操作人员必须经过专业培训，熟悉产品的加工工序，了解立式数控车床的性能、结构、保养等专业知识，并且能独立操作，非本立式车床操作人员不得擅自操作。 4.2机床操作人员必须在操作位置进行操作，未采取适当的安全预防措施前，禁止靠近机床的工作区域。 4.3程序应由专人修改，操作人员只能修改刀补和偏移值，CNC及诊断参数只允许技术人员修改。 4.4 机床操作人员在紧急情况下，必须先按下急停，再进行处理。 4.5装卸工件、工具时要和行车司机、挂勾工密切配合。 4.6工件、刀具要紧固好。所用的千斤顶、斜面垫板、垫块等应固定好，并经常检查以防松动。 4.7工件在未夹紧前，只能点动校正工件，要注意人体与旋转体保持一定的距离。严禁站在旋转工作台上调整机床和操作按钮。非操作人员不准靠近机床。 4.8如工件外形超出卡盘，必须采取适当措施，以避免碰撞立柱、横梁或把人撞伤。 4.9对刀时必须缓慢进行，自动对刀时，刀头距工件40～60毫米，即停止机动，要手摇进给。 4.10在切削过程中，刀具未退离工件前不准停车。
4.11加工偏重件时，要加配重铁，保持卡盘平衡。 4.12登“看台”操作时要注意安全，不准将身体伸向旋转体。 4.13切削过程中禁止测量工件和变换工作台转动方向。 4.14发现工件松动、机床运转异常、进刀过猛时应立即停车调整。 4.15加工过程中机床不准离人。 5结束工作 5.1 操作人员清洁场地卫生； 5.2 对工器具进行清点； 5.3 对现场遗留垃圾进行分类处理； 5.4 按有关要求填写记录。
目录 1. 绪论 (2) 2. 数控机床主轴总体设计 (3) 2.1数控机床的加工原理 (3) 2.2机床主传动系统设计 (3) 2.2.1机床主传动功率 (3) 2.2.2 主传动的调速围 (4) 2.2.3主传动系统设计要求 (4) 2.2.4 主传动系统电机选择 (6) 2.2.5 主传动分级变速设计 (6) 3. 主轴设计 (8) 3.1 主轴材料的选择及热处理 (8) 3.2 主轴尺寸确定 (8) 3.2.1 主轴前后颈及孔尺寸确定 (8) 3.2.2 主轴部件支承结构选择 (8) 3.3主轴组件设计 (9) 3.3.1主轴组件的性能要求 (9) 3.3.2 主轴轴承的选择……………………………………………………… 10 3.3.3 主轴轴承的预紧及润滑……………………………………………… 11 3.3.4 主轴上齿轮参数确定及键的选择…………………………………… 12 3.3.5 主轴部件结构图……………………………………………………… 13 4. 主轴验算 (14) 4.1 确定弯曲变形的验算条件 (14) 4.1.1刚度标准 (14) 4.1.2主轴的载荷 (15) 4.2三支承主轴刚度验算………………………………………………………
17 5. 设计总结 (19) 6. 参考文献 (20) 1 绪论 在现代制造技术中，数控机床已经用它所显示的效益和巨大潜力，引起世界各国科技界和工业界的普遍重视。发展现代数控机床是当前机械制造业技术改造，技术更新的必由之路，是未来工厂自动化的基础。 数控机床主轴及其部件作为数控机床主要部件的一部分，在数控机床中占据着重要的地位，主轴系统的精度将直接影响到数控加工产品的精度，因此在数控机床设计中当十分注意主轴及其部件的设计。 此次课程设计，主要针对数控车床主传动系统和主轴组件设计，学习和了解数控机床主轴设计的基本思路，理解数控车床主传动系统的传动原理，以及主轴组件选用和数控主轴结构的构成。并熟悉数控机床主轴设计相关计算，了解数控机床设计中的一些验算公式，并对关键部件进行强度或者刚度验算。 通过此次课程设计，应当达到熟悉数控机床主轴系统设计的基本思路，熟练掌握主轴系统设计流程，绘制主轴系统结构装配图和部分零件图，了解设计过程中的必要计算及一些经验公式的运用，初步具备数控机床主轴设计能力。
顶尖数控雕刻机使用说明书 一、顶尖雕刻机DJ系列数控雕刻机介绍 （一）特点和应用领域 （二）技术参数和结构特点 （三）组成和功能 （四）机床结构 二、电气控制框简介 三、计算机选配要求 四、DJ系列数控雕刻机的安装及调试 （一）安装机床本体 （二）安装机床附件 （三）安装电气控制柜 （四）安装雕刻控制软件 （五）调试与试运行 五、基本操作方法 （一）工件装夹 （二）刀具装夹 （三）冷却液的使用 六、刀具、对刀仪 （一）刀具 （二）对刀仪 七、维护与保养 （一）日常维护 （二）定期保养 （三）其他常规维护 八、常见故障及处理方法 （一）常见机械故障及处理方法 顶尖雕刻机DJ系列数控雕刻机介绍 （一）特点和应用领域 顶尖雕刻机DJ系列数控雕刻机是计算机数控钻铣组合机床，该机型具有独特的雕刻加工工艺及雕刻CAD/CAM软件的新型数控加工技术。 它使用小尺寸的刀具作为基本加工刀具，成品精细。为保证刀具的切削速度的切削能力，使用高精度恒扭矩高速主轴电机，整机结构具有较强的钢性和齐全的配置。控制系统采用微步细分控制技术的高速驱动控制算法，机床运动高速平稳，分辨率高。控制软件工作界面灵活便捷，功能丰富，实现了多项独特的雕刻管理功能。适合单件或成批雕刻。DJ系列数控雕刻机作为一种轻型加工设备，主要应用与金属轻型加工领域中的图案文字雕刻。该机型典型应用有：印章雕刻，尤其是适用于铜章雕刻、纲质日戳 工业产品图案文字雕刻 有机饰品图案花纹雕刻加工 工业模型的成型雕刻加工 高频模、吸塑模等一般精度的模具加工 烫花印字金属模板的加工 工艺品和装饰品钻石镶嵌钻孔加工 （二）技术参数和结构特点
外型尺寸：根据DJ系列型号定 工作台面尺寸：根据DJ系列型号定 机床重量：根据DJ系列型号定 最大工作负载量；根据DJ系列型号定 工作台最大工作承压变型量不超过0.02mm 配有对刀仪，可精确保证换刀精度 X轴、Y轴和Z轴运动定位精度±0.02/300mm X轴、Y轴和Z轴运动定位精度±0.01mm X、Y、Z轴运动灵敏度0.01mm以内 工作台平面度不超过0.06mm X轴与Y轴垂直度为0.02/300mm X轴、Y轴、Z轴行程分别为根据DJ系列型号定 Z向空间高度根据DJ系列型号定 采用精密滚动直线矩形导轨，有预紧，刚性好，直线运动精度高。 采用研磨级精密滚珠丝杠，轻预紧，无间隙，保证很高的运动和加工精度。 横梁、立柱、底座均采用高牌号铸铁，结构稳定刚性好，控制精度高，机床刚性好，运动平稳流畅，可适用铜印、刚印和模具等饿加工。 （三）组成和功能 顶尖雕刻机DJ系列数控雕刻机主要由雕刻机床、雕刻控制软件、计算机和电气控制柜等四个基本部分组成。 如下图所示； 各部分的功能是： （1）雕刻机床——机械设备部分，通过它完成雕刻机械加工 （2）雕刻控制软件——处理、解释雕刻CAD/CAM软件生成的NC加工代码，发出加工控制指令，指挥雕刻机进行加工动作，完成产品的雕刻。 （3）计算机——雕刻控制软件的运行载体，对雕刻机各个硬件机构进行协调控制。 （4）电气控制柜——雕刻机的驱动的信号检测部分，根据控制计算机发送的控制指令直接驱动雕刻机产生机械运动并对雕刻机的各种状态进行检测反馈给控制计算机和 控制软件进行识别和处理。 （四）DJ系列数控雕刻机床体结构 雕刻机床体正面外观部件如图所示：
新疆工程学院机械工程系毕业设计（论文）任务书 学生姓名专业班级机电一体化09-11（1）班设计(论文)题目数控机床主传动系统及主轴设计 接受任务日期2012年2月29日完成任务日期2012年4月9日指导教师指导教师单位机械工程系 设 计(论文)内容目标 培养学生综合应用所学的基本理论，基础知识和基本技能进行科学研究能力的初步训练；培养和提高学生分析问题，解决问题能力。通过毕业设计，使学生对学过的基础理论和专业知识进行一次全面地系统地回顾和总结。通过对具体题目的分析和设计，使理论与实践结合，巩固和发展所学理论知识，掌握正确的思维方法和基本技能。 设计(论文)要求 1．论文格式要正确。 2．题目要求：设计题目尽可能选择与生产、实验室建设等任务相结合的实际题目，完成一个真实的小型课题或大课题中的一个完整的部分。 3．设计要求学生整个课题由学生独立完成。 4．学生在写论文期间至少要和指导老师见面5次以上并且和指导教师随时联系，以便掌握最新论文的书写情况。 论文指导记录 2012年3月1号早上9：30-12：00在教室和XX老师确定题目。2012年3月6日早上10：00-12:00在教室确定论文大纲与大纲审核。2012年3月13日早上10:00-12：00在教室确定论文格式。 2012年3月20日早上9：30-12:00在教室对论文一次修改。 2012年3月27日早上9：30-12:00在教室对论文二次修改。 2012年4月6日早上9：30-12：30在教室对论文三次修改。 2012年4月9日早上9:30-12：00在教室老师对论文进行总评。 参考资料[1]成大先.机械设计手册-轴承[M].化学工业出版社 2004.1 [2]濮良贵纪名刚.机械设计[M].高等教育出版社 2006.5 [3]李晓沛张琳娜赵凤霞. 简明公差标准应用手册[M].上海科学技术出版社 2005.5 [4]文怀兴夏田.数控机床设计实践指南[M].化学工业出版社 2008.1 [5][日]刚野修一(著). 杨晓辉白彦华(译) .机械公式应用手册[M].科学出版社 2004
1.机床名称、数量及交货期 2.机床适合于下列用途 2.1本机床为二轴联动的多功能精密数控立式车床。能高效的粗、精加工的各种铸、锻、焊高强度黑色金属、有色金属件。可以加工工件的内外圆柱、内外锥面、内外球面、沟槽、平面、螺纹、旋转曲面体、鼓形凸轮、平面凸轮等。其中轴承座、轴套、过渡环、人孔法兰、球面瓦为典型加工零件。 2.2车削功能：采用高速钢和硬质合金刀具对黑色金属、有色金属的粗精车削加工内外圆柱面、内外圆锥面、球面、回转曲面、平面、公英制螺纹、圆柱面螺旋油槽等进行加工。 2.3机床适合以下材质和硬度的零件的加工： 材质：25Cr1Mo、42CrMo等 热处理状况：调质处理：HB225-342 渗碳淬火处理：HRC50－60 典型零件：轴承座、球面瓦、轴套为典型加工零件 3.机床适用于下述工作环境
4.总体要求 机床为双立柱单刀架立式数控车床。机床结构先进可靠、技术成熟，具有良好的外观，完善、可靠的安全防护装置。选材合理、制造精良、性能优异、精度保持期长，适用于长期、连续、大负荷加工和精加工；机床具有良好的静、动、热刚度，操作界面简洁、流畅、美观，运行稳定可靠，维修方便。机床设计制造符合国家的有关安全和环保标准。 5.机床的结构性能及技术要求 5.1结构及性能要求 5.1.1机床为动梁双柱单刀架结构，主要由工作台底座、工作台、主变速箱、龙门架、横梁、滑座、刀架、机床液压、冷却站、独立走台、数控系统等主要部分组成。左右立柱下端与工作台底座各自相对独立，上端由顶梁和连接梁将两立柱紧紧连接，形成一个牢固的框架结构。 工作台回转采用直流电机经油压自动变档，两级变速减速箱驱动工作台回转。工作台中心装有圆光栅。工作台表面按标准设计T型槽，共8套机械增力卡爪，其中4套为增高卡爪。 5.1.2横梁由横梁体、卸荷梁、传动机构、夹紧机构及液压装置等组成。 5.1.2.1横梁为铸铁封闭式结构，并经过良好的时效以消除内应力，使其有很高的静、动、热刚度。在横梁上设有卸荷梁结构。横梁垂直运动采用T型丝杠传动，并设有保险螺母，以防坠落装置。 5.1.2.2机床设置有调整横梁水平精度的结构。左右立柱导轨润滑为定时定量自动润滑并有可靠的回收装置。横梁夹紧为机械夹紧液压放松机构。横梁导轨上有金属伸缩式防护罩。 5.1.3龙门架由左、右立柱及联接梁组成，立柱下端直接与地基连接，成为一个牢固的框架。左、右立柱的前导轨上装有横梁。左右立柱、联结梁的顶部安装横梁升降机构。由双轴伸交流电机驱动，经传动轴、齿轮箱、双T型丝杠传动使横梁在立柱导轨上作升降移动，到位后采用可靠的夹紧机构将其夹紧在立柱上。左、右立柱均为铸铁件。立柱导轨在横梁下方设有防锈的金属伸缩式防护罩。
模块一对主轴驱动系统的认识 任务一掌握主轴驱动系统各种故障排查方法。 1.主轴驱动系统概述 主轴驱动系统也叫主传动系统，是在系统中完成主运动的动力装置部分。主轴驱动系统通过该传动机构转变成主轴上安装的刀具或工件的切削力矩和切削速度，配合进给运动，加工出理想的零件。它是零件加工的成型运动之一，它的精度对零件的加工精度有较大的影响。 引言 主轴驱动系统控制数控车床的旋转运动，为车床主轴提供驱动功率以及所需的切削力。目前在数控车床中，主轴驱动常使用交流电动机，直流电动机已被逐渐淘汰，由于受永磁体的限制，交流同步电动机功率做得很大时，电动机成本太高。因此目前在数控机床的主轴驱动中，均采用笼型异步电动机。为了获取良好的主轴特性，设计中采用矢量变频控制的交流主轴电动机，矢量部分分无速度传感器和有速度传感器的两种方式，后者具有更高的速度控制精度，在数控车床中无速度传感器的矢量变频器已经符合控制要求，因此，本设计中采用无速度的矢量变频器。 知识目标： 1、了解主轴驱动系统的控制原理。 2、了解各种故障的产生原因。 能力目标： 1、能够对主轴驱动系统启动故障进行排除和处理。 2、熟练掌握变频器的使用方法。 一、相关知识 1、数控机床对主轴驱动系统的要求 机床的主轴驱动和进给驱动有较大的差别。机床主轴的工作运动通常是旋转运动，不像进给驱动需要丝杠或其它直线运动装置作往复运动。数控机床通常通过主轴的回转与进给轴的进给实现刀具与工件的快速的相对切削运动。在20纪60-70年代，数控机床的主轴一般采用三相感应电动机配上多级齿轮变速箱实现有级变速的驱动方式。随着刀具技术、生产技术、加工工艺以及生产效率的不断发展，上述传统的主轴驱动已不能满足生产的需要。现代数控机床对主轴传动提出了更高的要求： 1）调速范围宽并实现无极调速 为保证加工时选用合适的切削用量，以获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。特别对于具有自动换刀功能的数控加工中心，为适应各种刀具、工序和各种材料的加工要求，对主轴的调速范围要求更高，要求主轴能在较宽的转速范围内根据数控系统的指令自动实现无级调速，并减少中间传动环节，简化主轴箱。
西门子802S数控车床变频主轴设计与调试 摘要 主轴运行的是否平稳直接影响数控车床加工的精度。通过对西门子802S数控车床主轴的研究、分析，从而掌握数控应用系统设计的一般方法。主轴控制系统由西门子802S数控系统、变频器和主轴电机组成，通过PLC控制主轴的正反转、CNC控制主轴的转速。 关键词：数控车床；主轴；西门子802S Designing Spindle Control System for a Siemens 802S CNC Lathe Abstract Whether or not the smooth running of the spindle directly affects the accuracy of CNC lathe.T o grasp the general design method of CNC application system, the Spindle control system of Siemens CNC Lathe was researched and analyzed, which had Siemens 802S CNC system, inverter and the spindle motor, where PLC controlling the direction, and CNC controlling the speed. Keywords: CNC Lathe；Spindle；Siemens 802S system
目录 引言 (2) 第一章数控系统的介绍 (3) 1.1 数控系统发展简史 (3) 1.1.1 数控NC阶段 (3) 1.1.2 计算机数控(CNC)阶段 (3) 1.2 数控技术未来发展方向 (4) 1.2.1 向开放式、基于PC的第六代方向发展 (4) 1.2.2 向高速化和高精度化发展 (4) 1.2.3 向智能化方向发展 (4) 第二章西门子802S数控车床系统 (6) 2.1 西门子802S的系统 (6) 2.2 人机界面 (7) 2.3 步进进给系统 (8) 2.4 主轴驱动系统 (8) 2.5 刀架控制系统 (9) 第三章西门子802S数控车床主轴的设计 (10) 3.1 设计方案 (10) 3.2 变频器MICROMASTER 420 (11) 3.2.1 变频器的选型 (11) 3.2.2 变频器的接口 (12) 3.2.3 变频器的主要参数设置 (12) 3.4 控制电路的设计 (12) 3.5 西门子802S的主轴参数调试 (13) 第四章 PLC程序设计 (15) 4.1 PLC控制流程图 (15) 4.2 PLC的I/O分配 (16) 4.3 PLC的部分参数设定 (18) 致谢............................................................ 错误！未定义书签。参考文献. (20) 附录1 PLC程序 (21) 附录2 电气原理图 (31)