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经济型数控车床电动刀架PLC控制电路设计近年来，数控技术在机械加工行业中得到了广泛的应用。
数控（Numerical Control）简称NC，是利用数字信息进行工控的一种技术。
在数控设备中，电动刀架是重要的组成部分之一，其用于自动更换刀具，提高机床的加工效率。
在本篇文章中，我将介绍一种经济型数控车床电动刀架PLC （Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）控制电路的设计。
该设计采用的是简单且成本较低的电路结构，适用于小型工厂或个人车间的数控车床。
首先，我们来介绍电动刀架的原理。
电动刀架由电机、传动装置和刀架组成。
传动装置可以使刀架在机床的X、Z轴上进行移动，并且只有在传动装置工作时，电动刀架才能进行刀具的更换。
刀具的选择通常通过对刀片的转动角度进行控制，采用PLC进行控制可以实现刀具的自动选择。
PLC控制电路设计如下：1.电机控制电路为了控制电动刀架的移动，我们需要使用一个电机来驱动传动装置。
这里我们选择步进电机，因为步进电机具有高效、低功率、低噪音等优点。
电机控制电路可以使用L298N驱动芯片，该芯片具有良好的防抖动能力，能够实现步进电机的准确控制。
2.传感器控制电路传感器用于检测刀架的位置。
我们可以使用限位开关或光电开关作为传感器，当刀架到达预定的位置时，传感器将发送信号给PLC，PLC根据信号来控制电机的停止或移动。
在电路设计中，需要考虑传感器输出信号的电平转换和防抖动电路的设计。
3.PLC控制电路PLC控制电路是整个系统的关键部分。
我们可以选择适当的PLC型号，如三菱、台达或西门子等。
PLC具有良好的可靠性和强大的功能，能够实现复杂的逻辑控制。
在这个设计中，PLC负责接收传感器信号，并根据预设的程序控制电机的运动和刀具的选择。
4.电源电路电源电路主要为整个系统提供电能。
由于PLC和电机需要较高的电流，我们需要选择合适的电源输出电压和电流。
除了上述的四个主要电路，我们还需要考虑设备的保护电路和信号补偿电路的设计。
数控车床的分类数控技术传动系统机床数控车床的分类数控车床可分为卧式和立式两大类。
卧式车床又有水平导轨和倾斜导轨两种。
档次较高的数控卧车一般都采用倾斜导轨。
按刀架数量分类，又可分为单刀架数控车床和双刀架数控车，前者是两坐标控制，后者是4坐标控制。
双刀架卧车多数采用倾斜导轨。
数控车床与普通车床一样，也是用来加工零件旋转表面的。
一般能够自动完成外圆柱面、圆锥面、球面以及螺纹的加工，还能加工一些复杂的回转面，如双曲面等。
车床和普通车床的工件安装方式基本相同，为了提高加工效率，数控车床多采用液压、气动和电动卡盘。
数控车床的外形与普通车床相似，即由床身、主轴箱、刀架、进给系统压系统、冷却和润滑系统等部分组成。
数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，传统普通车床有进给箱和交换齿轮架，而数控车床是直接用伺服电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀架实现进给运动，因而进给系统的结构大为简化。
数控车床品种繁多，规格不一，可按如下方法进行分类。
按车床主轴位置分类(1)立式数控车床立式数控车床简称为数控立车，其车床主轴垂直于水平面，一个直径很大的圆形工作台，用来装夹工件。
这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。
(2)卧式数控车床卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。
其倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。
数控技术传动系统机床按加工零件的基本类型分类(1)卡盘式数控车床这类车床没有尾座，适合车削盘类(含短轴类)零件。
夹紧方式多为电动或液动控制，卡盘结构多具有可调卡爪或不淬火卡爪(即软卡爪)。
(2)顶尖式数控车床这类车床配有普通尾座或数控尾座，适合车削较长的零件及直径不太大的盘类零件。
按刀架数量分类(1)单刀架数控车床数控车床一般都配置有各种形式的单刀架，如四工位卧动转位刀架或多工位转塔式自动转位刀架。
(2)双刀架数控车床这类车床的双刀架配置平行分布，也可以是相互垂直分布。
摘要科学技术的不断发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高要求。
机械加工工艺过程的自动化是实现上述要求的最主要的措施之一。
它不仅提高产品的质量、提高生产效率、降低生产成本、还能够大大改善工人的劳动条件。
大批量的自动化生产广泛采用自动机床、组合机床和专用机床以及专用自动生产线，实行多刀、多工位同时加工，以达到高效率和高自动化。
但这些都属于刚性自动化，在面对小批量生产时并不是适用，因为小批量生产需要经常变化产品的种类，这就要求生产线具有柔性。
而从某种程度上说，数控机床的出现正是很大的满足了这一要求。
数控铣床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体四部分组成。
数控装置的作用是把控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体四部分组成。
也就是通过计算机控制铣削。
数控技术是现代制造技术的基础。
它综合了计算机技术、自动控制技术、自动检测技术和精密机械等高新技术，因此广泛应用于机械制造业。
数控机床替代普通机床，从而使得制造业发生了根本性的变化，并带来了巨大的经济效益。
可以预见，高级自动化技术将进一步证明数控机床的价值，并且正在更为广阔的开拓着数控机床的应用领域。
关键词：自动机床，经济型铣床，步进电机，滚珠丝杠副，数控机床ABSTRACTThe continuous development of science and technology, mechanical products, and productivity of the quality of the increasing number of requests. The automation of the process to achieve the above requirements. It not only improves product quality, increase productivity, reduce production costs, but also can greatly improve the working conditions of workers. Large-scale automated production, the widespread use of automatic machines, machine tool and special machine tools and automatic production lines, while the implementation of multi-tool, multi-bit processing in order to achieve high efficiency and degree of automation. These are rigid automation in the face of small batch production, it is not suitable for small batch production, is often necessary to change the type of product, which requires a flexible production line. But to a certain extent, the CNC machine tool is a great meet this requirement. The general control of the media, and numerical control device, the servo system of the CNC milling machine, the body composed of four parts. The numerical control device to control the media, the role of CNC equipment, servo system, four components of the Machine Tool. It is computer-controlled milling machine. CNC technology is the basis of modern manufacturing technology. It combines computer technology, automatic control technology, automatic detection technology, precision machinery and high-tech, it is widely used in machinery manufacturing industry. Instead of general machine tools, CNC machine tools, the manufacturing sector to produce fundamental change, and bring huge economic benefits. It is foreseeable that advanced automation technologies will further demonstrate the value of CNC machine tools, CNC machine tool applications open up a broaderKey words: automatic machine, economic type milling machine, Stepping Motor, Ball Screws目录1 绪论 (1)1.1 选题目的及其意义 (1)1.2 文献综述 (1)1.3 设计任务 (2)2 总体方案的确定 (4)2.1 机械传动部件的选择 (4)2.2 控制系统的设计 (4)3 机械传动部件的计算与选型 (5)3.1 导轨上移动部件的重量估算 (5)3.2 铣削力的计算 (5)3.3 直线滚动导轨副的计算与选型 (5)3.4 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (6)3.5 同步带的计算与选型 (11)3.6 步进电动机的计算与选型 (13)3.7 主轴部件的计算与选型 (16)4 机械标准件的选型与校核 (23)4.1 销连接的选型与校核 (23)4.2 联轴器的选型与校核 (23)4.3 轴承的分类及选用 (25)4.4 键的分类及选用 (28)5 微机控制系统的设计 (29)5.1 微机控制系统组成及特点 (29)5.2 微机控制系统设备介绍 (29)参考文献 (33)致谢 (34)1 绪论1.1 选题目的及其意义本课题来源于基本的工程实际应用，数控机床是机电一体化产品中应用教广泛的一个方向，数控铣床是数控机床中使用最多的机床之一，随着中国工业化进程的推进，数控机床在生产实践中的应用会更加的普及，考虑到数控机床的构造相对复杂，因此以经济型数控机床为入口，对该设备进行研究。
数控铣床概述图1-1 立式数控数控铣床概述一．数控铣床的工艺范围数控铣床(Numerical Control Milling Machine)适合于各种箱体类和板类零件的加工。
它的机械结构除基础部件外，还包括主传动系统和进给传动系统，实现工件回转、定位的装置和附件，实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置，如液压、气动、冷却等系统和排屑、防护等装置，特殊功能装置，如刀具破损监视、精度检测和监控装置，为完成自动化控制功能的各种反馈信号装置及元件。
铣削加工是机械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面铣削和轮廓铣削，也可以对零件进行钻、扩、铰、锪及螺纹加工等。
二．数控铣床的分类1．按主轴布置形式分类按机床主轴的布置形式及机床的布局特点分类，可分为数控立式铣床、数控卧式铣床和数控龙门铣床等。
（1) 立式数控铣床一般可进行三坐标联动加工，目前三坐标数控立式铣床占大多数。
如图1-1所示，数控立式铣床主轴与机床工作台面垂直，工件装夹方便，加工时便于观察，但不便于排屑。
一般采用固定式立柱结构，工作台不升降。
主轴箱做上下运动，并通过立柱内的重锤平衡主轴箱的质量。
为保证机床的刚性，主轴中心线距立柱导轨面的距离不能太大，因此，这种结构主要用于中小尺寸的数控铣床。
此外，还有的机床主轴可以绕X 、Y 、Z 坐标轴中其中一个或两个做数控回转运动的四坐标和五坐标数控立式铣床。
通常，机床控制的坐标轴越多，尤其是要求联动的坐标轴越多，机床的功能、加工范围及可选择的加工对象也越多。
但随之而来的就是机床结构更加复杂，对数控系的要求更高，编程难度更大，设备的价格也更高。
数控立式铣床也可以附加数控转盘，采用自动交换台，增加靠模装置来扩大它的功能、加工范围及加工对象，进一步提高生产效率。
（2) 卧式数控铣床卧式数控铣床与通用卧式铣床相同，其主轴轴线平行于水平面。
如图1-2所示，数控卧式铣床的主轴与机床工作台面平行，加工时不便于观察，但排屑顺畅。
功能项目0i-MD 0i Mate-MD 控制轴数★ 5 3（4）PMC轴可CS轴可同步、串联、扭矩控制可回退可只有通用回退法线方向控制可AI先行控制可可AI轮廓控制★可可触摸屏可界面开发可Manual Guide辅助编程可双向螺距误差补偿可简易直线度补偿可电子齿轮箱可磨床功能包★可数据服务器DNC 可触摸屏可profibus 可大概就是这些吧，当然还有一些功能，希望可以帮助LZ揣摩所谓“经济型”的含义课题一：FANUC 0i Mate数控系统结构与连接一、学习目标：1、了解FANUC数控系统的发展2、正确认识FANUC 0i Mate数控系统的构成3、认识FANUC数控系统的硬件连接接口定义二、实训设备：亚龙CNC fmate-td数控机床智能实训考核设备三、知识准备：1、产品发展历史FANUC公司是全球最大、最著名的CNC生产厂家，其产品以高可靠性著称，其技术居世界领先地位。
FANUC公司的主要产品生产与开发情况：1956年，开发日本第1台点位控制的NC1959年，开发日本第1台连续控制的NC1960年，开发了日本第1台开环步进电机直接驱动的NC1966年，采用集成电路的NC开发成功1968年，全世界首台计算机群控数控系统（DNC）开发成功。
1977年，开发了第一代闭环控制的CNC系列产品FANUC5/7与直流伺服电机1979年，开发了第二代闭环数控系统系列产品FANUC6系统1982年，开发了第二代闭环功能精简型数控系统FANUC3系统与交流伺服电机。
1984年，开发了第三代闭环数控系统FANUC10/11/12,采用了光缆通讯技术。
1985年，开发了第三代闭环功能精简型数控系统FANUC 0系统。
1987年，开发了FANUC15系列的CNC1995-1998年，开始在CNC中应用IT网络与总线技术2000年，开发了FANUC 0i MODEL A数控系统2002年，开发了FANUC 0i MODEL B数控系统2003-2005年，相继开发了FANUC 30i/31i/32i系统与FANUC 0i MODEL C数控系统2008年，在中国市场推出FANUC 0i MODEL D数控系统2、控制单元结构正面LCD存储卡接口软键反面图FANUC 0i D/0i mate D 系统接口图系统各端子的功能如表1-2-1：CP1 系统电源输入（DC24V）3、FANUC伺服控制单元及FSSB总线（1）、FANUC伺服系统的构成如果说CNC控制系统是数控机床的大脑和中枢，那么伺服和主轴驱动就是数控机床的四肢，他们是大脑的执行机构。
0、绪论本设计课题为：经济型数控车床横向进给系统设计 。
因为我们没有精良的 加工工具或者是自动化系数等各方面远远的不及西欧等国家。
所以我国的机械制 造业与他们的有着很大的差距的原因，。
制造业是关系到国际民生的大事，是富 民强国的必要因素，我国要有更好的发展，必须形成我们自己富有特色的现代化 制造体系。
随着时代的发展，科技的日新月异，数控技术的应用范围日益扩大，数控机 床及其系统己成为现代化机器制造业中不可缺少的组成部分。
面对我国目前机床 拥有量少、工业生产规模小的特点，突出的任务是用较少的资金迅速改变机械工 业落后的生产面貌，使之尽可能地提高自动化程度，保证加工质量，减轻劳动强 度，提高经济效益。
“横向进给系统”“主传动系统”和“纵向进给系统”被称为车床的三大核 心系统，其重要地位是不言而喻了。
三大系统的精确性、准确性、必将影响加工 产品的性能。
而实现这一任务的有效的、基本的途径就是普及应用经济型数控机 床，并对原有的机床进行数控改造。
而这就是我们课题的目的。
前提条件：1.床身上最大回转直径Ø400mm2.快移速度x轴4m/min3.定位精度 x 轴0.035mm4.重复定位精度x轴0.0075mm，刀架 0.010mm设计要求： 设计课题要求： 横向进给运动设计时， 电机与丝杠采用柔性结构， 电机选用伺服电机，对电机的大小选择进行验证，及对滚珠丝杠直径和支承形式 选择进行强度较核，设计精度达原始数据。
本课题所设计的进给系统是针对经济型中档数控车床的， 该系统设计成功一 旦应用到生产实践中， 将使工厂的生产的数字化水平加强，生产力水平显著提 高 ，劳动强度减轻，经济效益得到提高。
根据自己三个多月来的设计过程，编写了这本《设计说明书》， 其中，书 中肯定存在着相当的一些问题，期望领导、老师给予批评，指正。
1、国内外发展概况及现状介绍从上世纪五十年代数控技术开始发展到1965 年，数控装置从最初的电子管 元件、晶体管元件、集成电路到目前使用比较普遍的小型计算机和微处理器共经 历了五代的发展。
