機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)反求課程設(shè)計(jì)報(bào)告.doc

機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)反求課程設(shè)計(jì)報(bào)告-作者：-日期：東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)題目： 專業(yè)課程設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)4-機(jī)制方向 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)反求學(xué)生姓名專 業(yè)：班 級(jí)：指導(dǎo)教師： 2011年 5 月 18 日實(shí)驗(yàn)說(shuō)明本次實(shí)驗(yàn)是對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行拆裝分析，鍛煉學(xué)生各方面的能力，使學(xué)生各個(gè)知識(shí)體系得到鞏固、加強(qiáng)和融合，基本流程如下： 一、結(jié)合數(shù)控機(jī)床實(shí)物及相關(guān)資料完成以下內(nèi)容：1、了解數(shù)控機(jī)床的種類、結(jié)構(gòu)、功能及主要性能指標(biāo)；了解數(shù)控機(jī)床的組成、結(jié)構(gòu)與拆裝過(guò)程；理解掌握數(shù)控機(jī)床的電氣控制、機(jī)械結(jié)構(gòu)和數(shù)控系統(tǒng)原理。2、按不同的需求，從不同的角度拆卸機(jī)床，理解掌握機(jī)床的電氣控制線路，掌握各種電路元?dú)饧?、觀察機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)，并與普通機(jī)床作對(duì)比，比較各種零部件的差別；對(duì)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)和主軸驅(qū)動(dòng)進(jìn)行觀察分析，理解原理。4、觀察分析數(shù)控裝置各種接口及連接，繪制計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)組成框圖。學(xué)生應(yīng)上交紙質(zhì)圖、電子圖、實(shí)驗(yàn)報(bào)告。各能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)最終都必須通過(guò)指導(dǎo)教師的答辯，指導(dǎo)教師要及時(shí)了解學(xué)生情況，力爭(zhēng)使學(xué)生在各環(huán)節(jié)都得到鍛煉，有所收獲。成績(jī)?cè)u(píng)定由能力考查、圖紙、實(shí)驗(yàn)報(bào)告組成，比例4：4：2.一 數(shù)控機(jī)床工作原理 按照零件加工的技術(shù)要求和工藝要求，編寫零件的加工程序，然后將加工程序輸入到數(shù)控裝置，通過(guò)數(shù)控裝置控制機(jī)床的主軸運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、更換刀具，以及工件的夾緊與松開，冷卻、潤(rùn)滑泵的開與關(guān)，使刀具、工件和其它輔助裝置嚴(yán)格按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)進(jìn)行工作，從而加工出符合圖紙要求的零件。 二. 數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu) 數(shù)控機(jī)床主要由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體四個(gè)部分組成。 1）控制介質(zhì) 控制介質(zhì)以指令的形式記載各種加工信息，如零件加工的工藝過(guò)程、工藝參數(shù)和刀具運(yùn)動(dòng)等，將這些信息輸入到數(shù)控裝置，控制數(shù)控機(jī)床對(duì)零件切削加工。 2）數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，其功能是接受輸入的加工信息，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件和邏輯電路進(jìn)行譯碼、運(yùn)算和邏輯處理，向伺服系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的脈沖，并通過(guò)伺服系統(tǒng)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件按加工程序指令運(yùn)動(dòng)。 3）伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)由伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)裝置組成，通常所說(shuō)數(shù)控系統(tǒng)是指數(shù)控裝置與伺服系統(tǒng)的集成，因此說(shuō)伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行系統(tǒng)。數(shù)控裝置發(fā)出的速度和位移指令控制執(zhí)行部件按進(jìn)給速度和進(jìn)給方向位移。每個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行部件都配備一套伺服系統(tǒng)，有的伺服系統(tǒng)還有位置測(cè)量裝置，直接或間接測(cè)量執(zhí)行部件的實(shí)際位移量，并反饋給數(shù)控裝置，對(duì)加工的誤差進(jìn)行補(bǔ)償。 4）機(jī)床本體 數(shù)控機(jī)床的本體與普通機(jī)床基本類似，不同之處是數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性好，傳動(dòng)系統(tǒng)采用滾珠絲杠代替普通機(jī)床的絲杠和齒條傳動(dòng)，主軸變速系統(tǒng)簡(jiǎn)化了齒輪箱，普遍采用變頻調(diào)速和伺服控制三 主要功能及性能指標(biāo)數(shù)控軸數(shù) 3軸聯(lián)動(dòng)軸數(shù) 3軸最小設(shè)定單位直線0.001mm旋轉(zhuǎn)角度0.001度編程尺寸范圍-99999.999mm到99999.999mm直線插補(bǔ)，圓弧插補(bǔ)。手動(dòng)攻絲，自動(dòng)，圓弧，單段，點(diǎn)動(dòng)，回參考點(diǎn)增量倍率進(jìn)給修調(diào)PLC常用電器元件空氣開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)，按鈕，接觸器，熱繼電器時(shí)間繼電器等電器控制線路星-三角降壓?jiǎn)?dòng)控制電路主軸傳動(dòng)HB-XZK7532數(shù)控鉆銑床工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)為X坐標(biāo)，前后運(yùn)動(dòng)為Y坐標(biāo)，均由GK6062-6AF31交流永磁伺服電動(dòng)機(jī)通過(guò)同步齒形帶、帶輪、滾珠絲杠和螺母實(shí)現(xiàn)；主軸箱上下運(yùn)動(dòng)為Z坐標(biāo)，其運(yùn)動(dòng)由GK6063-6AF31帶抱閘的交流永磁伺服電動(dòng)機(jī)通過(guò)同步齒形帶、帶輪、滾珠絲杠和螺母實(shí)現(xiàn)。機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)則由YPNC-50-5.5-A主軸電動(dòng)機(jī)經(jīng)同步帶及帶輪傳至主軸。主軸電動(dòng)機(jī)為變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)，由數(shù)控系統(tǒng)控制變頻器的輸出頻率實(shí)現(xiàn)主軸無(wú)級(jí)調(diào)速。換刀裝置當(dāng)有手動(dòng)或自動(dòng)刀具松開指令時(shí)，PLC將輸出有效信號(hào)，直流控制線路中的直流24V繼電器線圈通電，最終將使刀具松/緊電磁閥通電，刀具松開，此時(shí)可手動(dòng)將刀具拔下。延時(shí)一段時(shí)間后，PLC將輸出有效信號(hào)，直流控制線路中的直流再經(jīng)一段時(shí)間延時(shí)，PLC輸出撤消信號(hào)，主軸吹氣電磁閥斷電，此時(shí)可將加工所需刀具放入主軸錐孔。然后機(jī)床CNC裝置控制PLC輸出撤消信號(hào)，使刀具松/緊電磁閥斷電，刀具重新夾緊而完成裝刀過(guò)程。 V繼電器線圈通電，導(dǎo)致主軸吹氣電磁閥通電，清除主軸錐孔內(nèi)灰塵。四 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)組成框圖 NC操作面板 電源回路 控制回路 驅(qū)動(dòng)單元 步進(jìn)電機(jī) PLC輸出（1） PLC輸出（2）PLC輸出圖 HC5102連接圖 面板布線圖五 PLC面板按鈕功能說(shuō)明電源鑰匙開關(guān)合上開關(guān)后，必須用鑰匙打開此開關(guān)數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)此電源，電機(jī)電源才能接通，急停開關(guān)機(jī)床操作過(guò)程中，出現(xiàn)急停情況時(shí)，按下此按鈕，進(jìn)給主軸運(yùn)行立即停止，CNC便進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)某個(gè)程序出現(xiàn)超程時(shí)，要退出超程狀態(tài)時(shí)，必須松開急停按鈕，一直按壓此開關(guān)，然后沒(méi)在手動(dòng)方式下，按下該軸的點(diǎn)動(dòng)按鈕，向相反的方向退出超程狀態(tài)。循環(huán)啟動(dòng)在自動(dòng)加工方式下，選擇“程序選擇”主菜單鍵用光標(biāo)選擇，CR確認(rèn)從該內(nèi)存調(diào)入還是從磁盤調(diào)入加工程序，方式選擇開關(guān)置于自動(dòng)方式位置，按下循環(huán)啟動(dòng)按鈕自動(dòng)加工開始，按鈕指示燈亮。進(jìn)給保持 在自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中，“進(jìn)給保持”鍵按下，機(jī)床運(yùn)動(dòng)軸減速停止，暫停執(zhí)行程序，刀具主軸電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，如按下“循環(huán)啟動(dòng)”鍵系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，暫停期間按鈕內(nèi)信號(hào)燈亮。單段按鈕當(dāng)“程序單段”鍵按下，表明程序單段有效，自動(dòng)運(yùn)行將逐段運(yùn)行即運(yùn)行一段后停止，循環(huán)啟動(dòng)后，執(zhí)行一段又停止。當(dāng)撤銷“程序單段”程序單段無(wú)效。主軸正轉(zhuǎn) 在手動(dòng)方式 下，按下此按鈕，主電機(jī)正轉(zhuǎn)，主軸正轉(zhuǎn)燈亮主軸反轉(zhuǎn)在手動(dòng)方式下，按下此按鈕，主電機(jī)反轉(zhuǎn)，主軸反轉(zhuǎn)燈亮主軸停在手動(dòng)方式下，按下此按鈕，主軸停，主軸停燈亮。機(jī)床鎖住 在自動(dòng)運(yùn)行開始時(shí)，將“機(jī)床鎖住”鍵按下，在循環(huán)啟動(dòng)，坐標(biāo)位置信息變化，但機(jī)床不動(dòng)，這個(gè)功能用于校驗(yàn)程序。Z軸鎖住按鈕在自動(dòng)運(yùn)行開始時(shí)，將“Z軸鎖住按鈕”鍵按下，在循環(huán)啟動(dòng)，Z軸坐標(biāo)信號(hào)變化，但Z軸不運(yùn)動(dòng)。MST鎖住按鈕 按下MST“鎖住按鈕”按鈕后所有M，S，T指令無(wú)效。+X點(diǎn)動(dòng)按鈕在手動(dòng)或增量進(jìn)給方式下，按下此按鈕，X軸將產(chǎn)生正向移動(dòng)，手動(dòng)時(shí)按壓本按鈕產(chǎn)生連續(xù)移動(dòng)，松開即減速停止，增量進(jìn)給時(shí)，按壓此開關(guān)并放開一次，產(chǎn)生增量進(jìn)給一次，其位移量等于X軸最小設(shè)定單位乘以增量倍率數(shù)。-X軸點(diǎn)動(dòng)按鈕功能同+X軸點(diǎn)動(dòng)按鈕，區(qū)別在于對(duì)X產(chǎn)生負(fù)向移動(dòng)+Y軸點(diǎn)動(dòng)按鈕功能同+X軸點(diǎn)動(dòng)按鈕，區(qū)別在于對(duì)Y軸產(chǎn)生正向移動(dòng)-Y軸點(diǎn)動(dòng)按鈕功能同+Y軸點(diǎn)動(dòng)按鈕，區(qū)別在于對(duì)Y軸產(chǎn)生負(fù)向移動(dòng)+Z軸點(diǎn)動(dòng)按鈕 功能同+X軸點(diǎn)動(dòng)按鈕，區(qū)別在于對(duì)Z產(chǎn)生正向移動(dòng)-Z軸點(diǎn)動(dòng)按鈕 功能同+X軸點(diǎn)動(dòng)按鈕，區(qū)別在于對(duì)Z產(chǎn)生負(fù)向移動(dòng)快速移動(dòng)按鈕 在手動(dòng)方式下，若同時(shí)按快移和某個(gè)軸點(diǎn)動(dòng)按鈕，則產(chǎn)生該軸的正向或負(fù)向快移運(yùn)動(dòng)。本開關(guān)可選擇機(jī)床自動(dòng)，單段，手動(dòng)，增量，回參考點(diǎn)，手動(dòng)攻絲六種方式，自動(dòng)方式設(shè)定X5，X10，X30，X50，X80，X100，X140，X160，8個(gè)位置。以上設(shè)定的F指令，進(jìn)給時(shí)，可在5%-160%的范圍內(nèi)修調(diào)進(jìn)給速率。資料來(lái)源：zxk7532機(jī)床說(shuō)明書機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)圖六 設(shè)計(jì)心得 通過(guò)這次設(shè)計(jì)是我了解到PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和其工作原理及其內(nèi)部線路的結(jié)構(gòu)，在這次設(shè)計(jì)中使我學(xué)會(huì)了solidworks的簡(jiǎn)單操作，以及設(shè)計(jì)的一些基本方法。在拆裝機(jī)床的整個(gè)過(guò)程中了解到了ZXK7532機(jī)床的整體構(gòu)造以及其工作原理，每一個(gè)細(xì)節(jié)都是至關(guān)重要的，不能忽視。更重要的是學(xué)會(huì)了動(dòng)手能力，理論與實(shí)踐結(jié)合提高了己的綜合能力，更好的適應(yīng)未來(lái)社會(huì)