文档介绍：毕业论文
题目数控机床主轴系统
专业数控加工与维护工程
班级 07大专数控(二)班
学生 X X X
指导教师赵春明
西安工业大学函授部
二 0 0 九年
摘要
数控机床的主轴控制系统,它是利用数字化的信息对机床运动及工作过程进行控制的一种方法。课题采用PLC来控制这些器件,实现工业控制。以可编程控制器(简称PLC)作为控元件,替代机床继电器连接触器组成的电气控制部分,是为了提高机床电气控制系统的可靠性,这种方法主用于组合机床以及生产线上的专用机床用数控技术实施加工控制的机床,或者说装备了数控系统的机床称为数控(NC)机床。要实现对机床的控制,需要用几何信息描述***和工件间的相对运动以及用工艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺
数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比,是衡量一个国家国民环境发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一,它在数控机床中占有非常重要的位置,几十年来一直受到世界各国的普遍重视,并得到了迅速的发展。主轴是车床构成中一个重要的部分,对于提高加工效率,扩大加工环境范围,提升加工质量都有着很重要的作用。环境型数控车床大多数是不能自动变速的,需要变速时,只能把机床停止,然后手动变速。而全功能数控车床的主传动系统大多采用无级变速。目前,无级变速系统主要有变频主轴系统和伺服主轴系统两种,一般采用直流或交流主轴电机。通过带传动带动主轴旋转,或通过带传动和主轴箱内的减速齿轮( 以获得更大的转矩) 带动主轴旋转。由于主轴电机调速范围广,又可无级调速,使得主轴箱的结构大为简化。目前对客户来说由于变频器的高性价比,所以变频器在车床上使用非常普遍。在数控机床的应用上迅速崛起,成为目前市场上一支强大的生力军。
关键字:主轴控制、数控系统、自动化、数控车床
目录
第一章数控机床主轴的发展 3
3
3
4
第二章数控机床主轴驱动变频控制 6
变频器矢量控制阐述 6
数控车床主轴变频的系统结构与运行模式 6
8
数控车床主轴变频矢量控制的功能设置 10
第三章数控机床主传动系统的结构原理与维修 11
主传动系统 11
典型案例分析 15
结束语 20
致谢 21
参考文献 22
第一章国产数控系统的发展方向
从宏观上看数控系统可分为专用计算机数控系统和通用计算机数控系统两大类。目前国内外众多厂商普遍看好的数控系统发展方向是通用计算机数控系统。在通用机数控中最成功的当属PC数控系统。由于PC机(包括工业PC)产量大、价格便宜,技术进步和性能提高很快,且可*性高(工业PC主机的MIBF已达30年[1])。因此,以其作为数控系统的软硬件平台不但可以大幅度提高数控系统的性能价格比,而且还可充分利用通用微机已有软硬件资源和分享计算机领域的最新成果,如大容量存储器、高分辨率彩色显示器、多媒体信息交换、联网通讯等。目前,PC数控系统的体系结构主要有以下几种形式: (1)专用数控加PC前端的复合式结构这类系统的设计思想是将通用PC和专用NC通过高速信息交换通道连接到一起组成一复合式数控系统。这类系统的优点是可以保持原有数控基础,发挥厂家在以硬件专用芯片实现特殊控制功能等方面的优势,且技术上容易保密,因此多为一些老的数控厂商或实力较强的厂家所采用。这类系统的最大缺点是开放性有限、开发和生产成本较高,技术升级换代较慢。可以预计,在我国现有条件下,此类系统不会有大的发展。(2)通用PC加实时控制单元的递阶式结构其设计思想是利用PC机作为数控系统软硬件平台,在其标准总线上直接连接实时控制单元(将实时控制板卡插入总线插槽中)而组成完整的数控系统。其中,PC机主要完成数控系统中上层一些实时性不是很强的任务并对全系统的运行进行协调和管理,而实时控制单元则完成数控下层的高实时性控制任务。实时控制单元可以是带轨迹插补计算、位置控制、开关量控制(PLC)C单元,也可以是仅具有位置控制功能的简单位控卡或与数字式伺服接口的数字脉冲转换卡。由于这类系统结构简单、易于实现开放性、成本相对较低,因此得到了国内外许多厂商,特别是中小厂家的广泛采用。但这类系统也存在一些缺点。最突出的就是实时控制单元与伺服驱动单元间的信息交换问题。目前,将实时控制信息送往伺服驱动单元的方法主要有两种:一种是通过模拟量形式进行,主要问题是难以消除零飘、温飘对精度的影响,容易受外部干扰。另一种是通过脉冲量形式进行,主要缺点是实时控制单元与伺服驱动单元间需