文档介绍：目录
1 引言 1
数控机床的概述 1
数控技术的发展与现状 3
FANUC公司介绍 5
BEIJING-FANUC O 系统介绍 6
本课题的主要任务与解决方法 9
2 数控铣床控制系统的总体方案设计 10
数控铣床的结构 10
数控铣床控制系统的总体设计 10
3 控制系统驱动单元设计 12
电机功率计算 12
电机类型的选择 14
伺服单元的选择 15
伺服单元的接线图 15
4 控制系统电路设计 16
主电路设计 16
控制电路设计 18
其他电路的设计 20
5 控制面板设计 22
外部功能区 23
23
机床状态指示区 25
6 PMC程序设计 26
控制要求 26
变量名的标注 26
PMC输入原理图 27
7 其他标件选型设计 28
接触器的选型 28
断路器的选型 28
其他标件的选择 30
结束语 31
致谢 32
参考文献 33
1 引言
数控机床的概述
数控机床的产生
随着社会生产与科学技术的迅猛发展,机械生产日趋精密且结构愈加复杂。这不仅增加了对机床加工精度要求,对机床加工的灵活性要求也变的更高。仿型机床基本解决了小批量、复杂零件的自动化加工问题。但是靠模的制造、安装和调整要花费许多劳力,而且为小批量生产甚至单件制造靠模也很不经济。另外,仿型机床生产出的零件误差受靠模制造误差的影响,不能满足一些高精度零件的加工要求。随着微电子技术、自动信息处理技术、数据处理以及电子计算机技术的发展,给自动化技术带来了新的理念,推动了机械制造自动化的发展[1]。于是,第一台数控机床是为航空工业制造复杂零件的需要而产生。
数控机床的组成
数控机床由四个方面组成:
(1)控制介质
(2)数控装置
(3)伺服系统
(4)机床本体
数控机床的特点
数控机床有以下特点:
(1)提高加工精度,产品质量稳定
(2)提高生产效率
(3)提高了加工零件的适应性、灵活性
(4)减轻工人劳动强度
(5)提高生产管理水平
数控机床的发展方向
目前,世界先进制造技术不断兴起,超高速切削、超精密加工等技术的应用,柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟,对数控加工技术提出了更高的要求。当今数控机床正在朝着以下几个方向发展:
(1)高速度、高精度化。速度和精度是数控机床的两个重要指标,它直接关系到加工效率和产品质量。目前,数控系统采用位数、频率更高的处理器,以提高系统的基本运算速度。同时,采用超大规模的集成电路和多微处理器结构,以提高系统的数据处理能力,即提高插补运算的速度和精度。并采用直线电动机直接驱动机床工作台的直线伺服进给方式,其高速度和动态响应特性相当优越。采用前馈控制技术,使追踪滞后误差大大减小,从而改善拐角切削的加工精度。为适应超高速加工的要求,数控机床采用主轴电动机与机床主轴合二为一的结构形式,实现了变频电动机与机床主轴一体化,主轴电机的轴承采用磁浮
TIMKEN轴承、液体动静压进口轴承或陶瓷滚动NSK轴承等形式。目前,陶瓷刀具和金刚石涂层刀具已开始得到应用。
(2)多功能化。配有自动换刀机构(刀库容量可达100把以上)的各类加工中心,能在同一台机床上同时实现铣削、镗削、钻削、车削、铰孔、扩孔、攻螺纹等多种工序加工,现代数控机床还采用了多主轴、多面体切削,即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工。数控系统由于采用了多CPU结构和分级中断控制方式,即可在一台机床上同时进行零件加工和程序编制,实现所谓的“前台加工,后台编辑”。为了适应柔性制造系统和计算机集成系统的要求,数控系统具有远距离串行接口,甚至可以联网,实现数控机床之间的数据通信,也可以直接对多台数控机床进行控制。
(3)智能化。现代数控机床将引进自适应控制技术,根据切削条件的变化,自动调节工作参数,使加工过程中能保持最佳工作状态,从而得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度,同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率。具有自诊断、自修复功能,在整个工作状态中,C系统本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障时,立即采用停机等措施,并进行故障报警,提示发生故障的部位、原因等。还可以自动使故障模块脱机,而接通备用模块,以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求,其发展趋势是采用人工智能专家诊断系统。
(4)数控编程自动化。随着计算机应用技术的发展,目前CAD/CAM图形交互式自动编