数控铣床控制系统设计
控制系统课程项目
设计说明书
项目名称：数控铣床控制系统设计
系别：机械电子工程系
专业：机械设计制造及其自动化
姓名：city 学号：09128888
组员：学号：
学号：
指导教师：陈少波
完成时间：2012 年 6 月8 日至2012 年 6 月22 日
目录
1 概述 (3)
1.1 设计目的 (3)
1.2使用设备 (3)
1.3设计内容及要求 (3)
2 NUM1020控制系统设计 (4)
2.1 功能概述 (4)
2.2 主要元器件选型 (5)
2.2.1电机选型 (5)
2.2.2 伺服驱动器与变频器选型 (7)
2.3 电路原理设计 (7)
2.3.1 电源供电设计 (7)
2.3.2 驱动电路设计 (9)
2.3.3 电机编码器与伺服驱动器连接设计 (9)
2.3.4 手轮与轴卡连接设计 (9)
2.3.5铣床控制电路设计 (10)
2.4 控制系统设计 (11)
2.4.1控制系统功能设计 (12)
2.4.2 参数设置 (12)
2.4.3 程序设计 (14)
3 总结 (17)
1 概述
1.1 设计目的
1）、掌握简单数控铣床控制系统的设计过程
2）、掌握常用数控系统（NUM1020）的操作过程
3）、掌握交流伺服电机的工作方式及应用过程
4）、了解数控系统内置式 PLC 的实现原理及编程方式
5)、掌握数控系统自动控制功能程序的设计及开发过程
1.2使用设备
1)、NUM1020数控系统一套
2)、安川交流伺服电机3套
3)、计算机及梯形图编辑软件一套
1.3设计内容及要求
1）、以实验室现有的设备（NUM1020数控系统）作为控制器，参照实验室现有的数控铣床的功能，完成一台具有3轴联动功能的数控铣床的电气系统设计过程。
2）、移动轴（3轴）采用实验室现有的交流伺服电机进行驱动，采用半闭环位置控制模式。
3）、主轴采用实验室现有的变频调速器进行设计驱动，系统不要求具备自动换刀功能。
4）、完成PLC输入输出点的分配。
5）、具有行程及其他基本的保护功能。
6）、设计相关功能的梯形图控制程序（要求具有：手动进给功能、手轮进给功能、MDI功能、自动控制功能及各种基本的逻辑保护功能）
7）、完成设计报告。
2 NUM1020控制系统设计
2.1 功能概述
此三轴联动数控铣床由X、Y、Z轴三轴及主轴组成，X、Y、Z轴采用伺服电机传动，由伺服驱动器驱动。主轴采用普通三相异步电机，由变频器驱动。数控系统采用NUM1020数控系统。由NUM1020数控系统作为控制核心，三台伺服驱动器通过NUM1020系统的轴卡地址编码控制，主轴变频器由数控系统的PLC 输出模拟量控制，同时变频器反馈速度模拟量输入到PLC。系统框图如图1所示。
图1 功能概述图
2.2 主要元器件选型
2.2.1电机选型
性能参数设计指标：
（1）工作台质量m=510kg（所受的重力W=5000N）；
（2）主轴部分工作部件质量m=510kg（所受的重力W=5000N）；
（3）工作台的最大行程L p=600mm；
（4）工作台X轴和Y轴最大移动速度V max=9000mm/min；
（5）z轴最大移动速度为3000mm/min；
（6）主轴最大转速n=2000n/min；
（7）最大切削力F=1000N；
（8）铣刀最大直径d=20mm；
（9）工作台采用贴塑导轨，导轨的动摩擦系数μ=0.15。
（10）位置控制精度0.01mm。
2.2.1.1 X轴和Y轴驱动电机选型：
X、Y轴为平动，电机驱动力仅需要克服平动所受到的导轨的摩擦力，因此电机所需功能较小。
所需驱动功率
假设电机传动效率为η=0.9，则电机最小功率为P_1=P/η=0.13kW
2.2.1.2 Z轴驱动电机选型：
Z轴电机驱动主轴部件移动时，需要克服工作部件的重力，所需要电机功能较大。
所需驱动功率
假设电机传动效率为η=0.9，则电机最小功率为P_2=P/η=0.28kW
2.2.1.3 主轴轴驱动电机选型：
依据性能参数设计指示，最大切削力F=1000N，铣刀最大直径d=20mm
所需电机最大转矩T
由公式得
所需驱动功率
查电机型号选型手册，低功率交流电机的转速较大，没有2840 n/min及以下的，因此，此处电机扭矩计算按电机转速3000 n/min计算：
假设电机传动效率为η=0.9，则电机最小功率为P_2=P/η=3.5Kw
根据以上计算，X、Y、Z轴的伺服电机选用日本安川品牌的交流伺服电机，主轴选用西门子品牌的三相异步电机。电机型号如下表所示：
轴型号转速功率扭矩编码器
X SGMGH054AAA2S 1500r/min 0.45KW 490Nm 17比特增量式
Y SGMGH054AAA2S 1500r/min 0.45KW 490Nm 17比特增量式
Z SGMGH20ACB2S 1000r/min 2.0KW 1176Nm 17比特增量式
主轴Y112M-2 2890r/min 4.0KW 13.2 Nm
电气照明设计word版
2011级建筑电气工程技术专业课程设计 课程电气照明技术 班级电气 11 姓名刘焘 学号 35110004 指导教师胡联红 时间 2012年12月 城市建设工程系
目录 1 设计方案 (1) 2 用电负荷计算 (3) 3 导线和截面的选择 (8) 4 配电箱和开关的选择 (9) 5 照度计算 (10) 6 参考文献 (11) 7 附件课程设计图纸
设计方案 一、工程概况 1、本工程地上6层, 6层上面有个阁楼, 结构形式为框架结构, 功能为民用 建筑。 2、本设计包括大楼内部的电气部分, 其内容电源设置,防雷接地,照明配电, 配电系统的工作接地 二、设计依据 1、业主提供的设计任务委托书及各职能部门的批复文件 2、其他各种提供的相关技术资料。 3、现行国家和地方有关建筑电气设计规范,标准等 (1) 《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16—92 (2) 《民用建筑设计防火规范》GB50016—2006 (3)《供配电系统设计规范》GB 50052—95 (4) 《低压配电设计规范》GB 50054—95 (5) 《建筑物防雷设计规范》GB 50057—1994(2000年版) 四、供电系统 根据建筑功能对供电可靠性的要求,本工程用电负荷按三级设计 1、供电方式:本工程由附近市政箱变低压配电房引来三路380/220V三相四 线电源至首层总配电箱, 在分别引至各用电点;本工程电力照明配电系统采用TN-S方式供电,进户处PE线接地 2、线路敷设:进户线选用电缆穿刚管埋敷设至总配电箱;支线选用铜芯电线 BV穿PC线管沿建筑物墙.地面、顶楼上暗敷设。 3、照明、插座均有不同的之路供电,所有的插座回路均设漏电器保护。 五、照明系统 1、卧室和客厅的插座均选用二加三孔型, 抽油烟机插座选用带指示灯及开关的三孔插座; 厨房和卫生间的灯具、开关、插座均采用防水防尘型。 2、翘板开关底边距地1.4m; 空调插座底边距地1.8m, 厨房的插座底边距地1.6m, 3、计量表箱嵌墙安装, 底边距地1.4m, 4、照明支路为单相双线制BV(3*1)PVC15 , 插座回路为BV(3*4)PVC20 5、楼梯间平台处照明灯具采用延时控制,以利于节能。 六、防雷 1、本工程按第三类民用建筑要求进行防雷设计。 2、各路电源进线均做重复接地并进行总等电位联结，其接地电阻小于1欧姆。接地网与总等电位箱连接均采用40×4镀锌扁钢 3、在屋面四周设置明装避雷带以防直击雷,
双面铣床液压系统设计1
双面铣床液压系统设计 摘要 液压系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作。完成各种设备不同的动作需要。液压系统已经在各个工业部门及农林牧渔等许多部门得到愈来愈广泛的应用，而且愈先进的设备，其应用液压系统的部分就愈多。所以像我们这样的大学生学习和亲手设计一个简单的液压系统是非常有意义的。进行液压系统设计首先要明确设计的目的和要求，收集所需的资料，然后进行工况分析，分析工作负载，摩擦阻力，绘制负载图等。其次还要进行油路的分析，绘制系统图，选择液压元件，计算液压缸各项参数，确定液压系统力等。最后还要对液压系统进行性能验算，校核。 本液压系统设计，操作方便安全，生产效率高，设计上主要是对液压缸，液压系统的设计，其中主要是对液压系统的设计，以保证工作的精度和质量要求。 关键词切削液压传动；稳定性；液压系统
目录 摘要...................................................................................................................... I 第1章绪论.. (3) 1.1 课题背景 (3) 1.1.1 课题来源 (3) 1.1.2 课题的研究的背景和意义 (3) 1.2 概述 (3) 1.2.1 设计的目的 (3) 1.2.2 设计的要求 (4) 第2章工况分析 (5) 2.1 工作负载 (5) 2.2 摩擦阻力 (5) 2.3 惯性负载 (5) 第3章绘制负载图、速度图 (6) 3.1 初步确定液压缸的参数 (7) 3.2 计算液压缸的尺寸 (7) 3.3 液压缸工况 (7) 第4章拟定液压原理图 (10) 4.1 选择液压基本回路 (10) 4.2 组成系统图 (13) 第5章选择液压元件 (14) 5.1 液压传动系统 (14) 5.2 液压装置的结构设计，绘制工作图及编译技术文件 (14) 5.3 液压传动系统参数及元件选择 (14) 5.4 确定系统工作压力 (14) 5.5 执行元件控制方案拟定 (15) 5.6 确定执行元件的主要参数 (15) 5.7 确定液压泵的工作压力和流量计算 (15) 5.8控制阀的选择 (15) 5.9确定油箱直径 (16) 第6章液压系统的性能验算 (17) 6.1 液压系统的效率 (17) 6.2 液压系统的温升 (17) 结论 (18) 参考文献 (19) 致谢 (20)
基于PLC的数控车床电气控制系统设计毕业论文_(2)[1]
基于PLC的数控车床电气控制系统设计毕业论文_(2)[1]
摘要 数控机床是一种机电一体化的数字控制自动化机床。早期的数控机床是依靠继电器逻辑来实现相应的功能。由于继电器逻辑是一种硬接线系统，布线复杂，体积庞大，更改困难，一旦出现问题，很难维修。这样的系统，其可靠性往往也不高，影响正常的生产。 本文正是针对这一问题展开工作的。本文介绍了用三菱FX2N微型可编程控制器对CK9930机床的电气控制部分的改造设计，重点阐述了数控机床PLC的功能、机床的电气控制原理及相应的PLC程序编制与调试三方面的问题。并且详尽地展示了PLC控制程序的开发过程。 根据数控车床所承担加工任务的特点，可知其操作过程比较复杂。要用PLC 控制车床动作，必须将PLC及其控制模块和相应的执行元件加以组合。所以在该控制程序的开发过程中，采用了模块化的结构设计方法。 本文主要完成了主轴控制、坐标轴控制、自动换刀控制、定时润滑控制以及报警处理等功能的PLC控制程序的开发。并且利用FXGP_WIN-C软件编写了该机床的PLC控制程序，并借助其运行、监控功能，通过相关设备，观察了程序的运行情况。 关键词：PLC控制，数控车床，梯形图
目录 第一章概述 (1) 1.1 数控系统的工作原理 (1) 1.1.1 数控系统的组成 (1) 1.1.2 数控系统的工作原理 (2) 1.2 PLC的硬件与工作原理 (3) 1.2.1 PLC的简介 (3) 1.2.2 PLC的基本结构 (3) 1.2.3 PLC的工作原理 (4) 第二章数控车床的PLC (5) 2.1 数控车床PLC的信息传递 (5) 2.2 数控车床中PLC的功能 (6) 2.2.1 PLC对辅助功能的处理 (6) 2.2.2 PLC的控制对象 (6) 2.3 用PLC实现车床电气控制系统的功能 (7) 2.4 利用PLC代替继电器—接触器控制方式的优越性 (8) 第三章 CK9930数控车床电气控制分析 (9) 3.1 车床主要结构和运动方式 (9) 3.2 车床对电气控制的要求 (9) 3.3 车床的电气控制电路分析 (10) 3.3.1 主电路分析 (11) 3.3.2 控制电路分析 (11)
专用铣床液压系统设计开题报告
毕业设计(论文)开题报告 题目名称专用铣床液压系统设计 题目类别毕业设计 学院（系） 专业班级 学生姓名 指导教师 辅导老师 开题报告日期2011年3月26日 专用铣床液压系统设计 学生：
指导教师：汪建华长江大学机械工程学院 1 题目来源及题目类别 题目名称：专用铣床液压系统设计 题目来源：生产实际和老师的科学研究 题目类别：毕业设计 2 研究的目的及意义 液压系统设计是一个综合实践性教学环节，通过该毕业设计，要求达到以下目的： 1. 巩固和深化已学知识，掌握液压系统设计计算的一般方法和步骤，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题能力； 2. 正确合理地确定执行机构，选用标准液压元件；能熟练地运用液压基本回路、组合成满足基本性能要求的液压系统； 3. 熟悉并会运用有关的国家标准、部颁标准、设计手册和产品样本等技术资料。对学生在计算、制图、运用设计资料以及经验估算、考虑技术决策、CAD 技术等方面的基本技能进行一次训练，以提高这些技能的水平。 3 阅读的主要文献及资料名称 [1] 张群声.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2002 [2] 俞启荣.机床液压传动[M]. 北京：机械工业出版社，1984 [3] 俞启荣.液压传动[M]. 北京：机械工业出版社，1990 [4] 丁树模，姚如一. 液压传动[M]. 北京：机械工业出版社，1992 [5] 章宏甲，周邦俊.金属切削机床液压传动[M].南京：江苏科学技术出版社，1997 [6] 龚曙光.ANSYS工程应用实例解析.北京：机械工业出版社，2003 [7] 章宏甲，黄谊. 机床液压传动[M]. 北京：机械工业出版社，1987 [8] 杨培元，朱福元.液压系统设计简明手册[M]. 北京：机械工业出版社，1991 [9] 王春行.液压伺服控制系统[M]. 北京：机械工业出版社，1987 [10] 陆元章.现代机械设备设计手册：第二卷[M].北京：机械工业出版社，
专用铣床液压系统设计
目录 一设计要求及数据 (2) 二工况分析 (2) 三初步确定油缸参数绘制工况图 (6) 四确定液压系统方案和拟定液压系统原理图 (9) 五选择液压元气件 (12) 六验算液压系统性能 (16) 七参考文献 (18)
一、设计要求及数据 题目1： 一台专用双面铣床，最大的切削力为9000N，工作台、夹具和行程的总重量4000N，工件的总重量为1800N，工作台最大行程为600mm，其中工进行程为350mm。工作台的快进速度为4.5m/min，工进速度在50～100mm/min范围内无级调速。工作台往复运动的启制（加速减速时间）为0.05s，工作台快退速度等于快进速度，滑台采用平面导轨。静摩擦系数为0.2s，动摩擦系数为0.1。（夹紧力大于等于最大静摩擦力） 机床的工作循环为：工作定位－工件夹紧－工作台快进－工作台工进－加工到位后停留－快退－原位停止－工件松开－定位销拔出。 要求系统采用电液结合实现自动化循环，速度换接无冲击，且速度要平稳，能承受一定量的反向负载。 试完成： （1）按机床要求设计液压系统，绘制液压系统图；（A3手绘） （2）确定夹紧缸、主工作液压缸的结构参数； （3）计算系统各参数，选择液压元件型号，列出元件明细表； （4）列出设计系统中的电磁铁动作顺序表。 二、工况分析 液压系统的工况分析是指对液压执行元件进行运动分析和负载分析，目的是查明每个执行元件在各自工作过程中的流量、压力、功率的变化规律，作为拟定液压系统方案，确定系统主要参数（压力和流量）的依据。 负载分析 （一）外负载 F=9300N c max
其中max c F 表示最大切削力。 对于专用铣床铣削时铣刀所承受的主切削力大小（单位N ）为： c p F Pfa = (N) 式中 P — 单位切削力（2/N mm ） f — 每转进给量（mm/r ） p a — 背吃刀量（mm ） 下面将进行具体参数的计算： 由公式 f u fn = 可得 （其中f u 表示每分钟进给速度，n 表示铣刀的转速） 由设计依据可知 n=300r/min ，工进速度f u =50—1000mm/min ，故我们取f u =900mm/min 。 f =f u /n=3mm/r 对于单位切削力P ，由以下的常用金属材料的单位切削力表可得，我们选P=20002/N mm 。 对于铣削背吃刀量p a ,我们选用硬质合金铣刀，查铣工计算手册可得，取p a =1.5mm 。 根据以上的公式 c p F Pfa =可得： c p F Pfa ==2000x3x1.5=9000N
嵌入式智能家居控制系统软件设计
本科生毕业设计（论文）开题报告 论文题目：嵌入式智能家居控制系统 软件设计 学院：电气工程学院 专业班级：自动化1204 学生姓名：刘芳春 学号： 120302433 导师姓名：王通 开题时间：2016年 3 月 18 日
1.课题背景及意义 1.1课题研究背景、目的及意义 目前，几乎所有家庭都有使用各种电器设备，电视、电灯、空调、冰箱等。然而，就当前情况来说，这些设备总是被看成单个的、独立的个体使用，而极少出现一个专门的系统来管理它们、或是将它们糅合为一个具有一定“智慧”的设备集合体。这不仅使得设备使用者不得不在控制和管理这些设备上消耗大量时间和精力，而且容易造成设备使用效率不高，浪费宝贵的能源，这不符合节能环保的国家政策方针。 基于这个事实，智能家居的概念应运而生。智能家居又被人们称智能住宅[1]，在国外也叫做Smart Home。智能家居是以个人住所为单位，以控制技术、通信技术计算机技术为基础，以提升人们的日常家居生活为目的的家居控制和管理系统[2]。 由于智能家居是一个最近才得到快速发展的行业，当前有许多地方并未得到充分的研究，也有许多研究成果并未能转化成为实际产品。探寻其本质因素有两个。其一，大多数已有的智能家居产品是针对高消费人群设计和开发的，而没有顾及到占人口绝大多数的低端消费人群。因此，其市场本身就不会太大。其二，许多开发出来的产品在性能上并不完全让消费者满意。当前已有的产品中的大多数，或是存在功能单调、或是存在使用不方便等各种缺乏吸引力的不足之处。 为了改善这一现状，软件部分设计就成了必不可少的工作，软件部分以软件开发平台为核心，向上提供应用编程接口，向下屏蔽具体硬件特性的板级支持包。嵌入式系统中，软件和硬件紧密配合，协调工作，共同完成系统预定的功能。嵌入式软件是应用程序和操作系统两种软件的一体化程序。对于嵌入式软件而言，系统软件和应用软件的界限并不明显，原因在于嵌入式环境下应用系统的配置差别较大，所需操作系统裁剪配置不同，I/O 操作没有标准化，驱动程序通常需要自行设计[3,4]。 嵌入式实时操作系统在目前的嵌入式系统中应用越来越广泛，尤其在功能复杂、系统庞大的应用中[5]。它与实时应用软件相结合成为有机的整体起着核心作用，由它来管理和协调各项工作，为应用软件提供良好的运行软件环境和开发环境。μC/OS-II 是一个完整的，可移植、固化、裁剪的占先式实时多任务内核。它通过了美国联邦航空管理局商用航行器的认可，符合航空无线电技术委员会对用于航空设备方面所使用的软件性能提出的DO-178B标准认可。目前已有数百个商业应用的μC/OS，该操作系统的稳定性和可靠性得到了充分的肯定[6,7]。该操作系统在智能家居领域中的应用也越来越广泛。因此对于嵌入式智能家居操作系统的研究也越来越有必要。
数控机床液压系统设计
摘要 本论文针对目前国内外数控车床的现状、发展动态和发展方向及其在现代工业中的重要作用，运用液压元件的基本理论，对其主关键结构液压系统箱进行了原理分析和优化设。根据设计的实际需要，对车床液压系统开展研究，并对液压系统的结构元件和液压控制系统的结构进行了优化设计。并介绍了一种在三爪卡盘上加装摆动式液压缸和平面螺旋机构的螺旋摆动式液压缸增力机构的结构。叙述了主要的设计步骤和参数的确定。 关键词：数控车床液压油泵液压油缸液压控制阀三爪卡盘性能分析参数优化设计 G RADUATE D ESIGN (T HESIS) 设计(论文)题目：数控机床液压系统设计 指导教师：李洪奎 I
Abstract The present paper in view of the present domestic and foreign numerical control lathe present situation, the development tendency and the development direction and in the modern industry vital role, the utilization hydraulic unit basic theory, has carried on the static analysis and the optimized design to its important structure lathe bed, then achieved the instruction designs and enhances the numerical control lathe technical performance the goal. According to the design actual need, the method of hydraulics systems used in the actual project the related theory and the realization principle has carried on the elaboration, and has carried on the lathe bed champing and drive module design as well as the optimized design. The research process mainly divides into hydraulic system analysis and hydraulic control of the optimization designs, obtained the lathe bed static stress and the strain, and has carried on the optimized design to the lathe bed structure, has carried on a more scientific appraisal to the product. Key word：Numerical control lathe ;Hydraulic pumps ;Hydraulic cylinders ;control valves;performance analysis ;Optimized design II
卧式双面铣削组合机床的液压系统设计.
《液压与气压传动》 课程设计说明书 题目：卧式双面洗削组合机床液压系统 院系：国际教育 专业：机电一体化 班级：51301 姓名：陈雪峰 指导教师：徐巧 日期：2015.5.21
《液压与气压传动》课程设计任务书 一、设计目的 《液压与气压传动》课程设计是机械工程专业教学中重要的实践性教学环节，也是整个专业教学计划中的重要组成部分，是培养学生运用所学有关理论知识来解决一般工程实际问题能力的初步训练。 课程设计过程不仅要全面运用《液压与气压传动》课程有关知识，还要根据具体情况综合运用有关基础课、技术基础课和专业课的知识，深化和扩大知识领域，培养独立工作能力。 通过课程设计，使学生在系统设计方案的拟定、设计计算、工程语言的使用过程中熟悉和有效地使用各类有关技术手册、技术规范和技术资料，并得到设计构思、方案拟定、系统构成、元件选择、结构工艺、综合运算、编写技术文件等方面的综合训练，使之树立正确的设计思想，掌握基本设计方法。 二、设计内容 1．《液压与气压传动》系统图，包括以下内容： 1）《液压与气压传动》系统工作原理图； 2）系统工作特性曲线； 3）系统动作循环表； 4）元、器件规格明细表。 2．设计计算说明书 设计计算说明书用以论证设计方案的正确性，是整个设计的依据。要求设计计算正确，论据充分，条理清晰。运算过程应用三列式缮写，单位量纲统一，采用ISO制，并附上相应图表。具体包括以下内容： 1）绘制工作循环周期图； 2）负载分析，作执行元件负载、速度图； 3）确定执行元件主参数：确定系统最大工作压力，液压缸主要结构尺寸，计算各液压缸工作阶段流量，压力和功率，作工况图； 4）方案分析、拟定液压系统； 5）选择液压元件； 6）验算液压系统性能； 7）绘制液压系统工作原理图，阐述系统工作原理。 三、设计要求与方法步骤 1．认真阅读设计任务书，明确设计目的、内容、要求与方法步骤； 2．根据设计任务书要求，制定个人工作计划； 3．准备必要绘图工具、图纸，借阅有关技术资料、手册； 4．认真对待每一设计步骤，保证质量，在教师指导下独立完成设计任务。 （课程设计说明书封面格式与设计题目附后） 二、液压传动课程设计(大型作业)的内容和设计步骤 1．工况分析 在分析机器的工作情况(工况)的基础上，确定液动机(液压缸和液压马达)的负载、速度、调速范围、功率大小、动作循环、自动化程度等并绘制出工况图。 2．初定液动机的基本参数
数控机床单片机控制系统设计
简易数控机床控制系统设计 学号：0601302009 专业：机械电子工程姓名：浦汉军 2007，9，10 南宁任务： 设计以单片机为控制核心的简易数控机床的数字程序控制器。要求 1、能用键盘控制工作台沿+X、-X、+Y、-Y向运动，以校正工作台位置。 2、可用于加工直线和圆弧。 3、在运行过程中可人工干预而紧急停车。 4、能实现越界报警。 5、可与PC机通讯。 总体方案设计 一、数控系统硬件电路设计 选用MCS-51系列的8031CPU作为数控系统的中央处理机。外接一片EPROM用于存放控制程序、固定批量生产的工件加工程序和数据，再选用一片8kb的6264RAM作为存放试制工件或小批量生产的工件加工程序和数据。由于系统扩展，为使编程地址统一，采用74LS138译码器完成译码法对扩展芯片进行寻址的功能。还要考虑机床与单片机之间的光电隔离、功率放大电路。其设计框图如下图所示： 图1.1 总体设计框图 工作原理：单片机系统是机床数控系统的核心，通过键盘输入命令，数控装置送来的一系列连续脉冲通过环形分配器、光电耦合器和功率放大器，按一定的顺序分配给步进电动机各相绕组，使各相绕组按照预先规定的控制方式通电或断电，这样控制步进电动机带动工作台按照指令运动。1．各单元电路设计
CE ：片选信号，低电平有效，输入 ：读信号，低电平有效，输入 PGM ：编程脉冲输入端，输入 Vpp ：编程电压(典型值为12.5V) Vcc ：电源(+5V) GND ：接地(0V) D 011 D 112D 213D 315D 416D 517D 618D 719A 010A 19A 28A 37A 46A 55A 64A 73A 825A 924A 1021A 1123A 12 2 G N D 14C E 20 PG M 27V c c 28V p p 1 N C 26 O E 22 2764 输出允 许编程 逻辑 译 码 输出缓冲 256 256存储矩阵 A12 A11 ``` A0 OE PGM CE D0 ``` D7
电气照明系统设计思路
电气照明系统设计流程 第一步；确定范围 确定设计内容为电气照明系统，其中包括普通照明，备用照明和应急疏散照明等部分 第二步：查阅规范 查阅相关规范，并且将设计所需的规范条例了解清楚（PS:一般规范：《建筑照明设计规范》、《建筑设计防火规范》、《建筑照明术语标准》、《供配电系统设计规范》、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》、《电力工程电缆设计规范》等） 第三步：确定其各房间照度值 根据规范确定各房间的照度值，备用照明和应急照明的设置要求（包括备用照明和应急照明的供电方式）（PS:查阅《建筑照明设计规范》的第五章、第六章） 第四步:确定其功率密度 确定之后查询照明设计规范确定所需设计的功率密度（PS:查阅《建筑照明设计规范》的第六章（取现行值）） 第五步：灯具选型 确定设计所需要的灯具型号（灯具选型），须知道灯具的详细参数（PS:查阅相关资料，了解清楚每种灯具的光通量、光效值、功率瓦数） 第六步：确定其各房间灯具数量 根据功率密度的要求算出每个房间需要的灯具数量 ①利用天正电气中的照度计算功能 A. 选定房间，确定其房间面积 B. 填写利用系数，一般洁净室内的利用系数取0.8-0.9，非洁净区取0.7-0.8，室外0.5-0.7。 C. 填入光源参数，主要填写总的光通量 D. 填写照度要求、功率密度，维护系数一般去标准0.8 E. 得出结果（灯具数量），注意查看功率密度是否满足条件，如满足，这方案成立；如不满足，需要调整灯具种类，从而达到满足条件。 ②利用灯具数量的计算公式
A.计算灯具数量：公式：N = EA / (ΦUK) 其中：Φ-- 光通量lm, N -- 光源数量, U -- 利用系数, A -- 工作面面积m2, K -- 灯具维护系数，E-- 平均照度lx B.得出结果（灯具数量），再计算出功率密度:公式：LPD=ΣΡ/A 其中：LPD-- 功率密度W/m2,ΣΡ-- 所有照明设备的总功率W, A -- 工作面面积m2 C. 注意查看功率密度是否满足条件，如满足，这方案成立；如不满足，需要调整灯具种类，从而达到满足条件。 第七步：排布灯具 在画好的厂房底图上面按照矩阵规则布置灯具位置（做到整齐美观即可），并且确定应急灯具和疏散灯具的位置（PS:应急照明及疏散照明的照度查阅《建筑照明设计规范》的第五章5.5.2）第八步：确定其供电回路及开关安装 灯具布置好之后根据照明设计规范确定供电回路和开关的样式及安装位置(PS:供电回路查阅《建筑照明设计规范》的第七章7.2;开关的样式及安装位置查阅《建筑照明设计规范》的第七章7.3) 第九步；确定其配电箱的位置 根据规范要求、业主的需要确定配电箱的位置 第十步：布线 确定好回路和各种设备位置后就开始布线，在图纸中反映出来（应急线路最好使用不同颜色走线加以区分） 第十一步：配电箱系统图 根据设计好的图纸画出配电箱系统图，系统图中需反映出配电箱的名称和使用的各断路器的型号规格，回路数量，三相负荷分布，进出线路的型号规格以及线路敷设方式： ①支路总功率的计算:该条支路上所有照明设备的总功率 ②计算电流: a.根据功率估算: 三相：1KW→2A 单相：1KW→6A B.根据公式计算：
卧式双面铣削组合机床的液压系统设计
卧式双面铣削组合机床的 液压系统设计 Prepared on 22 November 2020
液压与气压传动技术课程设计说明书专业： 学号： 姓名： 指导教师： 2012年6月1日
1设计题目卧式双面铣削组合机床的液压系统设计 (2) 2设计要求 (2) 3液压传动系统的设计与计算 (3) 分析液压系统工况 (3) 确定主要参数 (6) 1.初定液压缸的工作压力 (6) 2.液压缸主要参数的确定 (6) 3.绘制液压系统工况图................................................6 绘制液压传动系统原理图 (8) 1.调速回路的选择 (8) 2.油源及其压力控制回路的选择 (9) 3.快速运动与换向回路 (9) 4.速度换接回路 (9) 5.压力控制回路 (9) 6.行程终点的控制方式 (9) 7.组成液压系统绘原理图 (9) 计算与选择液压元件 (11) 1.液压泵 (11) 2.阀类元件及辅助元件的选择 (11) 3.油管的选择 (11) 4.确定油箱容积 (11) 液压系统性能验算 (12)
1压力损失的验算 (13) 工作进给时进油路压力损失 (13) 工作进给时回油路的压力损失 (13) 变量泵出口处的压力Pp (13) 系统压力损失验算 (13) 2 系统温升的验算 (14) 4液压缸的设计 (15) 液压缸工作压力的确定 (15) 液压缸的内径D和活塞杆d前面已经计算 (15) 液压缸的壁厚和外径的计算 (15) 缸盖厚度的确定 (15) 5设计小结 (16) 6参考文献 (16)
数控铣床控制系统设计
控制系统课程项目 设计说明书 项目名称：数控铣床控制系统设计 系别：机械电子工程系 专业：机械设计制造及其自动化 姓名：city 学号：09128888 组员：学号： 学号： 指导教师：陈少波
完成时间：2012 年 6 月8 日至2012 年 6 月22 日 目录 1 概述 (3) 1.1 设计目的 (3) 1.2使用设备 (3) 1.3设计内容及要求 (4) 2 NUM1020控制系统设计 (4) 2.1 功能概述 (4) 2.2 主要元器件选型 (5) 2.2.1电机选型 (5) 2.2.2 伺服驱动器与变频器选型 (8) 2.3 电路原理设计 (9) 2.3.1 电源供电设计 (9) 2.3.2 驱动电路设计 (10) 2.3.3 电机编码器与伺服驱动器连接设计 (10) 2.3.4 手轮与轴卡连接设计 (11) 2.3.5铣床控制电路设计 (12) 2.4 控制系统设计 (13)
2.4.1控制系统功能设计 (13) 2.4.2 参数设置 (14) 2.4.3 程序设计 (16) 3 总结 (20) 1 概述 1.1 设计目的 1）、掌握简单数控铣床控制系统的设计过程 2）、掌握常用数控系统（NUM1020）的操作过程 3）、掌握交流伺服电机的工作方式及应用过程 4）、了解数控系统内置式PLC 的实现原理及编程方式 5)、掌握数控系统自动控制功能程序的设计及开发过程 1.2使用设备 1)、NUM1020数控系统一套 2)、安川交流伺服电机3套 3)、计算机及梯形图编辑软件一套
1.3设计内容及要求 1）、以实验室现有的设备（NUM1020数控系统）作为控制器，参照实验室现有的数控铣床的功能，完成一台具有3轴联动功能的数控铣床的电气系统设计过程。 2）、移动轴（3轴）采用实验室现有的交流伺服电机进行驱动，采用半闭环位置控制模式。 3）、主轴采用实验室现有的变频调速器进行设计驱动，系统不要求具备自动换刀功能。 4）、完成PLC输入输出点的分配。 5）、具有行程及其他基本的保护功能。 6）、设计相关功能的梯形图控制程序（要求具有：手动进给功能、手轮进给功能、MDI功能、自动控制功能及各种基本的逻辑保护功能） 7）、完成设计报告。 2 NUM1020控制系统设计 2.1 功能概述 此三轴联动数控铣床由X、Y、Z轴三轴及主轴组成，X、Y、Z轴采用伺服电机传动，由伺服驱动器驱动。主轴采用普通三相异步电机，由变频器驱动。数控系统采用NUM1020数控系统。由NUM1020数控系统作为控制核心，三台伺服驱动器通过NUM1020系统的轴卡地址编码控制，主轴变频器由数控系统
食堂电气系统与照明设计.doc
课程设计 课程名称：建筑供电与照明工程 题目：食堂电气系统与照明设计 专业班次：10（三）建筑电气 1 组员： 指导教师： 学期：2011-2012 学年第二学期日期：2012.06
第一章设计任务简介 1.1任务要求 某职业技术学院第二食堂电气系统设计：设计本学院第二食堂的供电系 统、电气照明系统的系统图、平面布置图、设备接线图。 照明系统设计： 1）确定照明种类、灯具形式、照度标准； 2）确定照明线路型号的选择及敷设方式； 3）绘制照明灯具平面布置图。 1.2建筑基本情况简介 该建筑总面积为 891m2,建筑层数为 1 层。高 3.5m。其中洗菜房40m2， 厨房 88m2营业台 72m2，小卖部 32m2，洗碗室 47m2，瓦罐坊 22m2，1号楼梯进口20m2，2号楼梯进口 27m2，用餐区 543m2。主要用电设备有：分体空 调 2 台，容量 4.75kw/ 台。吸顶电风扇 34 台，容量 0.075kw/ 台。冰箱 3 台，容量 1.26kw/ 台。屋面层热源水泵 2 台，容量 5.4kw/ 台。电热蒸气两用蒸饭机 2 台，容量 12kw/台，抽油烟机 4 台，容量 0.2kw/ 台。电视 3 台，容量 0.15kw/ 台。落地扇 8 台，容量 0.37kw/ 台，灭蝇灭蚊灯 1 台，容量 0.04kw/ 台。预留室外照明容量10kw.预留立面照明 10kw. 消毒柜 2 台，容量 0.29kw。 1.3设计依据 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 《建筑设计防火规范》 GB 50016-2006 《民用建筑设计通则》GB50352-2005
双面铣床课程设计
液压与气压传动课程设计说明书 设计题目双面铣床 专业班级 ******** 姓名 ******** 学号 ******** 指导老师 ********
目录 一、设计要求及数据 (3) 二、工况分析 (3) 1.外负载 (4) 2.阻力负载 (5) 3.惯性负载 (5) 三、初步确定油缸参数，绘制工况图 (7) 1、初选油缸的工作压力、 (7) 2、计算油缸尺寸 (8) 3、油缸各工况的压力、流量、功率的计算 (8) 四、确定液压系统方案和拟订液压系统原理图 (12) 1.确定油源及调速方式 (12) 2.选择基本回路 (12) 3.选择调压回路 (13) 五、选择液压元气件 (15) 1.液压泵的选择 (15) 2.阀类元气件及辅助元气件的选择 (16) 3.确定油管直径 (17) 六、验算液压系统性能 (18) 七、参考文献： (20)
一、设计要求及数据 题目2： 一台专用双面铣床，最大的切削力为8000N，工作台、夹具和行程的总重量3500N，工件的总重量为1600N，工作台最大行程为600mm，其中工进行程为350mm。工作台的快进速度为4m/min，工进速度在50～100mm/min范围内无级调速。工作台往复运动的启制（加速减速时间）为0.05s，工作台快退速度等于快进速度，滑台采用平面导轨。静摩擦系数为0.2s，动摩擦系数为0.1。（夹紧力大于等于最大静摩擦力） 机床的工作循环为：工作定位－工件夹紧－工作台快进－工作台工进－加工到位后停留－快退－原位停止－工件松开－定位销拔出。 要求系统采用电液结合实现自动化循环，速度换接无冲击，且速度要平稳，能承受一定量的反向负载。 试完成： （1）按机床要求设计液压系统，绘制液压系统图；（A3手绘） （2）确定夹紧缸、主工作液压缸的结构参数； （3）计算系统各参数，选择液压元件型号，列出元件明细表； （4）列出设计系统中的电磁铁动作顺序表。 二、工况分析 液压系统的工况分析是指对液压执行元件进行运动分析和负载分析，目的是查明每个执行元件在各自工作过程中的流量、压力、功率的变化规律，作为拟定液压系统方案，确定系统主要参数（压力和流量）的依据。
数控铣床传动系统设计
数控铳床传动系统设计 学院：—机械工程学院— 专业：—机械维修及检测技术教育 班级：= __________________ 学号：_________ 姓名：
目录 第一章立式数控铣床工作台（X轴）设计 (1) 1.1概述 (1) 1.2设计计算 (2) 1.3滚珠丝杆螺母副的承载能力校验 (12) 1.4传动系统的刚度计算 (14) 1.5驱动电动机的选型与计算 (17) 1.6机械传动系统的动态分析 (20) 1.7机械传动系统的误差计算与分析 (21) 1.8确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (23) 第二章数控机床控制系统设 (25) 2.1设计内容 (25) 总结与体会 (32) 参考文献 (33)
第一章立式数控铳床工作台（X轴）设计 1.1概述 1.1.1技术要求 工作台、工件和夹具的总重量m=860kg （所受的重力W =8600N,其中，工作台的质量m o=460kg （所受的重力W o=4600N ；工作台的最大行程L p=560mm工作台快速移动速度V max=15000 mm min;工作台采用滚动直线导轨，导轨的动摩擦系数u=0.01,静 摩擦系数u0=0.01 ;工作台的定位精度为25um，重复定位精度为18 um；机床的工作寿命为20000h（即工作时间为10年）。 机床采用伺服主轴，额定功率p E=5.5kw，机床采用端面铣刀进行强力切削，铣刀直径D=100mm主轴转速n=280「/min，切削状况如表2-1所示。 表2-1数控铣床的切削状况
1.1.2总体方案设计 为了满足以上技术要求，采取以下技术方案。 （1） 对滚珠丝杠螺母进行预紧； （2） 采用伺服电动机驱动； （3） 采用锥环套筒联轴器将伺服电动机与滚珠丝杆直连; （4） 采用交流调频主轴电动机，实现主轴的无级变速。 1.2设计计算 1. 2.1主切削力及其切削分力计算 （1）计算主切削力F Z 。 根据已知条件，采用端面铣刀在主轴计算转速下进行强力切 削（铣刀直径 D=100m ）时，主轴具有最大扭矩，并能传递主电动 机的全部功率。此时，铣刀的切削 速度为 若主传动链的机械效率 m=0.8，按式F z 二m P E 103 可计算主切 v 削力F Z : F z 二 103 二 0.8 5.5 10— 2993.20N V 1.47 （2）计算各切削分力 根据《数控技术课程设计》表2-1可得工作台纵向切削力F i 、 v J Dn 60 3 3.14 100 10- 280 60 二 1.47m/s
照明系统设计之二：电气设计
照明电气设计 1 照明配电采用得系统 照明配电宜采用放射式与树干式结合得系统。 三相配电干线得各相负荷通过合理分配尽量保证三相负荷平衡，最大相负荷不超过三相负荷平均值得115％，最小相负荷不小于三相负荷平均值得85％。 照明配电箱设置在靠近照明负荷中心。 2 照明回路得分配 每个房间得同一种设备要在一个回路里面（风机盘管回路除外）。 每一照明单相分支回路得电流不超过16A，所接光源数不超过25个； 连接建筑组合灯具时，回路电流不超过25A，光源数不超过60个； 连接高强度气体放电灯得单相分支回路得电流不超过30A。 插座不与照明灯接在同一分支回路。当插座为单独回路时，数量不超过10个，并且一个房间得同类插座由同一回路配电。 风机盘管回路得风机盘管得数量不宜超过10台； 根据以上得原则将个楼层照明配电箱得回路划分好，并以次绘制照明平面图与照明配电箱系统图。 3 照明线路得选择及敷设方式 照明配电干线及分支线导体：应采用铜芯绝缘电线或电缆。分支线导体截面积不小于1、5mm2………(规范要求) 照明配电线路计算：按照负荷计算电流与灯端允许电压值选择导体截面。………(规范要求) 敷设方式：常见穿管（钢管、硬质塑料管、难燃塑料管等）预埋在地面、墙面、顶棚处；走廊处可走强电桥架；垂直干线走强电井。 《民用建筑电气设计规范》(JGJ16—2008)中提出，在初步设计及施工图设计阶段，照明负荷宜采用需要系数法计算。采用需要系数法进行负荷得计算时，首先统计出个分支线路中设备得总安装容量（设备容量Pe），然后求出各分支线得计算负荷(P js、P30)，最后求干线、低压总干线、进户线得计算负荷，由计算负荷电流：选择断路器、选择导线。导线必须与断路器相对应起来，
卧式双面铣削组合机床的液压系统设计DOC
液压与气压传动课程设计任务书 系别机汽学院 专业机械制造及其自动化 班级机制1111班 姓名刘烘托
目录 一、设计任务 (1) 二、工况分析 (1) 2.1负载分析 (1) 2.2液压缸参数计算 (2) 三、拟定液压系统原理图…………………………………………………………错误！未定义书签。 3.1调速回路的选择 (4) 3.2油源及其压力控制回路的选择 (4) 3.3快速运动与换向回路……………………………… ..4 3.4速度换接回路 (4) 3.5压力控制回路 (5) 3.6行程终点的控制方式……………………………… ..5 3.7拟定液压系统原理图 (5) 四、液压元件计算及选型 (5) 4.1液压泵的选择 (5) 4.2阀类元件及辅助元件的选择………………………………….. . 6 4.3油管的选择 (7) 4.4油箱的选择 (8) 五、液压系统性能验算 (8) 5.1验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (8)
5.2 油液温升计算 (9)
六、参考文献 (10) 七、小结 (10)
一、设计任务 卧式双面铣削组合机床的液压系统设计 试设计卧式双面铣削组合机床的液压系统。机床的加工对象为铸铁变速箱箱体，动作顺序为夹紧缸夹紧→工作台快速趋近工件→工作台进给→工作台快退→夹紧缸松开→原位停止。工作台移动部件的总重力为4000N ，加、减速时间为0.2s ，采用平导轨，静、动摩擦因数μs =0.2，μd =0.1。夹紧缸行程为30mm ，夹紧力为800N ，工作台快进行程为100mm ，快进速度为3.5m/min ，工进行程为200mm ，工进速度为80～300mm/min ，轴向工作负载为12000N ，快退速度为6m/min 。要求工作台运动平稳，夹紧力可调并保压。 二、工况分析 2.1负载分析 负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力 在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的的水平分力为零，这样需要考虑的力有：切削力，导轨摩擦力和惯性力。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为fs F ，动摩擦力为fd F ,则 如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效率9.0m =η，则液压缸在各工作阶段的总机械负载可以算出，见表2-1。 表2-1 液压缸各运动阶段负载表 工况 负载组成 负载值 F/N 推力m F η/ 起动 fs F F = 800 889N 加速 )(m fd F F F += 517 574N
卧式双面铣削组合机床的液压系统设计
合肥工业大学课程设计任务书
目录 1设计题目卧式双面铣削组合机床的液压系统设计 (3) 2 工况分析 (3) 2.1负载分析 (3) 3 液压系统方案设计 (4) 3.1液压缸参数计算 (4) 3.2拟定液压系统原理图 (7) 3.3液压元件的选择 (8) 3.3.2阀类元件及辅助元件的选择 (9) 3.3.3油管的选择 (10) 4 液压系统性能验算 (12) 4.1 验算系统压力损失并确定压力阀的调整值 (12) 4.2油液温升计算 (14) 5 设计小结 (14) 6 参考文献 (15)
1．设计题目 卧式双面铣削组合机床的液压系统设计 试设计卧式双面铣削组合机床的液压系统。机床的加工对象为铸铁变速箱箱体，动作顺序为夹紧缸夹紧→工作台快速趋近工件→工作台进给→工作台快退→夹紧缸松开→原位停止。工作台移动部件的总重力为4000N ，加、减速时间为0.2s ，采用平导轨，静、动摩擦因数μs =0.2，μd =0.1。夹紧缸行程为30mm ，夹紧力为800N ，工作台快进行程为100mm ，快进速度为3.5m/min ，工进行程为200mm ，工进速度为80～300mm/min ，轴向工作负载为12000N ，快退速度为6m/min 。要求工作台运动平稳，夹紧力可调并保压。 2 工况分析 2.1负载分析 负载分析中，暂不考虑回油腔的背压力，液压缸的密封装置产生的摩擦阻力在机械效率中加以考虑。因工作部件是卧式放置，重力的的水平分力为零，这样需要考虑的力有：切削力，导轨摩擦力和惯性力。导轨的正压力等于动力部件的重力，设导轨的静摩擦力为fs F ，动摩擦力为fd F ,则 如果忽略切削力引起的颠覆力矩对导轨摩擦力的影响，并设液压缸的机械效