数控磨床设计
精密数控磨床的总体结构设计

精密数控磨床的总体结构设计1.1 总体方案拟定磨床总体方案,包括以下三方面的内容:(1)调查分析;(2)工艺分析;(3)磨床总体布局。
1.2调查分析调查分析主要包括:(1)对加工对象的了解;(2)对使用要求与制造条件的了解;(3)对同类及类同设备的了解。
1.3加工对象加工对象是主轴箱上两个同轴轴承孔,2.1.1工件材料:孕育铸铁。
2.1.2 使用要求与制造条件本课题所要解决的关键问题是主轴箱上两个同轴轴承孔的超精密加工。
要求所加工的轴承孔的技术参数能达到:(1)圆柱度:0.002mm;(2)圆度:0.002mm;(3)平直度:0.002mm。
磨床的制造运用数控技术,现代测试手段,微量进给软件补偿技术,从而使精密机械设计达到所要求的精度。
2.1.3 同类及类同设备加工工艺方案工艺方法对磨床的结构和性能的影响很大,工艺方法的改变常导致磨床的运动、传动、布局、结构、经济效果等方面的一系列变化。
常用的内孔加工方法主要有:切入式磨削、单油石磨削、多油石磨削。
切入式磨削切入式磨削: 将磨头沿轴向进入工件被加工孔。
一般数控加工机床是采用轴向加工方式,直接切入工件的表面。
采取切入式磨削方式的加工工艺方案如图所示。
砂轮回转,工件安装在工作台上,在加工时回转。
砂轮的径向进给(Fr)靠工作台沿X方向位移实现,上面的孔及上端面加工好后,砂轮通过在垂直方向上的移动,继续加工下面的孔及下端面。
工件一次安装,以保证精度。
2.2.2 单油石磨削单油石磨削: 将1块油石沿轴向进入工件被加工孔。
数控加工机床是采用轴向加工方式,油石与工件内孔相接触,通过数控系统控制磨削部件内孔表面的质量。
采取单油石磨削的加工工艺方案如图所示。
油石并不回转,而是做往复直线运动,工件安装在工作台上,在加工时随工作台一起回转。
油石的径向进给靠拖板的水平方向位移实现,以此来带动工作台上的工件,上面的孔及上端面加工好后,油石通过垂直方向上的移动,继续加工下面的孔及下端面。
数控龙门导轨磨床总体方案设计

数控龙门导轨磨床总体方案设计数控龙门导轨磨床是一种用于加工平面、曲面和齿轮等工件的高精度磨床。
它具有工作台大,刚性好,加工精度高等特点,广泛应用于航空、造船、轨道交通、军工等行业。
在设计数控龙门导轨磨床的总体方案时,需要考虑到床身结构、传动系统、控制系统、磨削头和润滑系统等方面的设计。
床身结构是数控龙门导轨磨床的基础,其承载着整个磨床的负荷。
床身应设计成刚性好,具有足够的强度和稳定性。
一般采用铸铁材料制作,具备良好的阻尼性和抗挠性。
为了提高刚性和稳定性,可以采用加厚床身和加强支撑结构的方式。
传动系统是数控龙门导轨磨床的核心部分,其负责驱动工作台和磨削头的运动。
常用的传动方式有直流电机驱动、交流伺服电机驱动和液压驱动等。
其中,交流伺服电机驱动方式具有响应速度快、精度高和力矩大等优点,是较为常用的方式。
在设计传动系统时,需要考虑到工作台行程、速度范围和精度要求等因素,选择适合的传动方式和参数。
控制系统是数控龙门导轨磨床的智能核心,其负责对磨床进行精确的运动控制和加工参数设置。
控制系统通常采用高性能的数控系统,可以实现多轴、多工位的自动控制。
在设计控制系统时,需要考虑到磨削头的运动控制、加工路径规划、速度、加工力、冷却液供给等多个方面的因素,并与传动系统和磨削头进行良好的协调。
磨削头是数控龙门导轨磨床的加工部分,其负责对工件进行磨削。
磨削头通常由主轴、磨具和进给装置组成。
主轴是驱动磨具进行旋转的部分,其精度和稳定性直接影响到加工质量。
磨具是用来磨削工件表面的刀具,常用的有砂轮、磨条等。
进给装置负责工作台和磨削头的进给运动,通常采用伺服电机和滚珠丝杠等。
润滑系统是数控龙门导轨磨床的重要部分,其负责对床身、传动系统和磨削头等进行润滑和冷却。
有效的润滑系统可以减少磨损、降低摩擦系数,提高加工精度和寿命。
常用的润滑方式有喷雾润滑和油膜润滑等。
喷雾润滑方式适用于高速运动部件,如传动系统和主轴,可以通过喷嘴喷射润滑油来降低摩擦系数。
【机械毕业设计】MK1332数控外圆磨床工作台结构设计【含全套CAD图纸和WORD说明书】

摘要随着制造业的迅速发展,传统的加工设备已无法承担加工高精度、复杂型面零件的要求,数控机床良好的加工精度和数控系统可满足此要求。
而国外的数控机床比较昂贵,其价格要比国内高50%~60%,结合市场调研和毕业设计的实际,进行磨床工作台结构设计。
针对数控磨床工作台存在的爬行、颤振现象,进给滚珠丝杠刚性低问题,确定了采用滚珠丝杠带动工作台,滚珠丝杠和电动机之间采用同步齿形带联接,工作台导轨贴塑,从而改善了润滑条件,同时也起到减振作用,MK1332数控外圆磨床的爬行、颤振现象得到有效解决,提高了零件加工质量;丝杠采用两端固定支承,滚动轴承背靠背组配,刚性可提高一倍。
位置检测装置采用高分辨率的脉冲编码器,通过半闭环控制测量工作台的直线位移。
工作台型面采用平面形式,减少工作台的质量、转动惯量,使系统有更快的响应特性。
本机床对提高加工质量和效率、缩短产品开发周期有积极的意义。
关键词数控磨床工作台滚珠丝杠贴塑导轨AbstractAlong with the rapid development of the manufacturing sector, the traditional processing equipment has been unable to undertake the processing precision, complex parts of the surface, NC Machine good precision and CNC machining systems can meet this requirement. Abroad CNC machine tools more expensive than domestic prices high 50% ~ 60%. combine market research and graduate of the actual design, structural design workstations Grinder. CNC Grinder against the crawling stage, flutter, feed rigid low-ball screw, determine the use of ball screw driven workstations, ball screw and motor uses synchronous belt link Guide laminating workstations, thereby improving the lubrication conditions, but also play a role in damping, MK1332 CNC Cylindrical Grinder crawl, flutter phenomenon to be an effective solution to improve the quality of the parts processing; Screw using both fixed supports, Rolling back-up, rigid be doubled. Position detection device using high-resolution pulse encoder, through half-closed loop control workstations measurement of linear displacement. Workstations using planar surface forms, reducing the quality of workstations, moment of inertia, allowing the system to have a faster response. The processing machine to improve quality and efficiency, shorten the product development cycle has a positive meaning.Keywords CNC Grinder Worktable Ball ScrewsLaminating Guide目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1数控加工技术 (1)1.1.1数控机床的产生和发展 (2)1.1.2数控机床的发展趋势 (2)1.2数控机床的优点 (4)1.2.1数控机床的优点 (4)1.2.2数控机床加工零件的特点 (5)1.3设计参数和方案确定 (6)1.3.1机床主要技术参数 (6)1.3.2MK1332数控外圆磨床设计参数 (6)1.3.3MK1332数控外圆磨床加工产品的主要精度 (7)1.3.4 设计方案的确定 (7)第2章数控机床的组成和分类 (9)2.1数控机床的组成 (9)2.2数控机床的分类 (9)2.2.1 按工艺用途分类 (10)2.2.2 按控制运动方式分类 (10)2.2.3按伺服系统的类型分类 (11)2.2.4按照功能水平分类 (11)第3章进给系统设计 (13)3.1工作台机构传动设计 (13)3.2滚珠丝杠螺母副 (14)3.2.1工作原理与特点 (15)3.2.2滚珠丝杠螺母副的循环方式 (16)3.2.3 滚珠丝杠副的轴向间隙消除和预加载荷 (16)3.3滚珠丝杠副的精度 (16)3.3.1滚珠丝杠当量动载荷的计算 (16)3.3.2 滚珠丝杠的选取和极限转速的计算 (19)3.3.3 滚珠丝杠副效率计算 (22)3.3.4滚珠丝杠副刚度验算 (22)第4章滚珠丝杠的支承 (24)4.1轴端支承形式的选择 (24)4.1.1滚珠丝杠轴端支承形式的选择 (24)4.1.2滚珠丝杠对轴承的要求 (25)4.1.3轴承的组配方式 (25)4.2轴承预紧力 (26)4.2.1轴承应适当的预紧,适当的预紧有助于提高轴承的工作能力 (26)4.2.2预紧与发热 (27)4.3滚珠丝杠的联接 (30)4.3.1同步齿形带的计算 (31)第5章电动机的选择和惯量匹配计算 (37)5.1最大静态切削负载转矩的计算 (37)5.2惯量匹配计算 (38)5.3最大空载加速转矩的计算 (41)5.4系统增益设计 (43)第6章导轨的选择与工作台型面的确定 (45)6.1导轨的选择 (45)6.1.1导轨的分类 (45)6.1.2导轨的间隙调整机构 (48)6.1.3 贴塑导轨设计 (49)6.2工作台型面的确定 (51)第7章机床定位精度验算 (53)结论 (606)致谢 (57)参考文献 (58)附录1 (60)附录2 (66)第1章绪论随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈,产品更新速度越来越快,复杂形式的零件越来越多,精度要求越来越高,多品种、中小批量生产的比重明显增加。
数控磨床设计说明书

第一章磨削技术的发展1.1磨削技术发展概述随着新技术的开发应用,近年来消磨的效率、精度和加工范围显著提高。
特别是对于难加工材料的高效高精度加工,磨削起着极其重要的作用,各种磨削新技术、新工艺和成品层出不穷。
主要在以下几个方面的发展比较突出。
1.1.1高速和强力磨削一般来将,按砂轮的线速度Vs的高低,将磨削分为普通磨削(Vs<45m/s)、高速磨削(45<=Vs<150m/s)、超高速磨削(Vs>=150m/s)。
由于CBN砂轮的使用,强力磨削突破传统磨削的限制,生产率成倍提高,有些零件的毛坯,不需要经过粗切加工,可直接磨削成为成品。
目前,磨削速度一经达到120m/s,大切深缓进给的强力磨削也得到了广泛应用。
在强力超高速磨削加工中,现有得砂轮、砂轮传统装置和磨床,限制了磨削速度,其最大值为25m/s。
为了超过该限制,某些重要系统零部件需要优化。
在开发设计相应得高速磨床时,应该主要考虑动力特性、传统效率和安全测试装置,平衡系统在最大速度时必须能自动运转。
开发高速砂轮时,应该考虑高得强度、材料性能的各向同性和较小的轮毂重要,时极为重要因素,开发的专用高速砂轮的轮毂应该具有最小的颈向膨胀,量好的阻尼特性和良好的导热性。
适合于CBN 高速磨削的磨床,应该具有诸如接触检测和振动监视以及平衡监视系统,这样财能保证操作安全。
高速、超高速磨削在欧洲、美国和日本等一些工业发达国家发展很快,如德国德Aachen大学、Bremm大学、美国德Connection大学等,有德在实验室完成了Vs为250m/s、350m/s、400m/s德实验。
拒报道,德国Aachen大学正在进行目标为500m/s德磨削实验研究,在实用磨削方面,日本丰田工机德G250型CBN 高速外圆磨床采用Ф400mm电镀CBN砂轮,线速度可达200m/s,可适用于多种工件德磨削加工[16]。
1.1.2高精度磨削现代高精度磨削技术德发展,使磨削尺寸精度达到0.1~0.3μm,表面粗糙度达到0.2~0.05μ,磨削表面变质层和残余应力均很小,明显提高了加工零件的质量。
数控龙门导轨磨床总体方案设计

The grinder can process a variety of surfaces, such as inner, outer cylindrical surface and a conical surface, plane, tooth profile of involute spiral surface and various surface, forming surface. Grinder of many types, according to the nature of their work can be divided into: external grinder, internal grinder, surface grinder, grinding machine tools and some special grinding machine. Thread grinder, grinding machine, such as spherical spline grinding machine, grinder and centerless grinder. Rail grinding machine is a kind of according to the nature of the work out of the grinder.
三坐标数控磨床设计-毕业设计

中文摘要本次设计为三坐标数控磨床,该机床能通过三轴联动,实现曲线直线等不同的加工路线,同时可以通过更换砂轮来加工不同的型腔和轮廓提高其表面质量。
另外该机床也能够对其它一些工具零件进行表面加工。
所设计的三坐标数控磨床,磨头与立柱之间用鼠齿器相连,可以改变主轴与工作台的角度。
三个坐标方向的移动均由交流伺服电机带动丝杠驱动,所选用的联轴器为十字滑块联轴器,工作台选用双推与双推轴承组成两端固定支承,达到所要求的高精度。
三个方向通过速度反馈和位置反馈实现闭环系统。
主轴电机采用交流电机,由变频器对其进行无级调速。
所有电机均有单片机进行控制。
此设计主要对数控磨床的机构进行设计,了解单片机的工作原理,主要有以下几个方面:X、Y工作台的传动机构设计,主要是滚珠丝杠的运用;伺服系统应用开环控制,了解它的工作原理;机床整体结构的设计,了解优缺点,充分考虑主要矛盾,择优选取;数控装置的设计,了解其控制原理。
设计中充分考虑经济性、工艺性、适用性等要求,选择最好的方案,以达到最佳的效果。
关键词:数控三坐标铣床英文摘要This design is for tri-coordinate numerical control grinding machine .This machine tool can work along the curve and straight line through co-operation of three axles .By changing the abrasive wheel it can also process different type and outline .And thus improve the quality of its surface .Furthermore, this machine tool can handle the face-improving process of other tools and components .The tri-coordinate NC curved surface grinding machine work head is connected with stand post by means of a mouse-tooth device .It can change the angle between the main axle and work desk. The motion of tri-coordinate direction is urged by DC. The work desk is fixed at both ends, thus it can reach the high accuracy .Three coordinate direction move and urge by direct current serve electrical machinery and realize half close ring system through speed feedback and position feedback. Main shaft adopt and exchange electrical machinery by electrical machinery ,go on step speed regulation to their by converter. All electrical machineries are controlled by the one-chip computer.In this way the product produced are with high quality we mainly design the structure of the numerically controlled milling machine, and find out control prnciple of single tool machine: The design of the transmission structure of X、Y worktable .Mainly the application of boll beany; Assiting system with the control of open-loop system and its working prinples; The design of the whole machine structure and it advantages and disadvantages; The design of the numerically controlled device ,and its control principles. In this design ,we fully consider the practical orders of economy , technology and applicability and choose the least plan to get the least effect.Key Words: Numerical Control Tri-coordinate Milling Machine目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)目录 (3)第一章概论 (1)1.1数控机床的产生与发展 (1)1.2何谓数控机床 (1)1.3数控机床的应用范围 (1)1.4数控机床的基本组成 (2)1.5数控机床的分类 (2)1.6数控机床的工作过程 (2)1.7数控机床的特点 (2)1.8磨削概论 (2)1.9三坐标数控磨床 (3)第二章总体结构设计 (6)2.1提高机床的结构刚度的设计 (6)2.2提高机床的抗振性的措施 (7)2.3提高机床灵敏度 (7)第三章进给伺服系统结构设计 (8)3.1进给伺服系统的作用 (8)3.2进给伺服系统的设计要求 (8)3.2.1对进给伺服系统的基本要求 (8)3.2.2 进给伺服系统的设计要求 (9)3.3进给伺服系统的组成 (9)3.4进给伺服系统的分类................................................................. 错误!未定义书签。
磨床数控化改造设计

磨床数控化改造设计1.引言磨床是一种常见的金属切削加工设备,用于加工精密零件。
传统的磨床操作复杂,效率低下,难以满足现代工业对精度和生产率的要求。
因此,将磨床进行数控化改造是一个重要的工程,可以提高生产效率和产品质量。
本文将介绍磨床数控化改造设计的关键方面。
2.设备选择在进行磨床数控化改造前,需要选择合适的数控系统和相关设备。
目前市场上有多种数控系统可供选择,如Siemens、Fanuc等。
要根据磨床的规格、使用要求和预算等因素来选择适合的数控系统。
同时,还需要选择相应的伺服电机和驱动器,以及传感器和编码器等相关设备。
3.机械结构调整在进行数控化改造时,需要对磨床的机械结构进行调整。
首先,需要对磨床的导轨、主轴和滑块等关键部件进行检修和维护,确保其良好的工作状态。
然后,根据数控系统的要求,对磨床进行改进和加工,如增加线性导轨、调整传动方式等,以提高精度和稳定性。
4.硬件接口设计数控系统需要与磨床的各个部件进行通信和控制。
因此,需要设计适配器和接口板,将数控系统的控制信号转化为磨床能够接受的信号。
这涉及到电气和电子方面的知识,需要根据具体磨床的设备和数控系统的要求来设计。
5.编程和控制数控化改造后,磨床需要进行编程和控制。
编程是通过数控系统来告诉磨床如何进行加工操作和移动。
传统的编程方式是使用G代码和M代码,但随着技术的发展,现在还可以采用CAD/CAM软件来进行编程。
控制是指数控系统对磨床进行运动控制和参数调整。
数控系统可以通过插补算法来实现复杂的运动轨迹控制,同时也可以根据不同的工件进行参数调整,以实现更高的加工效率和精度。
6.总结磨床数控化改造可以提高加工效率和产品质量,是现代工业中的重要工程。
在进行数控化改造设计时,需要选择适合的数控系统和相关设备,调整磨床的机械结构,设计硬件接口,进行编程和控制。
这些关键方面的设计将直接影响磨床的数控化改造效果。
因此,在设计过程中需要充分考虑实际情况和需求,确保改造后的磨床能够满足生产要求。
(数控加工)精密数控磨床的总体设计

(数控加工)精密数控磨床的总体设计摘要本课题是集机,电,液一体化的高科技项目,所要解决的关键问题是主轴箱上两个同轴轴承孔的超精密加工。
此磨床的加工方式采用切入式磨削方式,工件安装在回转工作台上,随工作台回转,同时砂轮回转,砂轮的径向进给靠回转工作台沿X方向位移实现,上面的轴承孔及上端面加工好后,用同一砂轮加工下面的轴承孔及下端面,工件一次安装,以保证精度。
总体布局为立式磨床,主要分为磨头部分、回转工作台、床身、垂直立柱、拖板以及测量机构。
总体传动方案为:由外置步进电机驱动齿轮,然后通过齿轮传动带动滚珠丝杠,整个磨头装置通过滚珠丝杠进行Z轴方向上的移动,磨头的旋转则通过另一个外置电机来驱动,回转工作台的驱动则通过外置电机驱动皮带轮,由皮带轮的传动来使回转工作台的旋转,拖板的驱动则由步进电机控制。
同时,磨床的设计中运用了数控技术,现代测试手段,微量进给软件补偿技术,从而使精密机械设计达到所要求的精度。
关键字:加工精度,设计方案,分配,参数General Design of Precise Numerical Control GrindingMachineAbstractThis topic is to gather the machine, electricity, the high-tech item that the liquid integral whole turn, the key problem for to solve is the principal axis box is previous two to process with the super nicety of the stalk bearings bore. This grinding machine processes the way adoption correspond type to whet to pare the way, the work piece install at turn round the work on the stage, turn round with the work pedestal, the emery wheel turns round at the same time, the path of the emery wheel to enter to depend turn round the work pedestal to follow the X direction moves the realization, top of bearings bore and top end face process good after, process with same emery wheel underneath of bearings bore and under carry the noodles, the work piece install once, with guarantee the accuracy. Total layout for the sign type grinding machine, mainly is divided in to whet the head cent and turn round the work set, bed body, perpendicularity to sign the pillar and drag along the plank and measure the organization. Total spread to move project is: From outside place to tread into theelectrical engineering to drive the wheel gear, then spread to move to arouse to roll the bead silk through a wheel gear, whole whet a device to pass to roll the bead silk to carry on the Z stalk the square heading up of ambulation, whet the head to revolve to then pass another outside place the electrical engineering to drive, turn round the work pedestal to drive then through an outside place the electrical engineering to drive the leather belt round, from the leather belt round spread to move to make the turn-over work pedestal revolve, drag along the knothole to drive then from tread into the electrical engineering to control. At the same time, made use of number to control the technique in the design of the grinding machine, modern test means, enter to compensate technique for software little by little, thus make precise machine the design attains the accuracy request.Key Words: Accuracy of Process,Project Design,Allotment,Parameter精密数控磨床的总体设计0 引言回顾即将过去的20世纪,人类取得的每一项重大科技成果,无不与制造技术,尤其与超精密加工技术密切相关。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
《机床电气控制技术》课程总结平面磨床M7120电气控制系统设计班级:541332专业:学号:姓名:2015年10 月15 日目录前言 (4)一、M7120磨床的基本结构及要求 (5)1.1、平面磨床的参数与结构 (5)1.2、平面磨床的运动与控制 (6)1.3 砂轮工作方式 (6)二、电气电路及控制的设计 (7)2.1、砂轮电动机控制情况分析设计 (7)2.2、液压泵电动机控制情况分析设计 (8)2.3、砂轮电动机控制情况分析设计 (8)2.4、电磁吸盘电路分析设计 (9)2.5、M7120平面磨床整体电路设计 (11)三、 PLC的介绍与选择 (12)3.1、际电工委员会(IEC)PLC 定义 (12)3.2、PLC 的特点 (12)3.3、PLC 的分类及原理 (12)3.4、德国西门子(SIEMENS)PLC 选择 (12)3.5、PLC 型号的选择 (12)四、 PLC控制程序分析与设计 (14)4.1、主轴电动机的控制 (14)4.2、快速液压移动电动机的控制 (14)4.3、冷却泵电动机的控制 (14)4.4、PLC 控制的 I/O 分配表 (15)4.5、PLC 外部接线图 (16)4.6、PLC程序梯形图 (16)五、元器件清单 (17)参考文献 (19)总结 (19)摘要:本设计的内容主要是(可编程逻辑控制器)进行改造使用的 m7120 平面磨床的控制部分。
进行了全面的思考和分析的第一本次设计,使自己的m7120 平面磨床的基本结构,运动情况,加工工艺要求等有一定的了解。
该m7120 平面磨床主要成分等车身,尾座主轴齿轮箱,齿轮箱,导螺杆,料杆,刀架。
进行分析的 m7120 平面磨床电气控制部分获得它需要完成开门断电功能,主轴电机反向控制功能,刀架的快速遍历功能,冷却泵电动机的控制。
然后根据电气控制电路的电路图,可编程控制器的梯形图转化,转化,进行仿真实验用可编程序控制器实验台。
作为一个结果的可靠性极高,极其丰富的指令集,易于掌握,操作方便,丰富的内置集成功能,实时特性。
因此导致 m7120平面磨床完成门外原有的功能特点,而且还具有安装简便,稳定性好,易于使用,扩展能力强等特点。
关键字:可编程控制器改造电气控制 m7120 磨床前言在制造工业(以改变几何形状和机械性能为特征)和过程工业(以物理变化和化学变化将原料转化成产品为特征)中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。
传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
随着产品机型的更新换代,生产线承担的加工对象也随之改变,这就需要改变控制程序,使生产线的机械设备按新的工艺过程运行,而继电接触器控制系统是采用固定接线的,很难适应这个要求。
大型自动生产线的控制系统使用的继电器数量很多,这种有触点的电器工作频率较低,在频繁动作的情况下寿命较短,从而造成系统故障,使生产的运行可靠性降低。
由于工厂企业中很多磨床年代久远,其工作已远远达不到现代生产的要求。
因此有必要对旧式的常规电动机控制系统进行技术改造,以可编程序控制器取代常规的继电器,以达到磨床的自动化控制。
本文介绍了用可编程序控制器来对平面磨床控制系统进行现代化改造,简要叙述了老式成型平面磨床的工作原理及用PLC 进行改造设计的方法和设计步骤,并给出 PLC 编程程序梯形图。
改造后的磨床工作安全可靠,系统运行情况良好,磨削精度更高;利用 PLC 控制磨床运行,实现了磨床启动、停止、故障停止、紧急停止的功能,并且有手动控制和自动控制两种控制方式,可根据运行要求灵活切换磨床的控制方式;提供过载,轻载,断相和电压不平衡保护;现场显示运行状态,实现智能化监控。
并因所吸工件的不同灵活调节电磁吸盘的电流,并且显示数值大小。
从而实现了磨床运行的自动化。
PLC 控制的特点使原机床控制大大的简单化并且维修方便易于检查。
节省大量的继电器元件使机床的工作效率更高。
该项技术还可推广应用于其他设备或其他领域的控制改造中。
总之,许多在几年前的前沿性的、概念性的磨削技术当今已得到了广泛的应用。
我国的磨床企业既不能不加选择的盲目照搬和跟随,也决的观望和抵触。
只有立足于充分的市场调研和认真分析用户零件工艺的基础上,虚心学习并吸收先进的技术,扎扎实实的发展自己的产品,才能跟上世界机床技术的发展潮流。
相信中国磨床市场的发展空间会更大,磨床市场的竞争也会更激烈。
一、M7120磨床的基本结构及要求1.1、平面磨床的参数与结构平面磨床的结构如图所示,由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮箱、滑座、立柱等部分组成,其中设计的外形尺寸规格为2200/1850/1350(mm),最大磨削:200*630(mm)工作台:200*560工作电压:380V图 1床身:其中装有液压传动装置,以使矩形工作台做往复运动(纵向)工作台:表面是T形槽,用来安装电磁吸盘以吸持工件或直接安装大型工件。
磁吸盘:夹紧工件。
砂轮箱:沿滑座水平导轨作横向运动。
滑座:可在立柱导轨上作上下移动。
1.2、平面磨床的运动与控制根据磨床的结构可知它的几种运动形式,主运动是砂轮的旋转运动。
垂直进给,即滑座在立柱上的上下运动;槽向进给,即砂轮箱在滑座上的水平运动;纵向进给,即工作台沿床身的往复运动。
平面磨床采用电动机拖动,所需电动机有砂轮电动机、液压电动机、冷却泵电动机、砂轮升降电动机,其拖动控制要求如下:1、砂轮、液压泵、冷却泵3台电动机都只要求单方向旋转。
砂轮升降电动机需双向旋转。
2、冷却泵电动机应伴随砂轮电动机的开动而开动。
3、在正常加工中,若电磁吸盘的吸力不足或消失时,砂轮电动机与液压泵电动机应立即停止工作,以防工件被砂轮切向力打飞而发生人身和设备事故。
4、电磁吸盘励磁线圈具有吸牢工件的正向励磁、松开工件的断开励磁以及抵消剩磁便于取下工件的反向励磁控制环节。
5、具有完善的保护环节。
各电路的短路保护,各电动机的长期过载保护,零压、欠压保护,电磁吸盘吸力不足的欠电流保护,以及线圈断开时产生高电压而危及电路中其他电气设备的过压保护。
6、机床安全照明电路与工件去磁的控制环节。
1.3 砂轮工作方式砂轮电动机直接带动砂轮旋转,对工件进行磨削加工,在M7120型平面磨床中,砂轮并不要求调速,所以通常采用笼型异步电动机来拖动,这是平面磨床的主运动;砂轮升降电动机使砂轮在立柱导轨上作垂直运动,用以调整砂轮与工件位置。
工作台和砂轮的往复运动是靠液压泵电动机进行液压传动的,液压传动较平稳,能实现无级调速,换向时惯性小,换向平稳。
M7120 型平面磨床工作台的往返运动采用液压传动,能保证加工精度。
由液压电动机拖动液压泵,经液压传动装置实现工作台的往复运动。
冷却泵电动机带动冷却泵供给砂轮和工件冷却液,同时利用冷却液带走磨削下来的铁屑。
二、电气电路及控制的设计2.1、砂轮电动机控制情况分析设计2.1.1、主电路主电路有2台电动机。
其中M1为砂轮电动机,带动砂轮转动来完成磨削加工工作;M2是冷却泵电动机,M1和M2同由接触器KM1的主触头控制,单向旋转。
其中热继电器FR1、FR2对电路进行过载保护,熔断器FU对其作短路保护。
2.1.2、控制电路按下启动按钮SB2,接触器KM1得电吸合并自锁,M1和M2同时启动运转。
按下停止按钮SB1,KM1失电释放,M1和M2同时失电停止。
注:若加工中不需要冷却液,则可单独关断冷却泵电动机。
电路控制图如图2所示:图2电动机M1~M2的控制电路2.2、液压泵电动机控制情况分析设计2.2.1、主电路主电路有一台电动机。
M为液压泵电动机,实现工作台的往复运动,由接触器KM1的主触头控制,单向转动。
其中热继电器FR对电路进行过载保护,熔断器FU对其作短路保护。
2.2.2、控制电路按下启动按钮SB4,接触器KM1得电吸合并自锁,液压泵电动机M启动运转。
按下停止按钮SB3,KM1失电释放,M失电停转。
电路控制图如图3所示:图 3液压泵电动机的控制电路2.3、砂轮电动机控制情况分析设计2.3.1、主电路主电路有一台电动机。
M为砂轮升降电动机,用于在磨削过程中调整砂轮与工件之间的位置,有接触器KM1和KM2的主触头控制,双向转动。
其中熔断器FU对其作短路保护。
砂轮升降电动机是短期工作的,因此不设过载保护。
2.3.3、控制电路砂轮升降电动机只有在调整工件和砂轮之间的位置时才使用,因此用点动控制。
按下点动按钮SB5时,接触器KM1得电吸合,电动机M启动正转,砂轮上升。
按下点动按钮SB6时,接触器KM2得电吸合,电动机M启动反转,砂轮下降。
砂轮达到所需位置时,松开SB5或SB6,KM1或KM2失电释放,电动机停转,砂轮停止上升或下降。
电路控制图如图4所示:图4砂轮升降电动机的控制电路2.4、电磁吸盘电路分析设计据控制要求,我们在砂轮电动机与冷却泵电动机的控制电路中添加了动合触头KV,该触头为欠压继电器KV的动合触头。
电磁吸盘控制电路通过欠电压继电器KV进行联系,当电源电压过低时,电磁吸盘吸力不足,会导致加工过程中工件飞离吸盘的事故,因此,吸盘线圈并接有欠电压继电器KV。
当电源电压过低时,KV不吸合,串接在KM1、KM2线圈控制电路中的动合触头KV断开,切断KM1、KM2线圈电路,是砂轮电动机和液压泵电动机停止工作,确保安全生产。
电磁吸盘电路动作过程如下:2.4.1、充磁过程按下充磁按钮SB8,接触器KM3得电吸合并自锁,其主触头闭合,电磁吸盘YH线圈得电,工作台充磁吸住工件,同时KM5辅助动断触头断开,使KM6不能得电,实现互锁。
磨削加工完毕,在取下加工好的工件时,先按下SB7,切断电磁吸盘YH上的直流电源。
由于吸盘和工件都有剩磁,因此需对吸盘和工件进行去磁。
2.4.2、去磁过程按下点动按钮SB9,接触器KM6得电吸合,其两副主触头闭合,电磁吸盘通入反向直流电,使工作台和工件去磁。
去磁时,为防止因时间过长而使工作台反向磁化,再次吸住工件,因而接触器KM6采用点动控制。
保护装置由放电电阻R和电容C以及欠电压继电器KV组成,电阻R和电容C的作用是,电磁吸盘是一个大电感,在充磁吸工件时,存储了大量的磁场能量,在脱离电源的一瞬间,吸盘YH的两端产生较大的自感电动势,使线圈和其他电器元件损坏,因此用电阻和电容组成放电回路利用电容C两边的电压不能突变的特点,使电磁吸盘线圈两端电压变化趋于缓慢,利用电阻消耗电磁能量。
欠电压继电器KV的作用是,在加工过程中,若电源电压不足,则电磁吸盘不能吸牢工件,导致工件被砂轮打出,造成严重事故。
因此,在电路中设置了欠电压继电器KV,将其线圈并联在直流电源上,其动合触头串联在液压泵电动机与砂轮电动机的控制电路中,若电磁吸盘不能吸紧工件,KV就会释放使液压泵电动机和砂轮电动机停转,保证了安全。