转塔冲床数控系统设计论文_本科论文
毕业设计论文-转塔冲床数控系统设计论文
济南大学毕业设计1 前言1.1 设计的目的和意义设计的目的是根据转塔冲床工作的需要，完成其数控系统的开发，包括数控系统 的电气系统的设计、控制软件的开发等。
控制系统完成后，通过现场的调试和实验， 能达到正确控制机床动作的目的，并能满足转塔冲床加工速度及精度的要求。
设计的意义是虽然国内有许多公司生产冲床，但其价格昂贵，且其数控系统基本 上依赖与进口。
同时，国内外成熟的基于 PC 的数控冲床系统并不多见，人交互面板 不是专用的，所以功能较差，且多数系统精度达不到要求，为了设计出人性化的控制 面板、降低生产成本、达到生产精度的要求，因此，开发符合生产需求的数控转塔冲 床具有重要的现实意义和广阔的应用前景。
1.2 国内外现状随着机床业的不断发展，冲床也经历了一个发展历程，从 1933 年的第一台常规 电控的简易型冲模回转头到 1955 年的第一台 NC 数控转塔冲床，转塔冲床开始了一 个新纪元， 随着 1970 年第一台 CNC 数控转塔冲床的问世， 转塔冲床进入了一个高速 发展的时期，随着对加工零件精度的要求越来越苛刻，数控冲床的功能也逐渐增强， 性能也不断提高，以满足发展需求。
当前，随着数控技术和汽车行业的不断发展，数 控转塔冲床也越来越广泛的被使用，随着柔性系统的提出与快速应用于机床行业，数 控冲床也向着多功能、稳定可靠、具有更大的柔性、适应于多品种小批量生产发展。
伺服系统的研究与应用，使数控转塔冲床的性能得到了很大的提高。
目前，国外对数 控转塔冲床研究及取得丰盛成果的有：日本的 AMADA、德国的 TRUMPF、美国的 STRIPPIT 等； 在我国，机械行业起步相对较晚，转塔冲床的研究也相对较晚，但是制造业和汽 车行业的蓬勃发展，这对转塔冲床提出了更高的要求，所以在严峻的要求下，我国钣 金行业的发展和高端技术的引进，涌现出了一批对数控冲床研究的科研人员，他们对 数控冲床的研究和开发，设计出了应用于实际的产品而投入市场。
数控转塔冲床范文
数控转塔冲床范文数控转塔冲床是一种数控机床，主要用于冲压加工，能够满足不同零件的冲压需求。
它采用数控系统控制，具有高精度、高效率、高稳定性和多功能的特点。
本文将对数控转塔冲床进行详细介绍，包括其工作原理、主要部件、操作流程和应用领域等。
数控转塔冲床的工作原理基于冲剪加工原理，通过压力将金属材料冲裁成所需形状。
它主要由转塔、切割单元、送料单元、液压系统和数控系统等组成。
其中，转塔上配备有多个冲头，可以实现不同形状的冲压加工。
切割单元通过液压系统提供压力，将冲头沿着预定路径进行冲裁操作。
送料单元负责将金属材料送入冲剪区域，以保证冲剪的准确性和稳定性。
数控系统通过预设的程序来控制转塔的旋转和切割单元的动作，实现自动化加工。
数控转塔冲床的主要部件包括数控系统、推力系统、液压系统、转塔、切割单元和送料单元。
数控系统是整个机床的大脑，负责控制和监控各个部件的动作和状态。
推力系统提供加工力，通过液压缸推动冲头进行冲裁操作。
液压系统为机床提供动力，确保各个部件的运转顺畅。
转塔是存放冲头的部件，可以自动旋转，以实现不同冲头的选用。
切割单元是负责冲裁操作的部件，通过液压缸控制冲头的上下运动。
送料单元通过送料装置将金属材料送入切割单元，确保冲裁操作的精确性和稳定性。
数控转塔冲床的操作流程一般包括以下几个步骤：首先，根据要加工的零件要求，在数控系统中编写加工程序。
然后，将金属材料放置在送料装置上，并进行夹紧操作。
接下来，通过数控系统选择合适的转塔和冲头，并设置冲头的冲击力和冲程。
随后，启动数控系统，进行空转和手动试冲，检查冲压加工的效果与零件匹配。
最后，调整参数，开始自动化加工，直至完成所有的冲剪加工任务。
数控转塔冲床具有广泛的应用领域。
它可以加工各种形状和厚度的金属材料，包括钢板、铝板、不锈钢等。
在汽车、家电、电子设备、航空航天和建筑等行业中得到广泛应用。
它可以加工车身外壳、电子设备外壳、管道连接件等各种零部件。
由于其高效率、高精度和多功能的特点，数控转塔冲床在工业制造中发挥着重要的作用。
机械工程及自动化专业毕业设计论文-基于运动控制器的数控转塔冲床CAMCNC系统设计
大学毕业设计题目基于运动控制器的数控转塔冲床CAMCNC 系统设计专业班级学生学号指导教师二〇一四年五月五日1前言1.1 数控转塔冲床概况现代板材加工中使用的数控冲床属于压力加工机床，主要用于板材的加工，例如冲孔、拉伸及裁剪。
不论多么复杂的平面钣金工件都可以在数控冲床上面完成其所有孔和外形轮廓的冲裁等加工。
基于数控冲床的无法比拟的优点，所以在实际中应用相当广泛。
近年来，我国在数控冲床领域发展较快，数控冲床的保有量也在不断提升，数控冲床的种类也在不断完善。
目前，我国使用的数控冲床大多数都是数控转塔冲床，按照驱动冲头工作的原理可以把数控转塔冲床分为以下三大类：第一类是机械驱动的数控转塔冲床，它是通过一个主电机带动飞轮做旋转运动，由离合器的离合运动，从而控制冲头的冲压，这类数控转塔冲床有其自身的优点，就是它的结构简单、价格较低、经济实惠、操作简便，工人师傅比较容易上手。
但是这类冲床也有很多缺点。
由于是机械式数控转塔冲床，所以必须等飞轮完成一圈的运动，才可以完成一次冲压，这样冲压行程固定不变，冲头来回的时间固定不变，冲压速度也就固定不变，所以无法提高；在冲压过程中无法控制冲头的运动，所以不宜得到复杂的冲压成形，只有通过调节模具才可以实现，但是这样一来就造成了较大的劳动量，使效率降低。
第二类是液压驱动数控转塔冲床，随着科技的不断进步，数控转塔冲床也在不断更新换代，因此液压式数控转塔冲床应运而生，它的结构形式得到了很大的改进，所以在板材加工行业很快就得到了广泛的应用。
它驱动冲头的运动主要是通过液压系统完成的，对冲压控制是通过系统自带的伺服阀来完成的，因此冲头冲压的速度比之前的第一类数控转塔冲床有了很大的提高；其次，我们可以自由控制液压缸在冲压过程中的行程，这样就使我们更加容易的控制冲头，从而更方便有效的调节冲头模具，同时它对工人师傅的要求不高，操作方便。
不过这类机床也有一些不好的地方，首先，由于采用了液压驱动的方式控制冲压过程，所以对环境要求比较高，必须保持液压油的干净，同时还应保证液压油的温度不能太高或是太低，否则影响冲床的性能；再者，耗能较高，比一般的冲床行能都要多；另外，液压油需要经常更换，并且不易放置，占地较多。
数控转塔冲床夹钳重定位系统设计论文_学位论文
1 前言1.1数控转塔冲床简述随着数控技术的不断进步，数控转塔冲床在钣金加工领域得到越来越广泛的应用，而且在结构和性能上进行有着不断的改进和提高。
转塔冲床数控系统以及其它关键技术的设计与研究的不断提升，数控转塔冲床的使用会越来越广泛[1]。
数控转塔冲床按照主轴驱动工作原理，主要分为以下三类：第一类，机械驱动式数控转塔冲床：冲床通过一个主电机带动飞轮旋转，冲压动作由离合器控制。
它的优点是结构简单，价格低廉。
这类机床的缺点也是明显的，效率较低、不适宜成型冲压、耗电量较大、冲压噪音大等。
在当今钣金业已经使用很少，基本上被淘汰。
第二类，液压驱动式数控转塔冲床：机床冲头由液压缸驱动击，由电液伺服阀进行冲压控制。
冲压速度上有很大的提高。
其主要优点加工效率高、冲压噪音小等。
但同时，这类机床也存在多种不足，主要表现在耗电量大、维护困难、对环境要求较高、占地面积大。
目前使用量也在逐年减少。
第三类，伺服电机驱动式数控转塔冲床：大功率交流伺服电机技术飞速发展，伺服电机可以提供冲头以及运动机构足够的打击力、转矩和功率。
这类机床由伺服电机带动冲头进行冲压。
与液压式机床相比，其主要优点机床结构紧凑、耗电量少、噪音小、不用更换液压油、环保等。
目前，在钣金业中得到了越来越多的使用[2]。
数控转塔冲床属于高速冲床，多模位，换模方便快速，可实现快速制造。
以伺服电机驱动式的数控转塔冲床为例，其工作主轴采用正弦机构，由伺服电机带动滑块上下往复运动，冲击上转盘所选定的上模，并且上下模相互配合，对板材进行冲裁加工。
上下转盘由伺服电机经带轮带动。
板料由气动夹钳夹持，通过伺服电机、滚珠丝杠副在X、Y轴方向运动。
数控转塔冲床主要有以下几部分组成：数控系统，实时检测机床工作状态、加工环境，接受操作指令输入，控制机床功能部件的协调运动，完成加工任务，主要包括主控机、显示器、控制面板、键盘以及控制软件；伺服系统，直接驱动各轴的运动，接受数控系统的运动命令，实现各轴速度、位置的精确控制，主要包括X轴电机伺服，Y轴电机伺服，主轴（冲头驱动轴）电机伺服，T轴（转塔轴）电机伺服、C轴（转模轴）电机伺服；电气系统，主要是数控转塔冲床所用的各种传感器，气动回路以及数控系统与电机、传感器、气动部件的连线；机床床身，主要是底座和外罩等，为冲床其它部件提供安装平台；传动系统，将各伺服轴的运动和动力输出转化为加工所需的动作，主要包括主轴传动机构、X轴传动机构、Y轴传动机构、T轴传动机构、C轴传动机构；辅助部件，主要包括定位装置、工件夹钳等[2]。
数控转塔冲床的冲压系统及加工技术的应用与发展
数控转塔冲床以其高效、精确、快捷适用于许多薄板件金属制品行业，广泛应用于电气、电力设备、电气箱柜、电子设备、厨房设备、铁路设备等行业，而冲压动力系统作为数控转塔冲床的关键部件历经多年发展及技术革新，逐步实现节能环保、低噪声以及高效率的目标。
本文对数控转塔冲床冲压技术发展、加工工艺及工作效率优化做出简述。
数控转塔冲床冲压技术的发展数控转塔冲床根据冲压系统结构可划分为三种类型:⑴机械驱动数控转塔冲床。
早期机械驱动数控转塔冲床采用电动机带动大飞轮高速转动下压，利用自身重量产生的惯性作用力向下进行冲压，通过离合装置控制运动过程中的动力传输。
该机型传动结构原理简单、制造简便，但其缺点也很明显：①传动结构飞轮转动一整圈，冲头才完成一次冲压，每分钟冲压频次低于300次；②工作下死点无法调节，需要调整模具高度才能满足不同高度成形冲压需求；③工作噪声高，由于速度不可调节，在接触板材时速度较快，冲击噪声较大。
⑵液压驱动数控转塔冲床。
图1 液压控制单元图2 机械伺服数控转塔冲床随着市场需求不断扩大以及液压技术的成熟度及稳定性的提升，市场上出现液压系统应用于数控转塔冲床上，图1是哈雷公司生产的液压冲头系统及控制器，这类液压冲头系统通过电磁阀控制液压缸上下运行完成各种复杂的成形工作，比如滚筋、凸包、桥型、百叶窗、滚剪、滚切等，与机械式冲床相比有了质的提升，但液压机型也因为自身特性有着一些难以解决的问题，主要有以下几点：①液压油属于消耗品，长时间使用由于液压元器件的磨损冲击，导致油品变质，一般2年左右就需要更换一次液压油来确保系统长期稳定的工作；②对环境温度要求较高，温度太低需提前将油泵开启预热，当温度达到5℃以上才可以正常工作，而温度过高时，油品粘度变稀，导致液压控制元器件的位置控制精度偏差较大；③液压冲床油泵运转能耗较高，每小时综合耗电量达到10kW以上。
⑶机械伺服冲头传动结构的数控转塔冲床。
传统机械式和液压机型均存在一定的缺陷，各家主机生产厂商不断寻找更加节能高效的方案，通过力矩伺服电机驱动的机械伺服数控转塔冲床逐步被推向市场，并迅速挤占传统液压机型的市场份额，图2是亚威公司的双伺服机械伺服数控转塔冲床，这类伺服冲床与传统冲床相比有几大优点：①机床待机状态时相比液压机型能耗降低70%；②机械伺服冲头工作时可以由伺服电机控制停留在任意位置，特别在进行成形工艺时优势明显，且伺服控制位置精确，确保工件的加工品质；③伺服控制技术可提前规划运动曲线轨迹，在遇到负载前提前减速，降低冲击噪声，在击穿位置设定快速回程，提高综合加工效率。
8工位数控转塔冲床机械结构设计
摘要
随着信息技术和制造技术的飞速发展，由自动控制技术、机械制造技术、电子技术、 软件技术、数字技术、精密测量技术和通信技术集聚起来而形成的现代数控机床呈现出明 显的向高速、高精度、高集成度发展的趋势。数控冲床是一种用于钣金成型或分离的数控 加工设备，而转塔型数控冲床是用来对板材进行冲孔和步冲的压力机。当前，转塔型数控 冲床已成为机械、电子、冶金、化工、汽车、军工、航空、航天等重要工业领域不可缺少 的制造装备，其通过数控系统来控制工作台的进给运动和冲头的冲压动作，同时还控制转 塔型数控冲床的润滑排屑、工作和模具的定位加紧，并设计了完善的送料排料机构，以实 现完全自动冲压过程。 本设计配备多工位转塔模具，借助相应的维护窗口可更换市场上的常用标准A型或B型 模具；夹钳带动板料能够根据预先设定的板材运动轨迹实现各种精确轨迹运动；适用不大 于6mm的各种面板冲孔及浅拉伸工艺等更多复杂图形的加工。数控转塔冲床主传动系统由 伺服电机通过曲柄滑块机构实现增力冲压，不仅减小了机床体积也减轻了机床的维护工 作；对数控转塔冲床的送料XY进给机构和转塔机构采用伺服电机带动机构运行，并对主要 零件做了相应的设计选型；用Pro-e软件对整体机床进行了建模，并作出了相应的动作仿 真。 关键词：数控冲床，转塔机构，NCT
8 Position NCT Mechanism Design
Abstract
As information technology and the rapid development of manufacturing technology, from automated control technology, manufacturing technology, electronics technology, software technology, digital technology, precision measurement technology and communications technology cluster together to form the modern CNC machine tools presents the obvious to the high-speed,high precision and high integration C punch press is used for sheet metal forming or separate digital processing equipment, CNC turret punch press which is used to plate for punching and nibbling of the press.Currently, CNC turret punch press has become mechanical, electronic, metallurgy, chemical, automotive, military, aviation, aerospace and other important industrial areas of manufacturing equipment essential, and its numerical control system to control the table by the feed movement and punchpunching action, but also control the CNC turret punch lubrication Chip, work and die positioning step, and design the perfect nesting feeding agencies, in order to achieve fully automatic stamping process. This design is equipped with multi-station turret mold, with the appropriate maintenance window can be used on the replacement market, the standard A-or B-type mold; clamp lead sheet to a pre-set trajectory to achieve a variety of precision sheet metal track movement;not more than 6mm for punching a variety of panels and light stretching process, and more complex graphics C turret punch through the main drive from the servo motor to achieve by force of the crank slider mechanism stamping machine not only reduces the volume but also reduces the machine maintenance; for CNC turret punch press feed XY feed mechanism and turret organizations to adoptservo motor drives the organization to run, and the main parts to do the corresponding design and selection; with Pro-e software, the whole machine is modeled, and made the appropriate action simulation.
数控转塔冲床机身模态分析与优化设计
数控转塔冲床机身模态分析与优化设计第一章：引言1.1 研究背景和意义1.2 相关工作综述1.3 研究内容和目标1.4 论文结构和组织第二章：数控转塔冲床的机身结构2.1 数控转塔冲床的基本工作原理2.2 数控转塔冲床的机身结构和主要部件2.3 数控转塔冲床的加工工艺流程第三章：数控转塔冲床机身模态分析3.1 模态分析的理论基础3.2 数控转塔冲床机身模型的建立3.3 模态分析过程和方法3.4 模态分析结果和计算分析第四章：数控转塔冲床机身结构优化设计4.1 优化设计的基本方法和思路4.2 数控转塔冲床机身结构的优化目标和指标4.3 优化设计步骤和流程4.4 优化设计结果和分析第五章：数控转塔冲床机身性能验证和实验5.1 性能验证的目的和意义5.2 实验测试方法和步骤5.3 实验结果及其分析5.4 性能验证和实验的结论和展望第六章：结论和展望6.1 研究结论总结6.2 研究局限性和存在问题6.3 未来研究方向和展望参考文献第一章：引言1.1 研究背景和意义数控转塔冲床是目前广泛应用于中小型批量生产领域的一种智能化加工设备。
由于其高效、快速、灵活和精度高等特点，成为现代制造工业的重要组成部分。
然而，在实际应用过程中，数控转塔冲床机身的刚度和振动问题不可避免地影响加工精度和效率。
因此，对数控转塔冲床机身的模态分析和优化设计具有现实和重要意义。
1.2 相关工作综述在现有文献中，国内外学者已经对数控转塔冲床机身的模态分析和结构设计进行了大量的研究，取得了一定的成果。
例如，有学者通过有限元方法对数控冲床机身进行了模态分析，发现该机身在刚度和振动方面存在问题，从而提出了优化设计方案。
另有学者在减小数控转塔冲床机身振动问题方面，采用了多种方法，如结构优化、降振措施和控制技术等，取得了一定的效果。
1.3 研究内容和目标本论文的研究内容主要是针对数控转塔冲床机身的刚度和振动问题，进行了详细的模态分析和优化设计。
具体研究目标如下：1）建立数控转塔冲床机身的有限元模型，并进行模态分析，分析其自然频率和振型，确定其刚度、可靠性和振动特性。
数控机床系统设计方案论文
数控机床系统设计方案论文一、引言近年来，随着工业自动化和信息化的发展，数控机床在工业生产中的应用越来越广泛。
为了满足工业生产对数控机床的不断增长的需求，各种新型数控机床系统应运而生。
因此，设计一种完善的数控机床系统具有非常重要的意义。
本文就数控机床系统的设计方案进行论述。
二、数控机床系统设计方案的基本要求在设计数控机床系统时，必须考虑到以下因素：1.高效的加工能力数控机床系统的主要功能是进行高效的精密加工。
因此，数控机床的控制系统的设计必须保证其加工效率和加工精度。
2.稳定性和可靠性数控机床系统的工作环境相对较为恶劣，因此机床控制系统的设计应该注重稳定性和可靠性，防止机床出现故障，确保机床的长期稳定运行。
3.易于操作和维护数控机床系统的设计必须注重操作和维护的便捷性，从而减少用户的心理和物理压力，提高操作人员的工作效率。
三、数控机床系统的设计方案1.机床选型机床是数控机床系统的核心组成部分，选择高质量的机床是保证机床系统工作稳定的前提条件。
在机床选型时，必须考虑机床的加工能力、稳定性和可靠性等因素。
2.控制系统设计数控机床的控制系统是数控机床系统中最重要的部分之一。
在控制系统设计时，需要考虑控制系统的软件和硬件的配合程度，确保数控机床能够高效稳定地进行精密加工。
3.机床操作界面设计数控机床的操作界面设计应该注重人性化设计，方便用户的操作。
在设计机床操作界面时，应该考虑用户的体验感和人性化的设计。
4.系统维护设计数控机床系统需要经常进行维护，在系统维护设计时，需要考虑维护人员的工作效率和维护的安全性，提高维护效率和工作效率。
四、结论数控机床是现代工业生产的重要设备，设计一个完善的数控机床系统对于提高工业生产效率和加工质量具有重要意义。
要想设计出高效、稳定、人性化的数控机床系统，必须对机床选型、控制系统设计、机床操作界面设计和系统维护设计等方面进行综合考虑。
通过理论设计、实践检验，我们相信这样一个精密高效的数控机床系统方案定会取得圆满成功。
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济南大学毕业设计1 前言1.1 设计的目的和意义设计的目的是根据转塔冲床工作的需要，完成其数控系统的开发，包括数控系统 的电气系统的设计、控制软件的开发等。
控制系统完成后，通过现场的调试和实验， 能达到正确控制机床动作的目的，并能满足转塔冲床加工速度及精度的要求。
设计的意义是虽然国内有许多公司生产冲床，但其价格昂贵，且其数控系统基本 上依赖与进口。
同时，国内外成熟的基于 PC 的数控冲床系统并不多见，人交互面板 不是专用的，所以功能较差，且多数系统精度达不到要求，为了设计出人性化的控制 面板、降低生产成本、达到生产精度的要求，因此，开发符合生产需求的数控转塔冲 床具有重要的现实意义和广阔的应用前景。
1.2 国内外现状随着机床业的不断发展，冲床也经历了一个发展历程，从 1933 年的第一台常规 电控的简易型冲模回转头到 1955 年的第一台 NC 数控转塔冲床，转塔冲床开始了一 个新纪元， 随着 1970 年第一台 CNC 数控转塔冲床的问世， 转塔冲床进入了一个高速 发展的时期，随着对加工零件精度的要求越来越苛刻，数控冲床的功能也逐渐增强， 性能也不断提高，以满足发展需求。
当前，随着数控技术和汽车行业的不断发展，数 控转塔冲床也越来越广泛的被使用，随着柔性系统的提出与快速应用于机床行业，数 控冲床也向着多功能、稳定可靠、具有更大的柔性、适应于多品种小批量生产发展。
伺服系统的研究与应用，使数控转塔冲床的性能得到了很大的提高。
目前，国外对数 控转塔冲床研究及取得丰盛成果的有：日本的 AMADA、德国的 TRUMPF、美国的 STRIPPIT 等； 在我国，机械行业起步相对较晚，转塔冲床的研究也相对较晚，但是制造业和汽 车行业的蓬勃发展，这对转塔冲床提出了更高的要求，所以在严峻的要求下，我国钣 金行业的发展和高端技术的引进，涌现出了一批对数控冲床研究的科研人员，他们对 数控冲床的研究和开发，设计出了应用于实际的产品而投入市场。
目前，国内有能力 提供四轴及以上的数控冲床的企业有：济南的捷迈、江都的亚威、扬州的杨力等。
虽 然国内数控冲床有了很大发展，但是和国外比起来还有很大差距，很多关键技术，如 数控系统、伺服电机等还不能自己提供，必须依赖进口，这是当前我们必须有待解决 的问题之一。
1.3 设计的内容冲裁成型加工以其效率高、成本低和易实现批量生产等优点，在五金行业中得到- 1 -济南大学毕业设计了广泛发展。
集柔性制造单元理念的转塔冲床作为当今冲裁成型加工的先进制造技术 手段之一，更得到了迅速发展。
但是转塔冲床的核心技术 -数控系统，目前仍然主要 依靠国外进口，因此开展转塔冲床的数控系统的研究具有十分重要的意义。
论文根据 开放式数控系统技术理念，运动控制器为核心，通过对转塔冲床冲裁薄板工件过程和 加工特性分析，设计转塔冲床的数控系统。
1.3.1 设计的要求 （1）设计的内容及要求： [a]. [b]. [c]. [d]. [a]. [b]. [c]. [d]. [e]. [f]. 转塔冲床数控系统硬件构成方案、系统连接； 转塔冲床数控系统人机交互设备设计，包括显示器、专用键盘、操作面 转塔冲床数控系统软件设计，包括自动加工、手动操作、回原点、夹钳 软件开发采用 VB6.0 高级编程语言。
设计计算说明书的字数不少于 1.2 万字，正文部分 12-20 页（含插图折合 转塔冲床数控系统硬件接线图； 转塔冲床数控系统显示器、专用键盘、操作面板设计； 转塔冲床数控系统主要功能软件流程图和程序源代码； 外文文献翻译 1 份，译成中文文字数不少于 2000 字； 方案论证报告 1 份。
板设计。
控制、换刀及倒库管理等。
（2）工作量要求： 字数）- 2 -济南大学毕业设计2 总体方案设计2.1 功能与性能要求分析转塔冲床数控系统的功能分析：通过在软件和硬件控制下，对输入的加工程序 进行处理并发出相应的控制指令，控制冲床的运动，采用伺服电机带动正弦机构，使 滑块上、下往复运动，冲击上转盘上所选定的上模而对板材进行冲裁加工，正弦机构 可以有效地扩大伺服电机带动冲头的冲击力。
上、下转盘由伺服电机经皮带轮同步带 动。
板料的移动可由滑动夹钳来完成，X、Y轴方向的运动是由伺服电机、滚珠丝杠 副等驱动而实现 转塔冲床数控系统的性能要求分析： 1、 冲压能力 20 吨； 2、 最大加工板厚 6.35mm 3、加工板材 1250mm x 2500mm 4、标准的刀库布置 32 工位 2 旋转工位 5、冲压速 度 0.5mm 间隔 1.4mm 冲程 900HPM 6、加工精度 +/-0.1mm 。
2.2 设计方案比较、分析与确定数控转塔冲床设计方案可分为转塔冲床的分类和转塔冲床数控系统控制的分类。
2.2.1 转塔冲床的分类 （1）机械驱动数控转塔冲床：这类数控转塔冲床是通过一个主电机带动飞轮旋 转，由离合器进行冲压控制。
它的优点是结构简单，产品价格低。
但同时，这类机床 也存在效率较低、不适宜成型冲压、耗电量较大、冲压噪音大等缺点。
（2）液压驱动数控转塔冲床：这类机床通过液压缸驱动击打头，由电液伺服阀 进行冲压控制。
主要优点表现在加工效率高、冲压噪音小等优点；但同时也存在多种 不足，如对环境要求较高、耗电量大、维护困难、占地面积大等缺点。
（3）伺服电机驱动数控转塔冲床：随着大功率交流伺服电机技术的进步，伺服 电机己可以完全满足打击头和其运动机构对打击力，转矩和功率等参数的要求。
这类 机床通过伺服电机带动打击头进行冲压控制。
相对液压式机床而言，其主要优点表现 在机床结构紧凑、耗电量少、没有更换液压用油的烦恼，而且非常环保、噪音小、对【1】 环境要求低等。
通过上面对三种转塔冲床的优缺点分析及结合功能和要求的分析可以确定用伺 服电机驱动数控转塔冲床。
2.2.2 转塔冲床数控系统控制的分类 （1）PLC 控制系统：功能可以用程序来实现，所以灵活性比较大 高 需要 PLC 专业知识。
（2）继电气控制：优点 成本低 只要懂电工基础即可 缺点 接线比较复杂 功能单一 。
- 3 -缺点 成本济南大学毕业设计（3）PC 机+运动控制卡：设计只是把运动控制部件当作系统的一个部分,如果 要完成一个机械设备的完整控制,还需要辅助有其他的数字量/模拟量控制设备。
这样 在提高了系统成本的同时,也降低了系统的可靠性。
通过对控制系统和精度要求的分析，我们采用 PC+运动控制卡，由于固高科技 开发的 GUC 控制器将 PC+运动控制卡结合起来，方便我们的应用，所以我们控制系 统采用 GUC 控制器。
- 4 -济南大学毕业设计3 控制系统硬件设计3.1 控制系统功能和要求分析转塔冲床控制系统功能： 通过控制面板电路控制主轴伺服电机的转动带动主轴的 运动，主轴带动连杆机构使冲头上下往复运动冲压工件，控制转盘电机带动同步带使 转盘转动，通过双向定位销定位，选择合适的模具进行冲压。
控制 X.Y 轴电机对冲 压钢板进行运动，再通过传感器对钢板进行准确定位，已达到准确冲压的目的。
所以 在选择电机时，我们考虑精度及廉价要求对主轴和转盘选择交流伺服电机，对 X、Y 轴选择步进电机。
3.2 控制系统的组成转塔冲床的控制系统主要由控制面板和控制电路组成，其中控制面板由显示频、 专用键盘、控制面板组成；而控制电路由 GUC 控制器+端子板+电机驱动器+伺服电 机组成。
3.2.1 控制面板的设计 （1）显示屏：LCD 液晶型显示屏；图 3.1 显示屏（2）专用键盘：通过对普通键盘和转塔冲床功能的分析，设计出专用于转塔冲 床的键盘。
（3）控制面板：对转塔冲床的基本加工控制的面板，可以实现冲床的运动加工。
- 5 -济南大学毕业设计图 3.2 控制面板3.2.2 控制电路的设计 （1）GUC 控制器：GUC 控制器拥有 PC+运动控制卡的功能，有 GE 和 GT 两个 系列我们选择 GE 控制器，所以我们选择 GE-400-SG-PCI-G 的控制器.图 3.3 运动控制卡原理图（2）伺服电机驱动器和伺服电机：由于转塔控制精度的要求，我们选择交流伺 服电机，驱动器型号为 MADDT1205，电机为 MSMD012P1*;而主轴、X、Y 轴选用 步进电机，驱动器型号为 MADBT1205，电机型号为：MSMB012P1*.- 6 -济南大学毕业设计图 3.4 伺服驱动器3.3 各组成部分的设计伺服驱动 器伺服电机 编码器工 控 机运 动 控 制 卡端 子 板其它输出输入信号图 3.5 开放式数控系统控制原理图3.3.1 选型理由 （1）GUC 控制器：由于 PC+运动控制卡的功能和 GUC 功能相同，其控制四轴 （主轴、转盘、X、Y 轴）和 PCI 总线连接。
（2）伺服驱动器和伺服电机：由于主轴机械运动是通过连杆机构实现的，所以- 7 -济南大学毕业设计使用步进电机就可实现， 而转盘控制要求精度较高， 所以使用交流伺服电机， 对于 X、 Y 轴的控制使用步进电机就可达到要求，为了节省成本所以使用步进电机。
3.3.2 设计结果 （1）GUC 控制器：选择 GE-400-SG-PCI-G 的控制器.图 3.6 GUC 控制器（ 2 ） 伺 服驱 动器 和伺 服 电机 ：转 塔使 用驱 动 器型 号为 MADDT1205 ， 电机 为 MSMD012P1*; 主轴、 X 、 Y 轴使用驱动器型号为 MADBT1205 ，电机型号为： MSMB012P1*.图 3.7 伺服驱动器- 8 -济南大学毕业设计图 3.8 伺服电机3.4 总体硬件电路3.4.1 总体电源设计1 2 3 4DDAC 220V 电源插座L L1 L2 红开关电源GS0L GND CCNN1N2黑 N 24V+EPE断路器QF0KA0 6 10PE EE SC急停 SB1 红 电源关SB2KA01 9KM08 12KM03 45 6L5 A1绿 电源开B A1 KA0 A2Text7 11B HL2 HL1绿红+24 V0GNDATitleA Number Rev ision图 3.9 总电源1 2 3Size A4 Date: File:28-May-2011 Sheet of C:\Docu ments and Settings \Adminis trato r\桌面\Drawn 毕业设计 By :\MyDesign5.ddb 4- 9 -济南大学毕业设计3.4.2 总体运动控制电路设计1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12L4 DN4+24V0GNDI/O端子板XT3DGUC控制器CON04 XT11 2 3 4 5CON081 2 3 4 5CON121 2 3 4 5CN 1CN 1红 绿 黑红 绿 黑红 绿 黑CON081 2 3 4 5CN 2CN 2红 绿黑+24V+24VHM1 0GND-24VHM1LCDPEPGNDCX1 USBL4 N4 L4 N4 L1 L3 L1C L3C转盘驱动器转盘X2U V W E ECM2键盘R RES2 R RES2 R RES2红U1 1红 黄V1 2白 蓝W1 3黑 黑E 4黄绿 黑CON06电机CN 51 2 3 4 5 6 8 10 14 15 17 18 19 OGND 黑 ALM1 粉 ENABLE1 紫 A1浅蓝 B1浅绿 C1浅黄 DAC1 棕 GND 黄绿 OVCC 红 RESET1 白 A1+ 蓝 B1+ 绿 C1+ 黄X5红OVCC 棕DAC1 黄绿GND 蓝A1+ 浅蓝A1黄C1+ 浅黄C1紫ENABLE1 白RESET1 黑OGND 粉ALM1 黑OGND 绿B1+ 浅绿 B17 14 15 21 22 23 24 29 31 36 37 41 48 49X61 2 5 6 E5V1红 E0V1黑 PS1黄 /PS1蓝 FG外壳黑粗黑粗FG外壳 红E5V0 黑E0V0 黄PS1 蓝/PS11 2 5 6黑粗FG外壳 红E5V0 黑E0V0 黄PS1 蓝/PS1黄PS12淡蓝HM2 S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB S SW-PB R? RES2 R? RES2 R? RES2 R? RES2 R? RES2 R? RES2 R? RES2 R? RES2 1 2 3 4 5 6 7 8X轴蓝/PS1 3紫 红E5V0 4白 黑E0V0 5黑 黑粗FG外壳 6黑粗CON03位置编码器CON02红0VCC 11OVCC红 HOME0绿 LIM0+黄 LIM0-蓝 0GND黑黄LIM0+ 1 黑0GND 2HOME0白 LIM0+黄 LIM0-绿 0GND黑SQ7近红OVCC 1 绿HOME0 2绿HOME0 12 黄LIM0+ 13 蓝LIM0- 14 黑0GND 15CN 60GND 1 2 7 9 23 +5V红 DIR0+黄 PUL0+蓝X轴驱动器STD1A+ AB+ BAC BC A+红 A-蓝 B+绿 B-黑 AC棕 BC黄 +24V红 0GND黑 A+红 A-蓝 B+绿 B-黑 AC白 BC黄X轴M3红0VCC 11 绿HOME1 12 黄LIM1+ 13 蓝LIM1- 14 黑0GND 15HOME1白 LIM1+黄 LIM1-绿 0GND黑白HOME0 1 黑0GND 2SQ8回零黄LIM1+ 黑0GNDSQ41 2黄LIM0+ 3近蓝LIM0- 4 黑0GND 5绿LIM0- 1 黑0GND 2SQ9远红+5V 蓝PUL0+ 黄DIR0+公共端+PU DR白HOME1 1 黑0GND 2SQ5回零+V -V绿LIM1黑0GNDSQ61 2远CON06操作面板GNDCN 7R R R R R R R R RES2 RES2 RES2 RES2 RES2 RES2 RES2 RES2 0GND 1 2 +5V红 DIR1+黄 PUL1+黄Y轴驱动器STD2A+ AB+ BAC BC +24V红 0GND黑 A+红 A-蓝 B+绿 B-黑 AC棕 BC黄 A+红 A-蓝 B+绿 B-黑 AC白 BC黄Y轴M4 CON07红0VCC 11OVCC红 HOME1绿 LIM1+黄 LIM1-蓝 0GND黑黄LIM1+ 1 黑0GND 2HOME1白 LIM1+黄 LIM1-绿 0GND黑SQ10近红+5V 蓝PUL1+ 黄DIR1+公共端+PU DR红OVCC 1 绿HOME1 2 黄LIM1+ 3 蓝LIM1- 4 黑0GND 5绿HOME1 12 黄LIM1+ 13 蓝LIM1- 14 黑0GND 15P OWER+24V7 9 23白HOME1 1 黑0GND 2SQ11回零GND B GND SG PE+V -V绿LIM1- 1 黑0GND 2SQ12远BCN 80GND 1 2 7 9 23 +5V红 DIR2+黄 PUL2+蓝转塔驱动器STD3A+ AB+ BAC BC +24V红 0GND黑 A+红 A-蓝 B+绿 B-黑 AC棕 BC黄 A+红 A-蓝 B+绿 B-黑 AC白 BC黄转塔轴M5红+5V 蓝PUL2+ 黄DIR2+公共端+PU DR+V -V绿HOME0 绿HOME1 绿HOME2 绿HOME3 黄LIM0+ 蓝LIM0黄LIM1+ 蓝LIM1黄LIM2+ 蓝LIM2黄LIM3+ 蓝LIM3黑0GND 红0VCCCON101CON072 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 19 17CON11OVCC红 HOME1绿 LIM1+黄 LIM1-蓝 0GND黑红0VCC 11OVCC红 HOME2绿 LIM2+黄 LIM2-蓝 0GND黑黄LIM2+ 1 黑0GND 2HOME2白 LIM2+黄 LIM2-绿 0GND黑SQ13近红OVCC 1 绿HOME1 2 黄LIM1+ 3 蓝LIM1- 4红OVCC 1 绿HOME2 2 黄LIM2+ 3 蓝LIM2- 4 黑0GND 5绿HOME2 12 黄LIM2+ 13 蓝LIM2- 14 黑0GND 15白HOME2 1 黑0GND 2SQ14回零CN 11黑0GND 5绿LIM2- 1 黑0GND 2SQ15远AATitle图 3.10 控制电路1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11Size A1 Date: File:NumberRevision30-May-2011 Sheet of C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\Drawn 毕业设计 By:\MyDesign5.ddb 12- 10 -4 控制系统软件设计4.1 软件实现的功能数控系统软件设计实现的功能是通过加工程序的运行实现机床对冲裁的冲压，以完成对简单零件的加工，其中包括两个方面：第一方面为管理，主要目的是对加工状态的检测和管理简单的机械操作，其中参数设置、刀库管理、模具库管理、编辑、编译、显示加工程序等；另一部分为用户操作系统，目的是通过用户的编译程序实现零件的加工成型运动，其中包括初始化设计、插补运算、程序代码的自动运行。