车床主轴控制系统毕业设计
车床CA6140主轴系统的数控化改造及仿真毕业设计
车床CA6140主轴系统的数控化改造及仿真毕业设计1.摘要本论文针对车床CA6140主轴系统进行数控化改造及仿真设计，旨在提高车床的加工精度和生产效率。
首先，对车床的主轴系统进行了详细分析，并确定了改造的目标和需求。
然后，基于数控系统的工作原理和数控编程的方法，设计了适用于CA6140主轴系统的数控控制系统。
最后，通过仿真模拟对改造方案进行了验证，并使用实际加工试验进行了实验验证。
实验结果表明，通过数控化改造，主轴系统的加工精度和生产效率得到了显著提高。
2.引言车床是传统机械加工设备中常用的一种，但是由于其控制方式落后，存在加工精度低、生产效率不高等问题。
因此，对车床进行数控化改造是提高其加工精度和生产效率的重要手段。
主轴系统作为车床的核心部件之一，其控制精度对整个车床的加工效果起着重要作用。
本论文针对车床CA6140主轴系统进行了数控化改造及仿真设计，旨在提高其加工精度和生产效率。
3.车床CA6140主轴系统的分析与改造目标首先，对车床CA6140主轴系统的结构和工作原理进行了详细分析，发现其存在传动链路复杂、加工精度不稳定等问题。
基于此，确定了改造目标为提高主轴系统的加工精度和稳定性，并提高其生产效率。
4.数控控制系统的设计根据数控系统的工作原理和数控编程的方法，设计了适用于CA6140主轴系统的数控控制系统。
首先，选取了适合主轴系统控制的数控设备，并设计了相应的控制算法和程序。
然后，对数控编程进行了详细设计，并使用仿真软件进行了仿真验证。
5.改造方案的仿真与验证为了验证改造方案的有效性，使用仿真软件对其进行了仿真模拟。
首先，建立了CA6140主轴系统数学模型，并将其运行参数与改造后的数控控制系统进行了耦合。
然后，通过调整控制系统的参数，对加工过程进行了仿真模拟，并对加工结果进行了分析和评估。
最后，使用实际加工试验进行了实验验证，并与仿真结果进行了对比分析。
6.结论通过车床CA6140主轴系统的数控化改造及仿真设计，本论文有效提高了主轴系统的加工精度和生产效率。
数控立车床主轴控制装置电气设计毕业设计
摘要随着科学的发展，机床已经从过去的手动机床发展成自动机床，现在数控机床应用非常广泛。
数控立式车床是主要的数控产品，国内外需求量也非常大。
其高精度的关键部分就体现在主轴的控制上。
本设计是用德国SIEMENS公司的可编程控制器（PLC）S7-200，作为主控制器；德国SIEMENS 公司的6RA7075直流调速器、 Z4直流电机组成的直流调速装置，采用直流调速实现高效、准确的机床主轴控制，并给出了电气原理图以及操作说明。
本设计控制简单，实现功能强大，调速范围宽，力矩大，过载能力强。
可以应用于重型立式车床，提高重型立车主轴的控制精度，进而保证其加工精度。
关键词：数控立车；直流调速装置；可编程控制器AbstractWith the development of science, machine tools, manual machine tools have been developed from the past into the automatic machine tools, CNC machine tools are now widely used. CNC vertical lathe CNC products are the major domestic and foreign demand is also very large.A key part of its precision is reflected in the control of the spindle.This design is the German company SIEMENS PLC S7-200, as the main controller; German company SIEMENS 6RA7075 DC converter, Z4 DC motor comprising DC converter, DC speed control for efficient and accurate machine tools of various spindle control, and gives the electrical diagrams and instructions. The design of simple control, to achieve powerful, wide speed range, torque, strong overload capacity. Can be applied to heavy-duty vertical lathes, heavy duty vertical lathe spindle to improve the control precision, and thus guarantee its accuracy.Keywords: CNC Vertical Lathe; DC converter; Programmable Controller目录摘要Abstract第一章绪论1.1 课题背景1.2数控立车主轴控制装置的发展现状1.3 课题研究的主要内容第二章数控立车主轴控制装置硬件设计2.1 方案选择1 交流调速2 方案二直流调速2.2 方案选择2.3 可编程序控制器接口设计1 可编程控制器的选择2 可编程控制器接口电路的设计及其功能2.4 数控立车主轴控制装置设计1 主轴电机的选择2 数控立车主轴控制装置设计2.5急停按钮的设计2.6 直流调速装置的参数设定1 简易操作控制面板（PUM）2 舒适性操作控制面板（OP1S）第三章数控立车主轴控制软件设计1 程序流程图2 程序第四章主轴操作说明1 主轴启动前准备工作2 主轴操作说明3 元器件目录结论参考文献致谢第一章绪论1 课题背景数控技术被广泛用于世界各国制造业，以提高制造能力和生产水平，提高对动态多变市场的竞争力和适应力。
机械机床毕业设计16CA6150数控车床主轴箱及传动系统系统的设计业设计
机械机床毕业设计16CA6150数控车床主轴箱及传动系统系统的设计业设计一、设计背景目前，数控车床是机械加工行业中常用的一种设备。
其主要作用是通过数控系统控制刀具的运动轨迹，对工件进行加工。
本设计的目标是设计一个适用于16CA6150数控车床的主轴箱及传动系统，以提高车床的加工准确性和效率。
二、设计要求1.主轴箱及传动系统要具备足够的刚性和稳定性，以确保整个车床在工作过程中不发生振动和变形；2.主轴箱传动系统的设计应使得主轴的旋转速度能够达到要求，并且有一定的速度范围可调；3.主轴箱传动系统的设计应保证传动效率高，噪音低，并且易于维护和保养；4.主轴箱和传动系统的设计应满足机械加工的要求，对于各个工件的加工均能保证高精度和高质量。
三、主轴箱设计主轴箱是数控车床中的核心部件，其作用是连接主轴和机床床身，并提供主轴的旋转运动。
为了保证主轴和工件的高精度加工，主轴箱设计应满足以下要求：1.主轴箱整体结构应具备足够的刚性和稳定性；2.主轴箱应具备一定的自冷却和监测功能，以保证主轴的温度和振动处于合理范围内；3.主轴箱应具备一定的调节装置，方便对主轴进行润滑和保养。
四、传动系统设计传动系统是主轴箱的重要组成部分，其作用是将动力传递给主轴，使得主轴能够旋转。
在设计传动系统时，应满足以下要求：1.传动系统应选择合适的传动方式，如齿轮传动、带传动等；2.传动系统的设计应保证传动效率高、噪音低，且易于维护和保养；3.传动系统应满足主轴旋转速度的要求，并具备一定的速度调节范围；4.传动系统应具备自动化控制功能，以便实现数控车床的自动操作。
五、总结本设计对16CA6150数控车床的主轴箱及传动系统进行了设计，并提出了相应的要求。
在设计主轴箱和传动系统时，应注重刚性和稳定性的提升，以及传动效率的提高。
同时，还应考虑主轴箱的自冷却和监测功能，以及传动系统的自动化控制功能。
通过合理设计和选用适当的材料和部件，可以提高数控车床的加工准确性和效率，满足机械加工的要求。
基于PLC的车床主轴控制装置设计
基于PLC的车床主轴控制装置设计车床主轴控制装置是车床上非常重要的部件之一，其功能是控制车床主轴运行和停止，并能根据加工需要调节主轴的转速。
在基于PLC（可编程逻辑控制器）的车床主轴控制装置设计中，可以采用以下步骤：1.确定需求：首先需要明确车床主轴控制的具体要求，如需要实现的动作（启动、停止、转速调节等）、控制信号的输入输出等。
2.确定PLC型号及规格：根据需求确定适合的PLC型号，并考虑其输入输出点数、通信功能、编程软件等特性。
3.进行硬件连接：根据PLC的输入输出点数安排硬件连接，包括传感器、执行器等设备的连接。
4.编写PLC程序：使用PLC的编程软件，编写相应的逻辑控制程序。
这个程序可以根据需求设计为自动运行或通过人机界面进行手动操作。
5.设置参数：根据车床主轴的特性，设置PLC的参数，如转速范围、启动/停止延时、报警值等。
6.软硬件调试：将PLC与车床主轴控制装置进行连接，对系统进行软硬件的调试，确保功能正常，并进行相应的调整和优化。
7.功能测试：根据具体应用场景，对车床主轴控制装置进行功能测试，验证其能否满足要求，并适时进行调整和修改。
8.完善文档：在设计过程中，需要记录相关硬件和软件的信息，制作相应的设计文档，方便后续维护和使用。
1.灵活性：PLC可以通过编程来实现各种功能，能够适应不同的加工需求。
2.可靠性：PLC具有较高的可靠性和稳定性，适用于工业环境中长时间连续运行。
3.可扩展性：PLC系统可以方便地进行扩展和修改，以适应生产线的发展和变化。
4.易于维护：PLC系统通常具有良好的开放性和模块化设计，易于维护和维修。
综上所述，基于PLC的车床主轴控制装置设计是一项关键的工程，需要根据需求进行具体的设计和实施。
通过合理的硬件连接、PLC编程和调试，可以实现对车床主轴的准确控制，提高生产效率和产品质量。
同时，还需要注重系统的可扩展性和维护性，以适应不断变化的加工需求。
毕业设计论文(普通车床主轴箱设计)
卧式铣床主轴箱设计摘要设计通过已知的技术参数，确定了转速范围、公比、转速级数，确定结构式和结构网，确定传动轴数、传动比，绘制转速图。
根据转速图确定传动副齿数，核算转速误差，绘制传动系统图。
根据各轴的传递效率确定各轴的计算转速，计算转速确定各传动轴直径，主轴尺寸参数，齿轮模数。
随后设计了主传动系统的结构。
最后进行了齿轮接触疲劳强度，轴承寿命，主轴刚度的校核，最后绘制装配图。
电动机通过电机连轴轴将动力传至主轴箱，主轴的正反转通过电动机正反转实现。
电磁制动器控制主轴的急停。
传动系统采用集中传动式，便于实现集中操纵，安装调整方便。
关键词：转速图，系统图，电磁制动器，集中传动THE DESIGN OF HORIZONTAL MILLING MACHINESPINDLE BOXABSTRACTThrough the design of the technical parameters known, speed range, speed ratio, I determined the structure determination of series, type and structure, determined the number of drive shaft, transmission ratio, drawing speed diagram. According to the speed chart I determined gear pair transmission number, calculation speed error, drawing the drive system diagram. Computing speed of the shaft is determined according to the transfer efficiency of each axis, computing speed determined the transmission shaft diameter, shaft size parameters, gear modulus. Then I designed the main drive system structure. Finally, the contact fatigued strength of gear, bearing life, spindle rigidity is checked, the final assembly drawing. Motor through the motor coupling shaft power is transmitted to the spindle box, principal axis positive inversion is achieved by electric motor. Magnetic brake dominate principal axis scram. The transmission system adopts the centralized transmission type, easily to realize centralized control, and it is convenient to install and adjust.KEY WORDS: Speed diagram, the system diagram, electromagnetic brake, centralized drive目录前言 (1)第1章运动设计 (4)1.1 机床的规格及用途 (4)1.2 确定极限转速及主轴变速范围 (4)1.3 确定公比 (4)1.4 主轴转速级数确定 (5)1.5 确定结构式和结构网 (5)1.6 绘制转速图 (6)1.6.1 选定电动机 (6)1.6.2 变速组分析 (6)1.6.3 确定轴数，绘制转速图 (6)1.7 齿轮齿数的确定 (8)1.8 核算转速误差 (8)1.9 绘制传动系统图 (9)第2章传动零件的初步计算 (11)2.1 各轴传递功率的计算 (11)2.2 各轴计算转速的确定 (11)2.3传动轴直径的估算 (12)2.4 主轴尺寸参数的确定 (14)2.5 齿轮模数的计算 (17)2.5.1 齿轮模数的初步计算 (17)2.5.2 对各种限制的讨论及验证 (18)第3章结构设计 (20)3.1 展开图设计 (20)3.1.1 齿轮布置 (20)3.1.2 截面图及轴的空间布置 (21)3.1.3 主轴主件设计 (23)第4章零件的验算 (23)4.1 齿轮疲劳强度的验算 (23)4.1.2 弯曲疲劳强度的验算 (26)4.2 主轴刚度的验算 (27)4.2.1 刚度标准 (27)4.2.2 主轴上的载荷 (27)4.2.3 主轴前端挠度的验算 (29)4.2.4 主轴前轴承倾角的验算 (36)4.3 主轴前轴承疲劳强度的验算 (38)结论 (40)谢辞................................................................. 错误！未定义书签。
立式车床主轴电控系统的设计—毕业设计论文
毕业设计（论文）立式车床主轴电控系统的设计目录摘要............................................ 错误！未定义书签。
ABSTRACT ..................................................... - 2 - 绪论......................................................... - 3 - 第一章立式车床的基本结构和工作原理.......................... - 5 -1.1立式车床的概述及加工范围 .............................. - 5 -1.2立式车床的基本结构和工作原理 .......................... - 6 -1.3立式车床的主要技术参数 ................................ - 6 -1.4电力拖动及控制特点 .................................... - 7 -1.5方案设计.............................................. - 7 - 第二章 MENTOR Ⅱ直流驱动器的结构及工作原理.................. - 8 -2.1 MENTOR Ⅱ概述......................................... - 8 -2.2 MENTOR Ⅱ的安装及工作原理............................ - 10 -2.3 MENTOR Ⅱ的参数设定.................................. - 12 - 第三章 PLC的概述及工作原理................................. - 18 -3.1 PLC的定义和分类.................................... - 18 -3.2 PLC的功能和特点..................................... - 19 -3.3 PLC的结构和工作过程 ................................. - 22 -3.4 S7-300的系统特性.................................... - 27 - 第四章电气图的设计......................................... - 28 -4.1 MENTOR Ⅱ的电气连接图............................... - 28 -4.2 PLC的电气连接图..................................... - 29 -4.3 立式车床主轴电控系统程序设计......................... - 30 - 第五章前景展望................................. 错误！未定义书签。
数控车床XY轴工作台和控制系统设计说明书 毕业设计
数控车床XY轴工作台和控制系统设计说明书毕业设计数控车床XY轴工作台和控制系统设计摘要我设计的是车床XY轴工作台和控制系统，采用单片机控制步进电动机驱动工作台。
首先确定设计的总体方案，然后对车床的机械部分进行设计，其中包括工作台、滚动导轨、滚珠丝杠、步进电动机的设计和选用，最后对数控系统硬件和软件设计。
新一代的CNC系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。
关键词：数控车床 XY工作台控制系统前言一、当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状在我国对外开放进一步深化的新环境下 ,发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性 ,并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度 ,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备 ,又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术 ,而数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品 ,其技术范围覆盖很多领域。
（一）、数控技术的发展趋势。
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化 ,使制造业成为工业化的象征 ,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大 ,他对国计民生的一些重要行业 IT、汽车、轻工、医疗等的发展起着越来越重要的作用。
从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看 ,其主要研究热点有以下几个方面:(1) 高速、高精加工技术及装备的新趋势(2) 5 轴联动加工和复合加工机床快速发展(3) 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势（二）、对我国数控技术及其产业发展的基本估计我国数控技术起步于 1958 年 ,近 50 年的发展历程大致可分为三个阶段：第一阶段从 1958 年到 1979 年 ,即封闭式发展阶段。
CA6140型车床主轴箱操纵机构及轴的毕业设计（可编辑）
摘要此次毕业设计要求综合的运用机械制图、机械设计、机械原理、机械制造技术、金属切削机床设计等相关知识对CA6140型卧式车床进行了传动设计,主要对其主轴箱的结构和传动原理进行深入的了解。
CA6140车床是我国设计制造的典型的卧式车床,在我国机械制造类行业中使用极为广泛。
近些年,虽然随着电子计算机的发展,数控技术和数控机床得到的较大的发展,但通过对普通车床的研究和设计,可以开阔我们的视野,增强我们的实践经验,加强我们自己动手的工作能力,巩固所学知识,在我们马上要走上工作岗位之际,对提高我们的专业素质有很大的帮助。
本次毕业设计的研究内容、方法、成果:1、通过绘制车床主轴箱操纵机构的装配图,进一步深入的了解了主轴箱的结构和其传动原理;2、通过运用机械原理和机械设计等知识对车床进给箱中的轴进行设计和校核;3、最后运用机械制图知识绘出CA6140型卧式车床主轴箱操纵机构,并运用AutoCAD制图软件绘制进给箱中的014轴,进一步熟练了CAD的使用。
关键词:CA6140型车床;主轴箱;传动系统;轴的设计;轴的绘制;ABSTRACTThe integrated design uses a mechanical drawing,mechanical design, mechanical principles, machinery manufacturing technology, Metal Cutting Machine design knowledge to CA6140 horizontal lathe design of the drive, Headstock mainly on the structure and box drive principle in-depth understanding. CA6140 lathe is the design and manufacture of a typical horizontal lathe. China's machinery manufacturing industries, is widely used. In recent years, although the development of electronic computers, technology and CNC machine tool CNC is the larger development, But through Lathe of research and design, broadening our horizons, enhance our practical experience, strengthen our own hands the ability to consolidate knowledge, we all got to go to work when to improve the professional quality of our great helpThe graduation of the study design, methods, results :1. Drawing spindle lathes me through manipulation of the assembly, further in-depth understanding of the structure of the spindle box and its drive principle2. Through the use of mechanical principles and mechanical design knowledge to design and check the shaft in lathe3. Finally the use of AutoCAD software rendering the machine spindle and operating mechanism , and the use of CAD to render the 014 shaft in lathe;Further skilled in the use ofCADKeywords : CA6140 lathe; Headstock; Transmission; Axis designs; Axis drawing.目录第一章绪论 11.1 毕业设计的目的及意义 11.2毕业设计的内容 11.3设计步骤 21.4设计时应注意的事项3第二章 CA6140型卧式车床的简介 42.1 CA6140车床的用途 42.2 CA6140车床的分类 52.3 CA6140工艺范围52.4 CA6140车床的布局 5第三章 CA6140型车床传动系统83.1车床传动路线及传动分析83.2 主轴箱的传动链 103.3 主轴箱的主要构造12第四章 CA6140型车床齿轮传动设计184.1分级变速传动链设计184.2动力计算224.3计算转速244.4机床的功率转矩特性24第五章 CA6140型卧式车床主轴箱结构设计265.1轴的设计及轴上零件的定位265.2 轴承、密封、润滑285.3齿轮305.4操纵机构315.5箱体34第六章 014轴(ⅩⅢ轴)的设计计算及校核396.1轴的结构设计原则396.2轴的强度计算406.3轴的材料及选择416.4 014轴(ⅩⅢ轴)的设计计算及校核45参考文献50致谢 51第一章绪论1.1 毕业设计的目的及意义毕业课题(论文)教学过程是实现本科培养目标要求的重要阶段,是基础理论学习深化与升华的重要环节,是全面检验学生综合素质与实践能力培养效果的主要手段,是学生毕业及学位资格认证的重要依据,是衡量高等学校教育质量和办学效益的重要评价内容。
车床主轴箱设计毕业设计
编号潍坊学院毕业设计技术报告课题名称：车床主轴箱设计学生姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化班级：机制本二指导教师：2015 年06月摘要CA6140作为主要的车削加工车床，被广泛的应用于机械加工行业。
随着经济的发展以及对国外先机技术的学习和引进，我国的车床行业在世界上起到了举足轻重的作用。
主轴箱是车床中重要的组成部分，整个车床的动力传动就是由它控制的。
主轴箱直接影响着车床的工作效率，由此可知主轴箱的重要程度。
本设计是主要针对CA6140车床主轴箱的设计，车床主轴箱是一个比较复杂的传动部件。
根据当前实际情况，考虑到经济性和效率性等相关因素，对车床主轴箱进行合理构思构想, 最终完成对车床主轴箱的设计。
设计的内容主要有参数的确定，拟定传动与变速的结构方案和传动系统图，传动设计，传动件的估算和校核，各部件结构设计和主轴组件的校核几个部分部分来进行设计的。
以齿轮、带轮、皮带轮、轴承、等的参数设计为重点，并利用制图软件进行了零件的设计和处理。
关键词：CA6140车床主轴箱传动零件AbstractCA6140 as the main turning lathe, CA6140 is widely used in mechanical processing industry. With the development of economy as well as to the learning and introducing foreign advantage technology, lathe industry in China has played a pivotal role in the world.Spindle box is the important part of the lathe and it controlled the power transmission of the whole lathe.Spindle box directly affects the work efficiency of machine tool, thus the importance of the spindle box is goes without saying.This design is mainly for CA6140 lathe spindle box design,and lathe spindle box is a more complicated driving part.According to the current actual situation,considering the factors related to economy and efficiency, to reasonable design idea of lathe spindle box, finally completed the design of lathe spindle box.The major design content including the determination of the parameters, formulate transmission and variable structure scheme and system diagram,transmission design,the estimate and check of transmission parts, the design of the components structure and the check the spindle component. Focus on the parameter design of gear, belt pulley, bearing and so on, and use the graphics software for designing and processing of the parts.Key words: CA6140lathe; spindle box; transmission; parts目录摘要 ........................................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................................................... II 第一章绪论 . (1)1.1车床的发展及主轴箱的作用 (1)1.1.1车床的发展历史 (1)1.1.2主轴箱的作用 (2)1.2主传动系统的设计要求 (3)第二章传动设计 (4)2.1主传动方案设计 (4)2.2选择传动结构式和结构网 (4)2.2.1确定传动组及传动副的数目 (4)2.2.2传动式的拟定 (4)2.2.3结构式的拟定 (4)2.3转速图的拟定 (5)2.4传动轴的设计 (5)2.5主轴箱的箱体 (6)第三章动力设计 (7)3.1确定各轴转速及检查 (7)3.2带传动设计 (8)3.3齿轮模数的确定以及模数的校核 (10)3.4齿轮强度校核 (12)3.5主轴挠度的计算和校核 (15)第四章离合器的选择及其计算 (17)第五章传动件验算 (19)5.1轴的强度校核 (19)5.2验算花键键挤压应力 (19)5.3滚动轴承校核 (20)5.4齿轮的强度计算 (21)5.5计算跨距 (22)第六章结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)第一章绪论1.1车床的发展及主轴箱的作用1.1.1车床的发展历史车床行业是装备制造业的基础，是制造业使用最广的一类机床，同样也是一个具有战略性意义的产业，始终在国民经济中占有非常重要的位置。
数控车床主轴控制设计
前言本论文主要介绍数控车床主轴控制的设计，根据电气控制的要求，设计了的电气原理图。
根据电气元件参数的设定，来确定各元器件的选择。
根据设计要求及强电控制线路和控制要求，编写PMC程序，介绍了FANUC、 PLC、FANUC系统的指令以及编程；最后，针对所设计的内容进行总结。
一、绪论1.1选题背景与意义数控技术也叫计算机数控技术（CNC，Compute Numerical Control），目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。
数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合国力的水平，数控技术的广泛应用给传统的制造业的生产方式，产品结构带来了深刻的变化。
也给传统的机械，机电专业的人才带来新的机遇和挑战。
我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心，我国企业广泛应用现代化数控技术参与国际竞争。
数控技术是制造实现自动化，集成化的基础，是提高产品质量，提高劳动生产率不可少的物资手段。
在数控机床中，主轴是机床里的一个非常重的部分，对于它的控制的好坏一定程度上反应一个机床的控制柔性的程度。
主轴驱动系统控制数控车床主轴的旋转运动，为车床主轴提供驱动功率以及所需的切削力。
目前在数控车床中，主轴驱动常使用交流电动机，直流电动机已逐渐被淘汰，由于受永磁体的限制，交流同步电动机功率做得很大时，电动机成本太高。
因此目前在数控机床的主轴驱动中，均采用笼型异步电动机。
为了获得良好的主轴特性，设计中采用矢量变频控制的交流主轴电动机，矢量控制分无速度传感器和有速度传感器两种方式，后者具有更高的速度控制精度，在数控车床中无速度传感器的矢量变频器已符合控制要求近年来，PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。
随着PLC技术的发展, 它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。
论文以我所在常熟车床加工有限公司数控车间的永进TC15数控车床为研究对象，结合所学知识参考数控设备应用与维护综合实训，论文主要研究永进TC15数控车床的主轴控制系统、电气原理设计，PMC程序的设计等内容。
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┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业论文课题名称CH460数控车床主轴控制系统的设计系/专业机械工程学院/数控设备应用与维护班级学号学生姓名2012 年5 月28 日指导教师：夏燕兰┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊CH460数控车床主轴控制系统的设计摘要数控技术发展飞速的今天，数控技术在现代制造业发挥越来越重要的作用，数控机床是数控制造业的核心，本文主要介绍了对数控车床主轴控制系统设计的过程。
CH460 是基于广州数控系统980TA1的基础上设计制造的新一代的数控车床，对其主轴控制系统设计是尤为重要的，其内容包括电源电路，CNC电路，主轴电路，强电电路，PLC输入、输出电路等。
本论文主要介绍数控车床主轴控制的设计，根据电气控制的要求，设计了的电气原理图。
根据电气元件参数的设定，来确定各元器件的选择。
根据设计要求及强电控制线路和控制要求，编写PLC程序，介绍了广数系统的指令以及编程；最后，针对所设计的内容进行总结。
关键词：主轴控制系统；电气原理设计；PLC┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊AbstractCNC technology rapid development today, the CNC technology in the modern manufacturing industry plays an increasingly important role, CNC machine tools CNC manufacturing industry is the core, this paper mainly introduces the CNC lathe spindle control system design process.CH460 is based on the Guangzhou CNC system based on 980TA1 design and manufacture a new generation of CNC lathes, the spindle control system design is particularly important, its content includes power supply circuit, CNC circuit, main circuit, power circuit, PLC input, output circuit.This paper mainly introduces the numerical control lathe spindle control design, according to the electrical control requirements, the design of the schematic diagram. According to the electrical component parameter settings, to determine the selection of components. According to the design requirements and the power control circuit and control requirements, PLC preparation procedures, introduced a wide number of systematic instruction and programming; finally, according to the design of the content of the summary.Key Words：Spindle control system; electrical principle design; PLC┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第一章绪论 (1)1.1选题背景和意义 (1)1.2数控车床主轴控制系统的现状 (1)1.3数控车床主轴控制系统未来的发展反向 (3)第二章电气方案的设计 (4)2.1本课题的主要问题 (4)2.2电气方案的确定 (4)第三章电气原理图的设计 (6)3.1电气原理图的设计 (6)3.1.1 电源回路 (6)3.1.2 CNC电路 (6)3.1.3 主轴电路 (7)3.1.4 强电电路 (8)3.1.5 PLC输入、输出电路 (9)3.2电气元件的选择 (11)3.2.1 熔断器的选择 (11)3.2.2 变频器的选择 (11)3.2.3 接触器的选择 (12)3.2.4 继电器的选择 (13)3.2.5 变压器的选择 (13)3.2.6 空气开关的选择 (14)3.2.7 其他元气件的选择 (14)第四章数控车床PLC输入输出控制的设计 (14)4.1可编程控制器（PLC）简介 (15)4.2广数980PLC的基本指令，功能指令 (16)4.3主轴控制系统PLC程序梯形图 (17)总结 (20)致谢 (22)参考文献 (23)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章绪论1.1 选题背景和意义数控技术也叫计算机数控技术（CNC，Compute Numerical Control），目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。
数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合国力的水平，数控技术的广泛应用给传统的制造业的生产方式，产品结构带来了深刻的变化。
也给传统的机械，机电专业的人才带来新的机遇和挑战。
我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心，我国企业广泛应用现代化数控技术参与国际竞争。
数控技术是制造实现自动化，集成化的基础，是提高产品质量，提高劳动生产率不可少的物资手段。
在数控机床中，主轴是机床里的一个非常重的部分，对于它的控制的好坏一定程度上反应一个机床的控制柔性的程度。
主轴驱动系统控制数控车床主轴的旋转运动，为车床主轴提供驱动功率以及所需的切削力。
目前在数控车床中，主轴驱动常使用交流电动机，直流电动机已逐渐被淘汰，由于受永磁体的限制，交流同步电动机功率做得很大时，电动机成本太高。
因此目前在数控机床的主轴驱动中，均采用笼型异步电动机。
为了获得良好的主轴特性，设计中采用矢量变频控制的交流主轴电动机，矢量控制分无速度传感器和有速度传感器两种方式，后者具有更高的速度控制精度，在数控车床中无速度传感器的矢量变频器已符合控制要求近年来，PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。
随着PLC技术的发展, 它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。
论文以我所在南京二机数控车床有限责任公司CH460数控车床为研究对象，结合所学知识参考数控设备应用与维护综合实训，论文主要研究CH460数控车床的主轴控制系统、电气原理设计，PMC程序的设计等内容。
在半年的实习期间里，培养了自己的职业能力，培养社会生存能力，激发学习主动性，锻炼自己理论与实践相结合的能力，回顾、运用所学的理论知识，并为将来走上工作岗位奠定基础。
1.2 数控车床主轴控制系统的现状主轴驱动系统也叫主传动系统，是在系统中完成主运动的动力装置部分。
主轴驱动系统通过该传动机构转变成主轴上安装的刀具或工件的切削力矩和切削速度，配合进给运动，加工出理想的零件。
它是零件加工的成型运动之一，它的精度对零件的加工精度有较大的影响。
机床的主轴驱动和进给驱动有较大的差别。
机床主轴的工作运动通常是旋转运动，不像进给驱动需要丝杠或其它直线运动装置作往复运动。
数控机床通常通过主轴的回转与进给轴的进给实现刀具与工件的快速的相对切削运动。
在20纪60-70年代，数控机床的主轴一般采用三相感应┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊电动机配上多级齿轮变速箱实现有级变速的驱动方式。
随着刀具技术、生产技术、加工工艺以及生产效率的不断发展，上述传统的主轴驱动已不能满足生产的需要。
现代数控机床对主轴传动提出了更高的要求：1. 调速范围宽并实现无极调速为保证加工时选用合适的切削用量，以获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。
特别对于具有自动换刀功能的数控加工中心，为适应各种刀具、工序和各种材料的加工要求，对主轴的调速范围要求更高，要求主轴能在较宽的转速范围内根据数控系统的指令自动实现无级调速，并减少中间传动环节，简化主轴箱。
目前主轴驱动装置的恒转矩调速范围已可达1∶100，恒功率调速范围也可达1∶30，一般过载1.5倍时可持续工作达到30min。
主轴变速分为有级变速、无级变速和分段无级变速三种形式，其中有级变速仅用于经济型数控机床，大多数数控机床均采用无级变速或分段无级变速。
在无级变速中，变频调速主轴一般用于普及型数控机床，交流伺服主轴则用于中、高档数控机床。
2. 恒功率范围要宽主轴在全速范围内均能提供切削所需功率，并尽可能在全速范围内提供主轴电动机的最大功率。
由于主轴电动机与驱动装置的限制，主轴在低速段均为恒转矩输出。
为满足数控机床低速、强力切削的需要，常采用分级无级变速的方法（即在低速段采用机械减速装置），以扩大输出转矩。
3. 具有四象限驱动能力要求主轴在正、反向转动时均可进行自动加、减速控制，并且加、减速时间要短。
目前一般伺服主轴可以在1秒内从静止加速到6000r/min。
4. 具有位置控制能力即进给功能（C轴功能）和定向功能（准停功能），以满足加工中心自动换刀、刚性攻丝、螺纹切削以及车削中心的某些加工工艺的需要。
5. 具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪音低数控机床加工精度的提高与主轴系统的精度密切相关。
为了提高传动件的制造精度与刚度，采用齿轮传动时齿轮齿面应采用高频感应加热淬火工艺以增加耐磨性。
最后一级一般用斜齿轮传动，使传动平稳。
采用带传动时应采用齿型带。
应采用精度高的轴承及合理的支撑跨距，以提高主轴的组件的刚性。
在结构允许的条件下，应适当增加齿轮宽度，提高齿轮的重叠系数。
变速滑移齿轮一般都用花键传动，采用内径定心。
侧面定心的花键对降低噪声更为有利，因为这种定心方式传动间隙小，接触面大，但加工需要专门的刀具和花键磨床。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1.3 数控车床主轴控制系统未来的发展反向作为数控机床的重要功能部件，伺服驱动装置的特性一直是影响数控机床加工性能的重要指标。