数控旋切机控制系统设计
数控车床控制系统设计

CJK6140数控车床纵向进给系统设计摘要了解数控机床的概念,所谓数字控制是按照含有机床(刀具)运动信息程序所指定的顺序自动执行操作的过程。
而计算机数控机床就是数控机床在计算机监控下进展工作。
它的优点很多,可以在同一机床上一次装夹可完成多个操作,生产率显著提高等优点,但它的价格昂贵。
由于我国现在使用的机床大多数为普通车床,自动化程度低,要更新现有机床需要很多资金。
为了解决这个问题,也为了适应多品种中、小批量零件加工我们选择机床经济型数控改造。
纵向进给机构的改造:拆去原机床的溜板箱、光杠与丝杠以及安装座,配上滚珠丝杠及相应的安装装置,纵向驱动的步进电机及减速箱安装在车床的床尾,不占据丝杠空间。
横向进给机构的改造:撤除横向丝杠换上滚珠丝杠,由步进电机带动。
总体设计方案:CJK6140车床主轴转速局部保存圆机床的手动变速功能。
车床的纵向和横向进给运动采用步进电机驱动。
最后,根据条件对纵向横向伺服进给机构进展设计与计算。
关键词:运动信息,滚珠丝杠,步进电机CJK6140 NC Lathes Vertical Feed System DesignABSTRACTNumerical Control (NC) is any machining process in which the operations are executed automatically in sequences as specified by the program that contains the information for the tool movement .When Numerical Control is performed under puter supervision, it is called puter Numerical Control (C).C machines have many advantages over conventional machines. For example, there is a possibility lf performing operations on the same machine in one setup and production is significantly increased. One of its disadvantages is that they are quite expensive. In our country conventional machine is used widely. So if the machines are replaced, there is going to need a large money. In order to agree with the development of our economy, we can reform the conventional machines. The reformation of the tool movement: we demolish the current smooth leading, leading screw and installing stand. Then replace the ball leaking to the relevant position. The reformation of the horizontal mechanism: we make the horizontal ball lead screw instead of the conventional screw. And Stepper motor drives the screw. The overall masterdesign: the spindle’s gearshift of the CA6140 mechanism controlled by the former operating lever. The moving of the vertical table and the horizontal table is drove by the ball screw, which is drove by the Stepper motors. The last, we design the vertical and horizontal mechanism on the basis of known numbers.)KEYWORDS:tool movement,conventional machines,Stepper motor目录CJK6140数控车床纵向进给系统设计错误!未定义书签。
数控机床的电气控制系统的设计(初稿)2

一般,零件在普通的数控机床上加工主要是按照零件的设计图纸,由操作人员手动去改变刀具与被加工零件的相对加工轨迹,然后再由刀具对加工件进行切割来完成零件的加工。而现代化科技引入的数控机床在进行零件加工时,是通过计算机编程人员将整个零件加工的工艺程序以及机床运动的轨迹要求编程,然后再将编程好的计算机语言导入到CNC装置,再经过工序的转换和处理后,CNC装置向数控机床的伺服驱动机床发出指令,从而完成整个零部件的加工。下图1-1为整个数控机床的具体工作流程:
第三,电气控制系统安装与调试应注意的事项与要点,调试方案以及调试的结果。
第二章电气控制系统总体方案设计
2.1 数控机床电气控制系统的控制要求
根据《数控机床电气控制(第二版)》[4],数控机床电气控制系统的设计主要要遵循以下几方面的原则:
首先,要尽可能的满足整个系统的机械设计和工艺加工的要求。尽管数控机床是科技发展的产物,但其仍然属于机电一体化产品,其主要包含了控制系统的主轴控制系统和进给轴伺服控制系统,而这些系统大多数都是机电式的,他们的输出部分的机械环节和元件是控制系统必不可少的重要组成部分,直接影响着数控机床性能的好坏。这些机械环节和元件不同于电气部分,他们不能够灵活的变化,一旦加工完成,其性能的提高几乎是不可能的了。所以,数控机床的机械设计人员以及数控机床控制系统的人员必须深刻地认识到这一点,以便他们能在最初的设计阶段和加工阶段能全方面的衡量各部件承担的职责,紧密配合,制定出合理的设计方案和加工方案。这机械环节和元件的设计过程中,需要乃如考虑的机械部分主要有:相关的负载、驱动力和驱动力矩、摩擦力或摩擦力矩、死区、传动系统的间隙、刚性、惯性矩和共振频率等,而电气控制部分主要考虑的是强电、弱电布置和设计。
(1)落后世界先进水平在十年到十五年之间,尤其在高端技术领域表现更有突出。
数控剪切中心自动控制系统设计

1 数 控 剪切 中Байду номын сангаас 的用 途
数 控剪切 中心 主要 是 应 我 国多 家 大 型汽 车制 造 厂 的要求 研发 的一 套 全 自动 化 设 备机 组 。通过 全 自 动 的方式将 整 张原材料 钢 板 ( 1m 长 1m、 约 厚 4 m、 2 重 3) 切成不 同尺 寸 的合 格 工件 , t剪 主要 应用 与 大 型 汽 车横梁 , 结构件 生产行 业 , 箱 生产行业 , 钢 集装 电力 和 通讯铁 塔行业 的全 自动剪 切下料 。
数 控剪切 中 心 是 由 以 下 部 分 组 成 : 剪 板 机 1 主 套; 侧剪 板机 1套 ; 吸盘上料 机 组 1套 ; 夹钳 送料 机 1 套; 侧挡 料 1套 ; 料 机 1 ; 托 套 出料 车 1套 ; 料 车 1 备 套共八 套不 同类 型 的设 备组 成 。其 中包括 液压系统 、 气动 系统 、 真空 吸盘 系 统 、 电气 自动 控 制 系统 等 。通
× m( ×宽 ) 送 料 行 程 3 2 长 , m,最 大 送 料 速 度
20 5 mm/s 。
( )侧夹 钳送料 机 , 挡料器 l套 , 5 侧 送料行 程 0 .
6 送料最 大重 量 3。 m, t
( )托料机 1台 , 大托 料尺寸 1 0 8 长 × 6 最 2× .m(
ae p o i e .A s ,te tc n lg n sp o e s p o lmso u e d h e t ln i ga er s l e r u a ・ r r vd d t a t h e h oo ya d i rc s r be s p r l t f es e tmea S ba k n r ov d f r ri l e oo c n
数控车床控制系统的设计样本

CK6163数控车床控制系统设计1.本课题项目背景及研究意义金融危机爆发以来, 国际机床市场不断下滑, 国内经济型数控机床市场也受到了相称大影响, 产销量大幅下降。
虽然数据显示上半年已经止住下滑趋势, 略微回升, 但研究应对方略仍旧是当务之急。
经济型数控机床是国内数控机床行业发展起步产品, 发展时间比较长, 生产公司对此类机床技术掌握状况和生产能力也都比较成熟。
正由于如此, 加之其在国内拥有大量市场空间, 金融危机爆发之前产量较大。
但从去年金融危机后来总体状况来看, 国内经济型数控机床生产公司生产能力明显过剩。
近来中华人民共和国机床工具工业协会调研成果中得到公司生产状况显示, 重要生产经济型数控机床公司受到冲击比较大, 特别是某些产品档次比较低、产量比较大公司受到冲击更大, 甚至浮现某些公司限产现象。
导致这种状况浮现重要因素还是由于市场需求在减少, 加上经济型数控机床生产能力比较强, 生产公司比较多, 竞争比较激烈,同步经济型车床、钻床和铣床出口量下降比较严重, 某些产品出口转内销, 进一步加剧了国内市场竞争。
而对于产品档次比较高公司来说, 受到冲击就不是很明显, 特别是高精尖高档机床仍旧是供不应求。
数控机床代表着机械制造业当代科学技术发展方向和水平。
当前, 国内数控机床发展不但从技术水平上已研制出五坐标数控铣床加工中心, CNC系统和自动编程系统等。
同步, 也拥有了一定数量数控机床开发、生产、使用以及拥有量等都与世界上先进国家有较大差距。
要达到世界先进水平, 迅速发展国内数控机床行业势在必行。
经济型数控机床设计必然性: 数控机床能较好地解决形状复杂、精密、小批多变零件加工问题。
可以稳定加工质量和提高生产率, 也具备适应性强、较高加工精度。
但是应用数控机床还受到其他条件限制。
价格昂贵, 一次性投资巨大, 对于中小公司心有余而力局限性。
当前各公司均有大量通用机床, 完全用数控机床代替主线不也许, 并且代替下来机床闲置起来, 又会导致挥霍。
x-y数控工作台系统设计

x-y数控工作台系统设计数控工作台(NC台)是一种能够实现自动化控制的机床,通过控制系统控制运动轴,实现加工工件的自动化生产。
NC台具有高精度、高效率和高质量等优点,被广泛应用于机械制造、汽车制造、电子制造等行业。
本文基于x-y数控工作台进行系统设计,主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
一、硬件设计1.结构设计x-y数控工作台采用平面结构,由两个直线导轨和两个横梁组成,导轨上分别装有X 轴和Y轴的导轨拖板,拖板通过步进电机驱动实现轴向移动。
横梁采用U型结构,可架设工作板以加工工件。
2.传动设计X轴和Y轴采用步进电机、齿轮与齿条传动方式,步进电机驱动主轴转动,通过齿轮与齿条传动方式使导轨拖板相对运动,实现工件加工。
3.控制系统设计x-y数控工作台采用单片机进行控制,主要包括运动控制模块、数据采集模块和人机交互模块。
(1)运动控制模块:负责控制步进电机的旋转速度和方向,实现轴向移动。
(2)数据采集模块:负责采集加工工件的尺寸和加工参数,并通过计算机进行分析和处理。
(3)人机交互模块:负责完成数控工作台的操作和参数设置,以及显示加工工件的加工过程和结果。
x-y数控工作台采用C语言进行程序设计,程序主要分为三个部分:初始化程序、主程序和中断程序。
1.初始化程序初始化程序主要用于设置数控工作台的各种参数,包括步进电机的旋转速度和方向、齿轮和齿条的尺寸、数据采集模块的采样频率和采样方式等。
2.主程序(3)根据加工工件的尺寸和加工参数计算出工作台的运行参数,并将计算结果传输给运动控制模块。
(4)定时更新数控工作台的运行参数,保证加工的稳定性和精度。
3.中断程序中断程序是数控工作台的辅助程序,主要用于接收外部的信号和响应用户的操作。
具体流程如下:(1)接收外部的信号,并根据信号类型跳转到相应的程序段。
(2)响应用户的操作,如调整加工参数、停止加工、保存加工结果等。
三、总结本文基于x-y数控工作台进行系统设计,主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
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。
SJTU-CNC数控切割机控制系统

SJTU-CNC数控切割机控制系统本系统是由上海交通大学开发的专为火焰/等离子数控切割机定制的连续轨迹运动控制系统。
它采用工业级计算机作为硬件平台,基于Windows实时操作系统,工作稳定可靠,控制精度高,在切割控制工艺功能上融入了大量宝贵的现场经验,功能完备且操作简便。
目前,该系统已成功应用于江苏博大、无锡华联、宁波金凤、上海通用、宁波隆兴、扬州德隆等切割机生产厂家,用户反映良好,经济效益显著。
1.系统照片图1、分体式配置图2、一体化工作站图3、DSP运动控制卡2.基本配置CPU卡:Socket 370规格,CPU-Intel-P3-1.0G;显示器:15" 飞利浦高亮度LCD液晶显示器;内存和硬盘:128M内存;无马达驱动DOM存储替代普通硬盘,稳定可靠;外部接口:USB、软盘、10/100Mbps网络接口;运动控制卡:Googol GE-300-PCI高性能DSP连续轨迹运动控制卡;键盘:标准工业键盘(分体机)或PCB贴膜键盘(一体机);机箱:全钢结构完全屏蔽,防电磁辐射、抗干扰、防静电。
3.系统性能◆ 系统正常工作的温度环境为:-10℃至+60℃◆ 系统能够承受电网电压的波动范围为:AC 220V±40V◆ 控制精度:±0.001mm,最大脉冲频率:250KHz,最高运行速度:15米/分◆ I/O:32路,输出信号的驱动电流达300mA4.软件功能文件管理自动识别EIA代码和ESSI代码;47个标准图库文件和网格图形;可进行钢板角度校正;可以进行矩阵、交错和重复排列;可对文件进行缩放、旋转和镜像;可设置不同的管理权限和相应的密码,维护管理层的权益。
运动控制氧燃气、等离子、喷粉和演示4种切割模式可任意选择;运动中可实时加速、减速,在转角处可自动限速,有效防止过烧;可任意指定穿孔点进行切割;具备单步前进、原路后退、返回原点、透枪、断电(点)记忆等功能;“偏移切割”功能可避免因排料计算错误而造成的板材浪费;可远距离遥控进行前、后、左、右和切割运动开始、停止等动作。
数控机床电气控制系统的PLC设计浅述

数控机床电气控制系统的PLC设计浅述数控机床是一种集机械、电子、液压、气动、光学、计算机技术等多种技术于一体的高精度、高效率、高自动化的机械设备。
而在数控机床中,电气控制系统是整个设备的中枢部件之一,起着至关重要的作用。
而在电气控制系统中,PLC(Programmable Logic Controller可编程逻辑控制器)的设计和应用更是至关重要,无论是控制逻辑、信号处理、通信还是系统监控都少不了PLC的身影。
本文将就数控机床电气控制系统中PLC的设计进行浅述。
一、PLC基本原理PLC是一种专门用于工业控制的微机,其基本原理是通过输入信号的感知和处理,以及根据预设的程序和逻辑控制输出信号,从而实现对各种机械设备的自动控制。
PLC主要由输入/输出模块、中央处理器、存储器和通信模块组成。
当输入信号发生变化时,PLC通过处理器执行相应的程序,然后再通过输出模块对连接的执行器进行控制。
PLC因其稳定性好、可靠性高和可编程性强等特点,被广泛应用于工业自动化领域。
数控机床的电气控制系统一般包括工作模式选择、速度控制、位置控制、加工参数设定、报警保护等功能。
而这些功能正是通过PLC来实现的。
在数控机床中,PLC主要起着以下几个方面的作用:1. 控制系统逻辑控制PLC在数控机床中主要负责对控制系统的逻辑控制。
通过对工件加工过程中的各种信号进行采集和处理,PLC可以判断加工状态、工作情况和设备运行状态,从而根据设定的程序和逻辑关系实现设备的自动化控制。
2. 通信及数据处理PLC在数控机床中还承担着通信及数据处理的任务。
它可以与数控系统、人机界面、传感器、执行器等进行数据通信和交互,实时获取加工参数、设备状态等信息,并进行相应的数据处理,从而保证设备的稳定运行。
3. 故障诊断与报警保护PLC还承担着故障诊断与报警保护的功能。
当设备发生故障或异常情况时,PLC可以及时检测并发出报警信号,避免进一步损坏设备,保护设备和人员的安全。
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高精度数控旋切机控制系统设计摘要聚四氟乙烯,一般称作“不粘涂层”,是一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。
这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点,几乎不溶于所有的溶剂。
同时化学稳定性﹑电绝缘性﹑润滑性自润滑性和耐大气老化性能优良,不燃性能良好,力学强度较高。
具有塑料中最耐化学腐蚀,最佳介电性能和宽广工作温度范围等性能。
由于这些特点,使得正聚四氟乙烯在生产生活中应用十分广泛。
现在工业生产的聚四氟乙烯薄膜都是用旋切机通过加工成为薄膜,加工聚四氟乙烯的旋切机都是改装过的木工旋切机,木板旋切的精度,厚度要求不高,用机械控制的旋切机加工很难达到要求,并且这种旋切的结构很复杂,都是由齿轮等机械零件组织传动的,多的达到了7级传动,组装和润滑要求很高,加工出来的聚四氟乙烯薄膜质量不高,成本效率低。
本文所要研究的内容是:高精度数控旋切机自动控制系统,它是一个完全抛弃原有机械式或开关量式的数字化系统。
由可编程控制器PLC完成旋切刀具进给量的精确控制,将原来用凸轮完成的工作交给了高性能的PLC完成,这大大提高了控制精度。
设计通过PLC技术和传感技术对聚四氟乙烯的从上料到切断完全实现了机电一体化和自动控制,提高了传动的精确性,也为加工的均匀,厚度提供了保障,同时减轻了工人调试安装的工作量,实现自动化操作,提高了生产效率。
关键词:聚四氟乙烯;数控旋切机;可编程控制器;变频控制AbstractPTFE, commonly known as "non stick coating", is a use of the fluorine substituted all hydrogen atoms in polyethylene synthetic polymer materials. This material has the advantages of acid alkali, resistance to various characteristics of organic solvents, insoluble in all solvents. At the same time, chemical stability, electrical insulation, lubrication self-lubricating property and corrosion resistance performance, not burning performance is good, high mechanical strength. With plastic in the resistance to chemical corrosion, the best dielectric properties and wide working temperature range Etc. Because of these characteristics, the PTFE is widely used in the production and life.Now the teflon film industry are using rotary cutting machine through processing to become film, processing PTFE rotary cutting machine is modified wood rotary cutting machine, wood peeling precision, thickness requirements is not high, it is difficult to meet the requirements of cutting machine processing machinery and control of rotary, structure and the rotary cutting very complex, are composed of gears and other mechanical components organization drive, more than 7 transmission, assembly and lubrication requirements are high, the teflon film quality produced is not high, cost low efficiency.The research content of this paper is: automatic control system for high precision NC lathe, it is an abandoned the original mechanical or switch type full digital system. Precise control is achieved by programmable controller PLC rotary cutter feed, the original cam completed work to the high performance of PLC, which greatly improves the control precision. Design by PLC technology and sensor technology of polytetrafluoroethylene from expected cut completely realizes electromechanical integration and automatic control, to improve the precision of the transmission, but also for the processing of uniform thickness, provided a guarantee, while reducing the workload of workers installation commissioning, realize automation, improve production efficiencyKeywords:PTFE; NC lathe; programmable controller; frequency control目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (5)1.1课题的研究背景和研究意义 (5)1.2数控旋切机的国内外研究现状 (6)1.2.1数控旋切机的国外研究现状 (6)1.2.2数控旋切机的国内研究现状 (6)1.3方案背景技术简介 (8)1.3.1数控技术的现状与发展 (8)1.3.2可编程控制器(PLC)的现状与发展 (8)1.3.3无卡轴旋切技术的现状和发展趋势 (9)1.4本课题的主要研究内容 (10)1.5本章小结 (10)第二章数控旋切机系统特性及控制要求 (10)2.1旋切机简介 (10)2.2数控旋切机的结构形式 (11)2.3数控旋切机的特点 (16)2.4数控旋切机的控制要求 (17)第三章数控旋切机电控系统的硬件设计 (17)3.1系统概述 (17)3.2数控旋切机电控系统的方案设计 (17)3.3电控系统的下位机硬件设计 (19)3.3.1下位机(PLC) (19)3.3.2上位机 (21)3.3.3变频器 (22)3.3.4 伺服驱动器 (24)3.3.5上位机与下位机的通讯接口 (26)3.3.6 PLC与变频器接线 (26)3.3.7 PLC与伺服驱动器接线 (28)3.4本章小结 (30)第四章数控旋切机控制系统的软件设计 (30)4.1数控旋切机控制系统软件设计方案 (30)4.2下位机PLC程序设计 (30)4.3上位机监控系统软件的设计 (31)4.3本章小结 (33)第五章结论与展望 (34)5.1主要研究工作及结论 (34)5.2本课题的展望 (34)参考文献 (36)致谢 (38)附录 (39)第一章绪论1.1课题的研究背景和研究意义氟树脂是聚合物结构中含有氟原子的高聚物的产品的总称,聚四氟乙烯[1]综合性能优异,其耐热性﹑耐寒性都很好,具有广泛的高低温使用范围。
其化学稳定性﹑电绝缘性﹑润滑性自润滑性和耐大气老化性能优良,不燃性能良好,力学强度较高。
具有塑料中最耐化学腐蚀,最佳介电性能和宽广工作温度范围等性能。
正聚四氟乙烯的这些特点,使其在生产生活中应用十分广泛,包括通用机械,电子电气和化学工业等领域[2]。
现在工业生产的聚四氟乙烯薄膜都是用旋切机通过加工成为薄膜[3],加工聚四氟乙烯的旋切机都是改装过的木工旋切机,木板旋切的精度,厚度要求不高,用机械控制的旋切机加工很难达到要求,并且这种旋切的结构很复杂,都是由齿轮等机械零件组织传动的,多的达到了7级传动,组装和润滑要求很高,加工出来的聚四氟乙烯薄膜质量不高,成本效率低。
在旋切机的控制方面,绝大多数生产厂家在薄膜生产过程中,主要采用机械和人工操作相结合,自动控制程度低,劳动强度大,加工精度不高,影响产品的质量。
以单片机为核心研制成的圆木旋切机自动控制系统,既可以按加工厚度要求进行薄膜旋切,还可以跟踪进刀量和圆木旋转速度来保证薄膜加工厚度均匀性,但由于单片机的特性,在实际加工中还有一些问题没有办法解决。
如操作、显示全是数码,对具体应用的操作工人来说并不是太方便,故受到一定的限制。
随着现代工业的飞速发展,普通机床已不能满足加工精度及提高劳动生产率方面的要求。
集微电子技术、计算机技术、机械技术于一体的数控机床的出现使加工精度提高,产品制造周期缩短,且改善了工作环境,大大提高了劳动生产率,因而数控技术越来越受到生产企业的重视,数控机床得到了广泛的应用旋切机行业也不例外,数控旋切机的研发和应用势在必行[4] [5]。
由此我们采用数控系统来控制旋切机的传动,这样就减少了传动的级数,提高了传动的精确性,也为加工的均匀,厚度提供了保障;数控系统友善的人机交互装置,可以减轻工人调试安装的工作量,实现自动化操作,提高了生产效率。
1.2数控旋切机的国内外研究现状1.2.1数控旋切机的国外研究现状在工业发达国家数控旋切机的研究已经达到了较高的水平,薄膜的制造精度和加工质量越来越好,如国外精密旋切机旋切薄膜的厚度精度可达0.02mm。
为了防止薄膜的开裂和对旋转木段的制动,目前一些国家已采用辊子压尺代替传统的平压尺。