BD2510型數(shù)控龍門移動式三維鉆床的研制.pdf

1、國產(chǎn)數(shù)控三維鉆床的加工能力小，加工效率低，智能化水平與國外產(chǎn)品相比也有較大差距，不能滿足高速發(fā)展的數(shù)控加工行業(yè)的需要。研制出具有良好動靜態(tài)特性，加工范圍大的數(shù)控三維鉆床，與進口產(chǎn)品形成真正的競爭是目前的數(shù)控鋼結(jié)構(gòu)加工設(shè)備行業(yè)的迫切需求。本文根據(jù)山東省創(chuàng)新項目“數(shù)控龍門移動式大截面型鋼高速鉆孔設(shè)備的研究與開發(fā)”，針對當前我國大截面型鋼加工設(shè)備的不足，設(shè)計開發(fā)了BD2510型數(shù)控龍門移動式三維鉆床，并運用有限元分析軟件ANSYS對床身底座進

2、行了動靜態(tài)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。主要內(nèi)容如下：
　　 1.首先對整機結(jié)構(gòu)進行了研究，根據(jù)機床的主要功能，對機床的機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分進行整體方案設(shè)計，確定了機床的總體布局。
　　 2.設(shè)計了機床床身、龍門機架和動力頭等主要機械部件，利用三維實體建模軟件Pro/E對機床各部件進行了三維實體建模和裝配，并進行了主傳動、伺服傳動和龍門齒輪齒條傳動設(shè)計計算和選型。
　　 3.床身是數(shù)控龍門移動式三維鉆床的基礎(chǔ)部件，床身結(jié)構(gòu)

3、的好壞對整個機床性能起到至關(guān)重要的影響。為了保證該設(shè)備床身的結(jié)構(gòu)合理和優(yōu)化，對床身的主要組成部件床身底座進行了有限元分析，有限元分析軟件采用的是目前比較通用的ANSYS。利用ANSYS對床身底座進行了靜力分析和模態(tài)分析，預(yù)測機床工作過程中的受力和變形情況。在ANSYS中得到了床身底座的靜態(tài)變形量以及前五階的固有頻率和振型，并且根據(jù)振型找出床身的薄弱環(huán)節(jié)。根據(jù)前面的分析結(jié)果提出了三種改進方案，對床身的結(jié)構(gòu)進行了改進設(shè)計，并確定了較優(yōu)的改進

4、方案，為將來機床的改進或產(chǎn)品的系列化提供了參考依據(jù)。
　　 4.針對數(shù)控龍門移動式三維鉆床的加工特點，設(shè)計了一種基于PLC的三維鉆床控制系統(tǒng)。根據(jù)數(shù)控龍門移動式三維鉆床控制系統(tǒng)的加工任務(wù)要求，分析了機床控制系統(tǒng)的主要原理，給出了控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件流程。建立了PLC與定位模塊間的信息通訊模式，設(shè)計了定位模塊與伺服系統(tǒng)之間的連接線路。給出了基于CPU、定位模塊、I/O模塊的伺服驅(qū)動系統(tǒng)的硬件設(shè)計，進行了龍門運動的同步檢測，實現(xiàn)