數(shù)控專業(yè)畢業(yè)設(shè)計說明書--銑床的數(shù)控化改造

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計說明書</b></p><p>　　課題名稱普通X52k銑床的數(shù)控化改造（西門子802s數(shù)控系統(tǒng)）</p><p>　　普通X52K銑床的數(shù)控化改造（西門子802S數(shù)控系統(tǒng)）</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　普通機床的數(shù)控化再

2、制造，是一項可以節(jié)約大量的資金的新技術(shù)。通過對舊機床的數(shù)控化再制造后，使機床性能接近新的機床，提高了零件的加工精度，改善了工作環(huán)境，提高了勞動生產(chǎn)率，縮短了制造周期.</p><p>　　數(shù)控機床設(shè)計是一項由多個單元組成的系統(tǒng)工程。通過將系統(tǒng)的各個單元結(jié)合成另一個大的系統(tǒng)，使各單元的功能不僅能夠相互疊加，而且可以使各單元相互輔助、相互促進與提高，從而使整體的功能大于各單元功能的簡單之和。</p>&

3、lt;p>　　本文主要介紹機床數(shù)控化改造、數(shù)控系數(shù)控系統(tǒng)、銑床數(shù)控化改造中數(shù)控系統(tǒng)的選擇、控機床的機械結(jié)構(gòu)、銑床的數(shù)控化改造電氣系統(tǒng)的設(shè)計等方面講述了數(shù)控銑床的改造。</p><p>　　關(guān)鍵詞：銑床；   數(shù)控改造 ；  調(diào)試 </p><p>　　Ordinary X52K milling machine numerical co

4、ntrol transformation (Simens 802S numerical control system)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The ordinary engine bed numerical control makes again, is one item may save the massive

5、fund new technology.Through makes again after the old engine bed numerical control, causes the engine bed performance close new engine bed, increased the components processing precision, improved the working conditions,

6、enhanced the labor productivity, reduced the manufacture cycle.</p><p>　　The numerical control engine bed design is one item the systems engineering which is composed by many units.Will combine to form throu

7、gh the systematic each unit another big system, not only will enable various units the function to superimpose mutually, moreover might make various units to assist, to promote and the enhancement mutually mutually, thus

8、 will cause the whole the function to be bigger than various units function the simple sum.</p><p>　　This article main introduction engine bed numerical control transformation, the numerical control were the

9、 numerical control system, in the milling machine numerical control transformation the numerical control system choice, control the engine bed the mechanism, milling machine numerical control transformation electrical sy

10、stem aspects and so on design narrated the numerical control milling machine transformation.</p><p>　　Keyword:Milling machine; Numerical control transformation; Debuggings</p><p><b>　　目錄&l

11、t;/b></p><p>　　摘要 ……………………………………………………………………………………………( 1 )</p><p>　　引言 ……………………………………………………………………………………………( 4 )</p><p>　　數(shù)控機床的概述 …………………………………………………………………………（ 5 ）</p>&l

12、t;p>　　1.1 機床數(shù)控化改造總體方案……… ………………………………………………………（ 5 ）</p><p>　　1.2 數(shù)控系統(tǒng)的選擇…………………………………………………………………………（ 6 ）</p><p>　　1.3 數(shù)控機床的基本組成結(jié)構(gòu)和主要功能…………………………………………………（ 6 ）</p><p>　　1.4 SIN

13、UMERIK 數(shù)控系統(tǒng)的介紹……………………………………………………… …（ 6 ）</p><p>　　第二章 銑床機械結(jié)構(gòu)的改造……………………………………………………………………（ 8 ）</p><p>　　2.1 數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計特點……………………………………………………………（ 8 ）</p><p>　　2.1.1 基礎(chǔ)部件……………………

14、………………………………………………………（ 8 ）</p><p>　　2.1.2 主傳動系統(tǒng)…………………………………………………………………………（ 8 ）</p><p>　　2.1.3進給系統(tǒng)……………………………………………………………………………（ 8 ）</p><p>　　2.1.3.1 滾珠絲桿的選擇……………………………………………………………

15、……（ 9 ）</p><p>　　2.1.4 刀架系統(tǒng)……………………………………………………………………………（ 9 ）</p><p>　　2.1.5數(shù)控附件……………………………………………………………………………（ 10 ）</p><p>　　2.2數(shù)控機床的外觀造型……………………………………………………………… ……（ 10 ）</p>

16、<p>　　第三章 電氣系統(tǒng)的改造設(shè)計…………………………………………………………………（ 10 ）</p><p>　　3.1 X52銑床的特點…………………………………………………………………………（ 10 ）</p><p>　　3.2 控制系統(tǒng)的改造…………………………………………………………………………（ 10 ）</p><p>　　

17、3.2.1 驅(qū)動系統(tǒng)改造設(shè)計……………………………………………………………… （ 11 ）</p><p>　　3.2.2 802S內(nèi)部硬件和軟件…………………………………………………………… （ 11 ）</p><p>　　3.3 電氣系統(tǒng)改造中的PLC部分……………………………………………………………（ 12 ）</p><p>　　3.3.1 數(shù)控機床

18、PLC分類…………………………………………………………………（ 12 ）</p><p>　　3.3.2 PLC在數(shù)控機床中的控制功能……………………………………………………（ 13 ）</p><p>　　3.3.3 PLC與CNC及機床之間的信息交換………………………………………………（ 14 ）</p><p>　　3.3.4 PLC的輸入輸出……………………

19、………………………………………………（ 14 ）</p><p>　　3.4主軸變頻器電氣控制………………………………………………………………………（ 16 ）</p><p>　　3.5主軸及其控制………………………………………………………………………………（ 17 ）</p><p>　　3.5.1 主軸……………………………………………………………………………

20、……（ 17 ）</p><p>　　3.5.2主軸的控制方式……………………………………………………………………（ 18 ）</p><p>　　3.6 電氣系統(tǒng)中的進給部分 …………………………………………………………………（ 18 ）</p><p>　　3.6.1數(shù)控機床對伺服驅(qū)動系統(tǒng)的要求…………………………………………………（ 18 ）</p>

21、;<p>　　3.6.2 對伺服電機的要求 ………………………………………………………………（ 19 ）</p><p>　　第四章 改造后的調(diào)試 …………………………………………………………………………（ 20 ）</p><p>　　結(jié) 論 ………………………………………………………………………………………………（ 22 ）</p><p>

22、;　　參考文獻……………………………………………………………………………………………（ 23 ）</p><p>　　致 謝…………………………………………………………………………………………………（ 24 ）</p><p>　　附 件一 互聯(lián)圖 …………………………………………………………………………………（ 24 ）</p><p>　　SINUMERIK

23、802S系統(tǒng)結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………（ 25 ）</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　數(shù)控機床是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床，既包括NC機床，也包括CNC機床。數(shù)字控制機床（Numerical Controlled Machine Tool），簡稱NC機床。數(shù)控系統(tǒng)是一種控制系統(tǒng)，它能控制機床的運動和加工過程。計算機數(shù)控

24、機床（Computer-ized Numerical Controlled Machine Tool），簡稱CNC機床，是利用具有專門存儲程序輸入到數(shù)控裝置，再由數(shù)控裝置控制主運動的變數(shù)、起停、進給運動的方向、速度和位移大小，以及諸如刀具的選擇、交換、工件夾緊、松開和冷卻的起、停等動作，使刀具與工件及其他輔助裝置嚴(yán)格按數(shù)控程序的要求進行。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計，可以達到以下目的：1.培養(yǎng)綜合運用專

25、業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)技能來解決工程實際問題的能力；2.強化工程實踐能力和意識,提高本人綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力；3.使本人受到從事本專業(yè)工程技術(shù)和科學(xué)研究工作的基本訓(xùn)練,提高工程繪圖、計算、數(shù)據(jù)處理、外文資料文獻閱讀、使用計算機、使用文獻資和手冊、文字表達等各方面的能力；4.培養(yǎng)正確的設(shè)計思想和工程經(jīng)濟觀點，理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度以及積極向上的團隊合作精神。</p><p><b>　　數(shù)控機

26、床的概述</b></p><p>　　1.1 機床數(shù)控化改造總體方案</p><p>　　普通機床的數(shù)控化改造主要內(nèi)容有以下幾點：</p><p>　　其一是恢復(fù)原始功能，對機床、生產(chǎn)線存在的故障部分進行診斷并恢復(fù)；</p><p>　　其二是NC化，在普通機床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機床，CNC機床；</p&

27、gt;<p>　　其三是翻新，為提高精度、效率和自動化程度，對機械、電氣部分進行翻新，對械部分重新裝配加工，回復(fù)原來的精度；對其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系統(tǒng)進行更新；</p><p>　　其四是技術(shù)更新會技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或為了使用新工藝，新技術(shù)，在原有的基礎(chǔ)上進行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度的提高水平和檔次的更新改造。</p><p>　　1.2數(shù)控系統(tǒng)的

28、選擇</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)主要有三種類型，改造時，應(yīng)根據(jù)具體情況進行選擇。</p><p>　　1） 步進電機拖動的開環(huán)系統(tǒng)：該系統(tǒng)的伺服驅(qū)動裝置主要是步進電機、功率步進電機、電液脈沖馬達等。由數(shù)控系統(tǒng)送出的進給指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動電路控制和功率放大后，使步進電機轉(zhuǎn)動，通過齒輪副與滾珠絲杠副驅(qū)動執(zhí)行部件。只要控制指令脈沖的數(shù)量、頻率以及通電順序，便可控制執(zhí)行部件運動的位移量、速度和運動

29、方向。這種系統(tǒng)不需要將所測得的實際位置和速度反饋到輸入端，故稱之為開環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的位移精度主要決定于步進電機的角位移精度，齒輪絲杠等傳動元件的節(jié)距精度，所以系統(tǒng)的位移精度較低。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試維修方便，工作可靠，成本低，易改裝成功。</p><p>　　2） 異步電動機或直流電機拖動，光柵測量反饋的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)：該系統(tǒng)與開環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別是：由光柵、感應(yīng)同步器等位置檢測裝置測得的實際位置反饋信號，隨時與給定值進

30、行比較，將兩者的差值放大和變換，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，以給定的速度向著消除偏差的方向運動，直到給定位置與反饋的實際位置的差值等于零為止。閉環(huán)進給系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上比開環(huán)進給系統(tǒng)復(fù)雜，成本也高，對環(huán)境室溫要求嚴(yán)。設(shè)計和調(diào)試都比開環(huán)系統(tǒng)難。但是可以獲得比開環(huán)進給系統(tǒng)更高的精度，更快的速度，驅(qū)動功率更大的特性指標(biāo)。</p><p>　　3） 交/直流伺服電機拖動，編碼器反饋的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)：半閉環(huán)系統(tǒng)檢測元件安裝在中間傳動件上，間接

31、測量執(zhí)行部件的位置。它只能補償系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)部部分元件的誤差，因此，它的精度比閉環(huán)系統(tǒng)的精度低，但是它的結(jié)構(gòu)與調(diào)試都較閉環(huán)系統(tǒng)簡單。在將角位移檢測元件與速度檢測元件和伺服電機作成一個整體時則無需考慮位置檢測裝置的安裝問題。</p><p>　　目前，市場上可供選擇的數(shù)控系統(tǒng)類型很多，可依據(jù)價格合理、技術(shù)先進、服務(wù)方便的原則選擇。在經(jīng)濟能力許可的情況下，盡量選用名牌產(chǎn)品。再來數(shù)控系統(tǒng)，零件篩選嚴(yán)格，制造工藝規(guī)范可靠、對

32、出現(xiàn)因電器元件故障或提前失效引起的設(shè)備故障有極好的預(yù)防作用。其次應(yīng)注重數(shù)控系統(tǒng)的功能選擇，不應(yīng)單純追求數(shù)控系統(tǒng)的高性能指標(biāo)，這對于實現(xiàn)較高的性能價格比非常重要。數(shù)控系統(tǒng)所具有的功能要與準(zhǔn)備改造的數(shù)控機床所能達到的功能相匹配，盡量減少過剩的數(shù)控功能。因為數(shù)控系統(tǒng)功能過剩，一方面浪費資金，另一方面還可產(chǎn)生由于數(shù)控系統(tǒng)復(fù)雜程序增加而帶來的故障率升高的隱患。</p><p>　　當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的公司廠家比較多，國外著名

33、公司的如德國SIEMENS公司、日本FANUC公司；國內(nèi)公司如中國珠峰公司、北京航天機床數(shù)控系統(tǒng)集團公司、華中數(shù)控公司和沈陽高檔數(shù)控國家工程研究中心。選擇數(shù)控系統(tǒng)時主要是根據(jù)數(shù)控改造后機床要達到的各種精度、驅(qū)動電機的功率和用戶的要求。本次課題主要研究的就是將普通的銑床改造成SIEMENS數(shù)控銑床！</p><p>　　數(shù)控機床的基本組成結(jié)構(gòu)和主要功能</p><p>　　數(shù)控機床有輸入介質(zhì)

34、、人機交互設(shè)備、計算機數(shù)控裝置、進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)，主軸伺服驅(qū)動系統(tǒng)、輔助裝置、可編程控制器（PLC,Programmable Logic?。胦ntroller）、反饋裝置和適應(yīng)控制裝置等部分組成。</p><p>　　控制介質(zhì)：即在人與數(shù)控機床之間建立某種關(guān)系的媒介，常見的有磁帶、磁盤等。</p><p>　　人機交互設(shè)備：即操作面板。該部分主要包括鍵盤和顯示器。</p>&

35、lt;p>　　計算機控制裝置（CNC）:CNC是數(shù)控機床的一個核心部分，他由運算器、控制器（運算器和控制器構(gòu)成CPU）、存儲器、輸入接口、輸出接口等。</p><p>　　進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)：該系統(tǒng)由伺服控制電路、功率放大電路和伺服電動機組成。其作用主要是把來自數(shù)控裝置的位置控制移動指令轉(zhuǎn)變成機床工作部件的運動，使工作臺按規(guī)定軌跡移動或精確定位，加工出符合圖樣要求的工件。進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)的控制數(shù)控機床工作臺或

36、移動刀架的位置控制系統(tǒng)，它是一種直線運動。</p><p>　　主軸驅(qū)動系統(tǒng)：現(xiàn)代數(shù)控機床對主軸的要求較高，需要有較高的轉(zhuǎn)速，并且可以實現(xiàn)無極調(diào)速的功能。機床主軸的運動是旋轉(zhuǎn)運動。這要求主傳動電機能夠輸出較大的功率。同時數(shù)控機場的主驅(qū)動系統(tǒng)能在主軸的正反方向都可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)動和加減速。</p><p>　　輔助控制裝置：包括刀庫的轉(zhuǎn)位換刀，液壓泵，冷卻泵等控制接口電路。在這些電路中包括了換向閥

37、電磁鐵和接觸器等電氣元件，通過可編程控制器進行控制，使得以上的功能都可以簡單的實現(xiàn)。</p><p>　　可編程控制器：它把計算機送來的輔助控制指令轉(zhuǎn)換成強電信號，用來控制數(shù)控機床的順序動作，定時計數(shù)、主軸電機的啟動、停止、轉(zhuǎn)速的調(diào)整等動作。</p><p>　　SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)的介紹</p><p>　　SINUMERIK 802S是一種典型的經(jīng)濟型 CNC

38、 控制系統(tǒng)。 該控制系統(tǒng)具有以下</p><p>　　1）.結(jié)構(gòu)緊湊，高度集成于一體的數(shù)控單元，操作面板，機床操作面板和輸入輸出單元 。</p><p>　　2）.機床調(diào)試配置數(shù)據(jù)少，系統(tǒng)與機床匹配更快速、更容易 。</p><p>　　3）.簡單而友好的編程界面，保證了生產(chǎn)的快速進行，優(yōu)化了機床的使用</p><p>　　802S系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配

39、置包具備了所有的必要組成單元: NC, PLC, 操作面板, 機床控制面板, 輸入/輸出單元及系統(tǒng)軟件. 操作編程極其簡便、免維護、性能價格比高，是專門為低端CNC機床市場而開發(fā)的經(jīng)濟型CNC控制系統(tǒng)。在中國的銷售非常成功。    802S具有和802C同樣的顯示器，操作面板，數(shù)控功能，PLC編程方法等，所不同的只是SINUMERIK 802S帶有步進驅(qū)動系統(tǒng)，控制步進電機，可帶3個步進驅(qū)動軸及一個+/-

40、 10V模擬伺服主軸； 而SINUMERIK 802C帶有伺服驅(qū)動系統(tǒng),它采用傳統(tǒng)的模擬伺服+/- 10V接口,最多可帶3個伺服驅(qū)動軸及一個伺服主軸。最新推出的802Se/Ce , 更是將CPU、輸入輸出點（48個24V的直流輸入和16個24V的直流輸出，輸出同時工作系數(shù)為0.5 時負(fù)載能力可達0.5A）、控制接口等所有部件集成在面板背后，一體化的設(shè)計使得使用維護更為方便。因此802S和802C系統(tǒng)非常適合于普通機床、數(shù)顯機床的數(shù)控化改

41、造以及低檔數(shù)控機床的數(shù)控配套和改造。我們曾經(jīng)應(yīng)用的場合有數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床、數(shù)控磨床、槍鉆機床、專機等。   SINUMERI</p><p>　　第二章 銑床機械結(jié)構(gòu)的改造</p><p>　　數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計特點</p><p>　　數(shù)控機床雖然也有普通機床所具有的床身和立柱、導(dǎo)軌、工作臺、刀架等部件。但為了與控制系統(tǒng)的高精度、高速

42、度控制相匹配，對機床主機部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計還提出了高精度、高剛度、低慣量、低摩擦、無間隙、高諧振頻率、適當(dāng)?shù)淖枘岜鹊纫蟆Ｓ捎跈C械結(jié)構(gòu)形式是體現(xiàn)其性能的具體手段，是實現(xiàn)性能的核心因素(當(dāng)然結(jié)構(gòu)也受材料和工藝的影響)，因此，數(shù)控機床的關(guān)鍵部件在結(jié)構(gòu)設(shè)計中也有了重大變化。</p><p><b>　　2.1.1基礎(chǔ)部件</b></p><p>　　數(shù)控機床的基礎(chǔ)件主要包括床身

43、、立柱、工作臺等支承件，它們的基本功能是支承承載和保持各執(zhí)行器官的相對位置。數(shù)控機床集粗精加工于一體，既要能夠承受粗加工時大吃刀、大走刀的最大切削力、又要能夠保證精加工時的高精度。因此，對基礎(chǔ)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計在強度、剛度、抗振性、熱變形和內(nèi)應(yīng)力等都提出了很高的要求?，F(xiàn)行生產(chǎn)的數(shù)控機床采用的主要措施有：鑄件采用全封閉截面，合理布置內(nèi)部隔板和肋條，含砂造型或填充混凝土等材料，導(dǎo)軌面加寬，</p><p>　　2.1.2主

44、傳動系統(tǒng)</p><p>　　主傳動系統(tǒng)實現(xiàn)各種刀具和工件所需的切削功率，且在盡可能大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)保證恒功率輸出，同時為使數(shù)控機床能獲得最佳的切削速度，主傳動須在較寬的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速?，F(xiàn)行數(shù)控機床采用高性能的直流或交流無級調(diào)速主軸電機，較普通機床的機械分級變速傳動鏈大為簡化。對加工精度有直接影響的主軸組件的精度、剛度、抗振性和熱變形性能要求，可以通過主軸組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和合理的軸承組合及選用高精度專用軸承加以保

45、證。為提高生產(chǎn)率和自動化程度，主軸應(yīng)有刀具或工件的自動夾緊、放松、切屑清理及主軸準(zhǔn)停機構(gòu)。最近日本又開發(fā)研制了新型的陶瓷主軸，重量輕，熱膨脹率低，用在加工中心上，具有高的剛性和精度。</p><p><b>　　2.1.3進給系統(tǒng)</b></p><p>　　數(shù)控機床的進給系統(tǒng)是由伺服電機驅(qū)動(由于銑削時作用在電動機軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大，所以要選擇大功率的步進電動機，而

46、大功率步進電動機驅(qū)動較困難。步進電動機沒有過載能力，在高速運動時轉(zhuǎn)矩下降很多，容易丟步。要是改造后的銑床進給伺服性能較好，在改造中也常采用直流伺服電動機驅(qū)動)，通過滾珠絲杠帶動刀具或工件完成各坐標(biāo)方向的進給運動。為確定進給系統(tǒng)的傳動精度和工作穩(wěn)定性，在設(shè)計機械裝置時，以“無間隙、低摩擦、低慣量、高剛度”為原則，具體措施有：①采用低摩擦、輕拖動、高效率的滾珠絲杠和直線滾動導(dǎo)軌；②采用大扭矩、寬調(diào)速的伺服電機直接與絲杠相聯(lián)接，縮短和簡化進給

47、傳動鏈；③通過消隙裝置消除齒輪、絲杠、聯(lián)軸器的傳動間隙；④對滾動導(dǎo)軌和絲杠預(yù)加載荷，預(yù)拉伸。</p><p>　　2.1.3.1滾珠絲桿的選擇</p><p>　　絲杠傳動直接關(guān)系到傳動鏈精度。絲杠的選用主要取決于加工件的精度要求和拖動扭矩要求。滾珠絲杠具有摩擦損失小，效率高等特點，其傳動效率可在90%以上；精度高，壽命長；啟動力矩和運動時力矩相接近，可以降低電機啟動力矩。因此可滿足較高精

48、度零件加工要求。因此此次的西門子數(shù)控銑床選擇滾珠絲杠。</p><p><b>　　滾珠絲桿螺母副</b></p><p>　　滾珠絲桿螺母副是數(shù)控機床中回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動常用的傳動裝置。它以滾珠的滾動代替絲桿螺母副中的滑動，摩擦力小，具有良好的性能。該部分主要是由絲桿、螺母、滾珠和滾道、螺母座等組成的。其工作原理是：在絲桿和螺母上加工有弧行螺旋槽，當(dāng)它們套裝在一

49、起時便形成螺旋滾道，并在滾道內(nèi)裝滿滾珠。而滾珠則沿滾道滾動，并經(jīng)回珠管作周而復(fù)始的循環(huán)運動。回珠管兩端還起擋珠的作用，以防滾珠沿滾道掉出。</p><p><b>　　2.1.4刀架系統(tǒng)</b></p><p>　　拆除原刀架，改裝自動回轉(zhuǎn)四方刀架總成。</p><p><b>　　2.1.5數(shù)控附件</b></p&

50、gt;<p>　　機床附件的作用是配合機床實現(xiàn)自動化加工。數(shù)控機床專用的附件有：①對刀儀，②自動編程機，③自動排屑器，④物料儲運及上下料裝置，⑤自動冷卻、潤滑及各種新型配套件如導(dǎo)軌防護罩等。</p><p>　　2.2數(shù)控機床的外觀造型</p><p>　　數(shù)控機床的外觀大都采用線型簡潔的板塊組合式全封閉安全防護罩，配備有現(xiàn)代特征的集操作、顯示、控制于一體的操作面板，淘汰了普

51、通機床各種操作手柄、手輪和線型復(fù)雜零散的多面型表面形態(tài)。安全防護罩可防止高壓、大流量冷卻液及鐵屑飛濺，減少粉塵入侵，隔聲降噪，有利于機床的精度保持和環(huán)境保護，真正體現(xiàn)了機、電、液一體化的特點。</p><p>　　第三章 電氣系統(tǒng)的改造設(shè)計</p><p>　　3.1 X52銑床特點</p><p>　　X52銑床具有以下幾個特點：</p><

52、p>　　1）用換向轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇主電機的制動；</p><p>　　2）主要、運動采用電磁離合器制動；</p><p>　　3）主運動和進給運動變速，均有瞬時電動；</p><p>　　4）主運動和進給運動各有單獨的電動機驅(qū)動，工作臺的快速移動利用電磁離合器接上進給的快速傳動鏈，實現(xiàn)快速移動；</p><p>　　5）進給運動與主運動是聯(lián)

53、鎖的，只有起動主運動后，進給運動才能起動工作；</p><p>　　6）工作臺6個方向的進給運動 ，具有完備的聯(lián)鎖。</p><p>　　7）具備多地點控制環(huán)節(jié)；</p><p>　　8）具有短路、零壓、過載和超程保護。</p><p>　　3.2 控制系統(tǒng)的改造</p><p>　　電氣部分：安裝微型機數(shù)控系統(tǒng)。它包

54、括：CPU，擴展程序存儲器，擴展數(shù)據(jù)存儲器、I/O接口電路；能輸入加工程序和控制命令的鍵盤；能顯示加工數(shù)據(jù)和機床狀態(tài)信息的顯示器；光電隔離電路和步進電機驅(qū)動電路；螺紋加工中用的光電脈沖發(fā)生器和其它輔助電路。</p><p>　　3.2.1 驅(qū)動系統(tǒng)改造設(shè)計 </p><p>　　步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信

55、號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進電機來控制變的非常的簡單。</p><p>　　使用、控制步進電機必須由環(huán)形脈沖，功率放大等組成的控制系統(tǒng)，其方框圖如下（3-2-1）</p><p><b>　　圖(3-2-1）</b&g

56、t;</p><p>　　1）、脈沖信號的產(chǎn)生。</p><p>　　脈沖信號一般由單片機或CPU產(chǎn)生，一般脈沖信號的占空比為0.3-0.4左右，電機轉(zhuǎn)速越高，占空比則越大。</p><p><b>　　2）、信號分配</b></p><p>　　感應(yīng)子式步進電機以二、四相電機為主，二相電機工作方式有二相四拍和二相八拍二

57、種，具體分配如下：二相四拍為,步距角為1.8度；二相八拍為,步距角為0.9度。四相電機工作方式也有二種，四相四拍為AB-BC-CD-DA-AB,步距角為1.8度。</p><p><b>　　3）、功率放大</b></p><p>　　功率放大是驅(qū)動系統(tǒng)最為重要的部分。步進電機在一定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩取決于它的動態(tài)平均電流而非靜態(tài)電流。平均電流越大電機力矩越大，要達到平均電

58、流大這就需要驅(qū)動系統(tǒng)盡量克服電機的反電勢。因而不同的場合采取不同的的驅(qū)動方式，到目前為止，驅(qū)動方式一般有以下幾種：恒壓、恒壓串電阻、高低壓驅(qū)動、恒流、細(xì)分?jǐn)?shù)等。</p><p>　　3.2.2 802S內(nèi)部硬件和軟件</p><p>　　該系統(tǒng)的CPU為工業(yè)486，使用了西門子S7—200的PLC；</p><p>　　使用了液晶顯示屏幕和鍵盤：能夠較為方便的進行程

59、序的編寫及命令的控制（編程方便，具有輪廓編程、循環(huán)編程、參數(shù)編程、示教方式編程等功能）。該液晶顯示屏顯示的是中文。</p><p>　　DNC功能可支持CAD/CAM，用于加工復(fù)雜模具 </p><p>　　硬件接口豐富，自診斷功能完善 </p><p>　　PLC 的最大I/O為：64/64</p><p>　　3.3 電氣改造中的PLC部

60、分</p><p>　　在機械制造業(yè)中，PLC得到了非常廣泛的應(yīng)用。特別是數(shù)控機床都或多或少的使用了PLC作為開關(guān)量的控制。</p><p>　　3.3.1數(shù)控機床PLC分類</p><p>　　數(shù)控機床所使用的PLC 可以分為兩個大類：一類是“內(nèi)裝型”PLC ；另外一類是“獨立型”的PLC。</p><p>　　1）內(nèi)裝型PLC:如圖(4-

61、3-1)</p><p>　　圖(4-3-1) 內(nèi)裝型PLC</p><p>　　圖（3-3-1）所示為內(nèi)裝型PLC的CNC系統(tǒng)框圖?！皟?nèi)裝型”PLC從屬于CNC裝置，PLC與CNC裝置之間的信號傳送在內(nèi)部即了可以實現(xiàn)。PLC與機床則通過CNC輸入、輸出接口電路實現(xiàn)信號傳送。這樣內(nèi)裝型PLC的硬件電路可以單獨設(shè)計在及自己的電路板內(nèi)，也可以與CNC裝置的某一塊電路板共用一塊電板。內(nèi)裝型PLC

62、的成功應(yīng)用，擴大了CNC內(nèi)部直接處理數(shù)據(jù)的能力，可以使用梯形圖方式進行編程，并且造價較低，提高了CNC的性能價格比。</p><p>　　2） 獨立型PLC 如圖（3-3-2）</p><p>　　圖（3-3-2）獨立型PLC</p><p>　　所謂獨立型PLC實際上就是一個通用興PLC，它完全獨立于CNC裝置，具有完備的硬件和軟件,獨立完成CNC系統(tǒng)所需要

63、的控制任務(wù)，如圖所示的的獨立型的PLC和CNC機床的連接框圖。從圖中可以看到，獨立型PLC，不但要與機床側(cè)的I/O連接，還要進行與CNC裝置側(cè)的I/O連接。所以，獨立型CPU造價較高，性能價格比不如內(nèi)裝型PLC。</p><p>　　3.3.2 PLC在數(shù)控機床中的控制功能</p><p>　　(1) 操作面板的控制。操作面板分為系統(tǒng)操作面板和機床操作面板。系統(tǒng)操作面板的控制信號先是進入

64、NC，然后由NC送到PLC，控制數(shù)控機床的運行。機床操作面板控制信號，直接進入PLC，控制機床的運行。</p><p>　　(2) 機床外部開關(guān)輸入信號。將機床側(cè)的開關(guān)信號輸入到送入PLC，進行邏輯運算。這些開關(guān)信號，包括很多檢測元件信號(如：行程開關(guān)、接近開關(guān)、模式選擇開關(guān)等等)</p><p>　　(3) 輸出信號控制：PLC輸出信號經(jīng)外圍控制電路中的繼電器、接觸器、電磁閥等輸出給控制

65、對象。</p><p>　　(4) 功能實現(xiàn)。系統(tǒng)送出T指令給PLC，經(jīng)過譯碼，在數(shù)據(jù)表內(nèi)檢索，找到T代碼指定的刀號，并與主軸刀號進行比較。如果不符，發(fā)出換刀指令，刀具換刀，換刀完成后，系統(tǒng)發(fā)出完成信號。</p><p>　　(5) M功能實現(xiàn)。系統(tǒng)送出M指令給PLC，經(jīng)過譯碼，輸出控制信號，控制主軸正反轉(zhuǎn)和啟動停止等等。M指令完成，系統(tǒng)發(fā)出完成信號。</p><p&g

66、t;　　3.3.3 PLC與CNC及機床之間的信息交換</p><p>　　在信息交換中，分為PLC與CNC之間的信息交換和PLC與機床之間的信息交換。</p><p>　　1）PLC與CNC之間的信息交換分兩個方向進行：一個方向是CNC向PLC發(fā)送信息，主要信息有各種功能代碼M、S、T的信息，手動/自動方式信息，各種使能信息等；另一個方向是PLC向CNC發(fā)送信息，主要信息有M、S、T功能

67、的應(yīng)答信息和各坐標(biāo)軸對應(yīng)的機床參考點信息等。 </p><p>　　2）PL C與機床之間的信息交換也分為兩個方向進行：一個方向是PLC向機床發(fā)送的信息，主要信息有控制機床的執(zhí)行元件，如電磁鐵、接觸器、繼電器以及各種狀態(tài)指示和故障報警等；另一個方向是機床向PLC發(fā)送信息，主要信息有機床操作面板輸入信息和其上各種開關(guān)、按鈕等信息，如機床起動/停止、主軸正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)/停止、冷卻液開/關(guān)、倍率選擇、各坐標(biāo)軸點動以及刀架卡

68、盤夾緊/松開等信息，還有各運動部件的限位開關(guān)，主軸狀態(tài)監(jiān)視信號和伺服系統(tǒng)運行準(zhǔn)備信號等。</p><p>　　3.3.4 PLC的輸入輸出</p><p>　　輸入輸出裝置：開關(guān)量輸入/輸出采用輸入接線端子板和繼電器板，作為數(shù)控裝置XS4、XS5接口的轉(zhuǎn)接單元使用，以方便連接及提高可靠性。　　</p><p>　　輸入接線端子板提供NPN和PNP兩種類型開關(guān)量信號輸

69、入接線端子，最多可接20路NPN或PNP開關(guān)量信號輸入。繼電器板集成八個單刀單投繼電器和兩個雙刀投繼電器，最多可接16路NPN開關(guān)量信號輸入及急停與超程信號，其中8路NPN開關(guān)量信號輸出用于控制8個單刀單投繼電器，剩下的8路NPN開關(guān)量信號輸出通過接線端子引出，可用來控制其他電器，兩個雙刀雙投繼電器可由外部單獨控制。</p><p>　　圖（3-3-3） PLC的輸入單元</p><p&g

70、t;　　圖（3-3-4） PLC的輸出單元</p><p>　　3.4主軸變頻器電氣控制 </p><p>　　數(shù)控銑床的主軸如果采用齒輪變速，，難以進行精密恒定線速度控制，且需要按時定期維修離合器。直流型主軸雖然可以無級調(diào)速，但必須維護換向器，其最高轉(zhuǎn)速亦受到限制。數(shù)控銑床的主軸若采用變頻器控制即可消除這些限制，可對普通電動機直接變速傳動，因此可以去掉離合器，實現(xiàn)主軸的無級調(diào)速。<

71、/p><p>　　主軸變頻器的基本選型上，目前較為簡單的一類變頻器是V/F控制(簡稱標(biāo)量控制)，它就是一種電壓發(fā)生模式裝置，對調(diào)頻過程中的電壓進行給定變化模式調(diào)節(jié)，常見的有線性V/F控制(用于恒轉(zhuǎn)矩)和平方V/F控制(用于風(fēng)機水泵變轉(zhuǎn)矩)。所謂矢量控制，最通俗的講，為使鼠籠式異步機像直流電機那樣具有優(yōu)秀的運行性能及很高的控制性能，通過控制變頻器輸出電流的大小、頻率及其相位，用以維持電機內(nèi)部的磁通為設(shè)定值，產(chǎn)生所需要的

72、轉(zhuǎn)矩。矢量控制相對于標(biāo)量控制而言，其優(yōu)點有:(1)控制特性非常優(yōu)良，可以直流電機的電樞電流加勵磁電流調(diào)節(jié)相媲美;(2)能適應(yīng)要求高速響應(yīng)的場合;(3)調(diào)速范圍大;(4)可進行轉(zhuǎn)矩控制。當(dāng)然相對于標(biāo)量控制而言，矢量控制的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、計算煩瑣，而且必須存貯和頻繁地使用電動機的參數(shù)。</p><p><b>　　圖（3-4-1）</b></p><p><b>　　

73、3.5主軸及其控制</b></p><p><b>　　3.5.1 主軸</b></p><p>　　主軸是生產(chǎn)主切削運動的動力源，主軸不僅要在高速旋轉(zhuǎn)的情況下承載切削時傳遞的主軸電動機的動力，而且還要保持非常高的精度。主軸是數(shù)控機床中最關(guān)鍵的部件之一，主軸的結(jié)構(gòu)上分為機械主軸和電主軸。機械主軸由刀具的轉(zhuǎn)卡機構(gòu)、軸承、主軸冷卻系統(tǒng)以及配套的主軸電機、測量部

74、件及驅(qū)動裝置等構(gòu)成。電主軸的特點是主軸電機被集成到主軸的機械部件中，構(gòu)成一個整體結(jié)構(gòu)的主軸系統(tǒng)。</p><p>　　在設(shè)計機床時，需要根據(jù)機床切削的指標(biāo)定義機床的技術(shù)指標(biāo)其中主軸的輸出功率和主軸的調(diào)速范圍為關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)。因此在數(shù)控機床設(shè)計的階段，必須明確主軸的輸出功率和調(diào)速范圍等技術(shù)指標(biāo)，否則，用戶在切削時可能會出現(xiàn)由于主軸輸出功率不夠造成的主軸“悶車”而不能完成用戶加工程序中要求的切削用量。</p&g

75、t;<p>　　主軸在低速加工時，需要滿足低速狀態(tài)下可以產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩，而且保證主軸的調(diào)速范圍。</p><p>　　主軸在高速加工時，主軸的旋轉(zhuǎn)部件要做到動平衡，否則在高速旋轉(zhuǎn)運動中會產(chǎn)生振動，影響加工質(zhì)量。</p><p>　　3.5.2主軸的控制方式</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)的伺服主軸有三中控制方式，它們是速度控制方式、位置控制方式和擺動控制

76、方式。這三中控制方式的用途不同，并可以通過不同的控制指令進行切換。</p><p>　　在速度控制方式下，主軸電機用于產(chǎn)生機床切削的主運動。激活主軸速度方式的變成指令有主軸正轉(zhuǎn)M03、主軸反轉(zhuǎn)M04和主軸停止M05。主軸的轉(zhuǎn)速有變成指令S確定，如S1000表示主軸1000r/min。在速度控制方式下，主軸可通過零件程序控制，也可以用手動控制。主軸的手動控制與進給軸的手動控制的實現(xiàn)方式基本相同。主軸正轉(zhuǎn)鍵或反轉(zhuǎn)鍵后

77、，主軸減速、停止；另一種方式是按一下主軸正轉(zhuǎn)鍵或主軸反轉(zhuǎn)鍵后隨即松開，主軸啟動運轉(zhuǎn)，直到按下主軸停止鍵后主軸減速、停止。</p><p>　　主軸的位置控制方式用于主軸分度、剛性攻螺紋、自動換刀時的主軸定位等。激活主軸位置控制方式的編程指令是SPOS或M19.</p><p>　　擺動控制方式用于主軸換擋。主軸換擋時，主軸電機可進入自動擺動狀態(tài)，變速箱中的齒輪在擺動過程中嚙合容易。激活主軸

78、擺動方式的編程指令由輔助功能M41、M42、M43、M44、M45（對應(yīng)于主軸的第一檔到第五檔）或者輔助功能S，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)機床參數(shù)中定義的每檔最高速度和最低速度自動確定主軸檔位。</p><p>　　3.6 電氣系統(tǒng)改造中的進給部分</p><p>　　進給驅(qū)動用的伺服電動機主要可以分為6種：包括1.改進型直流電動機 2.小慣量直流電動機 3.步進電動機 4.永磁直流伺服電動機

79、 5.無刷直流電動機 6.交流調(diào)速電動機。而在這寫電機種，我們主要以實用交流調(diào)速電動機為主。</p><p>　　伺服驅(qū)動系統(tǒng)是CNC裝置和機床的聯(lián)系環(huán)節(jié)，CNC裝置發(fā)出的控制信息，通過伺服驅(qū)動系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)軸的運動，完成程序所規(guī)定的操作。伺服驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控機床的重要組成部分。 他主要作用有兩點：1.伺服驅(qū)動系統(tǒng)能放大控制信號，具有輸出功率的能力； 2.伺服驅(qū)動系統(tǒng)能根據(jù)CNC裝置發(fā)出的控制信息對機床的移動

80、部件的位置和速度進行控制。</p><p>　　3.6.1數(shù)控機床對伺服驅(qū)動系統(tǒng)的要求</p><p>　　數(shù)控機床的性能在很大程度上取決其四幅驅(qū)動系統(tǒng)的性能，對伺服驅(qū)動系統(tǒng)的主要要求如下：</p><p>　　1） 進給調(diào)速范圍要寬 即最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速比；</p><p>　　2） 位置精度要高 要求具有很高的調(diào)速精度和很強是抗干擾能

81、力，即要求工作穩(wěn)定性要好。</p><p>　　3）響應(yīng)速度要快 為了保證輪廓切削形狀精度和低的加工表面粗糙度，除了要求有較高的定位精度外，還要有良好的快速響應(yīng)特性，即要求跟蹤指令信號的響應(yīng)要快。</p><p>　　（4）低速、大轉(zhuǎn)矩 根據(jù)機床的加工特點，經(jīng)常在低速下進行重切削，即在低速下進給驅(qū)動系統(tǒng)必須有大的轉(zhuǎn)矩輸出。</p><p>　　3.6.2 對伺服

82、電機的要求</p><p>　　進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)對執(zhí)行元件——伺服電機也有很高的要求：高精度、快反應(yīng)、寬調(diào)速和大轉(zhuǎn)矩。具體要求是：</p><p>　　電機從最低速到最高速都能平滑的運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動小。</p><p>　　有較大、較長時間的過載能力，來滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。</p><p>　　滿足快速響應(yīng)的要求，即隨著控制信號的變化，電動機

83、能在短時間內(nèi)完成必須的動作。</p><p>　　電動機應(yīng)能承受頻繁的啟動、制動和反轉(zhuǎn)。</p><p>　　圖（3-6-1）由驅(qū)動器控制的伺服電機</p><p>　　第四章 改造后的調(diào)試</p><p>　　數(shù)控機床的調(diào)試，包括電源的檢查、數(shù)控系統(tǒng)的電參數(shù)的確認(rèn)和設(shè)定、機床幾何精度調(diào)整等，檢查與調(diào)試工作關(guān)系到數(shù)控機床能否正常投入使用。&l

84、t;/p><p><b>　　1）．電源的檢查</b></p><p>　?。?）輸入電源電壓，頻率及相序的確認(rèn)。</p><p>　　檢查電源輸入電壓是否與機床設(shè)定相匹配，頻率轉(zhuǎn)換開關(guān)是否置于相應(yīng)的位置。檢查確認(rèn)變壓器的容量是否滿足控制單元和伺服系統(tǒng)的電能消耗。檢查電源電壓波動范圍是否在數(shù)控系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)。日本的數(shù)控系統(tǒng)一般允許在電壓額定值的&

85、#177;10%范圍內(nèi)波動。而歐美的一些數(shù)控系統(tǒng)要求較高一些在±5%以內(nèi)。否則要外加交流穩(wěn)壓器。對于采用晶閘管控制元件的速度控制單元和主軸控制單元的供電電源，一定要檢查相序。在相序不正確情況下，接通電源，可能使速度控制單元的輸入熔斷絲燒斷，這是由于誤導(dǎo)通，造成的大電流引起的。相序檢查方法有兩種：一種用相序表測量，當(dāng)相序接法正確時（即與表上的端子標(biāo)記的相序相同時），相序表按順時針方向旋轉(zhuǎn)。另一種方法可用示波器測量二相之間的波形，

86、兩相看一下，確定各相序。</p><p>　　（2）確認(rèn)直流電源單元電壓輸出端對地是否短路，各種數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部都有直流穩(wěn)壓電源單元，為系統(tǒng)提供＋5V，±15V，＋24V等直流電壓。因此，在系統(tǒng)通電前，應(yīng)檢查這些電源的負(fù)載，是否對地有短路現(xiàn)象?？捎萌f能表來確認(rèn)。</p><p>　　（3）檢查各印刷電路板上的電壓是否正常，接通電源之后，首先應(yīng)該檢查數(shù)控拒內(nèi)各風(fēng)扇是否旋轉(zhuǎn)，確認(rèn)電源是否

87、接通。各種直流電壓是否在允許的范圍內(nèi)波動，一般來說，對+5V電源的電壓要求較高，波動范圍在±5%范圍內(nèi)，因為它是供給邏輯電路的。＋24V的電源是否在±10%允許的波動范圍之內(nèi)，超出范圍要進行進行調(diào)整，否則會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。</p><p>　　2）．參數(shù)的設(shè)定確認(rèn)</p><p>　?。?）短接棒的設(shè)定，數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的印刷電路板上有許多短路捧來短路的設(shè)定點，這項設(shè)定已由

88、機床制造廠完成設(shè)定，用戶只需確認(rèn)與記錄一下。但對于單個購入的數(shù)控裝置，用戶則必須根據(jù)需要，自行設(shè)定。因為數(shù)控裝置出廠時，是按標(biāo)準(zhǔn)方式設(shè)定的，不一定適合于具體用戶要求。設(shè)定確認(rèn)的內(nèi)容隨數(shù)控系統(tǒng)而定，一般有以下三方面。確認(rèn)控制部分印刷線路板上的設(shè)定。主要確認(rèn)主板，ROM板，聯(lián)接單元，附加軸控制板以及旋轉(zhuǎn)變壓器或感應(yīng)同步器控制板上的設(shè)定。這些設(shè)定與機床返回基準(zhǔn)點的方法，速度反饋的檢測元件，檢測增調(diào)節(jié)及分度精度調(diào)節(jié)等有關(guān)。確認(rèn)速度控制單元印刷電

89、路板上的設(shè)定。在直流速度控制單元和交流速度控制單元上都有許多的設(shè)定點，用于選擇檢測元件的種類，回路增益以及各種報警等。確認(rèn)主軸控制單元印刷電路板上的設(shè)定。無論是直流還是交流主軸控制單元上，均有一些用以選擇主軸電動機電流極限和主軸轉(zhuǎn)數(shù)的設(shè)定點。但數(shù)字式交流主軸控制單元上已用數(shù)字設(shè)定代替短路棒的設(shè)定上，故只能在通電時才能進行設(shè)定與確認(rèn)。</p><p>　　（2）確認(rèn)數(shù)控系統(tǒng)中各種參數(shù)的設(shè)定，設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)（包括PC參

90、數(shù)）的目的，就是當(dāng)數(shù)控裝置與機床相連接時，能使機床具有最佳的工作性能。即使是同一種數(shù)控系統(tǒng)，其參數(shù)設(shè)定也隨機而異。隨機附帶的參數(shù)表是機床的重要技術(shù)資料，應(yīng)妥善保管，不得遺失，否則將給機床的維修和恢復(fù)性能帶來困難。顯示參數(shù)的方法，隨各類數(shù)控機床而異，大多數(shù)廠家產(chǎn)品可通過MDI/CRT單元上的參數(shù)鍵來顯示已存人系統(tǒng)存儲器的參數(shù)。顯示的參數(shù)內(nèi)容應(yīng)與機床安裝調(diào)試完成后的參數(shù)表一致。如果所用的進給和主軸控制是數(shù)字式的，那么它的參數(shù)設(shè)定也是用數(shù)字設(shè)

91、定參數(shù)，而不用短路捧。此時，須根據(jù)隨機所帶的說明書，一一予以確認(rèn)。</p><p><b>　　3）．機床通電試車</b></p><p>　　在通電試車前要對機床進行全面潤滑。給潤滑油箱、潤滑點灌注規(guī)定的油液或油脂，為液壓油箱加足規(guī)定標(biāo)號的液壓油，需要壓縮空氣的要接通氣壓源。調(diào)整機床的水平，粗調(diào)機床的主要幾何精度。如果是大中型設(shè)備，要在初就位和已經(jīng)完成組裝的基礎(chǔ)上，

92、重新調(diào)整主要運動部件與機床主軸的相對位置。比如機械手、刀具庫與主機換刀位置的校正，APC托架與工作臺交換位置的找正等。通電試車按照先局部分別供電試驗，然后再作全面供電試驗的順序進行。接通電源后首先查看有無故障報警。檢查散熱風(fēng)扇是否旋轉(zhuǎn)。各潤滑油窗是否來油，液壓泵電動機轉(zhuǎn)動方向是否正確，液壓系統(tǒng)是否達到規(guī)定壓力指標(biāo)，冷卻裝置是否正常等。在通電試車過程中要隨時準(zhǔn)備按壓急停按鈕，以避免發(fā)生意外情況時造成設(shè)備損壞。先用手動方式分別操縱各軸及部件

93、連續(xù)運行。通過CRT或DPL顯示，判斷機床部件移動方向和移動距離是否正確。使機床移動部件達到行程限位極限，驗證超程限位裝置是否靈敏有效，數(shù)控系統(tǒng)在超程時是否發(fā)出報警。機床基準(zhǔn)點是運行數(shù)控加工程序的基本參照，要注意檢查重復(fù)回基準(zhǔn)點的位置是否完全一致。在上述檢查過程中如果遇到問題，要查明異常情況的原因并加以排除。當(dāng)設(shè)備運行達到正常要求時</p><p>　　4）．機床精度和功能的測試</p><p

94、>　　在已經(jīng)固化的地基上用地腳螺栓和墊鐵精調(diào)機床主床身的水平。找正水平后，移動床身上的各運動部件（立柱，溜板和工作臺等），觀察各坐標(biāo)全行程內(nèi)機床水平的變化情況，并相應(yīng)的調(diào)整機床幾何精度，使之在允許范圍之內(nèi)。使用的檢測工具有精密水平儀，標(biāo)準(zhǔn)方尺，平尺，平行光管等。在調(diào)整時，主要以調(diào)整墊鐵為主，必要時，可稍微改變導(dǎo)軌上的鑲條和預(yù)緊滾輪等。一般說來，只要機床質(zhì)量穩(wěn)定，通過上述調(diào)整可將機床調(diào)整到出廠的精度。仔細(xì)檢查數(shù)控系統(tǒng)和PC裝置中參數(shù)

95、設(shè)定值是否符合隨機資料中規(guī)定數(shù)據(jù)，然后試驗各主要操作動作，安全措施，常用指令執(zhí)行情況等。例如，各種運行方式（手動，點動，MDI，自動方式等）。檢查輔助功能及附件的正常工作，例如機床的照明燈，冷卻防護罩和各種護板是否完整；向冷卻液箱中加滿冷卻液，試驗噴管是否能正常噴出冷卻液；在用冷卻防護罩的情況下冷卻液是否外漏；排屑器能否正常工作；機床主軸的恒溫油箱能否起作用等。</p><p><b>　　5）．試運行

96、</b></p><p>　　數(shù)控機床安裝完畢后，要求整機在帶一定負(fù)載條件下，經(jīng)過一段較長的時間的自動運行，較全面檢查機床功能及工作可靠性。運行時間尚無統(tǒng)一規(guī)定，一般采用每天運行8h連續(xù)運行2-3天或24h連續(xù)運行1-2天。這個過程稱作考機。試運行中采用的程序叫做考機程序，可以直接采用機床廠調(diào)試時用的考機程序或自行編制一個程序?？紮C程序應(yīng)包括：主要數(shù)控系統(tǒng)的功能使用，主軸的最高，最低及常用的轉(zhuǎn)速，快速

97、和常用的進給速度，工作臺面的自動交換，主機M指令的使用等。在試運行時間內(nèi)，除操作失誤引起的故障以外，不允許機床有故障出現(xiàn)，否則表明機床安裝調(diào)試存在問題。對于機電一體化設(shè)計的小型機床，它的整體剛性很好，對地基沒有什么要求，而且機床到安裝地之后，也不必再去組裝或進行任何的連接，一般說來，只要接通電源，調(diào)整好床身的水平后，就可以投人便用。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p>

98、;<p>　　此說明書主要介紹的是普通銑床的數(shù)控改造，包括對西門子公司的數(shù)控系統(tǒng)的簡單說明，以及此次改造中所選的802S系統(tǒng)的特性介紹；還著重的闡述了機械和電氣部分的改造；最后，還講到改造后的調(diào)試。</p><p>　　隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，尤其是機械制造業(yè)中，由于數(shù)控化加工可以讓機械加工行業(yè)朝高質(zhì)量，高精度，高成品率，高效率方向發(fā)展,最重要的一點是還可

99、以利用現(xiàn)有的普通車床，對其進行數(shù)控化改造，這樣可以降低成本，提高效益。同時,隨著我國世界制造業(yè)加工中心地位逐步形成，數(shù)控機床的使用、維修、維護人員在全國各工業(yè)城市都非常緊缺，再加上數(shù)控加工人員從業(yè)面非常廣，我們機電一體化專業(yè)里也開設(shè)了數(shù)控技術(shù)這門課程，為了提高我們的就業(yè)能力,進一步提高我們的數(shù)控技術(shù)水平，讓我們更清楚更明白更真實地學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)，在最后的畢業(yè)環(huán)節(jié)中，我很幸運的被分配到跟老師學(xué)習(xí)數(shù)控改造，經(jīng)過兩個月的畢業(yè)環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)我對數(shù)控有了

100、進一步的了解，學(xué)習(xí)到了不少新的數(shù)控知識和技術(shù)。</p><p>　　還沒開始實習(xí)的時候，我就在網(wǎng)上搜索相關(guān)知識，了解到數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設(shè)備動作控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進制形式數(shù)據(jù)運算的出現(xiàn)。</p><p>　　通過對普通銑床的改造，使得機床能夠完成較高精度

101、的工件，同時也能夠完成各種不同要求（形狀）的工件，包括孔的加工、軸的運動軌跡、刀具補償、，工件加工速度，工件的循環(huán)加工等等。除此之外，西門子數(shù)控銑床與普通銑床的最大不同點就是：西門子采用了PLC控制。PLC機床參數(shù)和PLC報警文本都是根據(jù)PLC用戶程序的要求進行設(shè)定和編寫的，當(dāng)遇到故障時，可以通過操作選擇“診斷”(DIAGNOS)可以實時檢查PLC的全部輸入位(IW)、輸出位(QW)、標(biāo)志位(FW)、計時器(T)和計數(shù)器(C)的狀態(tài)，用

102、來進行接口信號的診斷。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計，我體會到：有很多領(lǐng)域是我們未曾接觸過的，只有敢于去嘗試才能有所突破，有所創(chuàng)新。兩個月的數(shù)控畢業(yè)設(shè)計帶給我的，不全是我所接觸到的那些操作技能，也不僅僅是通過幾項工種所要求我們鍛煉的幾種能力，更多的則需要我們每個人在實習(xí)結(jié)束后根據(jù)自己的情況去感悟，去反思，勤時自勉，有所收獲，使這次畢業(yè)設(shè)計實訓(xùn)達到了他的真正目的。 </p><p>

103、;<b>　　參考文獻</b></p><p>　?。?］李善術(shù).數(shù)控機床及其應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社，2001</p><p>　?。?］宋正偉.數(shù)控機床故障診斷與維修.中國勞動出版社.2005年 </p><p>　?。?］王愛玲.數(shù)控機床應(yīng)用. 機械工業(yè)出版社.2006年3月 </p><p>　?。?］祭

104、英良著.機床數(shù)控改造設(shè)計與實例.機械工業(yè)出版社.1997.1. </p><p>　?。?］劉登潔，竇興洲，薛東彬編.數(shù)控機床用其維護.人民郵電出版社.2004.7</p><p>　?。?］李善術(shù).數(shù)控機床及其應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社，2001</p><p>　?。?］陳紹廉.數(shù)控機床改造技術(shù).北京：航空工業(yè)出版社，1989&l

105、t;/p><p>　?。?］吳祖育.秦鵬飛.數(shù)控機床.上海：上?？茖W(xué)槲寄生出版社, 1990</p><p>　　［9］張新義.經(jīng)濟型數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社，1994</p><p>　?。?0］王浩.數(shù)控機床電氣控制.清華大學(xué)出版社, 2006</p><p>　　［11］季佳主.數(shù)控機床及應(yīng)用.北京:清華大學(xué)出版社2001&

106、lt;/p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過幾個月的忙碌和學(xué)習(xí)，本次關(guān)于西門子802S的數(shù)控銑床改造的畢業(yè)設(shè)計終于結(jié)束了。</p><p>　　作為一個大專生，這是我第一次做畢業(yè)設(shè)計，因此在設(shè)計中存在著很多考慮不全的地方。在設(shè)計的過程中也存在著很多不明白的地方，但是通過查閱資料，以及在網(wǎng)上搜索相關(guān)資料，也能夠找到一些解

107、決的辦法。</p><p>　　在論文即將完成之際，我想要感謝的人有很多，首先要感謝的就是我的知道老師：***老師。在做畢業(yè)設(shè)計的時候，**老師都會給我很多幫做，包括題目的確定，如何寫開題報告；在我有問題的時候都能給我指導(dǎo)，幫助我解決疑難問題。如果沒有指導(dǎo)教師的督促指導(dǎo)，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。其次，我要感謝的是***同學(xué)，作為同班同學(xué)的我們選擇了同一個課題，當(dāng)我遇到問題的時候她能夠幫助我。并且一起討論，這