s1291车床控制系统数控化改造(附件)
2016 年 5 月 2016 年 5 月 本文课题探讨的是对车床S1-291车床控制系统进行数控化改造。作为一个普通车床，S1-291已经不能够满足生产发展的需要了，对其进行数控化改造有利于提高其生产效率，加工精度，符合社会生产力的发展。我们需要对该车床构造及性能进行分析，满足改造的条件再给其配置相关的数控装置，设计相关电路和伺服系统，进行相关数控化改造。通过这次对S1-291车床数控化改造，车床工作效率得到提高而且还能够增加经济效益，对车床改造的人员也能够得到历练，对车床的数控化改造有了进一步的了解，让我们知道对普通车床数控化改造要改造其传动机构，伺服系统等。这次改造获益匪浅。关键词 机械制造 数控化 改造目录
1 引言 1
1.1 数控化改造背景 1
1.2 数控化改造意义 2
1.3 国内外研究现状 3
1.4 本文研究内容及采用方法 5
2 总体方案设计 5
2.1 .总体要求 5
2.2 数控系统的组成 7
2.3 数控机床改造流程图 10
3 主电路设计 11
3.1主电路设计 11
3.2 控制电路设计 13
4输入输出设计 15
4.1输入电路设计 15
4.2输出电路设计 16
5 伺服系统的设计 16
5.1 伺服驱动系统的介绍 16
5.2 伺服系统的选用 19
5.3 伺服驱动 19
结论 23
致谢 25
参 考 文 献 26
1 引言
1.1 数控化改造背景
制造业是世界经济发展的重要支柱，尤其以机械制造为核心。但是随着科技和生产力的飞速发展，传统的机械制造已经满足不了社会生产力的发展。所以就逐渐产生了数控车床，一种典型的机电一体化产品[1]。但是根据国情需要，目前中国大规模地更换数控车床是不现实的，这就需要我们对传统车床进行数控化改造。数控化改造不是简单地给普通车床配置数控系统就算是改造。我们需要对传统车床进行深刻
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
1 数控化改造背景
制造业是世界经济发展的重要支柱，尤其以机械制造为核心。但是随着科技和生产力的飞速发展，传统的机械制造已经满足不了社会生产力的发展。所以就逐渐产生了数控车床，一种典型的机电一体化产品[1]。但是根据国情需要，目前中国大规模地更换数控车床是不现实的，这就需要我们对传统车床进行数控化改造。数控化改造不是简单地给普通车床配置数控系统就算是改造。我们需要对传统车床进行深刻地认识。传统机床抗震性差、加工效率低、加工精度不够高、能够生产的产品也比较单一[2]，费时费力，严重影响产品零件的加工效率。但是数控车床尤其是数控加工中心，通过数控系统对其输入指令，使数控加工中心能够加工出所需要的产品。数控加工中心能够加工出形状复杂且加工精度高的产品，能够提高工作效率[3]。所以在对普通车床进行数控化改造时我们就需要从多方面考虑，尽量使其能够满足数控机床的硬性要求。
图1-1 普通车床
1.2 数控化改造意义
1）能够节约资金。数控化改造车床与购买新的车床相比较，数控化改造所需的成本相对于来说低很多。通常情况下，我们对大型机床改造所需费用只有购置大型设备费用的33%[4]。若彻底改造一大型机床，费用也会远低于购置新机床的费用。
2）性能稳定可靠。经过长时间的工作，车床的磨合期过了，改造机床的基础件也变得比以前稳定可靠多了。
3）生产效率的提高。车床经过数控化改造，改善了原有车床的结构，优化了程序，车床的工作效率变得比以前高得多。尤其是遇到要加工的复杂的大型的零件，其工作效率尤为明显。改造后的车床通过数控系统控制能够节约工人很多时间，同时也减少了费用，能够带来更大的效益[5]。
图 1-2 数控化改造的车床
1.3 国内外研究现状
现如今，世界各国，尤其是工业发达国家高度重视机床工业，竞相发展高精度，高效率，高自动化的车床。虽然在国内每年数控车床产量逐年攀升，但是总体来说精度普遍达不到要求，相比国外发达国家差距很大。长时间以来，国际市场上，欧、美、亚竞争十分激烈，尤其是在科技飞速发展的情况下，数控机床能够在近几十年的期间飞速进步，加之现在国际市场上对数控车床的需求量越来越大，使得国际机床展成为世界各国竞争数控机床市场的场地。??
国外工业发达国家已经均能生产数控车床，然而第三发展中国家却依然普遍生产普通车床。现如今在国际产品展览上，展品大多数都是柔性制造单元和柔性制造系统为主的加工中心。特别是美日两个国家占据的市场比例非常大。
1.3.1纳米插补与控制技术已走向实用阶段??
纳米提供以纳米为单元的指令供给伺服控制器，它可以使伺服控制器能够准确到达相应的位置，这样就能够使得被加工零件的表面更加平滑。如果想利用纳米技术获得更高质量的产品，你就得学会运用纳米插补。除了辅助控制，“纳米插补”也可以用来Cs轴轮廓控制;刚性攻丝和其他主轴功能，西门子828D独特的80bit的浮点精度，纳米插补可实现高精度轮廓控制；三菱数控M700V系列系统也可以实现纳米插补[6]。
1.3.2机器人使用广泛?
在未来，数控机床每天不仅处理简单的任务，同时也必须具有掌握一批处理复杂的零件的能力。数控技术的一个重要领域 —— 机器人技术。在近几年，机器人技术和产品得到了快速发展，机器人发挥的作用越来越大，应用领域延伸到了机床上下料，刀具更换，切割，测量，抛光和装配领域[7]。机器人技术现在得到越来越多的应用，它能够代劳苦活和重活，也能够替代人类去干危险的工作，这样不仅工作效率得到提升而且还大大降低了安全事故的发生。
1.3.3智能化加工不断扩展
随着计算机人工智能领域的不断渗透和发展，智能化的数控系统已经稳步提高。自适应控制技术是数控技术中的重要组成部分，它能够显著有效地检测出信息的状态，还能够自动调整系统参数，自适应控制技术也能让车室车间各种及时得到相应的信息。高科技辅助控制技术通过识别切削力所引起的振动程度来作出相应操作消除振动所带来的影响。通过将嵌入式主轴传感器安装在主轴上，运用主轴振动控制技术，使得机器可以自动识别当前的切割状态，当切割动荡时，机器就会自动调整设置，以保证切削过程的稳定性[8]。
1.3.4 CAD/CAM技术的应用?
目前，为了能够简单操作数控机床，我们通过使用NC编程来解决复杂的程序问题，有了CAD / CAM强有力的技术支持，一些复杂的加工才能够在数控加工中有效的进行。
我国数控车床得到飞速发展，一些重要的技术也得到了突破，数控加工的产品质量得到了不小的提升。目前我国数控机床市场能够提供超过1500种数控车床，几乎涵盖了所有金属切割机品种和器械的锻造，这也标志着我国已进入快速发展的数控机床时代[9]。目前在我国，武汉华中数控股份有限公司，北京航天数控系统上海电气（集团）总公司，已成功开发出了五轴联动数控系统，并将其运用到数控加工中心和数控铣床数控铣床中。近日，武汉重型机床集团有限公司，应用华中数控系统，成功开发CKX5680七轴五联动数控铣床的工具[10]。国内主要的数控系统生产基地有华中数控，航天数控，广州和上海开设的NC 。但在国内绝大多数的数控车床中很多重要的数控系统却不是中国造的，很多“大脑”和“心脏”是属于外国人的，特别是有些关系到国家
1 引言 1
1.1 数控化改造背景 1
1.2 数控化改造意义 2
1.3 国内外研究现状 3
1.4 本文研究内容及采用方法 5
2 总体方案设计 5
2.1 .总体要求 5
2.2 数控系统的组成 7
2.3 数控机床改造流程图 10
3 主电路设计 11
3.1主电路设计 11
3.2 控制电路设计 13
4输入输出设计 15
4.1输入电路设计 15
4.2输出电路设计 16
5 伺服系统的设计 16
5.1 伺服驱动系统的介绍 16
5.2 伺服系统的选用 19
5.3 伺服驱动 19
结论 23
致谢 25
参 考 文 献 26
1 引言
1.1 数控化改造背景
制造业是世界经济发展的重要支柱，尤其以机械制造为核心。但是随着科技和生产力的飞速发展，传统的机械制造已经满足不了社会生产力的发展。所以就逐渐产生了数控车床，一种典型的机电一体化产品[1]。但是根据国情需要，目前中国大规模地更换数控车床是不现实的，这就需要我们对传统车床进行数控化改造。数控化改造不是简单地给普通车床配置数控系统就算是改造。我们需要对传统车床进行深刻
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
1 数控化改造背景
制造业是世界经济发展的重要支柱，尤其以机械制造为核心。但是随着科技和生产力的飞速发展，传统的机械制造已经满足不了社会生产力的发展。所以就逐渐产生了数控车床，一种典型的机电一体化产品[1]。但是根据国情需要，目前中国大规模地更换数控车床是不现实的，这就需要我们对传统车床进行数控化改造。数控化改造不是简单地给普通车床配置数控系统就算是改造。我们需要对传统车床进行深刻地认识。传统机床抗震性差、加工效率低、加工精度不够高、能够生产的产品也比较单一[2]，费时费力，严重影响产品零件的加工效率。但是数控车床尤其是数控加工中心，通过数控系统对其输入指令，使数控加工中心能够加工出所需要的产品。数控加工中心能够加工出形状复杂且加工精度高的产品，能够提高工作效率[3]。所以在对普通车床进行数控化改造时我们就需要从多方面考虑，尽量使其能够满足数控机床的硬性要求。
图1-1 普通车床
1.2 数控化改造意义
1）能够节约资金。数控化改造车床与购买新的车床相比较，数控化改造所需的成本相对于来说低很多。通常情况下，我们对大型机床改造所需费用只有购置大型设备费用的33%[4]。若彻底改造一大型机床，费用也会远低于购置新机床的费用。
2）性能稳定可靠。经过长时间的工作，车床的磨合期过了，改造机床的基础件也变得比以前稳定可靠多了。
3）生产效率的提高。车床经过数控化改造，改善了原有车床的结构，优化了程序，车床的工作效率变得比以前高得多。尤其是遇到要加工的复杂的大型的零件，其工作效率尤为明显。改造后的车床通过数控系统控制能够节约工人很多时间，同时也减少了费用，能够带来更大的效益[5]。
图 1-2 数控化改造的车床
1.3 国内外研究现状
现如今，世界各国，尤其是工业发达国家高度重视机床工业，竞相发展高精度，高效率，高自动化的车床。虽然在国内每年数控车床产量逐年攀升，但是总体来说精度普遍达不到要求，相比国外发达国家差距很大。长时间以来，国际市场上，欧、美、亚竞争十分激烈，尤其是在科技飞速发展的情况下，数控机床能够在近几十年的期间飞速进步，加之现在国际市场上对数控车床的需求量越来越大，使得国际机床展成为世界各国竞争数控机床市场的场地。??
国外工业发达国家已经均能生产数控车床，然而第三发展中国家却依然普遍生产普通车床。现如今在国际产品展览上，展品大多数都是柔性制造单元和柔性制造系统为主的加工中心。特别是美日两个国家占据的市场比例非常大。
1.3.1纳米插补与控制技术已走向实用阶段??
纳米提供以纳米为单元的指令供给伺服控制器，它可以使伺服控制器能够准确到达相应的位置，这样就能够使得被加工零件的表面更加平滑。如果想利用纳米技术获得更高质量的产品，你就得学会运用纳米插补。除了辅助控制，“纳米插补”也可以用来Cs轴轮廓控制;刚性攻丝和其他主轴功能，西门子828D独特的80bit的浮点精度，纳米插补可实现高精度轮廓控制；三菱数控M700V系列系统也可以实现纳米插补[6]。
1.3.2机器人使用广泛?
在未来，数控机床每天不仅处理简单的任务，同时也必须具有掌握一批处理复杂的零件的能力。数控技术的一个重要领域 —— 机器人技术。在近几年，机器人技术和产品得到了快速发展，机器人发挥的作用越来越大，应用领域延伸到了机床上下料，刀具更换，切割，测量，抛光和装配领域[7]。机器人技术现在得到越来越多的应用，它能够代劳苦活和重活，也能够替代人类去干危险的工作，这样不仅工作效率得到提升而且还大大降低了安全事故的发生。
1.3.3智能化加工不断扩展
随着计算机人工智能领域的不断渗透和发展，智能化的数控系统已经稳步提高。自适应控制技术是数控技术中的重要组成部分，它能够显著有效地检测出信息的状态，还能够自动调整系统参数，自适应控制技术也能让车室车间各种及时得到相应的信息。高科技辅助控制技术通过识别切削力所引起的振动程度来作出相应操作消除振动所带来的影响。通过将嵌入式主轴传感器安装在主轴上，运用主轴振动控制技术，使得机器可以自动识别当前的切割状态，当切割动荡时，机器就会自动调整设置，以保证切削过程的稳定性[8]。
1.3.4 CAD/CAM技术的应用?
目前，为了能够简单操作数控机床，我们通过使用NC编程来解决复杂的程序问题，有了CAD / CAM强有力的技术支持，一些复杂的加工才能够在数控加工中有效的进行。
我国数控车床得到飞速发展，一些重要的技术也得到了突破，数控加工的产品质量得到了不小的提升。目前我国数控机床市场能够提供超过1500种数控车床，几乎涵盖了所有金属切割机品种和器械的锻造，这也标志着我国已进入快速发展的数控机床时代[9]。目前在我国，武汉华中数控股份有限公司，北京航天数控系统上海电气（集团）总公司，已成功开发出了五轴联动数控系统，并将其运用到数控加工中心和数控铣床数控铣床中。近日，武汉重型机床集团有限公司，应用华中数控系统，成功开发CKX5680七轴五联动数控铣床的工具[10]。国内主要的数控系统生产基地有华中数控，航天数控，广州和上海开设的NC 。但在国内绝大多数的数控车床中很多重要的数控系统却不是中国造的，很多“大脑”和“心脏”是属于外国人的，特别是有些关系到国家
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/1598.html
