单片机智能控制小车的系统设计
单片机智能控制小车的系统设计[20200123191027]
【摘要】
加工中心是典型的集高技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家设计制造的水平也大大提高了劳动生产率，降低了劳动成本，改善了工人的工作环境，降低了工人的劳动强度。本文对某公司NM415来阐述加工中心，主要分析了加工中心的主机、电气等结构。
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关键字:】加工中心、数控系统、结构、维护
引言 1
一、数控机床的组成和结构特点 2
（一）数控机床的概念 2
（二）数控机床的结构组成 2
（三）数控机床的结构特点 2
二、 加工中心机械部分 2
（一）加工中心的主机 2
（二）加工中心机械摩擦与润滑 5
三、加工中心的控制 5
（一）FANUC 0i-MC 数控系统主控制单元 5
（二）PMC 7
（三）伺服单元和驱动驱动装置 8
（四）主轴驱动系统 9
（五）自动换刀装置（ATC） 9
（六）I/O单元与强电控制系统 10
四、 NM415检测系统及其他辅助装置 12
（一）测量装置 12
（二）气动控制 13
（三）冷却系统 14
五、加工中心的日常保养和维护 15
（一）机械部分及辅助装置的维护与保养 15
（二）辅助装置的维护与保养 16
（三）数控系统的检查 16
（四）数控装置的日常维护与保养 16
总结 18
参考文献 19
谢辞 20
引言
随着电子技术和机械技术的发展，两者结合的自动化产物之一数控技术越来越成熟广泛。传统的普通机床随着操作繁琐等原因逐渐被数控设备所取代。以微处理器为基础和大规模集成电路为标志的数控设备在我国批量生产、大量引用和推广应用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来很大的效益。但同时，由于它们的先进性、复杂性和智能化高的特点，在维修理论、技术和手段上都发生了飞跃的变化，也在其维修理论、技术和手段上带来了很大的变化。另外任何一台数控设备都是一种混合控制设备，这就要求它在实时控制的每一时刻都准确无误地工作。任何部分的故障与失效，都会使机床停机，从而造成生产停顿。因而对数控系统这样原理复杂、结构精密的装置进行维修就显得十分必要了。尤其对国外的CNC机床，可能花费几十万到上千万美元。在许多行业中，这些设备均处于关键的工作岗位，若在出现故障后不及时维修排除故障，就会造成较大的经济损失。我们现有的维修状况和水平，与国外进口设备的设计与制造技术水平还存在很大的差距，并且在数控机床电气维修技术方面我国还没有形成一套成熟的、完整的理论体系，这就给数控机床的维修与诊断带来了很多的不便，因此，知己知彼百战不殆。我们需要了解透彻机床的原理和结构。
一、数控机床的组成和结构特点
（一）数控机床的概念
数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作加工零件。
（二）数控机床的结构组成
在数控加工中，数控铣削加工最为复杂，需解决的问题也最多。除数控铣削加工之外的数控线切割、数控电火花成型、数控车削、数控磨削等的数控编程各有其特点，伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。具体有以下部分构成：
主机 他是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。
数控装置 是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。
驱动装置 他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。
辅助装置 指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。
编程及其他附属设备 可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。
（三）数控机床的结构特点
数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点：
1．加工精度高，具有稳定的加工质量；
2．可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；
3．加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；
4．机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）；
5．机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；
6．对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。
二、 加工中心机械部分
（一）加工中心的主机
加工中心的主机（见图2-1、2-2）有床身、立柱、鞍座、工作台、自动换刀装置和外壳。NM415主机材料采用的是灰铸铁HT300，优良性能：1)锻造性能好2）减振性能好3）减摩性能好4）切削加工性能好5）缺口敏感度低
图2-1未安装外壳的裸机 图2-2 主机
1.床身（Bed）见图2-3、2-4
图2-3 床身 图2-4 床身
2.立柱 （column）（见图2-5）
图2-5 立柱
3.鞍座 （saddle）（见2-6、2-7）
图2-6 未安装丝杆的鞍座 图2-7已安装丝杆的鞍座
4.主轴头
图2-8 主轴头 图2-9 主轴头的结构图
NM415主轴（见图2-8、2-9）传动方式是带传动，伺服电机驱动。主轴内部和后端安装的是刀具自动夹紧机构。它由拉杆、拉杆端部的刀爪、碟形弹簧、活塞、液压缸组成。主轴还具有准停功能的定向装置，每次机械手装取刀具时，保证刀具有准确的定位功能。
（二） 加工中心机械摩擦与润滑
这款数控机床采用的是线性导轨和滚珠丝杆，则区别于普通机床润滑系统。加工中心的润滑系统主要包括对机床导轨、滚珠丝杆及主轴轴承等的润滑，其形式是电动间隙润滑泵，根据润滑要求进行调整或用参数设定自动润滑间隙时间和每次泵油量。
图2-10 线性导轨 图2-11 润滑油泵
【摘要】
加工中心是典型的集高技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家设计制造的水平也大大提高了劳动生产率，降低了劳动成本，改善了工人的工作环境，降低了工人的劳动强度。本文对某公司NM415来阐述加工中心，主要分析了加工中心的主机、电气等结构。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】加工中心、数控系统、结构、维护
引言 1
一、数控机床的组成和结构特点 2
（一）数控机床的概念 2
（二）数控机床的结构组成 2
（三）数控机床的结构特点 2
二、 加工中心机械部分 2
（一）加工中心的主机 2
（二）加工中心机械摩擦与润滑 5
三、加工中心的控制 5
（一）FANUC 0i-MC 数控系统主控制单元 5
（二）PMC 7
（三）伺服单元和驱动驱动装置 8
（四）主轴驱动系统 9
（五）自动换刀装置（ATC） 9
（六）I/O单元与强电控制系统 10
四、 NM415检测系统及其他辅助装置 12
（一）测量装置 12
（二）气动控制 13
（三）冷却系统 14
五、加工中心的日常保养和维护 15
（一）机械部分及辅助装置的维护与保养 15
（二）辅助装置的维护与保养 16
（三）数控系统的检查 16
（四）数控装置的日常维护与保养 16
总结 18
参考文献 19
谢辞 20
引言
随着电子技术和机械技术的发展，两者结合的自动化产物之一数控技术越来越成熟广泛。传统的普通机床随着操作繁琐等原因逐渐被数控设备所取代。以微处理器为基础和大规模集成电路为标志的数控设备在我国批量生产、大量引用和推广应用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来很大的效益。但同时，由于它们的先进性、复杂性和智能化高的特点，在维修理论、技术和手段上都发生了飞跃的变化，也在其维修理论、技术和手段上带来了很大的变化。另外任何一台数控设备都是一种混合控制设备，这就要求它在实时控制的每一时刻都准确无误地工作。任何部分的故障与失效，都会使机床停机，从而造成生产停顿。因而对数控系统这样原理复杂、结构精密的装置进行维修就显得十分必要了。尤其对国外的CNC机床，可能花费几十万到上千万美元。在许多行业中，这些设备均处于关键的工作岗位，若在出现故障后不及时维修排除故障，就会造成较大的经济损失。我们现有的维修状况和水平，与国外进口设备的设计与制造技术水平还存在很大的差距，并且在数控机床电气维修技术方面我国还没有形成一套成熟的、完整的理论体系，这就给数控机床的维修与诊断带来了很多的不便，因此，知己知彼百战不殆。我们需要了解透彻机床的原理和结构。
一、数控机床的组成和结构特点
（一）数控机床的概念
数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作加工零件。
（二）数控机床的结构组成
在数控加工中，数控铣削加工最为复杂，需解决的问题也最多。除数控铣削加工之外的数控线切割、数控电火花成型、数控车削、数控磨削等的数控编程各有其特点，伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动。具体有以下部分构成：
主机 他是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。
数控装置 是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。
驱动装置 他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。
辅助装置 指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。
编程及其他附属设备 可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。
（三）数控机床的结构特点
数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点：
1．加工精度高，具有稳定的加工质量；
2．可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；
3．加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；
4．机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）；
5．机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；
6．对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。
二、 加工中心机械部分
（一）加工中心的主机
加工中心的主机（见图2-1、2-2）有床身、立柱、鞍座、工作台、自动换刀装置和外壳。NM415主机材料采用的是灰铸铁HT300，优良性能：1)锻造性能好2）减振性能好3）减摩性能好4）切削加工性能好5）缺口敏感度低
图2-1未安装外壳的裸机 图2-2 主机
1.床身（Bed）见图2-3、2-4
图2-3 床身 图2-4 床身
2.立柱 （column）（见图2-5）
图2-5 立柱
3.鞍座 （saddle）（见2-6、2-7）
图2-6 未安装丝杆的鞍座 图2-7已安装丝杆的鞍座
4.主轴头
图2-8 主轴头 图2-9 主轴头的结构图
NM415主轴（见图2-8、2-9）传动方式是带传动，伺服电机驱动。主轴内部和后端安装的是刀具自动夹紧机构。它由拉杆、拉杆端部的刀爪、碟形弹簧、活塞、液压缸组成。主轴还具有准停功能的定向装置，每次机械手装取刀具时，保证刀具有准确的定位功能。
（二） 加工中心机械摩擦与润滑
这款数控机床采用的是线性导轨和滚珠丝杆，则区别于普通机床润滑系统。加工中心的润滑系统主要包括对机床导轨、滚珠丝杆及主轴轴承等的润滑，其形式是电动间隙润滑泵，根据润滑要求进行调整或用参数设定自动润滑间隙时间和每次泵油量。
图2-10 线性导轨 图2-11 润滑油泵
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