专科(附件)【字数：18094】
苏州精技数控科技有限公司有一台AVL650e加工中心机床数控系统为FANUC 0-M，使用了较长时间未进行很好的保养。导致驱动器电路板元器件老化，机床反复出现故障，机床IO板也因为老化出现信号串扰。早期的FANUC 0-M数控系统插补计算不高，不能完成较高的精度加工，PLC程序运行处理时间也较长，程序运行的时间较长，不能很好的满足快速、精准的控制要求。因此我们对该数控铣床进行数控系统及硬件的升级改造，采用北京凯恩帝公司的K2000MC3i数控系统。并基于该数控系统对数控铣床各控制功能进行设计，设计凯恩帝数控系统链接与调试、数控机床电气控制理论、机械功能部件安装与调试、凯恩帝PLC梯形图设计等多项关键技术包括进给倍率功能的设计、模式选择功能的设计、主轴倍率功能的设计、快速倍率功能的设计、主轴定向功能的设计、主轴正转-反转-停止功能的设计、冷却功能的设计、润滑功能的设计、照明功能的设计、排屑功能的设计、在线测头功能的设计、空运行、单段等辅助功能的设计、主轴的装配与调试及精度检测。本篇论文详尽的介绍每种功能梯形图的设计、部分硬件控制电路的设计、主轴的安装调试的过程、精度检测的具体方法以及部分技巧。核心部分为功能梯形图的编写，程序段采用模块化编写，对功能的控制达到简捷、高效的目的。通过改造使机床能够满足高精度、高速率的生产加工要求。
目 录
第一章 绪论 1
第二章主轴速度倍率功能设计 3
2.1主轴倍率功能硬件控制电路设计 3
2.2主轴速度倍率梯形图设计 3
第三章 工作方式功能设计 6
3.1工作方式功能介绍 6
3.2工作方式功能的实现方法 7
第四章 快速进给倍率功能设计 15
4.1快速进给硬件控制电路设计 15
4.2快速进给倍率梯形图设计 15
第五章进给倍率功能设计 17
5.1进给倍率功能控制电路设计 17
5.2进给倍率梯形图设计 18
第六章在线测头功能设计 21
6.1在线测头的工作原理 21
6.2在线测头与数控系统的连接 21
6.3在线测头梯形图设计 22
6.4测头的调整与找正 2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
3
6.5测头的标定与应用 24
6.自定义G代码相关参数 25
第七章 空运行功能的设计 27
7.1空运行的功能 27
7.2空运行梯形图设计 27
第八章 单段功能的设计 29
8.1单段的功能 29
8.2单程序段的梯形图设计 29
第九章 跳段功能的设计 30
9.1跳段的功能及作用 30
9.2跳段的梯形图设计 30
第十章 自动手轮功能的设计 31
10.1自动手轮的功能 31
10.2自动手轮梯形图设计 31
第十一章 选择停功能的设计 33
11.1选择停的目的 33
11.2选择停梯形图的设计 33
第十二章 排屑功能设计 34
12.1排屑机构功能控制电路设计 34
12.1.2排屑机构按钮控制电路设计 34
12.1.2排屑机构输出控制电路设计 34
12.2排屑机构梯形图设计 36
12.2.1排屑正转PLC设计 36
12.2.1排屑机构反转设计 37
12.2.3排屑相关报警设计 39
第十三章主轴安装及同轴度调整 41
13.1主轴装配 41
13.2主轴测试台的搭建及同轴度调整 54
总结 60
参考文献 61
致谢 62
第一章 绪论
数控机床的全称为数字控制机床，也可以将其解释为装有控制系统的自动化机床。数控机床的基本组成有数控系统（常见的数控系统有西门子系统、FANUC系统、华中系统、凯恩帝系统等），伺服系统（包括伺服驱动器与伺服电机）及机床主体部分（包括机床床身、底座、工作台、主轴箱、进给机构、刀库、自动换刀装置等组成）。数控机床可以通过事先编辑好的程序，使机床产生运动并且加工零部件，是集成了机械制造技术，计算机科学技术，自动化应用，测量，光机电等技术的产品。在数控机床上的传感器有：光电传感器和光栅尺，目的是用来检测位置和直线位移。压力传感器用来检测机床压力，液位传感器用来检测机床润滑油箱与冷却液的位置。数控机床的出现很好地解决了加工形状结构复杂，加工精度要求较高、加工单一且数量较少的问题，并且降低了人工劳动强度，提高了生产效率。
截止2019年底我国数控机床市场交易金额超过三千多亿，机床保有量超过千万台，但大部分机床服役年龄超过了10年且没有得到很好的保养。机床配件逐渐老化，加工水平下降，故障频出，能够加工的种类少，生产成本较高，严重影响产品的质量与生产的效率。因此在市场上缺乏竞争力。而对于企业而言，购买全新的数控机床所需投资金额较大，导致许多企业心有余而力不足。所以对旧机床进行升级改造是一个比较不错的方案，投入较少，效果呈现快，而且也在大多数企业的承受范围之内。
苏州精技数控科技有限公司有一台AVL650e加工中心，使用了较长时间，该机床数控系统为FANUC OM。近年来，由于驱动器电路板元器件老化，机床反复出现故障，机床IO板也因为老化出现信号串扰。早期的数控系统插补计算不高，不能完成高精度加工，PLC程序运行处理时间也较长，不能很好的满足控制要求。所以我们对该数控铣床进行数控系统及硬件的升级改造，采用北京凯恩帝公司的K2000MC3i数控系统。并基于该数控系统对数控铣床各控制功能进行设计，设计凯恩帝数控系统连接与调试、数控机床电气控制理论、机械功能部件安装与调试、精度检测、凯恩帝PLC梯形图设计。以达到正常的生产要求
本论文的内容主要包括以下几个方面：
1、进给倍率功能设计；
2、模式选择功能设计；
3、主轴倍率功能设计；
4、快速倍率功能设计；
5、主轴定向功能设计；
6、主轴正转反转停止功能设计；
7、冷却功能设计；
8、润滑功能设计；
9、照明功能设计；
10、排屑功能设计；
11、在线测头功能设计；
12、空运行、单段等辅助功能设计；
13、主轴的装配与调试；
目 录
第一章 绪论 1
第二章主轴速度倍率功能设计 3
2.1主轴倍率功能硬件控制电路设计 3
2.2主轴速度倍率梯形图设计 3
第三章 工作方式功能设计 6
3.1工作方式功能介绍 6
3.2工作方式功能的实现方法 7
第四章 快速进给倍率功能设计 15
4.1快速进给硬件控制电路设计 15
4.2快速进给倍率梯形图设计 15
第五章进给倍率功能设计 17
5.1进给倍率功能控制电路设计 17
5.2进给倍率梯形图设计 18
第六章在线测头功能设计 21
6.1在线测头的工作原理 21
6.2在线测头与数控系统的连接 21
6.3在线测头梯形图设计 22
6.4测头的调整与找正 2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
3
6.5测头的标定与应用 24
6.自定义G代码相关参数 25
第七章 空运行功能的设计 27
7.1空运行的功能 27
7.2空运行梯形图设计 27
第八章 单段功能的设计 29
8.1单段的功能 29
8.2单程序段的梯形图设计 29
第九章 跳段功能的设计 30
9.1跳段的功能及作用 30
9.2跳段的梯形图设计 30
第十章 自动手轮功能的设计 31
10.1自动手轮的功能 31
10.2自动手轮梯形图设计 31
第十一章 选择停功能的设计 33
11.1选择停的目的 33
11.2选择停梯形图的设计 33
第十二章 排屑功能设计 34
12.1排屑机构功能控制电路设计 34
12.1.2排屑机构按钮控制电路设计 34
12.1.2排屑机构输出控制电路设计 34
12.2排屑机构梯形图设计 36
12.2.1排屑正转PLC设计 36
12.2.1排屑机构反转设计 37
12.2.3排屑相关报警设计 39
第十三章主轴安装及同轴度调整 41
13.1主轴装配 41
13.2主轴测试台的搭建及同轴度调整 54
总结 60
参考文献 61
致谢 62
第一章 绪论
数控机床的全称为数字控制机床，也可以将其解释为装有控制系统的自动化机床。数控机床的基本组成有数控系统（常见的数控系统有西门子系统、FANUC系统、华中系统、凯恩帝系统等），伺服系统（包括伺服驱动器与伺服电机）及机床主体部分（包括机床床身、底座、工作台、主轴箱、进给机构、刀库、自动换刀装置等组成）。数控机床可以通过事先编辑好的程序，使机床产生运动并且加工零部件，是集成了机械制造技术，计算机科学技术，自动化应用，测量，光机电等技术的产品。在数控机床上的传感器有：光电传感器和光栅尺，目的是用来检测位置和直线位移。压力传感器用来检测机床压力，液位传感器用来检测机床润滑油箱与冷却液的位置。数控机床的出现很好地解决了加工形状结构复杂，加工精度要求较高、加工单一且数量较少的问题，并且降低了人工劳动强度，提高了生产效率。
截止2019年底我国数控机床市场交易金额超过三千多亿，机床保有量超过千万台，但大部分机床服役年龄超过了10年且没有得到很好的保养。机床配件逐渐老化，加工水平下降，故障频出，能够加工的种类少，生产成本较高，严重影响产品的质量与生产的效率。因此在市场上缺乏竞争力。而对于企业而言，购买全新的数控机床所需投资金额较大，导致许多企业心有余而力不足。所以对旧机床进行升级改造是一个比较不错的方案，投入较少，效果呈现快，而且也在大多数企业的承受范围之内。
苏州精技数控科技有限公司有一台AVL650e加工中心，使用了较长时间，该机床数控系统为FANUC OM。近年来，由于驱动器电路板元器件老化，机床反复出现故障，机床IO板也因为老化出现信号串扰。早期的数控系统插补计算不高，不能完成高精度加工，PLC程序运行处理时间也较长，不能很好的满足控制要求。所以我们对该数控铣床进行数控系统及硬件的升级改造，采用北京凯恩帝公司的K2000MC3i数控系统。并基于该数控系统对数控铣床各控制功能进行设计，设计凯恩帝数控系统连接与调试、数控机床电气控制理论、机械功能部件安装与调试、精度检测、凯恩帝PLC梯形图设计。以达到正常的生产要求
本论文的内容主要包括以下几个方面：
1、进给倍率功能设计；
2、模式选择功能设计；
3、主轴倍率功能设计；
4、快速倍率功能设计；
5、主轴定向功能设计；
6、主轴正转反转停止功能设计；
7、冷却功能设计；
8、润滑功能设计；
9、照明功能设计；
10、排屑功能设计；
11、在线测头功能设计；
12、空运行、单段等辅助功能设计；
13、主轴的装配与调试；
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