（终稿）C6160卧式车床数控化改造设计（全套完整有CAD）㊣精品文档值得下载

（终稿）C6160卧式车床数控化改造设计（全套完整有CAD）

闭触点在正常情况下是闭合的，该输入点的逻辑值为“，当被压下断开时输入点逻辑值为“。这时要求通过数控系统的参数设置或修改程序把该点逻辑值设定为无效状态，而逻辑值设定为有效状态。如果从端子到的输入点之间的线路出现开路或接触不良时，该点被认为有效，机床会立即报警，必须在电路连接良好的情况下机床才能正常运行。这种方法排除了因限位电路开路而造成故障的可能性，机床的安全性得到提高。软件设置负逻辑需要把逻辑改为无效状态而逻辑为有效状态，其方法有两种第，在编程时通过程序实现。第二，通过设定机床参数实现。在两种方法中，要求数控系统具有可以对其输入输出端口的逻辑有效状态进行修改的功能。西门子的数控系统具有此功能。本次改造对限位等影响机床安全的输入点采用负逻辑就是采用的第种方法。采用负逻辑存在的问题及对对策数控机床的输入点采用负逻辑输入的方法使输入电路中的光电祸合器的发光二极管长期处于通电状态。但是由于该发光二极管的工作电流很小只有几毫安，输入电路只消耗几十毫瓦，因此系统的功耗的增加对功率几千瓦的机床来说可以忽略不计，同时发光二极管是冷光源，也不会导致系统发热。光电藕合器的工作寿命大于万小时，以每台机床每天连续工作小时计，可以保证机床正常工作多年，对机床的寿命也不会造成影响。.参考点返回采用双开关方式用行程开关做参考点返回减速开关，用接近开关作为参考点检测开关。在各轴返回参考点时，先高速运动到参考点返回减速开关，将其压下后反向慢速逼近参考点，到参考点检测开关后完成参考点返回。由于这种方法使各轴在达到参考点前速度较低可通过参数设定改变，所以精度较高并且可以消除丝杠的反向间隙。.电动刀架控制电路电动刀架的刀位检测霍尔元件为输出电路为集电极开路输出方式，不能与数控系统直接相连，需要在各刀位检测电路输出端添加集电极上拉电阻。如图所示。图刀架电路.驱动器与步进电机的连接线路驱动器与步进电机的连接如图所示，连接电缆采用数控系统配置的专用动力电缆。图驱动器与步进电机的连接图为保证步进电机的相序准确，必须按照系统说明书的要求连接，否则步进电机不能正常运转。驱动器所使用的交流电源由交流电驱动变压器压降压产生，为克服步进电机起动时大电流的冲击，驱动变压器必须有足够的功率余量，实际改造中选用的是.的变压器。为防止电源干扰，在驱动变压器原边与副边之间绕有屏蔽层并接地。驱动器与数控系统之间的连接电缆由于深入强电柜，因此要求有良好的抗电磁干扰性能，般采用西门子系统厂商提供的屏蔽多芯双绞电缆，但其长度不能满足要求，换用了同规格的自购电.主要部件的设计和选用。.创新设计数控机床限位保护装置。使设备发生电路开路或接触不良时，应立即报警，防止意外事故发生，提高设备使用的安全性。.设计双限位保护开关，使刀架在特定的位置不能换刀。.满足设备的各项性能指标。.对完成改造后的机床进行安装调试，使其达到用户使用要求。二西门子数控系统介绍西门子数控系统的基本功能德国西门子公司生产的数控系统是种专门针对中国市场开发的经济型机床数控系统。它采用位的微处理器集成，分离式小尺寸操作面板液晶显示器和机床控制面板。可以控制个步进电机驱动的进给轴和个主轴。数控系统的基本功能如下.线性插补轴最多轴开环。.个变频器驱动的主轴，具有主轴编码器反馈接口。.模块具有个输入点和个输出点，经扩展可以达到个输入点和个输出点。.支持中英文转换。.螺距补偿和间隙补偿。.具有故障报警信息显示和诊断数据显示。.支持车削循环和铣削循环。.刀具补偿功能。.螺旋插补功能。.用户程序存储器可以扩展两个电子手轮。.通过特定的参数设置可以获得示教功能。二系统配置方案研究.西门子数控系统配置数控系统配置和连接图如图所示。图数控系统配置和连接.系统配置方案研究根据用户使用要求，经过严格的分析计算，确定系统配置如下.按照用户的要求，选用系统，含显示和操作面板。.根据轴的进给功率要求，通过计算，选择.的步进电机。.轴和轴驱动器，选用型驱动器。.主轴变频器采用变频器。.主轴编码器采用线变频器。.采用的系统电源隔离变压器。.系统电源采用.电源。.主电机仍采用原来旧机床的电机。.选用电动刀架。具体情况如表所示。度也有差距，即些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。.从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计技术水平上，与国外先进水平大约落后年，在高精尖技术方面则更大。产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产功能部件专业化生产水平及成套能力较低外观质量相对差可靠性不高，商品化程度不足国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。可持续发展的能力上，对竞争前数控技术的研究开发工程化能力较弱数控技术应用领域拓展力度不强相关标准规范的研究制定滞后。.存在差距的主要原因认识方面对国产数控产业进程艰巨性复杂性和长期性的特点认识不足对市场的不规范国外的封锁加扼杀体制等困难估计不足对我国数控技术应用水平及能力分析不够。体系方面从技术的角度关注数控产业化问题的时候多，从系统的产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少没有建立完整的高质量的配套体系完善的培训服务网络等支撑体系。机制方面不良机制造成人才流失，又制约了技术及技术路线创新产品创新，且制约了规划的有效实施，往往规划理想，实施困难。技术方面企业在技术方面自主创新能力不强，核心技术的工程化能力不强。机床标准落后，水平较低，数控系统新标准研究不够。三对我国数控技术和产业化发展的战略思考.战略考虑我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新轮国际产业结构调整中，我国制造业将进步“空芯”。我们以资源环境市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制，“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。.发展策略从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机如量大面广的数控车床铣床高速高精高性能数控机床典型数字化机械重点行业关键设备等带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件数字化伺服系统与电机高速电主轴系统和新型装备的附件等的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。在高精尖装备研发方面，要强调产学研以及最终用户的紧密结合，以“做得出用得上卖得掉”为目标，以解决国家之急需。在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。四设备数控化改造的现状目前，关于设备改造方面的报道比较多，其方法多种多样，具体表现在.根据用户的需求可以选择不同的数控系统。.根据要求可以进行经济性数控化改造，也可以进行智能化数控设备改造。在可靠性方面，国外数控装置的值已达以上，伺服系统的值达到以上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速高精加工，与之配套的功能部件如电主轴直线电机得到了快速的发展，应用领域进步扩大。.轴联动加工和复合加工机床快速发展采用轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。般认为，台轴联动机床的效率可以等于台轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，轴联动加工可比轴联动加工发挥更高的效益。但过去因轴联动数控系统主机结构复杂等原因，其价格要比轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型轴联动机床和复合加工机床含面加工机床的发展。新日本工机的面加工机床采用复合主轴头，可实现个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得面加工和轴加工可在同台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国公司展出系列加工中心，可在次装夹下面加工和轴联动加工，可由系统控制或直接或间接控制。.智能化开放式网络化成为当代数控系统发展的主要趋势世纪的数控装备将是具有定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制电机参数的自适应运算自动识别负载自动选定模型自整定等简化编程简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程智能化的人机界面等还有智能诊断智能监控方面的内容方便系统的诊断及维修等。为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的欧共体的日本的，中国的等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变增加或剪裁结构对象数控功能，形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制。系统中，快速实现不同品种不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范通信规范配置规范运行平台数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。数控装备的网络化将极大地满足生产线制造系统制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造虚拟企业全球制造的基础单元。国内外些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在展中，日本山崎马扎克公司展出的“智能生产控制中心，简称日本大限机床公司展出“信息技术广场，简称广场德国西门子公司展出的。.重视新技术标准规范的建立关于数控系统设计开发规范如前所述，开放式数控系统有更好的通用性柔性适应性扩展性，美国欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范的研究和制定，世界个最大的经济体在短期内进行了几乎相络化随着计算机技术网络技术日益普遍运用，数控机床走向网络化集成化己成为必然的趋势和方向，互联网进入制造工厂的车间只是时间的问题。从另角度来看，目前流行的即工厂信息化对于制造业来说，仅仅局限于通常的管理部门人财物产供销或设计开发等等上层部分的信息化是远远不够的，工厂车间的最底层加工设备数控机床不能够连成网络或信息化就必然成为制造业工厂信息化的制约瓶颈，所谓的就比较“虚”没有能够真正地解决制造工厂的最关键的问题。所以，对于面临日益全球化竞争的现代制造工厂来说，第是要大大提高机床的数控化率，即数控机床必须达到起码的数量或比例第二就是所拥有的数控机床必须具有双向高速的联网通讯功能，以保证信息流在工厂车间的底层之间及底层与上层之间通讯的畅通无阻。以和西门子为代表的数控系统生产厂商已在几年前推出了具有网络功能的数控系统。在这些系统中，除了传统的接口外，还备有以太网接口，为数控机床联网提供了基本条件。由于国外企业的发展水平，数控机床的网络接口功能被定义为用于远程监控远程诊断。.数控机床的发展预测.数控机床推广应用逐步由经济型为主向普及型为主转变据预测分析