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1、毕业设计论文课 题 名 称数控铣床伺服控制系统设计分 院/专 业 机械工程学院/数控设备应用与维护班 级数维1321学 号1301263238学 生 姓 名健指导教师：夏燕兰2016年5月15日摘 要今天的中国的先进制造技术正在飞速开展，机械制造及自动化技术是其重要组成局部，而它的核心技术就是数控技术。数控技术综合了现代控制技术、机电一体化技术、机械制造技术、计算机技术、微电子技术等先进技术。数控机床在先进制造方面的使用使先进制造业进入了一个新时代，它改变了原有制造业的生产方式、产业构造和管理方法，对加工和生产产生了深远的影响。它已经是国家工业开展程度的评判的标准。本文根据小型数控铣床伺服系统
2、的控制要求设计了硬件电路电气原理图，然后根据具体的电路图计算电气元器件参数规格，选出适宜的电子元器件，并且编写伺服控制系统相关的PLC的程序，最后，简单分析了在安装和调试过程中出现的问题和解决方法。 关键字：小型数控铣床，伺服控制系统， 电气原理图， PLCAbstractTodays Chinas advanced manufacturing technology is rapid development, machinery manufacturing and automation technology is an important part of its and its core te
3、chnology is NC technology numerical control technology bines modern control technology electromechanical integration technology machinery manufacturing technology advanced technology such as puter technology, microelectronics technology NC machine tools in the field of advanced manufacturing use adv
4、anced manufacturing industry has entered a new era, it has changed the original industrial structure of manufacturing production mode and management methods, has far-reaching influence on the processing and production Is now an important measure of national industrial development.In this paper, acco
5、rding to the requirements of the C milling machine servo system control design of the hardware electric circuit schematic diagram, and then, according to the circuit diagram of the specific parameter calculation of electrical ponents specifications, choose the appropriate electronic ponents, and the
6、 PLC program of servo control system, finally, a simple analysis of the problems in the process of installation and debugging and solutions.Key words:C Milling Machine，Servo control system，Electrical schematic diagram，PLC目 录摘 要1第一章 绪论11.1 数控技术的开展背景及意义11.2数控铣床系统的选用1第二章 数控铣床相关概述22.1 数控铣床主要技术参数22.2 数控铣
7、床的组成及工作原理32.2.1 数控铣床的组成32.2.2数控铣床的工作原理42.3 数控铣床的伺服系统52.3.1 数控铣床伺服系统伺服系统根本概念及组成52.3.2 数控铣床对伺服系统的要求5第三章数控铣床伺服控制系统硬件电气电路设计63.1 电源电路设计(D1)63.2 伺服控制电路的设计K173.3 强电控制电路的设计M183.4 PLC的I/O接口分配93.4 .1 PLC输入电路的设计M293.4.2 PLC输出电路的设计M310第四章 数控铣床伺服控制系统的电气元器件选用114.1 接触器的选择114.2继电器的选择114.3 控制变压器的选择114.4 基准点灯的选择124.5
8、 按钮的选择124.6 行程开关的选择124.7 直流稳压电源的选择134.8 断路器的选择134.8.1 断路器的简介134.8.2 主要技术参数134.8.3 断路器的选择14第五章 数控铣床伺服控制系统的PLC软件设计165.1 FANUC Oi系统PLC165.1.1 PLC的简介165.1.2 PLC的功能165.2 伺服控制系统PLC程序梯形图的设计175.2.1 FANUC系统的PLC信号和地址175.2.2 FANUC 局部信号的说明175.2.3 分析控制要求185.2.4 程序流程图185.3 梯形图程序设计205.3.1梯形图设计原则205.3.2 数控铣床伺服控制系统的
9、PLC梯形图205.3.3 PLC程序信号地址23第六章 数控铣床伺服电路的安装与调试246.1安装步骤246.1.1硬件电路的连接246.1.2 PLC程序输入246.2 调试步骤246.3调试中出现的问题及解决方法28第七章 总结29致30参考文献31附录32电源电路电气图32伺服控制电路电气图33强电控制电路电气图34PLC输入电路35PLC输出电路36PLC梯形图37第一章 绪论1.1 数控技术的开展背景及意义数控技术是制造业实现自动化、现代化、柔性化和集成化生产的根底，它可以提高生产效率以及产品质量，大大的节约了生产本钱。数控技术及装备是关系到一个国家的生存力水平和综合国力。自195
10、2年第一台数控机床在美国研制成功，数控设备已经逐渐占据了生产制造方面的重要地位。数控机床具有加工精度高、产品质量稳定、高效简洁的加工方式、适用面广等优点。目前数控机床可分为数控车床、数控铣床、数控钻床、数控镗床、数控冲床和加工中心等。本文主要对数控铣床的伺服系统进展设计研究。数控铣床是利用数字化技术控制机床，以铣刀的旋转运动为主运动，刀具与工件之间的移动为进给运动。可以完成对平面、沟槽、轮齿、螺纹和复杂型面的加工。具有较强的灵活性、可以加工较为复杂的零件、加工精度高质量好、生产自动化程度高等优点。1.2数控铣床系统的选用目前社会常见的数控系统主要类型有以下几种： (1)国产系统国主流数控系统为
11、华中数控系统，但它一般应用与数控铣床方面。如HNC21T操作面板等；数控系统，如GSK928T、GSK980T操作面板等；航天数控系统，如CASNUC 2100等。(2)FANUC数控系统FANUC数控系统由日本富士通公司研制开发，目前在我国得到了广泛的应用。我国制造方面所广泛使用的FANUC数控系统是系统以及i系统。(3)SIEMENS数控系统德国的西门子公司研究创造了SIEMENS数控系统，SIEMENS系统在我国机械制造行业使用也较为广泛。目前，在我国市场上，常用的数控系统除SINUMERIK 840DC和SINUMERIK 840DM等。此外还有西班牙FAOGO公司生产的8010、80
12、50和美国ALLEN-Brady公司的B8400、B600MT/TC、B8600AT900、B8600/WS等数控装置系统。我们对FANUC、SIEMENS、华中等系统的调研、比拟，决定本次毕业设计伺服系统的控制将采用FANUC Oi Mate TC系统。据调研FANUC Oi Mate TC系统有以下的一些优点。1FANUC 系统的功能全面，且可以适用于很多方面。2FANUC数控系统具有优质可靠的技术效劳的优点。3FANUC数控系统具有较好的自我保护措施。 4FANUC数控系统PMC功能指令与信号全面，这些指令可以使我们在编写PMC程序更加容易，并且它的人机操作界面简单易用。 5FANUC数
13、控系统具有很强的DNC功能。通过串行RS232C接口让计算机与机床之间更快、更可靠的传输数据。6FANUC数控系统具有自我诊断的功能以及给予了大量报警维修信息。FANUC Oi Mate TC维修手册为用户将大量的报警信息进展了分门别类。第二章数控铣床系统概述2.1数控铣床主要技术参数 数控铣床主要技术参数包括数控铣床本身主要参数和数控系统主要参数，参数的作用和类型和作用参见表2.1。在数控编程和数控铣削加工时应了解数控铣床技术参数，具体有主轴锥孔度、最大铣削距离、各坐标轴行程、主轴转速围、铣削进给速度围、定位精度、重复定位精度等技术参数。表2.1 数控铣床主要技术参数名称单位数据行程*轴行程
14、mm600Y轴行程mm410Z轴行程mm510主轴端面至工作台面距离mm125-635工作台中心至立柱导轨面距离mm220-630工作台工作台面积mm800*400工作台最大承重kg500T型槽槽宽mm3*18H8主轴主轴最高转速rpm8000主轴孔锥度 -BT-40进给率*/Y/Z轴快速位移m/min10/10/8最大切削进给率m/min5电机主轴电机Kw5.5/7.5*/Y/Z电机Nm11/11/16冷泵电机w90精度直线轴精度参照/T8772.4-1998标准定位精度mm*/Z：0.016，Y：0.014重复定位精度mm*/Z：0.01, Y:0.0082.2 数控铣床的组成及工作原理2
15、.2.1 数控铣床的组成数控铣床主要由床身、铣头、纵向工作台、横向床鞍、升降台、电气控制系统等组成。能够完成根本的铣削、镗削、钻削、攻螺纹及自开工作循环等工作，可加工各种形状复杂的凸轮、样板及模具零件等。数控铣床的床身固定在底座上，用于安装和支承机床各部件，控制台上有彩色液晶显示器、机床操作按钮和各种开关及指示灯。纵向工作台、横向溜板安装在升降台上，通过纵向进给伺服电机、横向进给伺服电机和垂直升降进给伺服电机的驱动，完成*、Y、Z坐标的进给。电器柜安装在床身立柱的后面，其中装有电器控制局部。图2.1 数控铣床 1输入装置 数控铣床运行按照程序的编程人员所编制的程序去顶，通常程序员将处理特定的格式或代码存储在载体上，然后通过输入设备输入到数控铣床的数控设备。 2数控装置铣床
