HNC-21铣床电气系统控制毕业设计pgs.docx
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1、XX学院院设计说明明书课 题:数控铣床床电气系系统控制制毕业设设计 子课题: 同课题学学生姓名名: 专 业学生姓名名班 级学 号指导教师师完成日期期前言随着社会会生产和和科学技技术的发发展与进进步,PPLC技技术正在在不断地地深入到到各个领领域并迅迅速地向向前推进进,特别别是近几几年来在在机械加加工领域域引起了了许多深深刻的改改革。双双面钻孔孔组合机机床在运运用就就是运用用了PLLC技术术与机床床电气的的过程及及注意事事项,实实现了机机电一体体化的运运用,这这便使双双面组合合钻床操操作更加加方便,大大大提高高了工作作效率。目前,在在机械制制造业中中已不再再是仅仅仅要求单单机自动动化,而而是要求
2、求实现一一条生产产线,一一个车间间、一个个工厂甚甚至更大大规模的的全盘自自动化,这这便体现现PLCC技术的的重要性性。在设设计中,参参考了机机电一体体化技术术方面和和PLCC方面的的教材和和资料,在在书后的的参考文文献中列列出,这这些宝贵贵的资料料对我完完成毕业业设计起起到了重重要的作作用,在在设计中中有许多多不妥之之处,敬敬请老师师提出宝宝贵指正正.摘要数控钻铣铣床是现现代工业业生产中中不可缺缺少的部部分,可可以高速速、精确确的切削削零件。本本文就对对钻铣床床的机械械结构、电电气控制制和数控控三部分分进行了了设计,基基本可以以满足钻钻铣床的的运行。本本系统采采用的数数控装置置集成进进给轴接接
3、口、主主轴接口口、手持持单元接接口、内内嵌式PPLC接接口、远远程I/O板接接口于一一体,支支持硬盘盘、电子子盘等程程序存储储方式以以及软驱驱、DNNC、以以太网等等程序交交换功能能,具有有高性能能、配置置灵活、结结构紧凑凑、易于于使用、可可靠性高高的特点点。详细细给出了了主/控控制回路路图及一一些元件件的选择择。 关键字字:数控控装置 PLLC 主/控控制回路路目 录录第一章 绪论1.1数数控机床床的发展展史1.2数数控机床床的现状状1.3数数控机床床的特点点和用途途 11.4 PLCC相关技技术的发发展入应应用领域域 11.4.1 PPLC技技术简介介 11.4.2PLLC的基基本结构构1
4、.4.3 PPLC应应用领域域第二章 电气系系统控制制设计 2.1可编编程器的的选择和和可行性性的论证证 2.1.11设计的的内容及及任务 2.1.22可行性性论证 2.2总体体方案的的拟订和和论证 2.2.11总体设设计方案案的拟订订 2.3电气气部分设设计2.3.1选件件2.3.2电源源2.3.3数控控装置与与软驱单单元的连连接2.3.4数控控装置与与外部计计算机的的连接2.3.5数控控装置开开关量的的输入/输出2.3.6数控控装置与与手持单单元的连连接2.3.7数控控装置与与主轴装装置的连连接2.3.8数控控装置与与进给驱驱动装置置的连接接2.3.9急停停与超程程解除的的设计2.3.10
5、电电磁兼容容设计2.3.11数数控机床床系统总总体设计计第三章 伺服电电机的选选择与计计算 33.1伺伺服电机机的选择择计算 33.2惯惯量匹配配计算第四章 数控部部分设计计4.1基基本结构构与主要要功能4.1.1基本本配置4.1.2主要要技术规规格4.2操操作装置置4.2.1操作作台结构构4.2.2显示示器4.2.3NCCP键盘盘第五章 外文翻翻译第六章 参考文文献第一章 绪论1.1数数控机床床的发展展史: 119499年帕森森斯公司司正式接接受美国国空军委委托,在在麻省理理工学院院伺服机机构实验验室的协协助下,开开始从事事数控机机床的研研制工作作。经过过三年时时间的研研究,于于19552年
6、试试制成功功世界第第一台数数控机床床试验性性样机。这这是一台台采用脉脉冲乘法法器原理理的直线线插补三三坐标连连续控制制铣床,这这便是数数控机床床的第一一代。 119533年,美美国空军军与麻省省理工学学院协作作,开始始从事计计算机自自动编程程的研究究。这就就是APPT自动动编程的的开始。 119588年美国国克耐杜列克克公司在在世界上上首先研研制成功功了带自自动换刀刀装置的的数控机机床,称称为“加工中中心”。 119599年,计计算机行行业研制制出晶体体管元器器件,因因而数控控装置中中广泛采采用晶体体管和印印制电路路板,从从而跨入入第二代代数控时时代。 119655年,出出现了小小规模的的集成
7、电电路。由由于它体体积小、功功耗低,使使数控系系统的可可靠性得得以进一一步提高高,标志志数控系系统发展展到第三三代。 随随着计算算机技术术的发展展,小型型计算机机的价格格急剧下下降。小小型计算算机开始始取代专专用数控控计算机机,数控控的许多多功能由由软件程程序实现现。这样样组成的的数控系系统称为为计算机机数控系系统(CCNC)。119700年,在在美国芝芝加哥国国际机床床展览会会上,首首次展出出了这种种系统,称称为第四四代数控控。 119744年美国国、日本本等国首首先研制制出以微微处理器器为核心心的数控控系统。近近20年年来,微微处理器器数控系系统的数数控机床床得到了了飞速发发展的广广泛应用
8、用,这就就是第五五代数控控系统。1.2数数控机床床的现状状:数控技术术是制造造业实现现自动化化、柔性性化、集集成化生生产的基基础,现现代的CCAD/CAMM、FMSS、CIMMS等,都都是建立立在数控控技术之之上,离离开了数数控技术术,先进进制造技技术就成成了无本本之木。同同时,数数控技术术关系到到国家战战略地位位,是体体现国家家综合国国力水平平的重要要基础性性产业,其其水平高高低是衡衡量一个个国家制制造业现现代化程程度的核核心标志志,实现现加工机机床及生生产过程程数控化化,已经经成为当当今制造造业的发发展方向向。国产数控控机床始始终处于于低档迅迅速膨胀胀,中档档进展缓缓慢,高高档依靠靠进口的
9、的局面,特特别是国国家重点点工程需需要的关关键设备备主要依依靠进口口,技术术受制于于人。我我国进口口的数控控系统基基本为德德国西门门子(SSIMEENS)和和日本法法那克(FANUC)两家公司所垄断,这两家公司在世界市场的占有率超过。1.3数数控机床床的特点点和用途途:(1) 具有较强强的适应应性和通通用性数控机床床的加工工对象改改变时,只只需要新新编制相相应的程程序,输输入计算算机就可可以自动动地加工工出新的的工件。同同类工件件系列中中不同尺尺寸、不不同精度度的工件件,只需需要局部部修改或或增删零零件程序序的相应应部分。随随着数控控技术的的迅速发发展,数数控机床床的柔性性也在不不断扩展展,逐
10、步步向多工工序集中中加工方方向发展展。(2) 获得更高高的加工工精度和和稳定的的加工质质量数控机床床是按以以数字形形式给出出的指令令脉冲进进行加工工。目前前增量值值普遍到到达了00.0001mmm。进给给传动链链的反向向间隙与与丝杠导导程误差差等均可可由数控控装置进进行补偿偿,所以以可获得得较高的的加工精精度。(3) 具有较高高的生产产率数控机床床不需人人工操作作,四面面都有防防护罩,不不用担心心切削飞飞溅伤人人,可以以充分发发挥刀具具的切削削性能。因因此,数数控机床床的功率率的刚度度都比普普遍机床床性能高高,允许许进行大大切削用用量的强强力切削削。这有有效地缩缩短了切切削时间间。(4) 改善
11、劳动动条件,提提高劳动动生产率率应用数控控机床时时,工人人不需直直接操作作机床,而而是编好好程序调调整好机机床后由由数控系系统来控控制机床床,免除除了繁重重的手工工操作。一一人能管管理几台台机床,提提高了劳劳动生产产率。当当然,对对工人的的文化技技术要求求也提高高了。数数控机床床的操作作者,既既是体力力劳动者者,也是是脑力劳劳动者。(5) 能实现复复杂零件件的加工工普通机床床难以实实现或无无法实现现轨迹为为二次以以上的曲曲线或曲曲面的运运动,如如螺旋桨桨、气轮轮机叶片片之类的的空间曲曲面。而而数控机机床由于于采用了了计算机机插补技技术和多多坐标联联动控制制,可以以实现几几乎是任任意轨迹迹的运动
12、动和加工工任何形形状的空空间曲面面,适用用于各种种复杂曲曲面的零零件加工工。(6) 便于现代代化的生生产管理理用计算机机管理生生产是实实现管理理现代化化的重要要手段。数数控机床床的切削削条件、切切削时间间等都是是由预先先编好的的程序决决定,都都能实现现数据化化。这就就便于准准确地编编制生产产计划,为为计算机机管理生生产创造造了有利利条件。数数控机床床适宜与与计算机机联系,目目前已成成为计算算机辅助助设计、辅辅助制造造和计算算机管理理一体化化的基础础。1.4PPLC相相关技术术的发展展入应用用领域1.4.1 PPLC技技术简介介:随着微处处理器:计算机机和数字字通信技技术发展展,计算算机控制制已
13、经扩扩展到几几乎所有有领域。当当前用于于工业控控制的计计算机可可分为几几类,例例如,可可编程序序控制器器,基于于单片机机的测控控装置,用用于模拟拟量闭环环控制的的可编程程序调节节器,集集散控制制系统。PPLC由由于应用用面广、功功能强大大、使用用方便,所所以成为为当代工工业自动动化的主主要设备备之一,PPLC已已经广泛泛地应用用在各种种机械设设备和生生产过程程的自动动化的控控制系统统中。1.4.2 PPLC的的基本结结构PLC主主要由CCPU模模块、输输入模块块、输出出模块和和编程装装置组成成。1、CPPU模块块:CPU模模块主要要由微处处理器(CCPU芯芯片)和和存储器器组成,在在PLCC控
14、制系系统中,CCPU模模块相当当于人的的大脑和和心脏,不不断地采采集输入入信号执执行用户户程序,刷刷新系统统的输出出,存储储器用来来存储程程序和数数据。2、I/0模块块:输入(iinpuut)模模块和输输出模块块简称II/0模模块,它它是系统统的眼、耳耳、手、脚脚是联系系外部现现场设备备和CPPU模块块的桥梁梁,输入入模块用用来接收收和采集集输入信信号,开开关量输输入模块块用来接接收按钮钮选择开开关、限限位开关关等。3、编程程器:编程器用用来生成成用户程程序,并并用它进进行编程程修改和和监视用用户程序序的执行行情况,使使用编程程软件可可以在主主算机上上直接生生成编辑辑梯形图图或指令令表程序序,
15、并可可实现不不同编程程语言的的相互转转换,程程序被编编译后下下载到PPLC,也也可以将将PLCC中的程程序上传传到计算算机。4、电源源:PLC一一般使用用AC2220VV电源或或DC224V电电源,内内部的开开关为各各模块提提供不同同电压等等直流电电源,小小型PLLC可以以为输入入电路和和外部的的电子传传感器提提供DCC24VV电源驱驱动PLLC负载载的直流流电源一一般用户户提供。1.4.3 PPLC应应用领域域:在发达的的工业国国家,PPLC已已经广泛泛地应用用所有的的工业部部门,随随着其性性能价格格比的不不断提高高,应有有范围不不断扩大大,如11、运动动控制、金金属切削削机床、金金属成形形
16、机械、装装配机械械、机器器人、电电梯。22、闭环环控制如如:塑料料挤压成成形机、加加热炉以以及轻工工化工机机械冶金金电力。33、数据据处理:可用于于通信功功能传送送到智能能装置或或者将他他们打印印制表。44、通信信联网:PLCC与其它它智能控控制设备备一起可可以组成成集中管管理、分分散控制制的分布布式控制制系统。第二章电电气系统统控制设设计2.3.1选件件:2.3.1.11数控装装置(选选件):选择华中中“世纪星星”HNCC-211 系列列数控装装置(HHNC-21TT HNNC-221M )特点:“世纪星星”HNCC-211系列数数控装置置(HNNC-221T、HHNC-21MM)采用用先进
17、的的开放式式体系结结构,内内置嵌入入式工业业PC机机、高性性能322位中央央处理器器,配置置7.55彩色液液晶显示示屏和标标准机床床工程面面板,集集成进给给轴接口口、主轴轴接口、手手持单元元接口、内内嵌式PPLC接接口、远远程I/O板接接口于一一体,支支持硬盘盘、电子子盘等程程序存储储方式以以及软驱驱、DNNC、以以太网等等程序交交换功能能,主要要适用于于数控车车、铣床床和加工工中心的的控制。具具有高性性能、配配置灵活活、结构构紧凑、易易于使用用、可靠靠性高的的特点;图1所示示为NNNC-221数控控装置与与其他装装置、单单元连接接的总体体框图。注:图中中除电源源接口外外,其他他接口都都不是必
18、必须使用用的。图1 总总体框图图图2 HHNC-21数数控装置置接口图图XS1:电源接接口 XS22:外接接PC键键盘接口口XS3:以太网网接口 XXS4:软驱接接口XS5:RS2232接接口 XSS6:远远程I/O板接接口XS8:手持单单元接口口 XSS9:主主轴控制制接口XS100、XSS11:输入开开关量接接口 XSS20、XXS211:输出出开关量量接口XS300XSS33:模拟式式、脉冲冲式(含含步进式式)进给给轴控制制接口XS400XSS43:串行式式NSVV-111型伺服服轴控制制接口若使用软软驱单元元则XSS2、XXS3、XXS4、XXS5为为软驱单单元的转转接口。2.3.1.
19、22软驱单单元(选选件):软驱单元元为系统统的数据据交换单单元,该该单元可可为系统统扩展软软盘数据据交换、外外接键盘盘、RSS2322、DNNC和以以太网接接口等功功能。需需要通过过转接线线与HNNC-221数控控装置连连接使用用。软驱单元元接口如如图3所所示:图3 软软驱单元元接口图图前视图接接口用于于和外部部计算机机连接,后后视图接接口用于于和HNNC-221连接接。2.3.1.33手持单单元(选选件):手持单元元提供急急停按钮钮、使能能按钮、工工作指示示灯、坐坐标选择择(OFFF、XX、Y、ZZ、4)、倍倍率选择择(X11、X110、XX1000)及手手摇脉冲冲发生器器。手持单元元仅有一
20、一个DBB25的的接口。如如图4所所示:图4 手手持单元元接口图图手持接口口插头连连接但HHNC-21数数控装置置的手持持控制接接口XSS8上。2.3.1.44I/OO端子板板(选件件):I/O端端子板分分输入端端子板和和输出端端子板两两种,通通常作为为HNCC-211数控装装置XSS10、XXS111、XSS20、XXS211接口的的转接单单元使用用,以方方便连接接及提高高可靠性性。输入端子子板与输输出端子子板均提提供NPPN和PPNP两两种端子子。每块输入入端子板板含200位开关关量输入入端子;每块输输出端子子板含116位开开关量输输出端子子及急停停(两位位)与超超程(两两位)端端子。图5
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