数控机床电气控制与plc设计

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1、四川职业技术学院《数控机床电气控制与PLC》课程设计所属系部机械工程系所属专业数控技术所属班级数控二班　　学　号13158010302140学生姓名张建指导教师刘帅完成日期2015年3月31日星期二5任务书CA6140普通车床的电气翻新及数控改造设计设计内容与要求:1.将原机床的手动刀架更换为数控电动刀架，并设计其控制线路；2.将原机床普通丝杠更换成滚珠丝杠，并将其改为半闭环伺服控制，设计其控制线路；3.对与此机床功能相关的主电路、控制电路、输入输出接口电路、驱动器线路等进行设计；4.对整机进行调试

2、，使功能完善、工作正常。设计方法及思路：（1）查阅资料，深入掌握数控机床的原理、功能，分析机床数控改造的研究现状。（2）确定对CA6140车床的数控化改造方案。（3）完成主传动、进给传动系统设计。（4）给出电控系统的硬件配置及I/O线路图、分析PLC在数控改造中的应用。具体方法拆除原车床的纵向和横向丝杠光杠、溜板箱及挂轮箱中的齿轮，用滚珠丝杠替换原有普通滑动丝杠，将选取的纵向滚珠丝杠副通过托架安装在原溜板箱与床鞍连接的部位上，纵横向滚珠丝杠两端尽可能利用原固定和支承方式。为便于安装滚珠丝杠副，丝杠采

3、用分体式，用套筒联轴器实现刚性连接；①横向驱动电机及齿轮减速器安装在床鞍的后部（相对操作者），纵向驱动电机及齿轮减速装置安装在机床的右端，靠近尾座的位置；②要实现自动换刀，需拆除原手动刀架，在小托板上安装数控转位刀架；③为了使改造后的车床能够加工螺纹。需要加装主轴脉冲编码器，以实现对主轴转速的同步检测，编码器安装在主轴箱内；④为使加工过程中不超程，纵横向要安装行程限位开关；⑤为实现回参考点的动作，必须在纵横向安装接近开关；⑥纵、横向齿轮箱和丝杠全部加防护罩，以防止加工过程中的切屑飞溅伤人；⑦考虑到改

4、造的成本，尽可能采用可靠性高的经济型数控系统。5摘要中国是一个传统的机械制造大国，但其装备水平落后，特别是一些老的机械制造厂大多还是比较旧的机床，远远不能满足加工的要求。针对目前制造业的技术装备现状，对传统机械制造业装备进行改造，解决机械制造业中的一些技术问题，用现代先进技术对旧的设备进行改造和提升，是我国制造业的发展方向。本课题是针对CA6140普通废旧车床进行数控化改造，其现实意义在于如何寻找一种可行的、有推广价值的设备改造方法，对传统机械制造行业的技术装备进行技术提升.以解决目前设备老化所带来

5、的问题。本课题研究过程中，首先对目前工厂所使用的常规数控机床进行了全面的调查和分析。用户普遍反应，数控设备的限位保护功能有些欠缺，容易发生超程等故障现象另一方面，数控车床大多承担多品种、单件小批量生产的加工任务，如果对每一个零件都去进行编程、输入、调试等工作，显得非常烦琐，用户提出能不能找到一种方法，简化这一手续，以提高其生产效率。根据数控车床所承担加工任务的特点，其加工的零件类型大多分为轴类、套类、盘类等，依据成组工艺技术的原理，我们提出首先编写各类零件成组工艺，依据成组工艺，编写数控程序，将数控

6、加工程序编号存入CP机中的方法，完成对零件的快速程序编制，提高生产效率。通过这种方法，可以变小批生产为“大”批生产，可以有效的提高生产效率，同时降低对操作人员的要求课题完成了对CA6140普通废旧车床的数控化改造，运行状况良好，实际应用表明各项性能指标达到了设计改造要求。提高了生产效率。5绪论61普通车床数控改造12机械结构的改造12.1主要任务确定12.2主传动系统的改造22.3进给传动系统的改造2（一）.丝杠2（二）.纵向进给系统改造2（三）.横向进给系统改造32.4刀架的改造32.5坐标系的建

7、立X、Z轴的限位和参考返回电路43数控系统配置54数控车床电气控制电路的分析74.1强电控制电路74.2数控车床电气控制电路分析75电气控制电路的改造95.1主电路的改造95.2控制电路的改造105.3．802D系统输入信号105.4、802D系统输出信号115.5驱动配置接线口116整机电气参数调试126.1准备工作126.2配置轴参数126.3引导系统126.4设定传动系统的机械参数126.5根据电动机设定相关的速度136.6回参考点设置136.7软件限位及反向间隙设置136.8主轴参数设置13

8、6.9坐标轴参数及驱动特性设置136.10补偿146.11调试结束14结论15参考文献165绪论制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、技术水平、生活水平、生活水准和国防实力。国际市场的竞争归根到底是各国制造生产能力的竞争。当前世界已进入知识经济时代，知识经济与以往经济形态的不同在于对知识，特别是对知识的创新与利用的直接依赖。在知识经济时代，知识对经济增长的直接贡献率超过了其它生产要素（如人力、物力、和财力等）贡献的总和，成为