HNC -8铣床电气系统控制毕业设计.docx

包头职业技术学院毕业论文华数控8型傥床电气系统限制毕业设计专业数控设备应用与维护.学生姓名卜文兵王舜班级B11832学号07指导老师卢燕林完成日期摘要数控钻铳床是现代工业生产中不行缺少的部分,可以高速、精确的切削零件。本文就对钵铳床的机械结构、电气限制和数控:部分进行r设计，基本可以满意估铳床的运行。本系统采纳的数控装置集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式P1.C接口、远程I/O板接口于一体，支持硬盘、电子盘等程序存储方式以及软驱、DNC.以太网等程序交换功能，具有高性能、配置敏捷、结构紧凑、易手运用、牢靠性高的特点.具体给出'主/限制同路图及一些元件的选择。关键字：数控装置P1.C主/限制回路第一章绪论】1.1数控机床的发展史.I12怎(,J1.冰的现X大21.3数控机床的特点和用途21. 4P1.C相关技术的发展入应用筑域3P1.C技木筒介，P1.C的基木结f¾-31.4.3P1.C应用领域4其次章电气系统限制设计52. 1综合连ft52. 2J11,ti述一一一一一一一一一一一一一一8.I2. 2.21PC单元122. 2.3USP开关电源122. 2.4,总J工(I/OIY1.)C一一一一-一-一一一一一一一-一-一-132. 2.4.1通讯子模块及接口152. 2.4.2开关量输入/输出子模块功能及接口162. 2.4.3模拟量输入/输出子模块功能及接口172.2.4.4轴限制子模块功能及接口18彳，.一_23彳线电J-192. 31控装置的电源接口-2. 3.2供电要求202. 4数控装置与外部计算机的连接222.4. 1通过RS232接口与外部计算机连接-222. 5数控装置与总线式伺服羯动单元的连接232.6数控装身与总线式I/O单元的连接23第三堂典型设计举例243. 1数系典型J2妾3. 2数控系统典型设计概述243. 3数控系统设计举例253. 3.1系统简介263. 3.2.f273. 3.3输入输出开关量的定义293. 3.4电器原理图简介313. 3.4.1EmigJl川/夕-一-一-313. 3.4.2维电器的输入输出开关量-32第四章伺服电机的选择计郛373.1 伺服电机的选择计算374. 2惯量匹配计算37第五章数控机床电气柜电装匚艺设计-TX5. 1设计电气柜的留意事一-416. 2电气柜空间布局及电气元件的安装走线-41第/、参考文j.-42第一章绪论1.1 数控机床的发展史：1949年帕森斯公司正式接受美国空军托付，在麻省理工学院何服机构试验室的帮助下，起先从事数控机床的研制工作。经过三年时间的探讨，于1952年武制胜利世界第一台数控机床试5佥性样机.这是一台采纳脉冲乘法器原理的直线插补三坐标连续限制铳床，这便是数控机床的第一代.1953年，美国空军与麻省理工学院协作，起先从事计算机自动编程的探讨。这就是APT自动编程的起先。1958年美国克耐杜列克公司在世界上首先研制胜利了带自动换刀装置的数控机床，称为“加工中心”。1959年，计算机行业研制出晶体管元器件，因而数控装置中广泛采纳晶体管和印制电路板，从而跨入其次代数控时代。1965年，出现了小规模的集成电路。由于它体积小、功耗低,使数控系统的牢靠性得以进一步提高，标记数控系统发展到第三代。随着计算机技术的发展，小型计算机的价格急剧卜.降。小型计算机起先取代专用数控计算机，数控的很多功能由软件程序实现。这样组成的数控系统称为计算机数控系统（CNC）.1970年，在美国芝加哥国际机床展览会上，首次展出了这种系统，称为第四代数控。1974年美国、日本等国首先研制出以微处理器为核心的数控系统。近20年来，微处理涔数控系统的数控机床得到了飞速发展的广泛应用，这就是第五代数控系统。1.2 数控机床的现状：数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，现代的CADZCANkFMS,ClMS等，都是建立在数控技术之上，离开了数控技术，先进制造技术就成了无木之木。同时，数控技术关系到国家战略地位，是体现国家综合国力水平的重要基础性产业，其水平凹凸是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标记，实现加工机床及生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。国产数控机床始终处F低档快速膨胀，中档进展缓慢，高档依亮进口的局面，特殊是国家重点工程须要的关键设备主要依兆进口，技术受制于人。我国进口的数控系统基本为德国西门子（SlMENS）和日本法那克（FANUC）两家公司所选断，这两家公司在世界市场的占有率超过8O%。1.3 数控机床的特点和用途：（I）具有较强的适应性和通用性数控机床的加工对纵变更时，只须要新编制相应的程序，输入计算机就可以自动地加工出新的工件。同类工件系列中不同尺寸、不同精度的工件，只须要局部修改或增删零件程序的相应部分.随若数控技术的快速发展，数控机床的柔性也在不断扩展，逐步向多工序集中加工方向发展.（2）获得更高的加工精度和稳定的加工旗员数控机床是按以数字形式给出的指令脉冲进行加工。目前增房值普遍到达了O.OOImmo进给传动链的反向间隙与丝杠导程误差等均可由数控装置进行补偿，所以可获得较高的加工精度。（3）具有较高的生产率数控机床不需人工操作，四面都有防护罩，不用担忧切削飞溅伤人，可以充分发挥刀具的切削性能。因此，数控机床的功率的刚度都比普遍机床性能高，允许进行大切削用量的强力切削。这有效地缩短了切削时间。（4）改善劳动条件，提而劳动生产率应用数控机床时，工人不需干脆操作机床，而是编好程序调整好机床后由数控系统来限制机床，免除繁重的手工操作。一人能管理几台机床，提高了劳动生产率。当然，对工人的文化技术要求也提高了。数控机床的操作不，既是体力劳动者，也是脑力劳动者。（5）能实现困难零件的加工一般机床难以实现或无法实现轨迹为二次以上的曲线或曲面的运动，如螺旋桨、气轮机叶片之类的空间曲面。而数控机床由于采纳了计算机插补技术和多坐标联动限制,可以实现几乎是随意轨迹的运动和加工任何形态的空间曲面，适用于各种困雄曲面的零件加工。(6)便于现代化的生产管理用计算机管理生产是实现管理现代化的克要手段。数控机床的切削条件、切削时间等都是由预先编好的程序确定,都能实现数据化,这就便于精确地编制生产安排，为计算机管理生产创建了有利条件。数控机床相宜与计算机联系，目前已成为计算机协助设计、协助制造和计算机管理一体化的基础。1. 4P1.C相关技术的发展入应用领域1.4. 1P1.C技术简介：随若微处理器：计算机和数字通信技术发展，计算机限制已经扩展到几乎全部领域。当前用于工业限制的计算机可分为凡类，例如，可编程序限制器，基于单片机的测控装置,用于模拟量闭环限制的可编程序调整器，集散限制系统。P1.C由滋用面广、功能强大、运用便利，所以成为当代工业自动化的主要设备之一，P1.C已经广泛地应用在各种机械设备和生产过程的臼动化的限制系统中。1.4.2 P1.C的基本结构P1.C主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置组成。1、CPU模块：CPU模块主要由微处理器(CPU芯片)和存储器组成，在P1.C限制系统中，CPU模块相当于人的大脑和心脏，不断地采集输入信号执行用户程序，刷新系统的输出，存储器用来存储程序和数据。2、I/O模块：输入(input)模块和输出模块简称I/O模块,它是系统的眼、耳、手、脚是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁，输入模块用来接收和采集辘入信号，开关量输入模块用来接收按钮选择开关、限位开关等。3、编程器:编程器用来生成用户程序，并用它进行编程修改和监视用户程序的执行状况，运用编程软件可以在主和机上干脆生成编辑梯形图或指令表程序，并可实现不同编程语言的相互转换，程序被编译后下载到P1.C,也可以将P1.C中的程序上传到计算机。4、电源:P1.C一般运用AC220V电源或I)C24Y电源，内部的开关为各模块供应不同电压等直流电源，小型P1.C可以为输入电路和外部的电子传感器供应DC24Y电源驱动P1.C负载的直潦电源般用户供应。1.4.3 P1.C应用领域：在发达的工业国家，P1.C已经广泛地应用全部的工业部门，随着其性能价格比的不断提高，应有范围不断扩大，如1、运动限制、金属切削机床、金属成形机械、装配机械、机器人、电梯，2、闭环限制如：塑料挤压成形机、加热炉以及轻工化工机械冶金电力。3、数据处理：可用于通信功能传送到智能装置或者将他们打印制表。4、通信联网：P1.C与其它智能限制设备一起可以组成集中管理、分散限制的分布式限制系统。其次章电气系统限制设计2.3.1选件:数控装置（选件）：本章简绍HNC8系列数控装置的接口功能及其与其它装置、单元的连接于运用。2.1综合接线图2.1.1所示为HNC-8系列数控装置与其它装置、单元连接的总体框图1INC-8XXA图2.1.IHNC8A系列总体框图HNC-8XXB图HNC-8B系列总体框图IINC-SXXc图HNC-8C系列总体框图注： 如图所示，HNC-8系列数控装置采纳NCUC工业现场总线，以串联的方式通过IPC单元总线接口PORToP0RT3限制总线I/O单元、总线伺服驱动单元等总线设备，最多支持128个设备。 HNC-8系列数控装置采纳UPS电源（HPW-145U）供电，该电源具有掉电检测功能和UPS功能。 HNC-8系列数控装置仅在手持单元接口（XS8）中有少SlP1.C输入/输出信号，因此，须要通过总线I/O单元扩展外部P1.C输入/输出信号。 通过总线最多可扩展16个总线I/O单元，其中HIdlOOOA型UO单元可供应1个通讯子模块和8个功能子模块插槽：HlO-I（XX）B型I/O单元可供应1个通讯子模块和5个功能子模块插槽：功能子模块包括开关量输入/输出子模块/模拟量输入/输出子模块、轴限制子模块等， HNC-8系列数控装置的手持单元为选件配置：2.2.1数控装置HNC-8系列目前包括A、B,C三个系列，其中：A系列为分体式结构，采纳8.4英寸彩色液晶屏，辨别率为800*600：B系列为一体式结构，采纳10.4英寸彩色液晶屏，辨别率为800*600：C系列为分体式结构，采纳15英J彩色液晶屏，辨别率为1024*768：三个系列的最大限制轴为：80轴，最大联动轴数：9轴。接口如F：XS2：外接PC键盘接口：XS5：RS232串行接口;XS7：USB盘接口(USB2.0)图