控铣床电气控制系统的设计.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：控铣床电气控制系统的设计a第1章绪论本绪论主要是从本课题的来源、目的、意义、应解决的主要问题及应达到的技术要求来介绍机电一体化教学实验系统（数控铣床型）并且叙述了国内外发展概况以及存在的问题。最后简述了本设计的指导思想。1.1课题的来源随着各种学科的交叉发展原来的纯机械加工已经发展为机电一体化的加工机床现在随着各种控制技术的日趋完善机电一体化的加工系统——数控机床已经毫无疑问成为了工业生产的主力装备。一方面调查表明我国要成为“世界工厂”需要培训和造就数十万数控技术应用领域的操作人员、编程人员和维修人员另一方面来自机电一体化专业在实践方面对于专门的教学用的仪器设备的需求是本课题产生的主要的原因。1.2目的和意义本产品立足于设计一台能够满足各大高等院校对教学用机电一体化实验系统的需求用于学生实验所需的数控铣床。主要用于装备高等院校中等技术专业学校及各类技术学校的机电一体化实验室设备可用于数控机床数控编程数控原理等专业课程的教学实验与培训。本课题是要求在指导老师的指导下通过查阅相关的内容的资料并进行总体方案的设计（包括机械总体结构电气控制系统总体结构和控制软件总体结构设计）进而最终完成适合教学实验使用的数控铣床。该机床能实现单轴定位及两轴联动联动从而可以完成对塑料制品的铣、铰等基本的切削运动并能加工形状简单的零件。1.3机电一体化系统的简介机电一体化技术的基本概念是指将机械学、电子学、信息处理和控制及专用软件等当代各种新技术进行综合集成的一种群体技术。机电一体化系统主要有五个组成部分:动力、机构、执行器、计算机和传感器组成一个功能完善的柔性自动化系统其中计算机、传感器和计算机软件是机电一体化技术的重要组成要素。机电一体化系统具有结构简单、功能多、效率高、精度高、能耗低的特点与传统的机械产品比较机电一体化产品至少有以下三个优点。(1)原有的机构产品中增加信息处理装置及相应软件来替代原有产品的部分机械控制机构不仅提高了自动化程度而且能大大提高产品质量同时也降低了生产成本提高经济效益。(2)以机电一体化技术为主的新型产品与原机械产品相比不仅结构简单而且功能更加丰富精度也得到提高。(3)将电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来形成综合性优势可开发出具有多种功能、智能化的高新技术产品。1.3.1机电传动概述机电传动就是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称。它的目的就是电能转变为机械能实现生产机械的启动停止以及速度控制完成各种生产工艺过程的要求保证生产过程的正常进行。机电传动控制系统发展愈来愈高。现在机电传动机控制系统由微型操纵杆敏感元件计算机伺服机构和执行机构等部分组成。当操纵它时电传系统立刻将机械动作转变为电信号经计算机计算放大后通过电机使执行机构动作。电传操纵系统的优点是结构比较简单体积和重量小易于安装和维修、操纵灵敏度高无滞后现象。由于可以敷设多条电缆“生存力”大大增强。但就机电传动而言它的发展大体上经历了成组拖动单电机拖动和多电机拖动三阶段。控制期间经过了四阶段：1.接触器与继电器2.电机放大机控制3.磁放大器大功率可控水银整流器4.计算机数字控制CNC。就本次设计而言系统的驱动部分采用了步进电机驱动控制部分采用比较先进的微机与PLC控制。1.3.2数控加工的概述数控加工是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的但也发生了明显的变化。以下是数控加工的特殊之处：1．工序集中：数控机床一般带有可以自动换刀的刀架、刀库换刀过程由程序控制自动进行因此工序比较集中。工序集中带来巨大的经济效益：1．减少机床占地面积节约厂房。2．减少或没有中间环节（如半成品的中间检测、暂存搬运等）既省时间又省人力。2．加工自动化：数控机床加工时不需人工控制刀具自动化程度高。带来的好处很明显。a)对操作工人的要求降低：一个普通机床的高级工不是短时间内可以培养的而一个不需编程的数控加工操作工人培养时间极短（如数控车工需要一周即可还会编写简单的加工程序）。并且数控工在数控机床上加工出的零件比普通工在传统机床上加工的零件精度要高时间要省。b)降低了工人的劳动强度：数控工人