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复杂箱体多轴组镗铣加工中心的电气研究与开发

作　者: 陈树博
导　师: 孙建业
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: NUM数控 多轴组 加工中心 故障诊断
分类号: TG536
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着数控技术的发展，机床复合化成为机床发展的重要方向。本课题研究对象为复杂箱体多轴组镗铣加工中心即卧式镗床和立式铣床的复合，它主要用来解决传统加工箱体零件时，由于多次定位所导致的箱体类零件加工精度低、效率低的问题。镗铣加工中心重要意义在于：通过采用四工位旋转及水平方向运动的工作台、立式铣刀主轴及卧式镗刀主轴的复合，可实现一次装卡就能够完成五个面的铣削、钻孔、镗孔等一系列工序。这样不但可以消除安装定位误差和变形，保证加工精度、还可以提高加工效率，减少废品率等。本文首先基于国内外数控技术发展现状，根据复杂箱体多轴组加工中心的结构特点及控制要求，选用了较为理想的NUM1050数控系统；在对数控系统及各伺服单元硬件研究的基础上，对加工中心双轴组控制方案、电气原理图及PLC逻辑进行了设计；其次，通过对加工中心控制系统位置和速度环节数学模型的建立及分析，根据PID控制原理对伺服系统进行校正，使系统获得良好的稳定性、动态特性；最后，为了提高加工中心的可靠性，以VB6.0和Access2003为开发工具，利用NUM数控提供的COM链接库及专家系统知识，开发了多轴组加工中心故障诊断系统。该系统基本符合最初的设计要求，能准确的进行故障定位，为故障维修提供决策支持，同时利用数据库建立起的故障知识库十分便于知识维护。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-17
  1.1 数控机床的发展及其研究现状  11-13
    1.1.1 数控技术与数控机床的产生与发展  11-12
    1.1.2 国内外相关研究的现状与发展趋势  12-13
  1.2 数控机床的组成  13-15
    1.2.1 机床本体  13
    1.2.2 数控系统  13-15
  1.3 课题研究的主要内容及来源意义  15-17
    1.3.1 课题研究的主要内容  15-16
    1.3.2 课题来源及研究意义  16
    1.3.3 论文组织结构  16-17
第2章 多轴组镗铣加工中心的总体设计方案  17-23
  2.1 机床的加工对象  17-18
  2.2 机床的总体布局  18-21
  2.3 机床的运动过程  21-22
  2.4 机床的主要技术参数  22
  2.5 本章小结  22-23
第3章 多轴组镗铣加工中心电气设计方案  23-35
  3.1 机床电气设计基本要求  23-24
  3.2 NUM 数控及多轴组功能介绍  24-26
    3.2.1 NUM 数控系统特点  24-25
    3.2.2 多轴组控制原理  25-26
    3.2.3 多轴组机床对数控系统的要求  26
  3.3 主运动系统电气原理设计  26-28
  3.4 进给运动系统电气原理设计  28-29
  3.5 PLC 输入输出接口控制原理图设计  29-34
    3.5.1 NUM 内置 PLC 介绍  29-32
    3.5.2 输入输出模块设计  32-34
  3.6 本章小结  34-35
第4章 机床控制功能的实现及稳定性调节  35-53
  4.1 PLC 程序设计  35-38
    4.1.1 PLC 主要功能原理  35-36
    4.1.2 PLC 程序的编写  36-38
    4.1.3 PLC 程序的调试  38
  4.2 加工中心参数设置及零件程序编写  38-42
    4.2.1 加工中心参数设置  38-40
    4.2.2 加工中心零件程序的编写  40-42
  4.3 机床伺服稳定性的调节  42-52
    4.3.1 伺服控制系统的分类  43
    4.3.2 伺服系统数学模型的建立  43-46
    4.3.3 多轴组镗铣加工中心伺服单元参数调整  46-52
  4.4 本章小结  52-53
第5章 多轴组镗铣加工中心故障诊断的实现  53-77
  5.1 数控机床故障诊断系统开发基础理论  53-58
    5.1.1 设备故障诊断的基本方法及研究现状  53-54
    5.1.2 多轴组加工中心故障诊断系统结构设计  54-55
    5.1.3 系统开发软件简介  55-58
  5.2 加工中心故障诊断系统在线诊断部分设计及实现  58-65
    5.2.1 多轴组加工中心在线故障诊断方法及分类  58-59
    5.2.2 故障信息采集及数据处理  59-61
    5.2.3 故障界面设计及功能实现  61-65
  5.3. 加工中心故障诊断辅助部分设计及实现  65-74
    5.3.1 故障专家系统的组成及其设计  66-69
    5.3.2 辅助诊断部分界面设计及功能实现  69-74
  5.4 本章小结  74-77
结论  77-79
参考文献  79-82
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果  82-83
致谢  83-84

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 镗削加工及镗床 > 镗铣床
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