数控机床改造升级

东风公司技师学院XF1072数控机床改造——Thenumericalcontrolmachine’sreconstructforNO.XF1072姓名：张西洋李晴阳赵园丽曹瑞班级：JS-846指导教师：费俭完成时间：2011-4-20AbstractTheenterprisemustbechangeableinthecurrentmarketdemand,competesintheintenseenvironmentthesurvivalandthedevelopmentneedsrapidlytherenewalandthedevelopmentnewgoodscomeintothemarkettheproduct,bythelowestprice,thebestquality,theshortesttimesatisfiesthemarketdemandtheunceasingchange.Buttheordinaryenginebedunsuitablemulti-varieties,thesmallvolumeproductionrequest,thenumericalcontrolenginebedsynthesizedthenumericalcontroltechnology,themicroelectrontechnology,theautomaticdetectiontechnologyandsoontheadvancedtechnology,mostissuitableprocessesthesmallbatch,thehighaccuracy,theshapeiscomplex,theproductioncyclerequeststheshortcomponents.Whenchangeprocessingobjectonlyneedstotradethecomponentsprocessingprocedure,doesnotneedtomakeanyadjustmenttotheenginebed,thereforecansatisfytheproductfrequentchangewelltheprocessingrequest.Inmythissis,myimportantstepheavilywhattodescribeistheCLM1.4numberstocontrolthesystemCNC,Keyword:ThenumericalcontrolthetechniqueTheCLM1.4numericalcontrolthesystemCNCServodrivedevice摘要企业要在当前市场需求多变，竞争激烈的环境中生存和发展就需要迅速地更新和开发出新产品，以最低价格、最好的质量、最短的时间去满足市场需求的不断变化。而普通机床已不适应多品种、小批量生产要求，数控机床则综合了数控技术、微电子技术、自动检测技术等先进技术，最适宜加工小批量、高精度、形状复杂、生产周期要求短的零件。当变更加工对象时只需要换零件加工程序，无需对机床作任何调整，因此能很好地满足产品频繁变化的加工要求。在我的这篇论文中，我要着重的描述的是CLM1.4数控系统CNC，以及其执行单元伺服驱动.关键词：数控技术CLM1.4数控系统CNC伺服驱动装置目录中文摘要………………………………………………………………………Ⅰ英文摘要………………………………………………………………………Ⅱ目录……………………………………………………………………………Ⅲ第1章绪论……………………………………………………………………1１.１数控概念与特点…………………………………………………………１.２数控伺服系统…………………………………………………………………１.３机床改造的意义…………………………………………………………第二章XF1072-01工位介绍…………………………………………………２.１XF1072-01工位机床主要数……………………………………………２.２XF1072-01工位机床系统构成……………………………………………第三章XF1051的改造计划……………………………………………………３.１XF1072-01工位数控机床存在的问题……………………………………３.２这次改造所要达到的目的和效果………………………………………３.３制定科学的改造计划……………………………………………………３.４预计机床改造后的效果…………………………………………………第四章系统及机械改造可行性分析…………………………………………４.１电气方面改造分析…………………………………………………………４.１.１数控系统的选择………………………………………………………４.１.２伺服系统的选择………………………………………………………第五章改造实施方案……………………………………………………………５.１电气部分实施步骤…………………………………………………………５.２程序传输安装修改…………………………………………………………第六章现场调试………………………………………………………………６.１程序的修改…………………………………………………………………６.２CLM主要参数变量的调整…………………………………………………第七章注意事项………………………………………………………………致谢……………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………附录………………………………………………………………………………第1章绪论1.1数控简介与特点数控系统是数字控制系统简称，英文名称为NumericalControlSystem，早期是由硬件电路构成的称为硬件数控（HardNC），1970年代以后，硬件电路元件逐步由专用的计算机代替称为计算机数控系统。数控系统是数字控制系统的简称，英文名称为（NumericalControlSystem），早期是由硬件电路构成，称为硬件数控（HardNC），1970年代以后，硬件电路元件逐步由专用的计算机代替称为计算机数控系统。计算机数控（ComputerizedNumericalControl，简称CNC）系统是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统。CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。通过利用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和开关量。社会经济与科学技术的发展与竞争，使机械产品日趋精密、复杂，而产品的生命周期越来越短，改型频繁。这不仅对机床设备提出了精度与效率的要求，也提出了通用性与灵活性的要求。特别是航空、造船、武器、汽车制造等工业部门，所加工的零件具有精度高、形状复杂、经常变动的特点。普通机床已经不能满足劳动强度大、生产效率高，精度要求高的要求。甚至有些零件根本无法加工。然而数控机床能较好的解决复杂、精密、多变的零件加工问题，它是一种灵活、高效的自动化机床。数控机床以其精度高、效率高、能适应小批量和大批量复杂零件的加工等特点，在机械加工中得到日益广泛的应用。概括起来数控机床有以下几个方面的优点：1.提高加工精度，2.提高生产效率，3.减轻了劳动强度，4.有利于生产管理，5.有利于向高级计算机控制与管理方面发展。但数控机床的价格十分昂贵、结构复杂，所用的元件繁多、原理复杂、结构紧密，因而容易出现故障。于是对数控系统提出了稳定性、可靠性的要求。对于生产企业来说要使设备达到良好的使用效果，获得高的经济效益。就必须全面了解机床的性能、特点和加工工艺。整个数控系统由三大部分组成，即控制系统，伺服系统和位置测量系统。控制系统按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统；伺服驱动系统将控制指令放大，由伺服电机驱动机械按要求运动；测量系统检测机械的运动位置或速度，并反馈到控制系统，来修正控制指令。这三部分有机结合，组成完整的闭环控制的数控系统。控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。最新一代的数控系统还包括一个通讯单元，它可完成CNC、PLC的内部数据通讯和外部高次网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。1.2、按伺服系统分类按照伺服系统的控制方式，可以把数控系统分为以下几类：（1）开环控制数控系统这类数控系统不带检测装置，也无反馈电路，以步进电动机为驱动元件，如图3所示。CNC装置输出的指令进给脉冲经驱动电路进行功率放大，转换为控制步进电动机各定子绕组依此通电／断电的电流脉冲信号，驱动步进电动机转动，再经机床传动机构(齿轮箱，丝杠等)带动工作台移动。这种方式控制简单，价格比较低廉，被广泛应用于经济型数控系统中。（2）半闭环控制数控系统位置检测元件被安装在电动机轴端或丝杠轴端，通过角位移的测量间接计算出机床工作台的实际运行位置(直线位移)，并将其与CNC装置计算出的指令位置(或位移)相比较，用差值进行控制，其控制框图如图4所示。由于闭环的环路内不包括丝杠、螺母副及机床工作台这些大惯性环节，由这些环节造成的误差不能由环路所矫正，其控制精度不如闭环控制数控系统，但其调试方便，可以获得比较稳定的控制特性，因此在实际应用中，这种方式被广泛采用。（3）全闭环控制数控系统位置检测装置安装在机床工作台上，用以检测机床工作台的实际运行位置(直线位移)，并将其与CNC装置计算出的指令位置(或位移)相比较，用差值进行控制。这类控制方式的位置控制精度很高，但由于它将丝杠、螺母副及机床工作台这些大惯性环节放在闭环内，调试时，其系统稳定状态很难达到。1.3机床改造的意义随着现代机床加工提高生产能力、提高机床性能、精度的提高、零件更改工艺尺寸、更换品种的日益频繁，很多机床在实际运用中按照最初设计的加工能力已经不能满足后期现场加工的需求。一般机床的使用寿命在20年以上，考虑到费用的开支，一般生产企业不可能重新设计机床来迎合现阶段生产的需求。为了减少费用的支出，以最小的投入来满足生产的需要。生产企业必然会选择以机床改造的形式来提高产能和加工工艺的要求。我们公司就是本着提高机床生产能力，减少机床投入的成本的方针。提出机床改造能靠自己力量解决的就不用找其他的技术单位来改造的计划。通过本公司的维修队伍自主的对机床的大修改造的形式，不仅能全面提高维修队伍的业务水平和实际操作能力，还大大减少了在机床上的维修费用的投入。第二章XF1072-01工位介绍XF1072是对MA变速箱离合器壳体进行加工的一条直链式自动线，该设备采用INTRAMATCLM1.3型简易数控系统进行轴的运动控制，驱动采用TDM系列，电机采用MAC系列，PLC采用TE47系列。图2.1XF1072-01工位整体图２.１XF1072-01工位机床主要参数Z轴电机MAC参数最大转速4000min静止扭矩6.60Nm最大扭矩9.90Nm额定电流15.3A峰值电流24.8A主轴电机2AD参数功率范围：3.5kw-93kw。扭矩范围：22Nm-592Nm。最高速度：1500rpm(恒扭矩)/9000rpm(恒功率)。应用：执行驱动任务的主轴/伺服电机。２.２XF1072-01工位机床系统构成第三章XF1072-01工位的改造计划3.1XF1072-01工位数控机床所存在的问题数控机床在我厂得到广泛的应用，由于设备已经到了一定的使用周期，暴露出了很多的问题。我把我厂表现最为突出的设备XF1072-01工位数控机床作为我这次毕业论文的研究对象。本次改造，涉及的面比较广。由于公司的生产任务比较紧，机床长期带病作业问题比较突出，很多大的问题一时半会不能完全解决。所以把这么一堆的问题定在一个时间段内同时完成以减少机床停机带来的损失。这给我们的改造工作提出了很大的