发布时间 : 星期一 文章2015毕业设计-PL700A四轴立式加工中心电气系统设计 - 图文更新完毕开始阅读d29be985964bcf84b8d57b76
西华大学毕业设计说明书
修。使每一台数控机床与PC机相联，人们就可以更好地更加便捷地控制机床完成加工生产了。
图1-5 网络化机床
1.3 加工中心研发的意义
数控机床的发展与人民的生产生活都息息相关，数控技术将会给机械加工领域带来革命性的变革。数控技术会涉及许多的知识，于是对它的研究将会展示人们现在的科学文化发展水平，更是与外国的比较。落后就要挨打，许多科技强国将许多高科技技术封锁。所以我国必将研究好数控技术，也是为了一种国防安全。数控技术是一种高精尖技术，需要各个部门行业的相互配合，共同完成更高技术的研发。朝着性能更优的方向发展，使数控机床正真完全更好地服务人类。
1.4 设计任务
本次毕业设计任务来源于成都普瑞斯数控机床有限公司的实际开发项目。要求应用机床电气控制原理，数控系统控制原理，进行PL700A立式加工中心的电气设计。机床主要参数：主轴最高转速8000r/min，无级调速；主轴锥度：No.40；X/Y/Z行程：700/410/545（mm）；工作台面积：420×1000（mm），最大承重：600Kg；切削进给速度：2-20000mm/min, X、Y轴快速移动速度:32(m/min), Z轴：20(m/min)。 具体要求如下：
1）围绕毕业设计的内容和要求进行毕业实习，撰写毕业实习报告； 2）收集与毕业设计任务有关的国外资料，完成外文资料翻译，译文不少于3000字；
3）熟悉PL700A四轴立式加工中心的主要功能及控制要求； 4）了解PL700A四轴立式加工中心的工作原理；
5）完成机床强电部分的电气设计，并绘制该部分的电气原理图； 6）完成相应的保护电路设计； 7）撰写设计说明书。
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2 PL700A立式加工中心概述
加工中心是在数控机床上演化而来的，将数控机床配上自动换刀装置，和一些自动化设备，就成为了加工中心。加工中心可以实现在机械零件的一次装夹中，进行多道工序的加工处理。人们只需将加工过程用机床专用的程序表达出来，并在数控机床的操作面板上键入或者用移动存储器传输进机床的CNC系统，机床就可以按照程序的要求进行一些操作了。比如可以实现主轴的正反转，冷却液的开启，自动换刀具，X/Y/Z轴的动作，并且这些轴的联动就可以实现复杂零件的加工了。所以加工中心是一种高度自动化的产品，在许多行业都得到广泛地应用。相比较以前普通机床，无论在加工精度还是加工效率以及经济性都得到很大改善。极大地代替了人的劳动。以前的零件加工完全靠工人的手工操作，其精度的保证也是凭人的眼睛和经验及熟练程度，对工人的素质要求比较高，不利于实现机床的普及。现在的加工中心可以让其连续进行复杂反复的工作，适合大批量的生产，减轻了人的劳动强度，增加了加工精度等。
2.1 PL700A立式加工中心简介
PL700A立式加工中心是成都普瑞斯数控机床有限公司引进欧美先进技术，针对现代自动加工工艺特点，采用现代设计制造技术，精心研发的机电一体化数控产品。它的优势在于将国际先进的自动加工技术成功地应用于中国的机械加工行业，对提高我国的机械加工工艺水平产生了明显的促进作用，在航天、航空、兵工、汽车摩托车、核工业、铁道等领域广泛应用之后，达到了用略高于国内同类产品价格的投入取得进口国际先进设备的效果，因此具有良好的性能价格比。 所谓加工中心，是指在数控机床的基础上加上刀库及自动换刀装置或多个工作台，集合铣床、镗床、钻床于一体，并由计算机控制的机床。数控系统根据加工的需要，自动有选择刀具和合适的主轴转速及进给量，依次完成零件的所有加工过程。由此可看出加工中心的优越性，它可以缩短零件加工的时间，具有很好的经济效益，适用于零件形状比较复杂的，精度要求比较高的，加工工序比较多的小批量生产。
PL700A立式加工中心是成都普瑞斯数控机床有限公司主要的产品，也是比较实用的机械零部件生产的产品。它的结构紧凑，外观美观，功能强大，调试方便，所以得到许多客户的青睐。其技术参数如表，可以根据表的技术参数进行主轴电机和伺服电机等的计算和选型。客户可以根据其精度来选择，PL700A的精度可以达到8μm级。
图2-1为PL700A立式加工中心外观图。
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图2-1 PL700A立式加工中心外观图
2.2 PL700A立式加工中心的整体构成
PL700A与一般的加工中心一样，都由基础部件、主轴部件、伺服系统、数控系统（CNC）、自动换刀系统（ATC）、辅助装置等组成。现分别介绍介绍如下： 1．基础部件
基础部件由床身、立柱和工作台组成，是加工中心的基础结构，主要承受加工中心的静载荷和切削负载，因此对它的刚度要求比较大，所以P7800A的基础部分用铸铁制造。基础部件的合理的布局才能够使数控机床的整个结构更加紧凑和实用，同时也使数控机床整体看起来更加美观。 2．伺服系统
伺服系统指的是机床的进给系统，主要是把数控系统的信号传到伺服电机，控制伺服电机转动，从而达到所需要的运动。它对机床来说是一个很关键的指标，直接影响到零件的加工精度。伺服系统又分为开环、半闭环、闭环伺服系统。加工中心普遍对精度要求比较高，多为半闭环、闭环系统。PL700A是半闭环伺服系统。
3．数控系统（CNC）
PL700A的数控系统采用的是FANUC数控系统，由CNC装置、电源模块、主轴
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模块、伺服驱动模块以及MDI等组成。它相当于人的大脑，是一个控制中心。数控机床的所有动作全部由它来进行控制。 4．主轴部件
主轴部件由主轴、主轴箱、主轴轴承和主轴电动机等组成。所有动作由数控系统控制主轴电机动作。通过主轴的上下移动来实现刀具的进给运动，从而实现加工。主轴部件的好坏对零件最后的形成有重要的影响。 5．自动换刀系统（ATC）
换刀系统由刀库和机械手等组成。需要换刀时，在数控系统的控制下，机械手运动到刀具附近，取下刀具，然后运动到刀库附近，将刀具装入到相应的刀库中，机械手在从刀库中取出所需要的刀具，然后装入主轴孔中，就完成了整个换刀的过程。 6．辅助装置
辅助部分有冷却系统、润滑系统、液压系统等组成。这些都对机床起保护作用，对机床能否长久健康的工作，起到了很大的作用，是任何一个机床不可或缺的一部分。
2.3 PL700A立式加工中心的工作原理
机械加工是由切屑的主运动和进给运动一起完成的。控制主运动以得到合适的
切屑速度，控制进给运动以得到各种不同的加工表面。数控机床加工，就是把刀具与工件的坐标运动分割成最小位移量，根据加工程序的要求，数控系统使一个个最小量叠加起来，实现刀具与工件相对运动的控制，从而完成零件的加工。
图2-2 机床加工运动
现用二维空间的曲线来说明数控机床的加工方法。如图所示如图2-2，要加工曲线L的零件，要求刀具加工出曲线L。将L分割成一段一段的距离很小直线中L0、L1、L2所示。，当直线与曲线弧的误差δ很小时，在误差允许的情况下，可认为此时加工的直线就接近了曲线。由数控系统控制，计算和分配，通过△X和△Y的合
成，不断控制刀具连续运动，从而加工出所需要的曲线。
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