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正文內(nèi)容

plc在車(chē)床數(shù)控化改造中的應(yīng)用畢業(yè)論文-畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2025-02-24 06:45 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 很快取代了小型計(jì)算機(jī)的數(shù)控,而成為微型機(jī)數(shù)控( Microputer Numorica1 Control 簡(jiǎn)稱 MNC ) ,進(jìn)入了第五代 1979 年超大規(guī)模集成電路、大容量磁泡存儲(chǔ)器的應(yīng)用,使微機(jī)數(shù)控的控制功能 越來(lái)越強(qiáng),存儲(chǔ)容 t 越來(lái)越大。 1981 年以來(lái)數(shù)控系統(tǒng)已具有人機(jī)會(huì)話、動(dòng)態(tài)圖形顯示、切削用量選擇、故障診斷、軟件精度補(bǔ)償?shù)裙δ?,使?shù)控系統(tǒng)更加智能化 從上述可知:大約五年左右數(shù)控裝盆更新一次,采用了微機(jī)數(shù)控使數(shù)控裝硯的可靠性得到很好的解決,而價(jià)格低廉使數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用范圍更為廣泛 伺服駐動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控 機(jī)床 精度和快速性的保證,所以伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能和可靠性的提高也是數(shù)控 機(jī)床 發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù) 50 年代,數(shù)控 機(jī)床 的何服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)普遍采用步進(jìn)系統(tǒng),但當(dāng)時(shí)步進(jìn)電機(jī)功率范圍小,直接驅(qū)動(dòng)只適用于小功率的數(shù)控設(shè)備,例如線切割 機(jī)床 。一般數(shù)控 機(jī)床 是采用步進(jìn)電機(jī)和液壓扭矩放大器(電液脈沖馬達(dá)),增大了開(kāi)環(huán)步進(jìn)系統(tǒng)的功率,但油泵嗓聲大、效率低, 70 年代隨著功率步進(jìn)電機(jī)的問(wèn)世,已取代了步進(jìn)電機(jī)和液壓扭矩故大器。步進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)給速度不高,精度低,但其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單,調(diào)試維修容易,價(jià)格便宜,目前常用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控 機(jī)床 70 年代,采用直流伺服電機(jī)系統(tǒng),使調(diào)速范圍達(dá)到 1 : 20210 ,效率高,精度好,速度高,過(guò)毅能力大,嗓聲小。但電機(jī)尺寸大并節(jié)維修電 刷,馭動(dòng)系統(tǒng)比較復(fù)雜,價(jià)格貴。目前對(duì)高精度,快速性好的數(shù)控 機(jī)床 已廣泛采用 80 年代,出現(xiàn)了交流伺服系統(tǒng),電機(jī)沒(méi)有電刷磨損和電刷火花,維護(hù)簡(jiǎn)單,可靠性好,高速性能好.雖伺服控側(cè)復(fù)雜,目前價(jià)格稍貴,但應(yīng)用很有發(fā)展前途 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)還帶有可編程控制特( P LC ) ,它取代了傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制,取消了龐大的強(qiáng)電控制箱??删幊炭刂破骺梢酝ㄟ^(guò)編創(chuàng)捏序來(lái)改變其控制邏輯,具有高度柔性,與數(shù)控技術(shù)結(jié)合,可以有 效地完成各類控制。 第五章 車(chē)床的 PLC 數(shù)控系統(tǒng)控制原理設(shè) 計(jì) PLC 在車(chē)床數(shù)控化改造中的應(yīng)用 機(jī)床數(shù)控改造的意義 隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,機(jī)械產(chǎn)品的性能和質(zhì)量不斷提高,產(chǎn)品的更新?lián)Q代也不斷加速,因此對(duì)機(jī)床不僅要求具有較高的精度和生產(chǎn)率,而且應(yīng)能迅速地適應(yīng)產(chǎn)品零件的變換。生產(chǎn)的需要促使了數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生,隨著電子技術(shù),特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)控 機(jī)床迅速的發(fā)展起來(lái)。 從第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床( 1952年 美國(guó))問(wèn)世至今,機(jī)床的數(shù)控化率在不斷的提高。世界各 工業(yè)國(guó)家已普遍生產(chǎn)和應(yīng)用,日本生產(chǎn)機(jī)床的數(shù)控化率在 1988 年就已達(dá)到 70%。 我國(guó)從開(kāi)放搞活以來(lái),加快了數(shù)控機(jī)床技術(shù)的引進(jìn),促使我國(guó)的機(jī)床數(shù)控技術(shù)的普及和發(fā)展。當(dāng)前普遍應(yīng)用的微型計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床,它綜合了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、測(cè)量技術(shù)和機(jī)械制造等方面的最新成果,是一種靈活高效的自動(dòng)化機(jī)床,是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品之一。各大企業(yè)不斷設(shè)置數(shù)控機(jī)床擴(kuò)大再生產(chǎn)和替換陳舊設(shè)備。數(shù)控機(jī)床的普及率不斷提高,這種情況下,普通機(jī)床的數(shù)控改造是否必要可從以下幾點(diǎn)說(shuō)明。 數(shù)控機(jī)床可以較好地解決形狀復(fù)雜、精密、 小批多變零件的加工問(wèn)題,能夠穩(wěn)定的加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率,但是應(yīng)用數(shù)控機(jī)床還是受到其他條件的限制。⑴數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴,一次性投資巨大,對(duì)中小企業(yè)常是力不從心。⑵目前各企業(yè)都有大量的普通機(jī)床,完全用數(shù)控機(jī)床替換根本不可能,而且替代的機(jī)床閑置起來(lái)又造成浪費(fèi)。⑶國(guó)內(nèi)訂購(gòu)新數(shù)控機(jī)床的交貨周期一般較長(zhǎng),往往不能滿足生產(chǎn)需要。⑷通過(guò)數(shù)控機(jī)床對(duì)具體生產(chǎn)有多余功能。 要較好地解決上述問(wèn)題,應(yīng)走普通車(chē)床數(shù)控改造之路,從一些工業(yè)化國(guó)的經(jīng)驗(yàn)者,機(jī)床的數(shù)控改造也必不可少,數(shù)控改造機(jī)床占有較大比例。如:日本的大企業(yè)中有近 30%的機(jī)床經(jīng)過(guò)數(shù)控改造,中小企業(yè)則是 70%以上。在美國(guó)有許多數(shù)控專業(yè)化公司為世界各地提供機(jī)床數(shù)控改造服務(wù)。我國(guó)作為機(jī)床大國(guó) 為了提高機(jī)床的數(shù)控化率對(duì)普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造不失為一種良策。一些發(fā)達(dá)國(guó)家如德國(guó)、美國(guó)、 日本等就非常重視對(duì)舊機(jī)床的改造, 而且已形成了一個(gè)完善的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的改造體系。 由于技術(shù)的不斷進(jìn)步,機(jī)床改造已成為一個(gè)永恒的課題。 我國(guó)應(yīng)在這方面加大宣傳力度, 走出一條適合我國(guó)國(guó)情的機(jī)床的數(shù)控改造之路。機(jī)床數(shù)控改造節(jié)省資金,同購(gòu)置新機(jī)床相比一般可節(jié)省60% ~80%的費(fèi)用,大型及特殊設(shè)備尤為明顯。一般大 型機(jī)床改造只需花新機(jī)床購(gòu)置費(fèi)的 1/3 即使將原機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底改造升級(jí), 也只需花費(fèi)購(gòu)買(mǎi)新機(jī)床 60%的費(fèi)用, 并可以利用現(xiàn)有地基。性能穩(wěn)定可靠, 因原機(jī)床各基礎(chǔ)件經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期時(shí)效,幾乎不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度。機(jī)床經(jīng)數(shù)控改造后, 即可實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化,效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高 37倍。對(duì)復(fù)雜零件而言, 難度越高, 功效提高得越多。 且可以不用或少用工裝,不僅節(jié)約了費(fèi)用,而且可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。因此,普通機(jī)床的數(shù)控不但存在的必要,而且大有可為,尤其對(duì)一些中小企業(yè)更是如此。 一般說(shuō)來(lái) ,數(shù)控機(jī)床比傳統(tǒng)機(jī)床有以下突出的優(yōu)越性。 ( 1) 可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來(lái)的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。 ( 2) 可以實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化,而且是柔性自動(dòng)化,從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高 3~ 7倍。 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ( 3) 加工零件的精度高,尺寸分散度小,使裝配容易,不再需要工人修配。 ( 4) 可實(shí)現(xiàn)多工序的集中,減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。 ( 5) 擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能,因而可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人看管加工。 ( 6降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省了勞動(dòng)力 (一個(gè)人可以看管多臺(tái)機(jī)床 ),減少了工裝,縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn) 周期,可對(duì)市場(chǎng)需求作出快速反應(yīng)等等。 數(shù)控技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)成為制造業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。 由于機(jī)床下游行業(yè)固定資產(chǎn)投資連續(xù)幾年快速增長(zhǎng),國(guó)內(nèi)機(jī)電產(chǎn)品市場(chǎng)需求年均增長(zhǎng) 30%,帶動(dòng)了機(jī)床市場(chǎng)需求 30%以上的增長(zhǎng)。從 2021年開(kāi)始,我國(guó)就成為世界第一機(jī)床消費(fèi)大國(guó)。 2021 年國(guó)產(chǎn)金屬切削機(jī)床年產(chǎn)量達(dá)到 、數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量 ; 2021年前三季度,我國(guó)金屬切削機(jī)床和數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量分別達(dá)到 。 我國(guó)的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備大多數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床,而且多數(shù)是役齡在 10 年以上的舊機(jī)床。用這種裝備加工出來(lái)的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長(zhǎng),從而在國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力,直接影響到企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。 由于近幾年國(guó)內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的高速發(fā)展,使原來(lái)進(jìn)口的高檔數(shù)控系統(tǒng)已不再滿足日新月異的產(chǎn)品需求,迫切需要更換最新的數(shù)控系統(tǒng)及軟件。 我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái),很多企業(yè)從國(guó)外引進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造。在這些項(xiàng)目中,大部分項(xiàng)目為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了應(yīng)有的作用。但是有的引進(jìn)項(xiàng)目由于種種原因,設(shè)備或生產(chǎn)線不能正常運(yùn)轉(zhuǎn),甚至癱瘓 ,使企業(yè)的效益受到影響,嚴(yán)重的使企業(yè)陷入困境。一些設(shè)備、有的生產(chǎn)線的產(chǎn)品銷路很好,但是因?yàn)樵O(shè)備故障不能達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo);有的因?yàn)槟芎母?、產(chǎn)品合格率低而造成虧損;有的已引進(jìn)較長(zhǎng)時(shí)間,需要進(jìn)行技術(shù)更新。種種原因使有的設(shè)備不僅沒(méi)有創(chuàng)造財(cái)富,反而消耗著財(cái)富。 這些不能使用的設(shè)備、生產(chǎn)線是個(gè)包袱,也是一批很大的存量資產(chǎn),修好了就是財(cái)富。只要找出主要的技術(shù)難點(diǎn),解決關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,就可以最小的投資盤(pán)活最大的存量資產(chǎn),爭(zhēng)取到最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。這也是一個(gè)極大的改造市場(chǎng)。 由于機(jī)床數(shù)控技術(shù)的不斷進(jìn)步,機(jī)床改造是個(gè)永恒的課題 。我國(guó)的機(jī)床改造業(yè),也已進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。 其一是恢復(fù)原功能,對(duì)機(jī)床、生產(chǎn)線存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù); 其二是 NC化,在普通機(jī)床上加數(shù)控系統(tǒng),改造成 NC機(jī)床、 CNC機(jī)床; 其三是翻新,為提高精度、效率和自動(dòng)化程度,對(duì)機(jī)械、電氣部分進(jìn)行翻新,對(duì)機(jī)械部分重新裝配加工,恢復(fù)原精度;對(duì)其不滿足生產(chǎn)要求的 CNC系統(tǒng)以最新 CNC進(jìn)行更新; 其四是技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新,為提高性能或檔次,或?yàn)榱耸褂眯鹿に嚒⑿录夹g(shù),在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新,較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。 1)節(jié)省資金。 機(jī)床的數(shù)控改造同購(gòu)置新機(jī)床相比一般可節(jié)省 60%左右的費(fèi)用,大型及特殊設(shè)備尤為明顯。一般大型機(jī)床改造只需花新機(jī)床購(gòu)置費(fèi)的 1/3。即使將原機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底改造升級(jí)也只需花費(fèi)購(gòu)買(mǎi)新機(jī)床 60%的費(fèi)用,并可以利用現(xiàn)有地基。 2)性能穩(wěn)定可靠 。因原機(jī)床各基礎(chǔ)件經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期時(shí)效,幾乎不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度 3) 提高生產(chǎn)效率。 機(jī)床經(jīng)數(shù)控改造后即可實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高 3 至 5倍。對(duì)復(fù)雜零件而言難度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工裝,不僅節(jié)約了費(fèi)用而 且可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。 普通車(chē)床的數(shù)控化改造設(shè)計(jì) PLC 在車(chē)床數(shù)控化改造中的應(yīng)用 機(jī)床的數(shù)控改造,主要是對(duì)原有機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì),最終使機(jī)床達(dá)到比較理想的狀態(tài)。數(shù)控車(chē)床是機(jī)電一體化的典型代表,其機(jī)械結(jié)構(gòu)同普通的機(jī)床有諸多相似之處。然而,現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床不是簡(jiǎn)單地將傳統(tǒng)機(jī)床配備上數(shù)控系統(tǒng)即可,也不是在傳統(tǒng)機(jī)床的基礎(chǔ)上,僅對(duì)局部加以改進(jìn)而成(那些受資金等條件限制,而將傳統(tǒng)機(jī)床改裝成建議數(shù)控機(jī)床的另當(dāng)別論)。傳統(tǒng)機(jī)床存在著一些弱點(diǎn),如剛性不足、抗振性差、熱變形大、滑動(dòng)面的摩擦阻力大及傳動(dòng)元件之間存在間隙等,難以勝任數(shù)控機(jī)床對(duì)加工 精度、表面質(zhì)量、生產(chǎn)率以及使用壽命等要求。現(xiàn)代的數(shù)控技術(shù),特別是加工中心,無(wú)論是其支承部件、主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)、輔助功能等部件結(jié)構(gòu),還是整體布局、外部造型等都已經(jīng)發(fā)生了很大變化,已經(jīng)形成了數(shù)控機(jī)床的獨(dú)特機(jī)械結(jié)構(gòu)。因此,我們?cè)趯?duì)普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造的過(guò)程中,應(yīng)在考慮各種情況下,使普通機(jī)床的各項(xiàng)性能指標(biāo)盡可能地與數(shù)控機(jī)床相接近。 改造的可行性分析通過(guò)以后,就可以針對(duì)某臺(tái)或某幾臺(tái)機(jī)床的現(xiàn)況確定改造方案,一般包括: 機(jī)械修理與電氣改造相結(jié)合 一般來(lái)說(shuō),需進(jìn)行數(shù)控改造的機(jī)床,都需進(jìn)行機(jī)械修理。要確定修理的要求、范圍、內(nèi)容;也要確定因數(shù)控改造而需進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)改造的要求、內(nèi)容;還要確定數(shù)控改造與機(jī)械修理。機(jī)械性能的完好是數(shù)控改造成功的基礎(chǔ)。 為配合數(shù)控改造而需進(jìn)行的機(jī)械大修改造的測(cè)量、計(jì)算、設(shè)計(jì)、繪圖、零件制作等應(yīng)先期完成。同時(shí)對(duì)停機(jī)后需拆、改、加工的部分等應(yīng)事先規(guī)劃完畢,提出明確要求,與整個(gè)改造工作銜接得當(dāng)。 新舊系統(tǒng)接口的轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì) 根據(jù)每臺(tái)設(shè)備改造范圍不同,需事先設(shè)計(jì)接口部分轉(zhuǎn)換,若全部改造的,應(yīng)設(shè)計(jì)機(jī)電轉(zhuǎn)換接口、操作面板控制與配置、互 聯(lián)部分接點(diǎn)、參數(shù)測(cè)量點(diǎn)、維修位置等,要求操作與維修方便、合理,線路走向通順、中小連接點(diǎn)少,強(qiáng)弱電干擾最小,備有適當(dāng)裕量等。局部改造的,還需要考慮新舊系統(tǒng)的性能匹配、電壓極性與大小變換、安裝位置、數(shù)模轉(zhuǎn)換等,必要時(shí)需自行制作轉(zhuǎn)換接口。 合理的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),也是技術(shù)準(zhǔn)備工作的重要一環(huán)。改造工作涉及機(jī)械、液壓、電氣、控制、傳感等,因?yàn)轵?yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)新系統(tǒng)的考核,制定時(shí)必須實(shí)事求是,過(guò)高或過(guò)低的標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)對(duì)改造工作產(chǎn)生負(fù)面影響。標(biāo)準(zhǔn)一旦確定下來(lái),不能輕易修改,因?yàn)樗鼱可娴秸麄€(gè)改造工作的各個(gè)環(huán)節(jié)。 準(zhǔn)備工作就緒后,即可進(jìn) 入改造的實(shí)施階段。實(shí)施階段內(nèi)容按時(shí)間順序分為: ( 1) 原機(jī)床的全面保養(yǎng) 機(jī)床經(jīng)長(zhǎng)期使用后,會(huì)不同程
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