畢業(yè)論文塑窗清角機(jī)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-07-05 00:30本頁(yè)面
【正文】 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，然后在X軸和Z軸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下鋸削型材。其中上、下銑刀分別安裝在同一個(gè)氣缸上，氣缸工作帶動(dòng)銑刀在垂直平面內(nèi)直線移動(dòng)，結(jié)合它們各自的旋轉(zhuǎn)氣缸帶動(dòng)它們?cè)谒矫嫔系男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)塑窗外角焊縫的清銑?；?只腳，分別裝有4只整體式直線球軸承，它們分別套在兩根被支座架空的圓導(dǎo)軸上，共同組成升降（Y）導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。它安裝在主軸的下端，由夾緊墊及螺母固定。③ 銑頭部分銑頭部分主要由旋轉(zhuǎn)氣缸及其導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、Z軸步進(jìn)系統(tǒng)構(gòu)成?？刂齐姍C(jī)由電機(jī)架支承，通過(guò)聯(lián)軸節(jié)與絲杠連接。拖板的拖動(dòng)采用雙螺母滾珠絲杠副，墊片調(diào)整消除軸向間隙（出廠時(shí)已調(diào)好，不需再調(diào)整），螺母座安裝在拖板下前中部。它們是：上下平縫拉刀借助門架安裝在拖板的后部；外角平縫鋸片組件安裝在拖板后端部。拖板為板狀鑄鐵件。拖板部分即為實(shí)現(xiàn)X向運(yùn)動(dòng)所設(shè)。Z向主運(yùn)動(dòng)控制清外角銑刀的升降，X向主運(yùn)動(dòng)控制鋸片的前后進(jìn)給。在清理上述窗框時(shí)可適當(dāng)移動(dòng)滑板，讓開焊縫，以避免焊縫焊渣將工件頂起而產(chǎn)生歪斜。定位機(jī)構(gòu)將工件正確定位后，一對(duì)微動(dòng)開關(guān)發(fā)出電信號(hào)，使壓緊氣缸充氣，活塞桿伸出,將工件壓緊在工作臺(tái)板上,全部清角工作完成之后,電控系統(tǒng)又發(fā)信號(hào),使壓緊氣缸排氣,將工件松開。待工件被夾緊后，定位氣缸活塞桿回縮，即帶動(dòng)曲柄連桿向下回轉(zhuǎn)，迫使定位塊后退并降回工作面之下。后設(shè)兩個(gè)定位柱，定位柱的安裝軸頸與定位外圓設(shè)置了偏心，可以微調(diào)定位位置。工作臺(tái)平板設(shè)計(jì)成左右分體式，由螺釘和定位銷將其固定到機(jī)架上?；顒?dòng)平臺(tái)及塑窗定位架固定在底座上，塑窗定位架固定在底座的右側(cè)，活動(dòng)平臺(tái)固定在底座的左側(cè)[5]。本設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)步驟為：第一部分了解塑窗行業(yè)和數(shù)控清角機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展?fàn)顩r，研究本設(shè)計(jì)的課題來(lái)源和研究?jī)?nèi)容；第二部分進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì)，首先分析數(shù)控清角機(jī)實(shí)際工作需要，提出大體的設(shè)計(jì)方案，經(jīng)比較分析，最后得到總體方案；第三部分分析性能要求和精度要求，然后對(duì)其硬件設(shè)計(jì)的電機(jī)選擇、驅(qū)動(dòng)電路等電氣模塊和運(yùn)動(dòng)控制器的選擇模塊給出相應(yīng)方案；第四部分從各個(gè)子功能模塊入手，依據(jù)不同功能相設(shè)計(jì)界面和編寫程序；第五部分是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行評(píng)估。數(shù)控系統(tǒng)完成后，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試和實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到正確控制機(jī)床動(dòng)作的目的，并且可以滿足清角機(jī)加工速度及精度的要求。雖然國(guó)內(nèi)的數(shù)控清角機(jī)得到了很大的發(fā)展，但是和發(fā)達(dá)國(guó)家相比還比較落后，很多關(guān)鍵技術(shù)如數(shù)控系統(tǒng)、大功率伺服電機(jī)等還依賴于進(jìn)口。在這十幾年中,隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化提出的愈來(lái)愈高的要求，可編程控制技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)生了翻天覆地的變化。PLC在塑窗行業(yè)的應(yīng)用也大大簡(jiǎn)化了塑窗清角機(jī)的電路設(shè)計(jì), 提高了其電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性[3]。這些早期的國(guó)外引進(jìn)設(shè)備，由于控制技術(shù)水平有限, 大部分產(chǎn)品都是采用中間繼電器、時(shí)間繼電器、接觸器、熔斷器、熱繼電器、熱電偶等電器件的搭配組合來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的電氣控制，國(guó)外引進(jìn)設(shè)備中普遍采用了單片機(jī)控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的特殊要求[3]。所以，設(shè)計(jì)一款新型的，經(jīng)濟(jì)實(shí)用型的能完成各種加工要求的開放式的數(shù)控塑窗清角機(jī)成為必要課題。數(shù)控清角機(jī)的一般工作過(guò)程為：零件加工代碼經(jīng)由磁盤等信息載體、由計(jì)算機(jī)通訊或由操作工人輸給控制裝置，由數(shù)控裝置進(jìn)行編譯，再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，將伺服控制點(diǎn)數(shù)值及控制信號(hào)輸給伺服系統(tǒng)，由伺服系統(tǒng)完成刀具的定位，定位后，刀具或旋轉(zhuǎn)或直線圓弧運(yùn)動(dòng)，完成插補(bǔ)運(yùn)算，完成一個(gè)工作周期[2]。在塑鋼門窗的焊縫清理方面，國(guó)外主要采用數(shù)控形式。門窗的焊縫總在相鄰的兩條邊框的45度角平分線所在的垂直平面內(nèi),所以清理工作主要包括對(duì)外角和上、下表面焊縫的清理。隨著加工水平的提高, 塑鋼門窗正進(jìn)入高檔建材市場(chǎng), 這對(duì)塑窗的加工提出了更高更精確的要求[1]。1 前言 設(shè)計(jì)的目的和意義塑鋼門窗因堅(jiān)固耐用、保暖性良好、價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)而贏得市場(chǎng)。它正以迅猛的速度發(fā)展, 并將逐漸取代金屬門窗。塑鋼門窗使用塑鋼材料作為門窗邊框, 經(jīng)過(guò)四角焊接后成為門窗的主框架, 在成為成品前需經(jīng)過(guò)焊縫清理這最后一道工序。針對(duì)不同的型材, 清理加工的運(yùn)動(dòng)形式會(huì)有不同, 但加工面都集中在一個(gè)平面內(nèi)[1]。數(shù)控清角機(jī)是利用數(shù)控技術(shù)控制刀具運(yùn)動(dòng)進(jìn)行塑窗焊縫清理的數(shù)控機(jī)床。目前我國(guó)已有一些廠家開始生產(chǎn)這方面的數(shù)控加工設(shè)備, 然而它們所生產(chǎn)的清縫清角機(jī)一般采用專用的數(shù)控系統(tǒng)，其可開發(fā)性較差，改進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)的成本高，有些加工要求還不能很好實(shí)現(xiàn)。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀塑鋼門窗的加工應(yīng)用在國(guó)外已經(jīng)有幾十年的歷史, 自從上世紀(jì)八十年代初塑鋼門窗在我國(guó)逐步推廣使用以后, 最早的塑窗加工設(shè)備全部從國(guó)外進(jìn)口, 國(guó)外的一些塑窗加工設(shè)備廠家如URBAN(歐鵬) 、WEGOMA(威格瑪) 、HAFFNER(哈福納)等廠家的設(shè)備陸續(xù)進(jìn)入我國(guó)。隨著半導(dǎo)體技術(shù),尤其是微處理器及微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展, 以微處理器作為中央處理器的可編程邏輯控制器PLC在工業(yè)界已普遍應(yīng)用?？傊?，國(guó)內(nèi)外的塑窗設(shè)備行業(yè)經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展至今已研制出了包括鋸切、銑削、焊接、清角四大類上百個(gè)品種的產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)的塑窗設(shè)備生產(chǎn)廠家緊跟時(shí)代潮流，對(duì)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的變化作出了敏感的反應(yīng)，PLC、PCC、IPC、NC、CNC等各種各樣的新技術(shù)、新器件在各個(gè)產(chǎn)品上不斷得到應(yīng)用[3,4]。 設(shè)計(jì)的內(nèi)容本課題研究的最終目標(biāo)是：根據(jù)塑窗清角機(jī)工作的需要，完成其數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)，包括數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì)、控制軟件的開發(fā)等。本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新部分是：全觸屏的操作界面設(shè)計(jì)和示教界面的圖形顯示功能。2 總體方案設(shè)計(jì)（1）塑窗清角機(jī)機(jī)械本體組成：主要由底座、活動(dòng)平臺(tái)、清角刀具、塑窗定位架構(gòu)成。 ① 工件定位夾緊裝置該裝置主要由工作臺(tái)平板、回轉(zhuǎn)定位板、定位柱、定位氣缸、定位撞塊、壓緊氣缸及壓緊機(jī)構(gòu)等組成。工作臺(tái)前端設(shè)兩塊回轉(zhuǎn)定位板，用于工件的外角定位。在兩塊工作臺(tái)平板的中間，設(shè)置了兩塊導(dǎo)板，導(dǎo)
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