数控铣床排屑槽升级改造毕业设计说明书

数控铣床排屑槽升级改造XX 大学 XX技术学院数控专业 XXX指导教师 XXX 摘要: 针对深圳华亚数控机床有限公司的 YHM600(A)世纪星系统数控铣床进行改造，增加自动排泄功能，并根据要求绘制电气原理图、选择相应元器件（包括：中间继电器、交流接触器、各种规格的电线、电机、减速机构、排泄槽等），再根据电气原理图用 C语言编制世纪星系统的 PLC程序，此外由于华中数控世纪星数控系统采用的是“内装型“的 PLC,必须在 DOS环境下使用其专门 C语言对其进行编程,这种编程方法没有采用 Windows操作系统的方便快捷,并且使用其专门 C语言编程和使用传统的梯形图编程相比,对编程人员的技术要求更高,不便推广使用，所以本设计还拓展了解了华中数控 8型系统 PLC梯形图的编制和应用。关键词: 数控系统，plc，改造，自动排屑功能ABSTRACT: For the nc machine tool co., LTD. Shenzhen China YHM600 ShiJiXing system modification of CNC milling machine, (A) increase the automatic discharge function, and according to the requirements create electrical schematic diagram, select the appropriate components (including: intermediate relay, ac contactor, all kinds of wires, motors, retarding mechanism, discharge chute, etc.), according to the principle of electrical diagram again ShiJiXing system of PLC program with C language, moreover because the huazhong nc ShiJiXing nc system USES A built-in type of PLC, must in the DOS environment to use its special C language programming, the programming method without using the Windows operating system fast and convenient, and use the C language programming and compared with traditional ladder diagram programming, the programming of the technical requirements higher, inconvenient use, so this design also expand to understand the huazhong nc 8 system establishment and application of PLC ladder diagram. Key words: the numerical control system, PLC, transformation, automatic chip removal function KEY WORDS: CNC system, PLC, transformation, automatic chip removal function目录前 言 .11 柔性生产线的概述 .21.1柔性制造系统 FMS.22 排屑槽机械与电气部分改造 .32.1 华亚机床 .32.1.1 改造方案 .32.1.2 分析得出方案 .32.2 排屑机的选择 .42.3 电机的选择 .42.4 电路元件选择 .62.4.1 熔断器的选择 .62.4.2 空气开关的选择 .62.4.3 接触器的选择 .62.4.4 中间继电器的选择 .72.4.5 导线选择 .72.5 配件清单 .82.6 电气控制原理图 .83 排屑槽 PLC 改造 1（世纪星系统） .103.1PLC 输入输出的确定 .103.1.1 正转按钮的确定 .103.1.2 排屑正转按钮 X 信号的确定 .103.1.3 排屑正转灯 Y 信号的确定 .113.1.4 排屑正转的输出信号的确定 .113.2 排屑槽 PLC 编写 .133.3 排屑槽 PLC 编译与修改 .144 排屑槽 PLC 改造 2（8 型系统） .154.1 华中 8 型 PLC 介绍 .154.2 排屑槽 PLC 和电气控制原理图的完善 .154.3 PLC 程序的载入与修改 .18结 论 .20致 谢 .21参考文献 .221前 言随着科技的发展，现在人们对产品的要求越来越高，所以产品的更新换代越来越快，对于这种品种多，更换频繁，生产批量又不大，设备专用性低导致的工艺稳定性差，生产效率低，为了适应时代的要求，柔性生产线应运而生。近几十年来，企业在制造部门投入了越来越多的资金，数控机床、加工中心，柔性生产线 FMS(Flexible Manufacture System)，3D 打印机等逐渐增多，这些先进的设备大大的提高了生产效率，同时也为制造领域提出了许多新概念，新思想，新方法所以我们不再单单停留在现有的基础上，受设备固有功能的约束，我们要学会根据实际情况，根据现场要求，对设备、生产线进行改造整合，以提高其灵活性和效率性，在保证产品质量的前提下，缩短生产周期，降低产品成本从而使得中小批量生产能与大批量生产相抗衡。柔性生产线要求我们对数控机床，机械手，数控系统，PLC，气电控制原理，机械传动原理，传感器等都要有所了解。本设计为超级基础入门级，所涉及的方面较少且非常基础，只是对一台普通的数控铣床进行简单的改造，意在引发大家开始了解关注柔性生产线，为大家提供一种新的方向和思考方式。本次毕业设计，为了达到以下目的：1、综合运用在校期间所学的专业理论知识和实践操作能力同时学会寻找、查阅、消化相关技术文献及网络资料；2、培养方案的制订、论证、计算、分析、比较、总结等能力同时培养对计算机绘图软件、编程软件的应用熟练程度；3、能绘制电气控制原理图、选择相应的元器件、编制 C语言，编制修改 PLC梯形图；4、具有撰写选题报告，分析“学生毕业论（设计）规范化规定”的能力；5、加强培养寻找问题，分析问题，解决问题的能力，加强与人沟通与人协作的能力。21 柔性生产线的概述1.1 柔性制造系统 FMSFMS是由各种不同机械结构组成的传输机构作为由多台可以调整的机床(多为专用机床)和其他工艺设备联结起来组成的加工系统的运输平台,在整个生产线上不同位置安装有多个不同功能的加工站,利用各种控制技术及机械加工技术,可完成多种高质量、高精度、高效率的加工。系统集数控加工技术，可编程控制器技术，气电控制技术，机械传动技术，传感器技术和自动化技术为一体，它依靠计算机信息管理，并将多种生产模式结合，从而能够减少生产成本做到物尽其用。简单来说，柔性制造系统就是一个高度自动化的系统，一般人们只要把毛胚运送到指定地方，就会有机械手将其放到传送带，传送到机床前并进行自动装夹，然后自动加工，自动拆卸再放回传送带，传送到成品区，所以只要一个人就可以看一整条生产线，甚至几条生产线。这样大大减轻了操作者的工作强度，真正做到省时、省钱、省力，是未来发展的新趋向。不过相对来说，柔性生产线对设计者、编程人员、维修调试人员的技术要求也高很多需要有很好的综合能力，需要我们不懈努力。下图为佛山某厂的柔性生产线：图 1-1柔性生产线32 排屑槽机械与电气部分改造2.1 华亚机床华亚 YHM600(A)数控铣床是我在学校接触最多，了解最多的机床，它的铸件均采用树脂砂铸件，且需要经过两次人工时效处理，所以稳定性很高，各项精度保持长久；主运动和进给运动各有单独的电动机驱动，可实现各自单独快速移动；主运动和进给运动均为无极变速且可实现随时调速；工作台有 3个进给运动 ，可实现三轴联动，能对复杂的二、三维凸凹型腔和表面进行加工；具有过载、短路、零压、欠压和超程等保护但任存在很多缺点，有待升级改造，下面我就介绍一下如何对其进行简单是改造。2.1.1 改造方案1、分析现有的 YHM600(A)数控机床选定排屑槽进行升级改造；2、根据所选机床的大小，功率的大小，一般加工的材料，所处的环境，排屑装置、选择电机；3、根据所选排屑装置的类型和电机功率选择其他电器元器件，包括：熔断器、空气开关、中间继电器、交流接触器、各种规格的电线；4、根据要求绘制电气控制原理图；6、分析华中数控系统根据电气控制原理图编写 C语言或 PLC梯形图；7、根据方案把以上东西组合成一个有机整体。2.1.2 分析得出方案YHM600(A)数控铣床虽然相比起普通铣床或其他数控设备已经有很大的优势了，但还是不够完善，自动化和柔性程度还不够高，还有很多地方可以改进，例如：可以加装刀库，自动换刀；加装液压虎钳，自动装夹工件；加装传送带，自动送料等。但根据现实情况：机床结构紧凑、空间狭小、系统版本较低、设备有限、资金不足、加工数量少最后决定对其进行经济实惠又行之有效的改造：排屑槽的升级改造。这样不但能减轻操作者的劳动强度，提高生产效率同时提高了机床的柔性和自动化水平而且改造方便快捷，效果立竿见影。42.2 排屑机的选择目前市场上应用最广的排屑机分别是刮板式排屑机，链板式排屑机，磁性排屑机和螺旋式排屑机但大家可以看到，深圳华亚数控机床有限公司的 YHM600(A)数控铣床内部结构比较紧凑且空间非常狭小加上 YHM600(A)数控铣床的废屑一般都是金属或废金属的颗粒状或者是较短的切屑，所以排屑装置选择螺旋式排屑装置，本装置是由电机经减速机构带动安装在沟槽中的一根长螺旋杆推动物料向前（向后），集中在出料口，落入指定位置。该机结构紧凑，安装方便，占用空间小，传动环节少且故障率极低。该装置还按照有无旋转轴，有无集屑槽分为 4种形式，考虑到经济成本问题和机床的实际情况：空间狭小、原本就有集屑槽的情况，最后决定采用无旋转轴，无集屑槽的。2.3 电机的选择1）种类的确定：因为自动排屑系统属于机床的辅助功能，所以对电动机的要求并不高，不需要变速、定位、反馈等功能，因此选用结构简单、功能较少但运行可靠、维修方便、价格实惠的三相异步电动机。2）安装方式的确定：分卧式安装、立式安装，为了方便选择卧式安装。3）减速方案的确定：但一般三相异步电动机的额定转速都比较高，根据计算转速的公式：N=60F/P注：公式中的F为变频器的输出频率，P为电机的极对数电机是额定转速一般可达一千五左右，不能直接应用与排屑机，所以需要先进行减速，降到四五十左右，减速的方法有：增加变频器、采用低速马达、采用齿轮减速马达。由于对性能和空间的要求都不高，所以选择最经济实惠的齿轮减速马达，减速比大概 1:504）机额定功率和转矩的确定：由于排屑机只用与把机床的各种切屑排掉，而本机床一般只加工小型铝件或钢件，所以切屑的体积小和重量轻，对电动机的额定功率要求不高，但又不能太小，于是我选择200W的。 根据计算扭矩的公式：图 2-195OPMN5注：公式中的M为电机的扭矩（也称力矩），P为功率，N为电机转速再加上减速