CK6125型半闭环系统数控车床设计【说明书+CAD】
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ck6125
闭环
系统
数控车床
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说明书
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cad
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南京工程学院 毕业设计开题报告 课 题 名 称： 半闭环系统数控车床设计 学 生 姓 名： 罗毅 学 号 ： 201080426 指 导 教 师： 李 雪 所在 院 (系 )部 ： 机 械 工 程 学 院 专 业 名 称： 机械电子工程 2012 年 03 月 14 日 说 明 1根据南京工程学院 毕业设计 (论文 )工作管理规定 ，学生必须撰写 毕业设计（论文）开题报告 ，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。 2 开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于 2000 字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5开题报告检查原则上在第 2 4 周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。 毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名 罗毅 学 号 201080426 专 业 机械电子工程 指导教师姓名 李雪 职 称 讲师 所在院 (系 )部 机械工程学院 课题来源 自拟课题 课题类型 工程技术研究 课题名称 半闭环系统数控车床设计 毕业设计的 内容和意义 课题背景： 数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。 尽管我国机床行业近年来取得了长足的发展，数控化率稳步提高，但机床消费和生产的结构性矛盾仍然比较突出。1目前，国内对中高档机床的需求量逐渐超过低档机床。但国产数控机床以低档为主，高档数控机床绝大部分依赖进口 。 我国数控机床行业总体的技术开发能力和技术基础薄弱，信息化 技术应用程度不高。行业现有的信息化技术来源主要依靠引进国外技术，且外方在许多高新产品的核心技术上具有掌控地位，我们对国外技术的依存度较高，对引进技术的消化仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上，没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。具有高精度、高速、高效、复合功能等特点的高性能实用数控机床基本上还得依赖进口 2。与国外产品相比，我国的差距主要是机床的高速高效化和精密化上。 因此，加速发展具有较强竞争能力的数控车床就成了我国数控机床研究部门和厂家所面临的重要任务。为完成这一任务，必须攻克若干关键技 术，其中 半闭环系统 数控车床的 设计也是 一个重要内容，而我的课题也就由此而来。 毕业设计的 内容和意义 课题内容： 于大部分数控车床来说，车削精度、经济性和稳定性是影响数控车床竞争力的重要因素，而数控车床伺服系统的控制方式又是影响车削精度、经济性的关键条件。我国某些类型数控机床伺服系统至今仍停留在步进开环系统上。这种伺服系统比较简单，工作稳定，但精度和速度的提高受到限制。生成出来的产品无法满足要求。而有些进度较高的数控车床有 比较高的精度，但其价格相对比较昂贵，对于中小型企业是一笔不小的开支。这种 数控车床主要采用闭环控制的方式。其系统复杂，调试和维修困难，价格较贵。 可以采用采用半闭环系统控制方式。 半闭环伺服系统的工作原理和闭环伺服系统相似，只是位置检测器不是安装在工作台上，而是安装在伺服电动机的轴上。这种伺服系统所能达以的精度、速度和 动态 特性优于开环伺服系统，其复杂性和成本低于闭环伺系统， 并且可以利用误差补偿技术提高其精度。 主要用于大多数中小型数控机床，且能满足市场要求 。 首先根据半闭环原理选用驱动及反馈元件。其次通 根据主参数确定结构参数，运动参数，动力参数等，并以此来 设计主传动系统和进给系统 。接着对机械传动系统 和进给系统 的分析与计算 验证器可行性和正确性 。最后 通过 对系统控制软件的设计和数控系统硬件电路设计 完成数控车床的半闭环系统设计任务 。 课题的意义： 通过 学习研究 半闭环系统数控车床 ， 可以 掌握数控机床的结构原理， 可以更好的了解数控车床的现状和发展中的问题。还可以真正的了解半闭环系统的优势。 对提高机电一体化水平，提高分析解决问题及独立工作能力均有重要意义。 文献综述 国内外研究现状 ： 目前，国内在提高半闭环系统数控车床精度方面做了大量的研究，他们根据数控车床 不同的构件及其工作状态，研究了很多特定的 解决方法。 首先是对数控机床半闭环控制及螺距误差补偿研究 3。 为实现开放式机床控制器可移植性要求，文章中提出一种可应用于交流伺服电机和步进电机的基于虚实映射的半闭环控制结构模型。在此基础上，讨论了针对步进电机的经济型机床半闭环结构的比例 +积分的控制器设计方法。为降低机床传动机构所产生的螺距误差，通过激光干涉仪实际测量正反向定位值，将测量结果作为一个非线性环节引入半闭环结构中实现机床的螺距误差补偿。实验结果表明，该方法可实现机床伺服轴定位累积误差由 220小到 11 其次 是对半闭环数控系统滚珠丝杠副的误差补偿研究 4。高精度的滚珠丝杠价格较高，因保证加工精度而在普通的数控机床中使用高精度的钟杠会增加生产成本。为了解决加工精度和成本的矛盾，作者 利用激光干涉仪进行误差测量，通过相关的软件对数控机床的定位误差进行补偿，从而保证了加工中使用低精度的丝杠也能生产出高精度的零件，达到了降低生产成本，同时又能保证加工精度的目的。 接着 是基于半闭环控制的数控系统反向间隙补偿研究 5。文章提出了基于半闭环控制下的间隙补偿原理，通过间隙模型仿真验证了补偿算法的可靠性，并且在开放 式数控系统实验平台上实现了算法的嵌入，实际的测量结果论证了算法的正确性。实验表明，通过该间隙补偿方法可以有效地降低因反向间隙所造成的轮廓误差。 最后 是基于加减速控制的半闭环数控机床反向间隙补偿研究6。 机床传动环节的反向间隙是影响半闭环数控机床定位精度最重要因素之一，为补偿反向间隙的影响， 文章中 提出了一种基于加减 文献综述 速控制的反向间隙补偿方法，该方法可在满足执行电机动态性能要求的同时，实现最短的反向间隙补偿时间。最后将该方法应用十机床伺服轴上。实验结果表明，该方法可有效补偿伺服轴传动环竹所产生的 反向间隙。 参考文献： 邹翠波 ,张彩虹 J, 代制造 . 国内外数控技术的发展现状与趋势 J, 张晶 ,裴海龙 , 中国机械工程 ,第 17 卷第 1 期 2006 年 1 月上半月 . 小慧 J,机床与液压 ,2007 年 8 月第 35 卷第 8 期 . 东升，陶涛，冯斌，盛晓超，颜冠军 闭环控制的数控系统反向间隙补偿 J, 组合机床与自动化加工技术 ,2011 年 4 月 第 4 期 . 王立松 . 基于加减速控制的半闭环数控机床反向间隙补偿J, 机床与液压 ,2006. N o. 10. 7. 龚德明 ,李松 . 半闭环数控系统控制方法 J. 机电工程技术 ,2010年第 39 卷第 08 期 . 宋现春主编 M. 机械工业出版社出版， 2003 王彪等 M际工业出版社， 2002 树生 M2005 年 研究内容 控车床由主传动系统，进给系统和控制系统三部分组成。设计中首先进行总体方案的确定，画出简易的传动系统图，根据给定的设计参数对主传动和进给系统中的主要传动件进行了校验计算。进给系统由步进电机驱动滚珠丝杠实现进给。控制系统是由 盘，显示， 接口电路，脉冲分配器 和电机驱动部分组成。 过单片机反馈补偿实现半闭环控制 。最后进 行 技术经济分析 ， 得出设计生产该产品是经济合理的。方案设计主要是确定机床的总体结构，传动原理 和过程 以及基本的运动参数。 研究计划 第 3 周 熟悉课题的背景，进行国内外现状调查 第 4 周 收集资料，初步方案及结构形式确定 第 5 周 完成开题报告，外文翻译 第 6 周 提出设计方案，设计方案论证 第 7 周 绘制总装配图及设计计算 第 8 周 绘制总装配图及设计计算 第 9 周 绘制零件图及设计计算 第 10 周 绘制零件图及设计计算 第 11 周 绘制控制原理图 第 12 周 绘制控制原理图 第 13 周 控制软件设计并调试，整理设计说明书 第 14 周 撰写毕业设计论文 第 15 周 撰写毕业设计论文 第 16 周
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