xk2125开题报告 840D数控系统.doc

说明：毕业综合课题开题报告（工科专业学生用）常州工程职业技术学院毕 业 设 计 开 题 报 告（ 2010 届）题目：xk2125龙门数控铣床电气控制系统设计 学生： 陈存 系： 机械工程技术系 专业班级： 机电0813 指导教师： 金燕 专业技术职务： 讲师 一、前言1课题的背景、目的和意义1.1课题的背景1946年世界上诞生了第一台电子计算机。第一台计算机诞生6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上。1952在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统的机床产生了质的变化。西门子推出数控系统以功能强而著名,曾经推出的有：SINUMERIK 8系列、 SINUMERIK 805T(M)系列、SINUMERIK 810T(M)系列,、SINUMERIK 850T(M)系列、SINUMERIK 880T(M)系列、SINUMERIK FM_NC系列、SINUMERIK 840C系列,最近推出的低端数控系统有: SINUMERIK 802S(C或D)系列,高端数控系统有SINUMERIK 810D(DE),SINUMERIK 840D(DE或Di)系列,这些数控系统属同一家族，有一定的继承性，所以，我们选择新近推出功能强、技术先进SINUMERIK 840D作为介绍对象。 SINUMERIK 840D是西门子公司九十年代末推出的高性能数控系统。它保持了原西门子SINUMERIK 880，840C前两代系统的CPU结构：人机通讯CPU即（MMCCPU）；可编程控制逻辑控制器CPU即（PLCCPU）；数字控制CPU即（NCCPU）。三部份在功能上既相互分工，又互为支持。本课题的设计对象是设计XK2125龙门数控铣床电气控制系统设计。如何对本机床的手持单元，机床控制面板，NC模块的连接，MMC103模块，NC操作面板和手持单元的设计和对其型号的选取。XK2125龙门数控铣床采用的是西门子公司的840D操作系统。西门子840D数控系统特点介绍及各个部件的主要功能 （1）显示功能屏幕文本可以在五种语言中切换（德，英，法，意，西）；可显示坐标实际值和剩余距离值，多通道显示，并具有屏幕保护功能。（2）操作功能操作安操作区域划分为： MACHINES PARAMETERS PROGRAMMINGS SERVICES DIAGNOSIS（3）操作方式自动方式： 程序的自动运行，加工程序中断后，从断点恢复运行；可进行进给保持及主轴停止，跳段功能，单段功能，空运转JOG方式（SETUP）示教（TEACH IN）手动输入运行（MDA）（4）驱动及轴的配置适用于车床，铣床以及特殊应用，具有公英制两种显示系统，可进行两种系统的切换。输入分辨率可选：0.010.00001mm，0.010.00001度位置控制分辨率：0.050.00005mm， 0.050.00005度位置控制输出可选：模拟10v/2ma或数字连接SIMODRIVE611-D进给及快移速度：最小进给：0.01mm/min最大速度：10000mm/min（5）主轴配置功能 主轴定向 恒切削速度 变螺距螺纹 主轴转速从0.1rpm99000rpm 最高8挡切换可模拟10v/2ma或数字连接SIMODRIVE611-D （6）CNC编程 加工的同时进行： 程序的输入 程序的编辑 程序的删除 程序的拷贝 PLC报警文本的编辑 程序中插入注释语句 绝对值及增量值编程（7）PLC编程 STEP5编程语言，带有扩展指令集可用LAD，STL，CSF进行编程,具有以下能力：1024个输入地址1024个输出地址128个计数器128个计时器（8）存储能力 硬盘可存储32000个程序1MB到3MB的RAM用于存储用户的加工程序及参数 32KB的PLC用户程序存储器8KB的PLC参数存储硬盘上至少40M的用户数据存储空间（9）数据交换 通用RS232C接口两个附加RS232C接口在加工的同时可进行程序的读入和输出（10）安全和诊断功能 安全程序监视测量电路，系统温度，电池，电压，存储，限位开关，风扇等。接口诊断，带有日期和时间的报警记录存储；轮廓监视，主轴监视，PLC内部状态显示，可编程工作区域限制。1.2本课题的目的和意义（1）大大的培养了我们的理论与实际设计的桥接，真正的把我们的所学运用到了现实生活中，充分运用所学知识与技能达到了解决问题的能力，为以后设计能力奠定基础。（2） 提高了我们在演算，二维读图，运用查找设计资料，进行检验和估算，考虑技术决策等机械设计方面的基本技能，AutoCAD的运用技术。（3） 进一步学习和掌握数控系统的结构，组成，培养我们的工程设计能力，分析问题和思考问题，并能解决问题的能力。（4） 通过设计实践进一步掌握设计的一般规律，从而在使我们学习的知识得到进一步的加深、拓展和巩固。二 课题的现状与发展趋势；课题欲解决哪一方面的问题西门子数控系统的现状与发展趋势2.1现状1西门子系统的开发性特别高，编程的柔性特别好。2西门子系统的使用性更加广泛，涉及了各种数控加工领域3数控的发展经历了NC数控，CNC数控，现在已向PC化发展，数控系统的PC是现代数控技术发展的一个方向。2.2趋势1 高速、高精加工2 数控系统具有多轴控制、多轴联动和复合加工的控制功能 3 数控系统开放化、智能化和网络化 2.3本课题要解决的一些问题1由于西门子840D数控系统具有高精度的的数控系统，因此应用于各个行业当中，所以在选取部件额时候如何才能降低他它的故障率，在设计系统时如何提高XK2125龙门数控铣床的加工精度。 2西门子数控系统中我们最常用的MMC有两种：MMCC100.2和MMC103,由于其中MMC100.2的CPU为486,不能带硬盘；而MMC103的CPU为奔腾，可以带硬盘，所以，在选取时候SINUMERIK810D对应MMC100.2,而为SINUMERIK840D配M MC1033 电源模块：主要为NC和给驱动装置提供控制和动力电源，产生母线电压，同时监测电源和模块状态。根据容量不同，凡小于15KW均不带馈入装置，极为U/E电源模块；凡大于15KW均需带馈入装置，记为I/RF电源模块，通过模块上的订货号或标记可识别。4 840D系统的接口的接口问题 840D系统的MMC，HHU，MCP都通过一根MPI电缆挂在NCU上面，MPI是西门子PLC的一个多点通讯协议，因而该协议具有开放性，而OPI是840D系统针对NC部分的部件的一个特殊的通讯协议，是MPI的一个特例，不具有开放性，它比传统的MPI通讯速度要快，MPI的通讯速度是187.5K波特率，而OPI是1.5M。qNCU上面除了一个OPI端口外，还有一个MPI，一个Profibus接口，Profibus接口可以接所有的具有Profibus通讯能力的设备。Profibus的通讯电缆和MPI的电缆一样，都是一根双芯的屏蔽电缆。5 NCU 的功率负载及功率损耗计算 NC CPU 作为一个单独的模块集成到SIMODRIVE 模块组中（电源、馈电模块，进给模块，主轴模块）。供电通过设备总线传送。在安装整个系统时，必须要计算其总负载，并保证不得超出电源模块的供电能力。为了便于计算，每个模块均有一个加权系数。将该系数填入到下表中，构成产品加权系数x 模块数。最后得出的产品总和不得超出电源模块数据手册中给出的数值。二、课题方案的确定1、方案的原理、特点与选择依据1） 本设计是对XK2125龙门数控铣床电气控制系统的西门子数控系统的外部硬件线路进行设计。2）对XK2125龙门数控铣床电气控制系统的西门子数控系统的外部硬件线路进行设计。绘制二维CAD图纸，对其进行分析，并对机床组件各部分进行综合分析。3）查询各种资料，找到相关的知识，并对专机的各个组件进行计算分析，设计出相应的方案。2、课题完成步骤1） 根据课题，到图书馆借阅相关书籍，到网上查阅课题的相关资料，明确该课题的现状，研读相关资料，首先树立起对该课题的整体观念，完成开题报告。2） 构思设计方案，初步拟订设计步骤，确定所设计课题的总体方案。 3）总体设计基本完成，完成毕业设计说明书，整理了所有毕业设计资料 为毕业设计做好最好的准备。 三、阶段性设计计划、设计目标与应用价值第一周查找并准备各种资料，完成开题报告。第二周开始构思设计方案，初步拟订设计步骤，确定所设计课题的总体方案。第三周在本周要完成总体设计，并做毕业论文准备。第四周完成所有的工作，撰写设计说明书，并进行毕业设计预答辩四、参考文献1承恩等编著现代数控机床北京：机械工业出版社，19912毕曹琰主编数控机床应用与维修北京：电子工业出版社，19943蔡复之主编实用数控加工技术北京：兵器工业出版社，19954焦振学主编微机数控技术北京：北京理工大学出版社，20005毕毓杰等编著机床数控技术北京：机械工业出版社，19996严爱珍主编机床数控原理与系统北京：机械工业出版社，20007吴祖育等编著数控机床上海：上海科学技术出版社，19898李诚人等编著机床计算机数控西安：西北工业大学出版社，19889王润孝等编著机床数控原理与系统西安：西北工业大学出版社，198910王永章等编著机床的数字控制技术哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，199511卓迪仕主编数控技术及应用北京：国防工业出版社，199712严烈编著Master CAM8模具设计超级宝典北京：冶金工业出版社，200013王睿等编著Master CAM8.0基础教程北京：人民邮电出版社，200114黄诚驹主编CAD/CAM实用教程北京：电子工业出版社，200015赵先仲主编数控系统维修讲义廊坊：华北航天工业学院讲义，200016许祥泰等编著数控加工编程实用技术北京：机械工业出版社，2002.217廖效果等编著数控技术武汉：湖北科技出版社，2000.718樊锐数控钻尖刃磨机控制系统研究北京航空航天大学博士论文，199519樊锐数控刀具磨床体系结构研究北京航空航天大学博士后出站报告，199820杨伟群主编数控工艺员培训教程北京清华大学出版社北京：200221任玉田等编著机床计算机数控技术北京：北京理工大学出版社，199622王爱玲等编著现代数控编程技术及应用北京：国防工业出版社，200223余仲裕主编数控机床维修北京：机械工业出版社，200124刘雄伟主编数控机床操作与编程培训教程北京：机械