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基于 plc 数控车床 控制系统 设计 机械 毕业设计 全套 资料 已经 通过 答辩

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编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 题目： 基于 数控车床控制 系统的设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0923177 学生姓名： 曹 剑 指导教师： 潘国峰 （职称： 副教授 ） （职称： ） 2013 年 5 月 25 日 无锡 太湖学院本科毕业设计（论文） 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明 ：所呈交的毕业设计（论文） 基于 数控车床控制系统的设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 94 学 号： 0923177 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 无锡 太湖学院 信 机 系 机械工程及自动化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 1、 题目 基于 数控车床控制系统的设计 2、专题 二、课题来源及选题依据 现代工业制造量很大，产品质量要求很高，传统的加工方法已经基本无法打到生产 的要求。为了能够在保证产品质量的前提下，最大地提高工作效率，就必须采用先进的数控加工手段。数控系统就是指械运动及加工过程进行数字化信息控制的所具备相应的硬件和软件的总和。 数控技术在制造业中占有举足轻重的地位，甚至一定程度上代表该国家的机械发展水平。如今数控技术已成为机械工业的自动化三大支柱之一，从而成为世界各国学术界研究的重点和热点。目前我国主要使用的还是以经济型车床为主，多以德国西门子和日本法 兰克系统为主体，但我国国产系统的发展潜力不容忽视。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 熟悉 数控系统 的发展历程，特别是近十几年来 基于 控制系统； 熟悉数控车床，包括机械结构、控制系统结构、工作原理等 ； 合理设计控制系统中各个子系统的控制方案 ； 掌握 控制系统的各个硬件电路的设计以及运动控制器的连线与配线 ； 熟练 行对数控系统进行软件编程，给出 制步进电机、主轴电机和系统报警程序 ； 熟练使用 行所设计的系统仿真 。 四、接受任务学生： 机械 94 班 姓名 曹 剑 五、开始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设 计（论文）指导（或顾问）： 指导教师 签名 签名 签名 教 研 室 主 任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名 2012 年 11 月 12 日 要 采用数控车床控制系统进行机械加工具有加工精度高、生产效率高、改善劳动力条件、利于生产管理现代化的特点，极大满足对产品多样化的需求。 论文以数控车床为研究对象，对其基于 主要有一下几点内容： （ 1） 提出了基于 服驱动控制系统设计方案、联动控制设计方案等。简单的地进行了对数控车床的主要机械结构、控制系统结构以及数控车床工作原理和流程介绍 ； （ 2）较为详细地进行了数控车床控制的设计，其中包括元器件选则，硬件电路设计，和相关模块的接线，如运动控制器的接线， 轴电机、电路报警的程序设计； （ 3）采用 仿真，进行了模型的建立，仿真数据的分析。 关键词： 控车床；控制系统；仿真 he NC of to of of NC of as NC of of A NC as NC a NC as as LC on To by V 目 录 摘 要 . . 录 . V 1 绪论 . 1 控系统的发展 . 1 外数控系统发展 . 1 内数控发展 . 1 控加工的意义 . 2 数控车床上功用、优点 . 3 题研究背景及意义 . 4 究意义 . 4 究内容 . 4 2 基于 控车床控制系统的设计方案 . 5 控车床简介 . 5 控车床机械结构 . 5 制系统的组成 . 5 控车床工作原理和流程 . 6 制系统设计流程 . 6 制系统设计方案 . 6 服驱动控制系统设计方案 . 6 动控制设计方案 . 7 轴控制系统设计方案 . 8 控车床控制系统关键技术 . 9 章小节 . 10 3 基于 控车床控制系统的设计 . 11 . 11 件电路设计 . 12 电路设计 . 12 电电源电路 . 13 电电源接线 . 14 流控制电路 . 15 流控制电路 . 16 进电机驱动电路设计 . 18 动控制器设计 . 18 线设计 . 20 件设计 . 21 P 步进电机控制程序设计 . 21 主轴电机控制程序设计 . 23 障报警设计 . 25 章小结 . 26 4 基于 仿真设计 . 27 绍 . 27 立系统仿真模型 . 27 真结果及分析 . 27 章小结 . 28 5 结论与展望 . 29 论 . 29 足之处及未来展望 . 29 致 谢 . 30 参考文献 . 31 基于 数控车床控制系统的设计 1 1 绪论 控系统的发展 数控系统（ 数字控制系统的简称，它是机械运动及加工过程进行数字化信息控制的所具备相应的硬件和软件的总和。 外数控系统发展 采用数控技术进行机械加工的想法最早是在上个世纪 40年代初提出。 第一阶段：数控阶段（ 间： 19591970年 第一代数控系统（电子管数控系统）： 1952年，由美国的著名麻省理工学院（ 美国帕森斯公司 (o)合作研发出世界上第一台三坐标的数控铣床，标志着数控系统由此诞生。 第二代数控系统（晶体管数控系统）：借助于 1959年电子相关行业研发的出晶体管元件，并结合印刷电路板技术在电子计算机上的应用，数控系统成功地步入了第二代。与此同时美国的耐 &机床上安装了刀库，并通过机械手将刀具装夹在主轴上来自动选择生产所需的刀具，这样以来以大大缩减了装卸刀具和定位装卡零件所耗时间，后来人们把这种带有自动交换刀装置的数控机床称为“加工中心”（ C）。 第三代数控系统（集成电路数控系统）：数控系统发展到第三代是因为功耗低的小规模集成电路在 1960年的出现使数控系统的可靠 性得到了明显提高。 尽管数控系统得到了三代的发展，但这个阶段的系统拥有一个共同的弊端，那就是都以硬件为基础且数控系统的大部分功能依靠硬件电路完成，例如加工程序的输入、运算、输出等。由于硬件结构的固定化就导致一旦加工成型就很难在进行改动，这就为数控系统的后期开发、维护带来了极大的不便。与此同时，由于硬件电路所实现的功能有限，可靠性相比较低，因此数控系统要想得到更好的应用仍急需快速地发展。 第二阶段：计算机数控阶段（ 间 :1970现在 第四代数控系统（小型计算机数控系统）： 1970年，第四代数控系统在 美国的芝加哥国家展览会上得到了首次亮相。它的主要发展动力源是当时计算机技术的迅猛发展，使得系统的控制单元由硬件转变为计算机控制。 第五代数控系统（微型计算机数控系统）：在 20世纪 70年代初美国英特尔（ 司开发出的微处理器引发了数控系统的第五次换代。自 1974年，由美、日、德等国率先研制出的这种以微处理机为核心的数控系统被称为第五代数控系统（ 称为 ，数控机床在往后的 20年中开始了前所未有的大发展。 第六代数控系统（ 进入 90年代后，借助于 位， 16位发展到如今的 32位，性能得到大幅度的提高数控系统的革新也伴之进行。首台基于 994年的问世引起世界范围的关注，并标志着数控系统迈入第六代。 内数控发展 我国是自 1958年才开始对数控系统进行研发工作。研发工作的进行着主要是由科研机构，高等院校和少数机床厂担当。由于当时国产的电子器件水平有限，与国外发达国家相无锡太湖学院学士学位论文 2 比有明显差距，再加上研发工作在经济上受到制约，导致我国数控系统在这个时期研发进度不是很大。 但在改革开放，我国的数控技术终于发生了革命性的发展。经过“六五”时期对国外先进 数控技术的引进，“七五”期间积极对引进技术上地消化，截止“八五”时期国家开始了对数控技术研发点的大力支持，使得我国数控技术得到了前所未有的发展。在这个时期国家进行了产品的验收工作。验收的产品主要包含：由华中数控公司生产的华中 阳的高档数控国家工程研究中心研制的蓝天 及其他通过“国家机床质量监督测试中心”测试合格的国产数控系统。 通过 2003年 4月我国最高级别的机床展览会 第八届北京国际机床展览会以及许多资料都已经明确表明了，目前我国数控系统生产的类型依然主要为经济型。销量较大产品制造公司主要有广 州数控，南京华兴数控，南京新万达数控，江苏仁和数控，成都广数控，北京帝特马数控等。 控加工的意义 采用数控系统进行加工与传统的机械加工相比，前者的优益之处主要体现于以下 6个方面： （ 1） 加工精度高 数控机床是按照用户的程序指令进行零件的。同传统机床相比，数控机床优化了其传动装置，提高了分辨率。如今数控机床的脉冲当量已经普遍达到了每个脉冲为 就使得众多中小型数控机床的定位精度普遍能够达到 复定位精度达到 且在加工的整个过程中反向间隙与丝 杠螺距误差等都是由数控装置进行自动补偿，可以有效地减少由于操作人员参与所带来的人为误差，所以可以肯定数控机床的加工精度相比传统的车床精度高许多。 （ 2） 加工效率高 工件加工所需的时间主要是由机动时间和辅助时间两部分构成。所以数控机床可以助其数控机床轴转速和进量的调速范围比普通机床大的优势，使它可以选用最有利的切削用量进行加工，同时数控机床以其所具有的良好的刚性来快速移动以及停止采用了加速、减速的措施来提高空行程的运动速度，使得能够有效地减少了机动时间。而且在加工的过程中，采用数控机床可以避免传统机床所需的划 线过程以及快速换刀，从而又缩减了辅助时间。 (3)柔性度高 在数控机床上进行工件的加工我们主要依靠的是用户所编程的程序。同传统的机床对比来看，数控机床能够减少不必要的来回更换夹具、工具，以及过多重复的调整机床本身。因此凭借其高度的柔性，数控机床可以很好的加工小批量复杂型的工件。 (4)劳动强度低，劳动条件改善 数控机床对工件的加工是自动进行的，加工完毕后自动停车。操作者不需要过多的参与，只需要对系统进行程序地编写、程序地输入、工件地装卸以及检验等工作，所以极大程度地降低了劳动强度。同时由于众多数控机床如今多 为封进行加工，所以既清洁又安全，这又使得劳动条件得到了改善。 基于 数控车床控制系统的设计 3 (5)生产管理化程度高 由于数控机床是采用程序进行加工的，所以对于每个相同的工件来说，其加工时间都是基本一致的。这样利用数控机床加工工件，就可以预计出整批相同件的所需时间，从而有利于进行均衡生产和预计产量的提高。 (6)就业压力减轻，就业待遇高 如今我国数控加工技术仍然处于大力发展的阶段，大量的数控机床急需操控熟练的加工员。然而目前在我国该行业熟练数控技术操作的人员的数量却始终处于更不上的现状，从而导致该行业严重缺乏人才。但同时可以从侧面看出，这 给众多空闲劳动力给拱了就业机遇而且就业待遇高，一定程度上解决了就业压力，解放和发展了劳动力。不论是为我国经济的发展还是个体的经济收入都谋得实质性的利益。 数控车床上功用、优点 大优点难舍难分。 目前一个国家的 今业机器人成为机械工业的自动化三大支柱。 （ 1）可靠性高，抗干扰能力强 高可靠性是电气控制设备的关键性能。 用严格 的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的 0万小时。一些使用冗余 用 同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外， 现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除 样，整个 系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。 (2)配套齐全，功能完善，适用性强 经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代 用于各种数字控制领域。近年来 度控制、上 用 (3)易学易用，深受工程技术人员欢迎 面 向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 (4)系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造 大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适 合多品种、小批量的生产场合。 无锡太湖学院学士学位论文 4 (5)体积小，重量轻，能耗低 以超小型 近出产的品种底部尺寸小于 100量小于 150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。 题研究背景及意义 究意义 我国数控车床自 20世纪 70年代开始初步投入市场生产到如今经过各科研机构、厂商地努力取得了肯定性的成果 :数控车床的质量可靠，类型、规格齐全等。但同时面临诸多困境：产品转型升级、技术手段不过最先进行列等。其中众多院校多以书本理论知识为主，脱 离实际，导致学生空有理论。本课题就是在这种背景下产生，目的是为了是学生增加动手，思考能力，将所学书本知识用于实践运用和系统开发中。 究内容 本次基于数控车床控制系统的设计内容主要包括下几个部分： （ 1）给出本次控制系统设计总体方案，包括进给伺服系统的设计方案，联动控制的设计方案，主轴控制系统的设计方案。 （ 2）详细进行本次设计，主要包括硬件元件的选择、硬件电路设计和软件程序编程。 （ 3）基于 验本次设计的可行性。 基于 数控车床控制系统的设计 5 2 基于 控车床控制系统的设计方案 控车床简介 控车床机械结构 数控机床的机械结构主要由以下几部分组成 ： （ 1） 主传动系统 它包括动力源、传动件及主运动执行件 (主轴 )等，其功用是将驱动装置的运动及动力传给执行件，以实现主切削运动。 （ 2） 二进给传动系统 它包括动力源、传动件及进给运动执行件 (工作台、刀架 )等，其功用是将伺服驱动装置的运动与动力传给执行件，以实现进给切削运动。 （ 3） 基础支承件 它是指床身、立柱、导轨、滑座、工作台等，是整台机床的基础和框架， 支承机床的各主要部件，并使它们在静止或运动中保持相对正确的位置。 （ 4） 辅助装置 辅助装置是指实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置。辅助装置视数控机床的不同而异，按机床的功能需要选用，如自动换刀系统、液压气动系统、润滑冷却装置和排屑防护装置等。 制系统的组成 数控车床的控制系统主要包括输入装置、输出装置、数控装置、可编程控制器、主轴控制模块、进给伺服控制模块及位置检测装置等部分。 控制系统组成图如 图 图 制系统组成图 其中， 输入装置的作用是把控制介质中的程序代码转变为对应的电脉冲信号，然后传入并存入数控装置中；输出装置则是起到打印和显示功用。 数控装置是数控机床控制系统的核心部位。它对接受从输入装置传送来的脉冲信号，通过其控制软件以及逻辑电路进行着编译、运算、逻辑处理处理工作，最后再将加工出的各种信息指令传输到伺服系统，从而实现对数控车床各个部位的有序规定动作。 输入 装置 通信 线路 输出 装置 计 算 机 数 控 系 统 装 置 主轴控制单元 可编程控制器 速度控制单元 主轴 伺服驱动 机 床 进给 伺服驱动 位置 监测装置 无锡太湖学院学士学位论文 6 伺服系统的作用是将数控装置发过来的位移和速度脉冲信号转变为数控车床执行部件的方向、位移和进给速度。 可编程程序的接口部分是用来实现对数控车床的强电控制的作用，即执行实 现数控装置发出的辅助功能。 位置检测装置的主要作用是进行主轴、进给轴的位置检测的完成工作。配合着主轴控制模块、进给伺服控制模块完成相应的位置控制。 控车床工作原理和流程 （ 1）输入：零件加工程序一般通过 （ 2）译码：译码程序将零件加工程序翻译成计算机内部能识别的语言。 （ 3）数据处理：包括刀具半径补偿、速度计算以及辅助功能的处理。 （ 4）插补：是在已知一条曲线的种类、起点、终点以及进给速度后，在起点和终点之间进行数据点的密化。 （ 5）伺服输出：伺服控制程序 的功能是完成本次插补周期的位置伺服计算，并将结果发送到伺服驱动接口中。 制系统设计流程 本次设计的主要流程如图 图 制系统设计流程图 制系统设计方案 服驱动控制系统设计方案 本次设计设计中关于伺服驱动系统的设计采用的是具有位置反馈、速度反馈以及电流反馈的三闭环的结构形式的高性能伺服系统。其中，伺服驱动系统中的电流环和速度环是内环，位置环为外环。 伺服驱动控制 系统框图 如图 系统设计准备 控制系统方案提出 数控车床控制系统设计 器件选择 硬件电路设计 软件设计 仿真测试 基于 数控车床控制系统的设计 7 图 服驱动控制系统框图 （ 1）电流环 电流环是由控制器和逆变器两个部分组建而成，它的作用是使得电机的绕组电流实时、准确地跟踪电流的参考信号。在全数字交流伺服系统中，它分别起到对 d、 中， 后通过电流的控制器，获得给定的控制电压，从而通过空间欠量脉冲宽调制算法利用 （ 2）速度环 它是用来保证电机的转速和指令的一致性的，消除负载转矩的扰动等因素对电机转 速的影响。速度的指令与反馈的电机的实际转速进行比较，它们的差值则是通过速度调节器直接产生了 而控制电机的匀速、减速和减速，最终使得电机的实际转速与指令的一致性。其中速度调节器是采用 （ 3）位置环 位置环的根本作用是实现执行机构对位置指令的精确的跟踪，其可以产生电机的速度指令并使得电机准确的进行定位与跟踪。它通过对设定的目标位置和电机所要求达到的准确定位的实际位置进行比较，利用它们间的偏差通过采用位置调节器从而产生电机的速度指令。 动控制设计方案 本次设计中联动控制的 设计，联动控制原理图和硬件设计的连线分别 如图 在步进电机和驱动电气的主控电路以及 行对合上自动开关 后将编程的电缆连接到 用 无锡太湖学院学士学位论文 8 图 动控制原理图 图 件接线图 轴控制系统设计方案 本次设计的主轴控制系统主要是用来实现对主轴的正反转动的控制、多档位调速和无级调速。再与脉冲编码器相互结合起来，构成闭环控制，用来实现主轴转动 和进给运动之间的相互联系。主轴控制系统结构框图 如图 基于 数控车床控制系统的设计 9 图 轴控制系统结构框图 在设计中，主轴调速采用分段的无级调速和多档位有级调速分段的无级调速能够在满足无级调速的功能基础上扩大最高转速的范围，从而不受电机最高转速的限制。通过液压拔叉系统来实现高速与低速之间的相互转换。而每段的无级调速则是通过变频器功能实现。 编码器的信号反馈回到 而构成了闭环系统。主轴转动和进给运动之间通过编码器来实现车螺纹等功能。 控车床控制系统关键技术 数控车床控制系统的设计，其主要是基于 进行该设计的过程中主要设计以下关键技术： （ 1） 各个元器件 合理选型 ； （ 2） 各个硬件电路的设计； 编 码 器 运动控制卡 端子板 接口板 点动按钮 控制面板 端子板 接口板 入模块 央处理器 出模块 端口板 变频器 电机接口 三相异步电机 变 速 器 主 轴 无锡太湖学院学士学位论文 10 （ 3） 运动控制器的接线， （ 4） 主轴电机的控制； （ 5） 仿真软件 节 本章简单的进行了对数控车床的机械结构，控制系统结构以及数控车床工作原理的简单的介绍。主要进行了数控车床控制系统总体方案的设计，包括伺服驱动控制系统设计方案 ，联动控制设计方案以及主轴控制的系统设计。给出了设计的主要设计流程步骤。为数控车床系统设计提供了设计思路和设计方法。 基于 数控车床控制系统的设计 11 3 基于 控车床控制系统的设计 基于 控车床控制系统的设计主要包括对系统中 伺服驱动系统的设计、联动控制的设计以及主轴控制系统的设计。 件选择 数控车床的控制系统的功用主要是为了使被控制对象能够达到规定的性能指标，设计的结构要求必须实现所有被控制对象的动作，且达到各项技术指标。在本次控制系统的设计中，经过验算和可行性分析后，采用了以下各型号元器件， 如 表 3 表 3型号元器件表 名称 代号 型号 主要参数 接触器 择额定电压为 380V，主触头额定电流为100A 定电压为 380V，主触头额定电流为 10A 额定电压为 440V，主触头额定电流为 40A，吸引线圈电压为 22V 定电压为 380V，主触头额定电流为 10A 断路器 额定电流为 63A，额定电压为 380V 额定电流为 100A，额定电压为 380V 额定电流为 1A，额定电压为 380V 额定电流为 3A，额定电压为 380V 额定电流为 5A，额定电压为 380V 主轴电机 率 3 额定电压 280V 变频器 入频率 4763出频率 0650 步进电机 130数 3，步矩角 驱动器 电源 细分范围 1256 无锡太湖学院学士学位论文 12 件电路设计 电路设计 主电路设计主要是为了实现数控车床系统中各个电动器件连接：冷泵电机、冲削电机、换刀电机的供电和启停控制连接方法等，电路设计如图 图 气主电路图 本次设计采用的是三相电压为 380V ，频率为 50且采取可靠接地来防止当电机受潮等情况导致触电情况的发生。 电气主电路中，电源控制开关 车床总电源的通断的控制，还能够对整个动力线路的起到过流保护、电压保护以及过载保护的巨大功用。若数控车床通电之则，操作面板上的车床电源指示灯将会亮起。其中断路器 00此次供电的过程中，交流接触器 断路器 2供电功用，交流接触器 2的启动和停止的控制功用。 断路器 冲削电机 流接触器 断路器 5提供电力，交流接触器 断路器 电路能够直接为电源变压器 数控车床控制系统的设计 13 需求。 电电源电路 数控车床控制系统中供电电源电路的设计主要是为了确定数控车床中各个电源对哪些部件进行控制的。即，使得各个总电源与其相应的供电部件相互对应起来。设计电图如图 图 电电源电路 11L+是 ，断路器 支路将不再受直流 24接触器控制回路的控制。当总电源接通过之后， 样方便对设备进行较为有效的控制。 串联与 12L+的触点 给机床启动信号，它一般是在机床启动后接通。 控制电源的支路 13L+是控制系统中的继电器 要是用来进行紧急分断电路、启动车床 /停止控制电路和安全电路作用等。 4L+同样是有本支路供给，但是必须在紧急分断回路正 常、车床启动之后才能够提供。 15L+）是 路器 采用是用来进行保护。 16L+是电机制动器电源支路，该电源用来对 X、 6L+是通过紧急分断继电器的 4/1进行控制。 无锡太湖学院学士学位论文 14 （ 17L+）为驱动安全防护门闭锁装置 总电源接通后将直接工作，这样方便便打开防护门进行维修与调整。 （ 18L+）为进行提供机床液压系统电磁阀 支路是 受继电器 6/1的控制。并且必须在车床启动、安全防护门都完全关闭之后才能工作。 电电源接线 该电路的的设计主要是用来控制进行解决各部分供电电源的连接问题。电路设计如 控制电路是由 压器 副边三组绕组则分别提供 在 且它还可以作为交流控制回路控制电源； 向工作灯 24断器 基于 数控车床控制系统的设计 15 图 制电路电源图 流控制电路 该电路的设计主要是为了明确了是如何进行对数控车床控制系中各个元件控制，即：伺服变压器、冲削电机通断状态控制，刀库如何正反转等。设计电路如图 无锡太湖学院学士学位论文 16 图 流控制电路图 交流控制线路，需要有 110源控制的电路接入。其中电路图中与 们都为单项阻容吸收器起到灭弧的作用。 各元件功用表 如表 3 表 3元件功用表 元件名称 功用 服变压器通断 却点击启停 制器电源通断 库正转 库反转 削编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 相 关 资 料 题目： 基于 数控车床控制 系统的设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0923177 学生姓名： 曹 剑 指导教师： 潘国锋 （职称： 副教授 ） （职称： ） 2013年 5月 25日 目 录 一、毕业设计（论文）开题报告 二、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文 三、学生 “毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表 ” 四、实习鉴定表 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 开 题 报 告 题目： 基于 数控车床控制 系统的设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 0923177 学生姓名： 曹 剑 指导 教师： 潘国锋 （职称： 副教授 ） （职称： ） 2012年 11月 25日 课题来源 实验室课题 科学依据 （包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等） （ 1）课题科学意义 现代工业制造 量很大， 产品质量要求很高，传统的加工方法已经基本无法打到生产的要求。为了能够在保证产品质量的前提下，最大地提高工作效率，就必须采用先进的数控加工手段 。 数控系统 就是指 械运动及加工过程进行数字化信息控制的所具备相应的硬件和软件的总 和。 数控 技术在 制造业 中占有举足轻重的地位 ，甚至 一定程度上代表该国家的机械发展水平。如今数控技术已成为机械工业的自动化三大支柱之一 ，从而成为世界 各国 学术界研究的 重点和 热点。目前 我国主要使用的还是以经济型车床为主，多以德国西门子和日本法兰克系统为主体，但我国国产系统的发展潜力不容忽视 。 （ 2） 数控控制系统 研究状况及其发展前景 数控控制系统的核心就是如何采用 有效最简便进行系统控制。因此在今后的设计过程中，重点解决 系统中步进电机的控制问题。 随着 计算机的诞生 ， 第一台含有数控系统的机床在 1952 年问 世 。 在后来的半个多世纪里相继发生了两大阶段 6 次换代，使其具有越来越多的优点。这些优点如下 ： 加工精度高 。 同传统机床相比，数控机床优化了其传动装置，提高了分辨率，而且可以有效地减少由于操作人员参与所带来的人为误差。 加工效率高 。 以其所具有的良好的刚性来快速移动减少了机动时间，而且可以避免传统机床所需的划线过程以及快速换刀，从而又缩减了辅助时间。 柔性度高 。 劳动强度低，劳动条件改 善 。 生产管理化程度高。 减轻就业压力，就业待遇高。 数控系统成为当今社会经济发展的重要力量，左右着一个国家的发展前景。 研究内容 熟悉 数控系统 的发展历程，特别是近十几年来 基于 控制系统； 熟悉数控车床，包括机械结构、控制系统结构、工作原理等 ； 合理设计控制系统中各个子系统的控制方案 ； 掌握 控制系统的各个硬件电路的设计以及运动控制器的连线与 配线 ； 熟练 行对数控系统进行软件编程，给出 制步进电机、主轴电机和系统报警程序 ； 熟练使用 行所设计的系统仿真 。 拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 （ 1） 完成 数控车床结构的整体规划，形成控制系统的总体设计方案。 （ 2） 在设计方案的基础上，进行控制元器件的选择，主要硬件电路的设计，运动控制器的接线， （ 3） 在完成控制系统的硬件设计之后，进行 轴电机和系统故障报警程序的设计。 （ 4） 完成数控车床制系统的设计之后，利用 测设计的系统稳定性。 研究计划及预期成果 研究计划： 2012 年 11 月 12 日 12 月 25 日：按照任务书要求查阅论文 相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。 2013 年 1 月 11 日 3 月 5 日：填写毕业实习报告。 2013 年 3 月 8 日 3 月 14 日：按照要求修改毕业设计开题报告。 2013 年 3 月 15 日 3 月 21 日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。 2013 年 3 月 22 日 4 月 11 日： 件学习 。 2013 年 4 月 12 日 4 月 25 日： 序设计 。 2013 年 4 月 26 日 5 月 21 日：毕业论文撰写和修改工作。 预期成果： 达到预期的实验结论： 完成基于 控车床控制系统的各个元器件的选择，硬件电路的设计，各个模块之间的连线以及基于 数控系统的程序设计，通过真，验证所设计系统的可行性和稳定性。 特色或创新之处 使用 程仿真，效果明显，方便改变参量，能够直观判断实验结果。 采用固定某些参量、改变某些参量来研究问题的方法，思路清晰，简洁明了，行之有效。 已具备的条件和尚需解决的问题 实验方案思路已经非常明确，已经具备使用 程仿真的能力和 仿真曲线分析 的知识。 使用 程的能力尚需加强。 指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 教研室（学科组、研究所）意见 教研室主任签名： 年 月 日 系意 见 主管领导签名： 年 月 日 英文原文 2002,of of of is it to as of do in is in to of . of is in to to of In in of as of to s to in of In a as in a to is to of is by to of of is a of (1)(2)(3)(4)(5)of (6) of a he of to of of of of ) to s of a to of in at to is 1- in 1 A he of to it as of to it as in 1st of in In of as 00,000 / it is be In of of is is or in a as to a of to of to is it 0m/is up 00m/to be to A of in at of up . to 0m/of it 00m/to be g, of 0 000r/a of 0at a h, is to h; of of up 20000r/mm g. In 0 of of m up to 0m of 5m, is it to In of 000h, of 0000h, In to if of to it is is to of to of of by a It is of 3 is it to of is at a 5 to to as go it is in of of is At of of is it to to it of by a of of So of of to of ). of of be on of of to in be NC AM is or of of in 1st be in It is in to of as of is in to of if of of to be of A of on to at GC . ( to of is of be on or is in of of at of is a of of in of of as of of a in if of ( IT ( is T ; ( to of ay to of As in . , on of of of 3 in on in a a of of of of NC 000. is a of of of 0 , M he t of s a of NC in is to a of on in of of of be a of of on of a of a of in NC to on NC be is a of of 5%), to 5%) 0%) At to MS 20 NC in . is a of of in he of of by is to in at 2 of of of of of of 958, in 0 be is 958 979, In of of of of is , of in , of of At of of in of of of of is on of of At in of of In , of of is up 0%, it is up 0% to do周次 起止日期 工作计划、进度 每周主要完成内容 存在问题、改进方法 指导教师意见并签字 备 注11月 12日 1月27日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书存在问题：对设计的课题认识程度不够，对其重难点分析不清，分析能力不足。改进方法：在指导老师的帮助下对课题有较为深入的了解。4012年 11月 28日 1日 指导专业实训 机械设计综合实训 存在问题：数控车床的系统规划不够合理，缺少实践经验。改进方法：查阅图书了解机械结构的组成。9013年 1月 9日 2日 指导毕业实习 相关机械制造厂实习，了解本专业的实践知识 存在问题：没有实习实训的经验，无法将课本知融会贯通。改进方法：认真参与工作，虚心求教。11 2013年 2月 13日 7日 查阅参考资料 查阅与设计有关的参考资料不少