数控机床安全防护门的自动化改造.docx

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数控机床安全防护门的自动化改造

贵州航天职业技术院

毕业设计

题目：

XK715D立式数控铣床防护门的自动化改造

系别：

机械工程系

专业：

数控设备应用与维护

班级：

2013级

学生姓名：

李开宇

学号：

Z021*******

指导教师：

韦泰敢

摘要

数控机床防护门是对机床操作者的安全防护装置，在数控机床的辅助装置中是一个不可或缺的配置。

本论文针对XK715D立式数控机床防护门进行了改进，该机床防护门体积较大，并且出厂配置时为手动控制，这给操作人员带来了很大的劳动强度，操作起来存在安全隐患。

本次改造主要分为两部分：

机械改造和电气改造。

机械改造部分主要包括气缸，电气元件的选型和调试等。

电气改造部分包括PMC程序设计和报警提示制作等，也是本次改造的核心部分。

经过本次改造后机床将实现自动化控制，减轻操作人员的劳动强度，提高生产效率。

增加互锁装置和报警提示。

提高机床操作人员的安全系数。

关键词：

机床防护门数控改造立式铣床自动门

前言

数控机床是现代机械工业的重要设备，也是先进制造技术的基础装备，随着微电子技术、计算机技术、自动化技术的发展，数控机床也得到了飞速的发展。

在工业领域中起到了非常重要的作用，数控机床的应用因此十分的广泛应用。

机床操作工也成为了一个新兴热门的职业，机床操作时存在很大的安全隐患，机床在工作时工件或刀具高速旋转，数控机床的运动轨迹是由编程人员控制的，一旦出现错误则会出现撞机等安全事故，在机床防护门未关闭严实的情况下，工件或刀具很容易飞出机床工作区域发生安全事故，严重则会危及到机床附近人员的生命安全。

数控机床防护门是对机床操作者的安全防护装置，在数控机床的辅助装置中是一个不可或缺的配置。

目前国内很大部分机床厂家生产的机床是手动拉门，这种结构的机床安全们对操作人员来说是一个很大的负担，长时间工作易产生疲劳，降低工作效率。

同时也有很多潜在的安全隐患，手动防护门关门时没有锁紧安全装置，当机床发生事故时工件有撞开防护门的危险。

本毕业设计针对XK715D立式数控铣床防护门进行自动化改造，改造后机床防护门可通过程序实现自动控制，使用操作面板按钮进行手动控制，从而降低操作人员的劳动强度，提高生产效率。

并对关门后一直处于锁紧状态，并对强制开门的情况设置报警。

大大提高了机床的安全性，避免工伤事故的发生。

在机床自动门改造中有一定参考价值。

第1章XK715D铣床的概述

1.1数控铣床的简述

1.1.1数控系统

“CNC”是英文ComputerizedNumericalControl的缩写。

数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。

我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数以及辅助功能，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。

1.1.2立式数控铣床

立式数控铣床是数控铣床重数量最多的一种，主体部分主要由底座、立柱、鞍座、工作台、主轴箱等部件组成，其中主体的五大件均采用高强度优质铸件且树脂砂造型，组织稳定，确保整机有良好的刚性和精度的保持性。

三轴导轨副均采用高频淬火及贴塑导轨组合，保证机床运行精度、降低磨擦阻力及损耗，三轴传动系统由精密滚珠丝杆及伺服系统电机构成，并配有自动润滑装置。

1.1.3XK715D简介

XK715D立式数控铣床主要用于中小型零件模具等多品种加工，工件一次装夹后，可自动高效、高精度的连续完成铣、钻、镗、铰等工序。

该机床主要构件刚度高，主轴转速恒功率范围宽，低转速扭矩大，可进行强力切削。

主轴轴承采用进口轴承，主轴运转时精度高、噪声低、震动小、热变形小。

如图1-1

图1-1XK715D机床

技术参数见表1-1。

型号

工作台尺寸mm

工作台X向行程mm

工作台Y向行程mm

工作台Z向行程mm

工作台最大承重kg

主轴最高转速r/min

数控系统

电源额定电压

XK75D

1200*520

880

500

610

1000

8000

FANUC0iMate-MODELC

AC380V

表1-1XK715D数控铣床技术参数

1.2立式数控机床的防护装置

1.2.1数控机床防护罩的作用

数控机床防护装置按防护的对象可分为外防护和内防护。

外防护的作用是从人机工程学的角度出发，以操作者的人身安全为本，对数控机床设置安全防护装置。

如防护罩、防护屏、封闭式装置等都是通过物体障碍方式防止人或人体部分进入危险区，或阻止机床加工过程中的飞溅物，将人隔离在危险区之外的装置，不同的数控机床的外防护的形式也是千差万别的。

内防护的作用是针对数控机床内部的零部件进行防水、防腐蚀、防振动及防磨损而设置的装置，以此，保证数控机床所需的高精度、高可靠性的要求。

1.2.2数控机床防护装置的分类

（1）全封闭防护是指防护罩在空间上对机床主体进行全方位包络以较好地实现防护罩的功能。

由于数控机床的效率高，一般都采用大流量与高压力的冷却和排屑措施，机床的运动部件也采用自动润滑装置，为了防止切屑与冷却液飞溅，避免润滑油外泄，将机床做成全封闭结构，只在工作区处留有可以自动开闭的门窗，用于观察和装卸工件，这样就实现了机、电、液一体化结构，从而减少机床占地面积，又便于操作管理，全封闭防护一般应用在对中小型数控机床的防护中。

（1）半封闭防护是指防护罩在空间上为机床的某些运动部件留出其运动空间，或者考虑到工件尺寸、有利于观察以及防护罩生产经济性等因素，对机床主体或部件作部分的包络。

也即将机床的主机进行相应的外防护，以防切屑与冷却液飞溅及不安全因素的发生，而对数控机床辅助设备没有设置任何防护的措施，半封闭的数控机床占地面积小，其优势是生产成本经济，所以经济类型的数控机床常采用此种防护类型。