毕业设计基于西门子802C数控系统开发数控车床实训台.docx

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毕业设计基于西门子802C数控系统开发数控车床实训台

毕业设计说明书

基于西门子802C数控系统

开发数控车床实训台

机械工程与自动化学院

学生姓名：

学号：

机械电子工程

学院：

XXX

专业：

指导教师：

2011年5月

基于西门子802C数控系统开发数控车床实训台

摘要

随着科学技术的不断进步设社会生产力的不断断发展，以数控技术为基础的先进制造技术正以较快的速度逐步取代传统的机械制造技术,这已成为当今机械制造技术发展的趋势。

数控机床在制造业中的大量应用,使社会对能熟练掌握数控机床的操作,编程及维修的工程应用人才的需求量越来越大。

近年来各院校相应开出的数控专业,便从教育的层面上反映出社会的这种需求。

然而这也向我们提出了数控教学如何培养适应工程应用的数控人才的问题。

数控人才的培养离不开实践操作，而现今真正投入生产的数控设备价格一般都很昂贵，因此研究和开发一套用于经济适用的数控仿真实训台就变得很有必要。

本设计是基于西门子公司的SINUMERIK802C数控车床实训台开发设计，首先应了解和掌握了西门子802C数控系统的结构、工作原理、控制方式等知识后根据它配备伺服系统、主轴控制系统和辅助运动控制系统，通过查阅资料对车床实训台的硬件进行选择，了解各个模块的工作原理，并设计外部硬件线路，最终设计出能完成演示主轴控制、进给运动控制、辅助装置控制等功能，符合学校教学实际需求的专用实验设备。

不仅可作为数控车床电气故障的维修实训设备，也可作为数控车床的实际加工操作实训设备。

该装置可以使学生掌握数控车床系统控制原理、电气设计方法、元器件的选择、车床电气安装及调试、故障诊断维修、零件程序编制及图形模拟加工过程等多项实验内容，达到工业生产现场实习效果。

操作过程与实际生产接轨，而且经济实用，不仅解决了学员培训费用高的问题，而且更能体现仿真操作的真实性，使教学效果得到明显提高。

关键词：

数控系统，车床，伺服系统，控制

Basedonsimens802CCNCsystemdevelopmenttrainingsetsCNClathe

Abstract：

Withthecontinuousprogressofscienceandtechnologysetever-breakingdevelopmentofsocialproductiveforces，advancedmanufacturingtechnologyisbasedonthenumericalcontroltechnologyatafasterrategraduallyreplacedthetraditionalmechanicalmanufacturingtechnology，whichhasbecomethetrendofmechanicalmanufacturingtechnologydevelopment．CNCmachinetoolusedinmanufacturingindustry,enablingthecommunitytoskilledinCNCmachinetooloperation，programmingandmaintenanceofengineeringapplicationtalentsdemandisgrowing．InrecentyearstheinstitutionsappropriatetowriteNCprofessional，fromthelevelofeducationreflectsthisdemandofthecommunity．Butitalsoputforwardtoushowtheteachingofnumericalcontroltrainingprojectontheapplicationofnumericalcontroltalents．CNCtalentstrainingcannotbeseparatedfrompractice，andtodaytherealproductionofCNCequipmentpricesaregenerallyveryexpensive，soresearchanddevelopmentofasystemforeconomicalnumericalcontrolimitatingrealtrainingwillbecomenecessary．

ThisdesignisbasedonSiemenscompanyofSINUMERIK802CNClatherealtrainingTaiwandevelopmentdesign，firstshouldhassolutionsandmasterhasSiemens802CNCsystemofstructure，andworkprinciple,andcontrolway,knowledgeHouunderitequippedwithservosystem，andspindlecontrolsystemandsecondarymovementcontrolsystem，byinspectioninformationonlatherealtrainingTaiwanofhardwareforselect，understandingeachmoduleofworkprinciple，anddesignexternalhardwareline，eventuallydesignoutcancompleteddemonstratesspindlecontrol，andintotomovementcontrol，andsecondarydevicecontrol，function，meetschoolteachingactualdemandofdedicatedexperimentaldevice．NotonlycanbeusedaselectricalfaultsofNClatherepairtrainingequipment，orasactualmachiningofnumericalcontrollatheoperationtrainingdevices．TheappliancecanmakestudentsmastertheelectricaldesignofNClathesystemcontroltheory，methods，componentsselection，latheoffaultdiagnosisofelectricalinstallationandcommissioning，maintenance，programmingandgraphicsimulationofmachiningprocessofpartsandmanyotherexperimentalcontent，reachindustrialproductionpractice．Procedureintolinewithactualproduction，andeconomicalandpractical，notonlysolvetheproblemofthehighcostoftraining，butalsotoreflecttheauthenticityofthesimulationoperation，forteachingtobeimprovedsignificantly．

Keyword：

Ncsystem，Lathe，Servosystem，Control

1绪论

1．1机床的产生与发展

1.1.1机床的产生

随着科技的不断发展，对各种产品的质量和生产效率提出了高要求。

产品加工过程的自动化是实现高质量、高效率的重要措施。

飞机、汽车等生产企业大多采用自动机床、组合机床和自动生产线，从而保证了产品质量，提高了生产效率和减轻了操作者的劳动强度。

但是在产品加工中，单件、小批量生产的零件约占总量的80%以上。

对这些多品种、小批量、形状复杂。

精度要求高的零件的加工，采用专业程度高的自动机床和自动生产线就很不合适。

在市场经济的大潮中，产品竞争日趋激烈，为求得生存与发展，各企业纷纷在提高产品的技术档次、增加产品种类、缩短试制与生产周期和提高产品质量上下功夫，即使批量较大的产品，也不大可能多年不变，必须经常开发新产品，频繁地更新换代。

传统的自动化生产线难以适应小批量、多品种的生产要求。

为了解决上述问题，一种灵活、高精度、高效率的自动化设备——数控机床应运而生。

1952年美国帕森斯公司和麻省理工学院在美空军的委托下，合作研制了世界上第一台三坐标数控铣床，完成了直升飞机叶片轮廓检查用样板的加工。

这是一台采用专用计算机进行运算与控制的直线插补轮廓控制铣床。

经过三年的试用、改造与提高，数控机床于1955年进入实用化阶段，在复杂曲面的加工中发挥了重要的作用。

尽管这种初期数控机床采用电子管和分立元件硬接线电路来进行运算和控制，提及庞大而功能单一，但它采用了先进的数字控制技术，具有强大的生命力，它的出现开辟了工业生产技术的新纪元。

从此，数控机床在全世界得到了迅速发展。

1.1.2机床的发展

最早采用数字控制技术进行机械几个的想法是在20世纪40年代初提出的。

当时，美国北密执安的一个小型飞机工业承包商帕森斯公司在制造飞机框架及直升飞机叶片轮廓用样板时，利用计算机对叶片轮廓的加工路径进行了数据处理，并考虑了刀具半径对加工路径的影响，使得加工精度达到了0.0015mm。

1952年，美国麻省理工学院研制出的三坐标联动利用脉冲乘法器原理的试验性数字控制系统是数控机床的第一代。

1959年，电子行业研制出晶体管元件，因而控制系统中广泛采用晶体管和印刷电路板技术，跨入第二代。

1959年3月，由美国耐·杜列克公司发明了带有自动换刀装置的数控机床，成为“加工中心”。

1960年，出现了小规模集成电路，由于其体积小、功耗低，使数控系统的可靠性进一步提高，数控系统发展到第三代。

。

以上三代都是采用专业控制的硬件逻辑数控系统，也称NC系统。

1967年，英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统，这就是最初的FS（FlexibleManufacturerSystem）柔性制造系统。

随着计算机技术的发展，小型计算机开始取代专业控制的硬件逻辑数控系统（NC），数控的许多功能由软件程序实现。

由计算机作控制单元的数控系统（CNC），称为第四代。

1970年前后，美国英特尔公司开发和使用了微处理器。

1974年，美、日等国首先研制出以微处理器为核心的数控系统的数控机床。

20多年来，微处理器数控系统得到了飞速发展和广泛应用，这就是第五代数控（MNC），然而后来也将MNC也成为CNC。

20世纪80年代初，国际上又出现了柔性制造单元FMC。

FMC和FMS被认为是实现计算机集成制造系统CIMS的基础。

数字控制系统的许多优点使数控机床得到了广泛发展，数控技术还被广泛应用于工业机器人、数控切割机、数控火花切割机、坐标测量机、绘图仪等设备上。

1．2我国数控机床的发展现状及前景

随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心