38200字硕士毕业论文复杂箱体多轴钻铣企业电气分析及研发

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：38200字

论点：箱体,零件,数控机床

论文概述：

本课题所研究的内容为多轴组镗铣加工中心的电气设计及故障诊断技术的应用。该加工中心可以通过一次安装、定位，完成对箱体零件孔的钻孔、攻丝、深孔镗削及其它表面的铣削等工序的加工

论文正文：

第一章引言

1.1数控机床的发展和研究现状
20世纪50年代，随着电子信息技术、计算机技术、传感器技术、液压技术和机械制造技术的发展，第一台数控机床的出现给制造业带来了翻天覆地的变化。目前，数控机床不仅是机械行业的重要基础设备，也是汽车、航空空、电子、国防等重要行业实现自动化的必备设备。虽然数控机床行业本身产生的产值低于汽车、航空空、航空航天等行业，但数控机床可以大大提高其他行业的生产效率和产品质量。数控技术的发展可以辐射到各个行业，对产品结构、加工方法和生产制造的管理模式产生深远而广泛的影响。因此，世界各国都特别重视数控技术的发展，大力投资数控机床行业，积极促进制造业的自动化和高效率。数控技术是否先进是衡量一个国家制造业水平的重要标准，[1-2]。

1.1.1数控技术和数控机床的产生和发展
数控机床是关系到国民经济建设和国防工业发展的基本制造设备。随着世界经济的发展和技术的进步，高档数控机床已经成为世界各国装备制造业的主要工具。它们是高精度、大批量、多品种机械生产的关键技术装备，国防安全战略物资，是汽车和航空航天空等产业发展的重要支撑，是降低产品制造成本、保证产品质量、提高产品生产率和市场竞争力的重要手段。它们的性能、质量和数量已成为衡量一个国家工业化水平和综合国力的重要标志。我国数控机床的研究和应用起步较晚，与发达国家相比在技术上存在较大差距。随着中国航空空航空航天、汽车、军工和动力设备制造业等重要产业的快速发展，迫切需要升级制造设备，提高中国的综合国力。然而，这些行业所需的大部分高档关键设备需要从国外进口，尤其是精密数控加工设备。据相关统计，航空航天、军事、航海、汽车、发电等设备制造所需的高档数控机床和基础制造设备90%是进口的。2006年，中国进口价值72.4亿美元的机床，约560亿元人民币，价值约40亿元人民币的精密卧式加工中心机床，约600台。据估计，2013年后，中国市场对精密加工设备的需求将超过1100台。进口高档数控机床消耗大量外汇储备，而制造技术早已被他人控制，因此开发高档精密数控机床十分必要。

第二章多轴镗铣加工中心总体设计方案

2.1机床加工对象
箱体是机械加工领域的重要部件，也是机床的基本部件。它根据一定的位置关系将轴、轴承、齿轮和其他部件组装成一个整体，并根据预定的传动关系协调移动
(1)结构和形状相对复杂
绝大多数盒状零件是带有内腔的壳体。箱体内表面一般设有轴承孔、支撑肋、安装孔等结构。
(2)高加工精度
为了保证箱体内旋转部件的准确操作，一方面在安装过程中必须保证这些部件的平行度和垂直度。箱体是大多数零件的载体。每个轴承孔的布置和加工精度直接影响箱体内部零件的运行。例如，箱体中具有齿轮啮合关系的孔必须保证它们之间孔间距的准确性和平行性。如果误差较大，会直接影响齿轮啮合，产生振动和噪声，同时也会降低零件的加工精度，直接导致机器故障的发生。根据一般要求，支撑孔的加工等级一般为IT6~7，粗糙度Ra为1.6 ~ 0.8μ m，几何精度不超过孔公差的1/2~ 1/3
第三章多轴镗铣加工中心电气设计方案........13
3.1机床电气设计的基本要求........13
3.2NUM数控及多轴组功能介绍........14
3.3主运动系统的电气原理设计........16
3.4进给运动系统的电气原理设计....18
3.5 PLC输入/输出接口控制原理图设计....19
3.5.1全国矿工工会内部PLC简介....19
3.5.2输入/输出模块设计.......22
3.6本章摘要.......24
第4章机床控制功能的实现及稳定性调整.........25
4.1可编程控制器编程.......25
4.2加工中心参数设置和零件编程.......28
4.2.1加工中心参数设置.......28
4.2.2加工中心零件的编程.......30
4.3机床伺服稳定性的调整.......32
4.4本章摘要.......42
第5章多轴镗铣加工中心故障.......43
5.1数控机床故障诊断系统开发的基本理论.......43
5.2加工中心故障诊断系统在线诊断....48
5.3。加工中心故障诊断辅助部件的设计与实现.........55。另一方面，箱体的一些表面通常用作后续加工的基准面，因此这些表面所需的精度也非常高。。为了便于机器零件的安装，通用箱体还设有安装底板、法兰等结构。绝大多数箱体内部含有一些润滑油，以减少零件之间的摩擦，因此需要一些小凸台和凹坑，以便于安装油尺等附件，如图2.1所示。。虽然不同盒子的形状不同，但这些零件仍然有一些共同的特点:

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结论

在对镗铣加工中心电气控制研究和基于多轴群镗铣加工中心故障诊断技术发展的基础上，为机床的正常运行提供了便利。本课题的研究工作和主要成果主要包括以下几个方面:
(1)在分析复杂箱体多轴镗铣加工中心技术特点和要求的基础上，完成了总体电气控制方案设计。通过对数控系统、伺服单元和数控系统多轴成组技术的研究，完成了机床电气控制和可编程控制器控制的设计。
(2)建立了加工中心控制系统的数学模型。通过建立的数学模型对伺服系统进行分析，为机床参数设置和优化提供理论依据。为了提高伺服系统的性能，采用PID控制原理对系统的控制回路进行校正和调整，使系统获得良好的稳定性和动态特性，提高加工中心的加工精度。
(3)完成了基于多轴组的镗铣加工中心故障诊断软件的开发。通过数控系统提供的通讯组件，实现计算机与数控系统的通讯，将系统的可编程控制器变量和内部主要参数读入计算机侧，通过计算机程序设计处理数据，完成在线故障诊断功能。当难以应用定量参数诊断某些故障时，基于专家系统构建机床故障诊断系统，通过人机对话获得故障诊断解决方案。该系统基本满足初步设计要求，能够准确定位故障，为故障维护提供决策支持。同时，利用该数据库建立的知识库非常便于知识维护。

参考
[1]叶伯生。计算机数控系统的原理、编程和操作[。华中科技大学出版社，1999.2-5
[2]李希李斌。数控技术[。华中科技大学出版社，2010.1-2
[3]胡占奇，杨莉。机床数控技术[。机械工业出版社，2008.10-15
[4]王爱玲，吴戈文。现代数控机床[。国防工业出版社，2009.30-31
[5]翟伟。从中交2010年[看我国重型机床的快速发展。WMEM，2012(6):57-60[/比尔/] [6]张永全。箱形零件的工艺分析[。现代制造技术和设备。2011.(5): 56-57 [/BR/] [7]陈军.基于计算机辅助设计/计算机辅助制造的箱体零件设计与加工应用技术研究[D]。中国石油大学硕士学位论文。2006.12-13
[8]张卓柳悦。箱体零件的技术要求和加工工艺[。广东科技。2009.(6):44
[9]刘余旭。[机械加工中心箱体零件加工工艺路线的确定。机床和液压，2003。(2): 260-261
[10]陈远玲。机床的自动电气控制[。重庆大学出版社，2008.10-11