毕业设计---FANUC数控车床的刀架控制系统设计.doc

毕业设计说明书 课题名称： FANUC数控车床的刀架控制系统设计 学生姓名 李 福 东 学 号 0902013311 二级学院(系) 电气电子工程学院 专 业 机电一体化技术 班 级 机电0933 指导教师 张伟中 徐红军（企业） 起讫时间：2012年　2月　13日～2012 年　4月　6 日  FANUC数控车床的刀架控制系统设计 摘 要 本次主要是研究FANUC数控车床的刀架控制系统。其中分析了FANUC数控车床的基本组成，数控车床六工位刀架控制系统的机械机构和电气控制以及六工位刀架的PLC程序；测绘FANUC数控车床六工位刀架部分的电气原理图、接线图；对六工位刀架的动作过程的分析。 关键词：刀架控制原理；刀架电气控制系统 目 录 摘要 I 目录 i 第1章 绪论 1 1.1 FANUC数控刀架研究的背景及现状 1 1.2 课题的意义 1 1.3 课题的内容 2 第2章 FANUC数控车床的基本组成 3 2.1 主控制系统 3 2.2 FANUC伺服单元 5 2.3 辅助装置 7 第3章 机械结构 8 3.1 刀架总述 8 3.2 刀架的基本结构 8 3.3 刀架的分类 9 3.4 刀架的几种典型结构 9 3.5 FANUC数控车床刀架换刀工作原理 11 第4章 数控车刀架电气控制系统设计 14 4.1 刀架的控制和接口 14 4.2 霍尔原理在刀架中运用的简单概述 14 4.3 六工位刀架PLC接线原理图 15 4.4 PLC编程的基本步骤及基本编程 17 4.5 六工位刀架梯形图及调试 19 第5章 结论 23 参考文献 24 致谢 25 附录 26 第1章 绪论 1.1 FANUC数控刀架研究的背景及现状 从 2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国电动刀架是数控车床重要的传统结构，合理地选配电动刀架，能够有效的提高劳动生产率，缩短生产准备时间，消除人为误差，提高加工精度等。 图2—2 存储器板 （3）主板：主板包含CPU外围电路、I/O Link、数字主轴电路、模拟主轴电路、RS232数据输入输出电路、MDI接口电路、高速输入信号、闪存卡接口电路等。 （4）数字伺服轴控制卡：全数字的运算以及脉宽调制已经以软件的形式打包装入CNC系统内（FROM）,支撑伺服软件运行的硬件环境由DSP以及周边电路组成，这就是常说的轴控制卡（简称轴卡），如下图2—3所示。 图2—3 轴控制卡 2.常见CNC系统配置:FS Oi Mate-D和FS Oi-D的在功能上有区别：FS Oi Mate-D的功能是通过软件方式进行整体打包，可以满足常规的使用，而不带Mate的FS Oi-D系统配置需要根据功能来选择。常见CNC系统配置如下图2—4所示。 3．CNC功能模块图 （1）CNC控制工作机械的位置和速度，可用于加工、搬运及印刷机的控制等，应用范围十分广泛。CNC控制软件于出厂前装入，机床生产厂和最终用户都不能进行修改。使用宏执行程序和C语音执行程序时，可附加专用界面和循环加工。 （2）PMC主要用于机床控制而装在CNC内部的顺序控制器。 （3）机床操作面板的开关和指示灯、机床上的限位开关均通过I/O Link与NC进行通信。根据机床规格和使用目的，由机床生产厂家编制顺序程序。 （4）CNC控制软件、PMC控制软件和顺序程序等都存在快速只读存储器F-ROM中。通电时，BOOT系统把这些控制软件传送到DRAM中，并根据程序进行CNC处理。断电时，DRAM中的数据全部消失。 （5）CNC考虑了通用性，能在各种机床上使用。对于进给轴的快速速度和轴名称等，不同的机床有不同的值，可以在CNC参数中进行设定。此外，设定的刀具长度及半径补偿量等，在机床开发完成后进行修改的数据，均被保存在SRAM内。SRAM采用后备电池，因此断电后，其内存储的数据不会丢失。 （6）轴移动指令的加工程序记录在F-ROM中，加工程序的目录记录在SRAM中。 （7）CNC控制软件读取SRAM内的加工程序，并经插补处理后把移动指令发给数字伺服软件。 （8）数字伺服CPU控制机床的位置、速度和电动机的电流。通常，一个CPU控制四个轴。由数字伺服CPU运算的结果通过FSSB的伺服串行通信总线送到伺服放大器。伺服放大器对伺服电动机通信，驱动电动机回转。 （9）伺服电动机的轴上装有脉冲