数控机床论文(调研报告)

1、天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education调研报告题 目 数 控 机 床 调 研 报 告 专 业 自动化 班 级 自0904班 姓 名 冯茹 学 号 01110090411 指导老师 田立国 二一二年六月目录1.1数控机床的产生- 22.1 数控系统的发展-22.2 .数控机床的发展趋势-23.1.数控机床分类- 23.1.1金属切削类数控机床- 23.1.2特种加工类数控机床- 23.1.3板材加工类数控机床- 33.1.4点位控制数控机床- 33.1.5直线控制数控机床- 34.1.数控机床常见产品-3 4.1.1.数控

2、系统-34.1.2.常见产品分析-44.1.3.不同产品及其特点-4结语：-7 参考文献-8 11.1数控机床的产生 根据国家标准，对机床数字控制的定义：用数字控制的装置（简称数控装置），在运行过程中，不断地引入数字数据，从而对某一生产过程实现自动控制，叫数字控制，简称数控。 为了满足多品种，小批量的自动化生产，迫切需要一种灵活的，通用的，能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床。数控机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。2.1 数控系统的发展 从年第一台数控机床问世后，数控系统已经先后经历了两个阶段和六代的发展，其六代是指电子管、晶体管

3、、集成电路、小型计算机、微处理器和基于工控机的通用CNC系统。其中前三代为第一阶段，称作为硬件连接数控，简称系统；后三代为第二阶段，乘坐计算机软件数控，简称系统。2.2 .机床的发展趋势 数控机床总的发展趋势是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。 3.1.数控机床分类 3.1.1金属切削类数控机床 与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。在普通数控机床加装一个刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。加工中心机床进一步提高了普通数控机床的自动化程度和生产效率。3.1.2特种加工类数控机床 除了切削加工数控机床

4、以外，数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光 2加工机床等。 3.1.3板材加工类数控机床 常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等。 近年来，其它机械设备中也大量采用了数控技术，如数控多坐标测量机、自动绘图机及工业机器人等。 3.1.4点位控制数控机床 位置的精确定位，在移动和定位过程中不进行任何加工。机床数控系统只控制行程终点的坐标值，不控制点与点之间的运动轨迹，因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。可以几个坐标同时向目标点运动，也可以各个坐标单独依次运动。 这类数控机床主要有数控坐标镗床

5、、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。点位控制数控机床的数控装置称为点位数控装置。 3.1.5直线控制数控机床 直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度，沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加工，进给速度根据切削条件可在一定范围内变化。 直线控制的简易数控车床，只有两个坐标轴，可加工阶梯轴。直线控制的数控铣床，有三个坐标轴，可用于平面的铣削加工。现代组合机床采用数控进给伺服系统，驱动动力头带有多轴箱的轴向进给进行钻镗加工，它也可算是一种直线控制数控机床。 4.1.数控机床常见产品4.1.1数控系统A.进口数控系统： 3 全国范围来说，主要以FANUC 0i系列和SIEMENS 80

6、2系列为主；东南地区（在台资企业）三菱也有不少应用；在西北的重型机床企业内，还可以看见法国NUM和西班牙Fagor；在宁夏银川，有中国唯一的日本MAZAK生产基地B.国产数控系统： 基本没有能覆盖全国市场的数控系统产品，相对比较有影响的是北京凯恩蒂、成都广泰（钻床、铣床、加工中心上的数控系统卖得好，主要在于其刚性攻丝效果主轴采用国产的CTB伺服主轴接近FANUC 0i Mate MC）；其他数控系统商还有，深圳海德盟（原来的固高），台湾宝元三菱技术，华南和浙江的台资企业；台湾新代，三菱技术，华南和浙江的台资企业；南京华兴，经济型车床的数控系统。4.1.2.常见产品分析国内常见的变频器品牌主要有

7、：台达、欧瑞(原惠丰)、森兰、德瑞斯、英威腾、汇川等进口品牌：西门子（天津有厂家）、三棱等4.1.3.不同产品及其特点:1.台达变频器 变频器特点的介绍：（1）.体积小，属于迷你型产品，占用控制柜空间较小;（2）.的改善，特别是在低速转矩上满足机床主轴的需求，5HZ时起动转矩能够达到150%以上;控制方式为正弦波SPWM(提供无速度反馈矢量控制)，控制性能较以前的VF控制方式有很大性能上（3）.载波频率范围0-15KHz，减小电机的电磁噪音;（4).提供标准的0-10V模拟量接口(输入阻抗47Kohm，输出阻抗250Kohm)，能够与大多数数控系统接口兼容，通用性强;(5).过负载能力强，15

8、0%以上额定输出电流超过一分钟;(6).提供多功能的输出端子信号，例如零速信号，运转中信号，速度到达信4号，故障指示，满足系统对于主轴速度状态的监控;（7).自动转矩补偿，满足机床主轴在低速情况下的加工需求;(8）.提供三组异常纪录，供维修人员从侧面了解机床主轴实际的运行状况;2. 欧瑞变频器欧瑞变频器产品特点： 欧瑞F1000-G。F1000系列变频器应用先进的空间电压矢量PWM控制技术、矢量控制技术，采用高性能的功率模块和先进的变频器制造工艺，是普传公司设计制造的新一代高品质、多功能变频器。无论是简单的变频控制还是复杂的高性能伺服应用，在PI系列都能找到合适的解决方案。 额定容量范围 :0

9、.4400kW 电压等级 :2201140V 输出频率： G/P型：0.00800.0Hz；H型：0.002000.0Hz 采用DSP（数字信号处理器）为核心的控制单元，实现高速高性能控制。 集V/F控制、V/FPG控制、矢量控制PG三种控制功能于一体。 三种空间电压矢量波形产生方式。 死区补偿功能，实现低频率大输出转矩。 自动转差补偿。 十种频率设定方式，模拟端子可以接受010V、020mA之内的自定义范围信号。 可实现最多七段速度和八段加速度控制。 六路可编程输出控制端子。 内置PID功能，可实现高性能闭环速度控制 可支持010V，15V，020mA，420mA反馈信号 PID调节的直流电

10、流制动。 转速追踪启动与断电再恢复运行功能。 强大的通讯功能，支持标准的Rs485与Can Bus，同时提供远控键盘功能。 人性化显示菜单，中文液晶显示，配以LED显示，同时显示3个状态参数。 特有的逆变模块（IGBT）温升监控功能，风扇调节可控，适时降低电机噪音 5 高效的故障查询与记录功能，方便排除故障。 参数保护功能。 独特的设计，使变频器对电源的污染降到最低。 在三相交流永磁同步电动机控制中表现同样出色。 3.森蓝变频器森兰变频器SB80产品特点1).A、B型内置直流电抗器，功率因素0.94，电源输入谐波小，并能有效抑制浪涌电压，延长内部电路元件的寿命； 2).通过公共直流母线可实现逆

11、变回馈功能； 3).15kW以下内置动态制动单元； 采用世界超高性能的32位150MIPS的电机控制专用DSP和森兰自主开发的实时嵌入式操作系统软件； 4) .采用精确磁通观测器的转子磁场定向有速度传感器和无速度传感器矢量控制算法； 5) .全功能可靠保护和故障自诊断； 森兰变频器SB80系列应用领域广泛应用于造纸、纺织、印刷机械、钢带、胶片、涂装设备等调速范围大、精度高、需要张力控制的过程控制领域；电梯、起重机、提升机、停车设备或立体车库等需要高速运转、高起动转矩和位置控制的提升控制领域；工程机械、拉丝机、挤压机、传输设备等需要高速运转、高起动转矩和位置控制的机器控制领域。 4.汇川变频器汇

12、川变频器的特点:1).模块化设计2).普通型变频器插上供水控制卡即可实现恒压供水的诸多控制功能。3).矢量控制算法汇川变频器采用真正的电流矢量控制算法，对于电机来说，主要有以下几个明显6的优势所在：低频转矩特性优良：0.5Hz/150%（开环），0.05Hz/180%（闭环）调速范围加宽：1：100（开环），1：1000（闭环）稳速精度提高转矩控制精度提高5KW以上标准配置直流电抗器有效提高输入侧的功率因数提高变频器整机效率和热稳定性有效地消除输入假冒的高次谐波对变频器的影响，减小对外传导和辐射干扰4).宽电压范围设计5).输入电压在-15% +20%的范围内可以正常运行6).安全自检功能7)

13、.提供了变频器上电时检测电机是否有对地短路的安全自检功能，有效地保护设备的安全使用8).完善的保护功能9).可编程MF.K键,可以实现键盘命令与远程式操作切换5.西门子变频器西门子变频器特点： 结构紧凑、内部配置灵活 、安装简便（与安装接触器类似） 、调试（快速和并不复杂 |新型多功能变速驱动装置）、运行中的多种应用功能、SINAMICS以系统为基础的创新设计SINAMICS G110 变频器的技术数据电源电压和额定输出功率1AC，200-240V±10%;0.12-3kW；运行温度-10°C至40 °C；控制方式 线性 V/f控制特性 (带有可编程的电压提升功能); 平方V/f控制特性; 多点(可编程)V/f控制特性输入3个数字输入; 可采用模拟输入控制方式或RS485串行通讯接口(USS协议) 控制方式：输出1个带光电隔离的输出；7 结语： 各种不同的变频器具不同特点，在选取时按照不同的工作场所