高精度内圆磨床控制系统的关键技术研究

论文摘要

数控技术在制造业中占有重要地位,它是制造业自动化的核心技术和基础技术。而作为数控技术核心的数控系统则是数控技术发展的关键,其功能强弱、性能优劣直接影响着数控设备的加工质量和效能发挥,对整个制造系统的集成控制、高效运行、更新发展都具有至关重要的影响。本文针对汽车液压挺杆类零件内孔的高精度磨削要求,确定出了高精度数控内圆磨床的工作参数,并提出了基于人机界面的控制系统及其软件的设计和优化方案。控制系统采用的是PLC核心+I/O单元+伺服单元+伺服系统+控制软件的控制方案,硬件上以PLC为控制核心,利用伺服单元和伺服系统,配合磨床动作自动循环,实现了进给轴的精确定位和磨床的高精度加工;显示方式上利用工业级人机界面产品,设计了适合内圆磨床的触摸式数控操作界面;自定义了PLC—伺服定位系统—触摸屏的内部变量,并规划变量的合理连接,完成了CNC控制系统的设计与现场调试,利用PLC编程软件开发出了高精度的内圆磨床数控系统软件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 数控系统发展的现状和趋势
• 1.2 可编程控制器（PLC）的发展现状与趋势
• 1.2.1 PLC的历史与发展
• 1.2.2 PLC发展的趋势
• 1.3 国内外高精度数控内圆磨床技术现状
• 1.3.1 国外高精度数控内圆磨床技术现状
• 1.3.2 国内高精度数控内圆磨床技术现状
• 1.4 本课题立题背景和意义
• 1.5 课题研究内容
• 2 技术方案比较和选择
• 2.1 高精度内圆磨床的机床描述
• 2.1.1 高精度内圆磨床的机床参数
• 2.1.2 高精度内圆磨床描述
• 2.2 高精度内圆磨床对控制系统的功能要求
• 2.3 技术方案选择
• 2.3.1 控制系统技术方案比较和选择
• 2.3.2 控制系统控制功能要求
• 3 控制系统的硬件设计
• 3.1 控制系统部件的选择
• 3.1.1 PLC的选择
• 3.1.2 变频器的选择和部分参数的设置
• 3.1.3 伺服电机的选择
• 3.1.4 伺服驱动器的选择
• 3.2 PLC的I/O点分配
• 3.2.1 PLC输入点分配
• 3.2.2 输出点分配
• 3.3 内部变量合理规划
• 3.4 PLC输入输出连接
• 4 伺服驱动原理与定位参数
• 4.1 交流伺服系统的工作原理
• 4.2 伺服驱动器的参数选择
• 4.3 定位单元的主要参数设置
• 5 人机界面的画面设计
• 5.1 工业级人机界面简介
• 5.2 人机界面的画面设计
• 6 控制系统的软件设计及控制系统的调试
• 6.1 内圆磨床数控系统的软件结构
• 6.2 PLC程序开发
• 6.2.1 PLC编程软件和实现方法
• 6.2.2 PLC程序开发
• 6.3 CNC系统的优化
• 6.4 控制系统的现场调试
• 7 结论
• 7.1 结论
• 7.2 技术成熟程度和展望
• 7.2.1 技术成熟程度
• 7.2.2 前景和展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间取得的研究成果