电气自动化专业毕业设计(论文)开题报告(PMC轴B功能设计)

1.课题来源
XH754系列高速型卧式加工中心是一种高性能、高效率、高速度的自动换刀数控机床,分度工作台采用高精度鼠牙盘定位，定位精度高。 机电一体化，结构紧凑，占地面积小，操作方便。原机床的控制采用日本FANUC-6M数控系统,该机床1984年购进，使用已逾10年，控制系统技术落后，备件问题突出。针对这一状况，对系统进行改造，其中就有对工作台的改造，要求实现5°整倍数角度的分度定位。
课题要求：加工中心分度工作台动作流程分析；分度伺服电机的选型；
应用PMC轴控技术设计工作台分度功能。 [来源：http://Doc163.com]

2. 国内外现状
数控机床除了沿X、Y和Z三个坐标轴的直线进给运动外，为了扩大工艺范围，往往还有绕X、Y和Z三个坐标轴的圆周运动或分度运动。实际上，我们在介绍FANUC6系统对轴的控制功能时，我们说：该系统中的6M（铣镗床及加工中心）系列的控制轴数是X、Y、Z三轴，如果增加选用功能还可以控制第四轴，即A、B、C中的任一个。数控机床的圆周进给运动由回转工作台来实现，这主要出现在主运动是刀具回转运动的情形（如数控铣床、镗床等）。数控铣床的回转工作台除了用来进行各种圆弧加工或直线进给联动进行曲面加工外，还可以实现精确的自动分度，这对箱体零件的加工带来了便利。
  按照数控回转工作台是否安装有检测元件分为开环回转工作台和闭环回转工作台。其中，开环回转工作台由步进电机驱动；闭环回转工作台由直流或交流伺服电机驱动。
有两种工作方式：分度（转位）、圆周进给运动
分度（转位）：可以实现工件一次装夹后完成几个面的多工序加工。分度或转位的角度根据零件的结构需要而定。但零件一旦处于新的加工位置后，必须对回转工作台实行夹紧，避免加工时工件的位置发生移动，影响加工精度。因此，回转工作台必须有定位夹紧机构。
圆周进给运动：连续的圆周进给运动可以加工出曲线或曲面。为此，回转工作台应有圆周进给的驱动装置。 [资料来源：http://doc163.com]
2．基本构成：
由四大部分构成，分别是：
驱动部分：直流伺服电动机、一对直齿圆柱齿轮副、蜗杆蜗轮副、工作台
定位夹紧部分：液压缸、活塞、弹簧、钢球、内外夹紧瓦
检测元件部分：光栅
其它部分：如各种支撑轴承、紧固件、定位元件等。
开环回转工作台在结构上与闭环回转工作台非常相似，只是在以下几点上有所区别：
1．开环回转工作台由于是开环系统，工作台的回转运动由步进电极驱动。
2．开环回转工作台无检测元件。
3．开环回转工作台沿圆周均布有6套液压缸机构，而闭环回转工作台有8套液压缸机构。
对于主运动是刀具旋转运动、进给运动是工作台回转的机床，要求工作台能够定角度旋转或作连续的周向进给运动，这分别由数控分度工作台和数控回转工作台完成。
根据工件的加工要求，回转工作台分为分度工作台及数控回转工作台两类。分度工作台每次转位只能够回转一定的角度（90°、60°、45°、30°），为了满足分度精度要求，结构上要求有专门的定位元件。而回转工作台可以根据加工要求作连续的周向进给。二者转动到位后均需定位和夹紧
1．基本组成：
工作部分：分度工作台、矩形工作台、上底座

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定位部分：定位销、定位孔衬套、马蹄形环行槽等。
夹紧部分：锁紧液压缸、锁紧液压缸活塞
顶起部分：中央液压缸
传动及支承部分：双列圆柱滚子轴承、滚针轴承、推力圆柱滚子轴承、齿轮等。
 
3. 方案的可行型分析
运动指令由NC发出的进给伺服轴称之为数控轴，由PMC发出的进给伺服轴称之为PMC轴。工作台的工作中不仅包含坐标轴的运动，还包含大量的机械辅助动作。工作台轴与X、Y、Z轴之间无联动，只有联锁关系。如果它们设计成数控轴，将很难实现逻辑互锁与动作保护。众所周知，PMC控制尤以逻辑、顺序控制见长，因此PMC轴特别适合工作台这一类辅助机构的运动控制。一般地，数控轴适合作机床主要的切削进给运动，PMC轴适合作一些辅助机构的运动控制。对于本加工中心，X、Y、Z轴是三个基本的切削运动坐标，定为数控轴；ATC轴和TAB轴是辅助运动坐标轴，定为PMC轴。
 由于本系统是由采用两套0MD 实现XH745 卧式加工中心5 坐标轴的控制。两套系统采取主—从方式运行。
与简易定位相比较，PMC轴控定位时ATC轴和TAB轴勿需作伺服切换，且电机定位时只有高速运转区，因此使得工作台分度时间极大地缩短。
然而工作台所涉及的内容只有在NC1中，因此工作的分度功能设计就在NC1中就可以完成。工作台的工作中不仅包含坐标轴的运动，还包含大量的机械辅助动作。工作台轴与X、Y、Z轴之间无联动，只有联锁关系。如果它们设计成数控轴，将很难实现逻辑互锁与动作保护。众所周知，PMC控制尤以逻辑、顺序控制见长，因此PMC轴特别适合刀库和工作台这一类辅助机构的运动控制。一般地，数控轴适合作机床主要的切削进给运动，PMC轴适合作一些辅助机构的运动控制。因此采用PMC轴控制设计工作台的分度。

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4．进度计划
第一阶段(3.1-3.18): 明确课题研究方向，收集相关文献；写出开题报告。
第二阶段(3.19-4.15)：学习并掌握课题所要求的PMC轴控制功能,以及PMC程序的编程。
第三阶段(4.16-4.28)：研究伺服电机的转动惯量和扭矩的计算,并完成工作台伺服电机的匹配。
第四阶段(4.29-5.30)：设计PMC轴控制工作台分度的动作流程图和数据流程图.。
第五阶段(6.1-6.15)：写论文,审查。完善毕业论文。 [资料来源：Doc163.com]

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