毕业设计（论文）开题报告

 

第二篇：机械开题报告

指导老师意见：

扬 州 市 职 业 大 学

。

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年 月 日

毕业设计指导小组审核意见：

毕业设计指导小组组长(签名)

年 月 日

毕业设计工作小组审核意见：

毕业设计工作小组组长 (签名)

年 月 日

毕业设计(论文)开题报告

机械工程学院 院（系） 数控技术 专业 11数控(2)班级

设计（论文）题目CK6150数控车床电气控制系统的设计

学生姓名 徐 皓 学号 110104241 指导老师 周德卿 职称 教授

职称

日期 年 月 日

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学生姓名 宁 潇 同课题人员 孙 磊 本课题分为两个子课题：电气控制系统的设计和PMC控制程序设计。宁潇承毕业设计（论文）题目CK6140数控车床电气控制系统的设计 担的子课题为“CK6140数控车床机床电气控制系统的设计”。 课题简介（1、课题背景及意义；2、基本内容及解决的关键问题；3、本课题调研情况综述；4、本课题的方案论证等）

CK6140型数控车床是扬州力创机床厂为适应用户需求的一种改进型设计产品。该车床主轴内孔直径大，进口主轴轴承，能承担强力、精密切削，机床导轨采用耐磨铸铁并进行超音频淬火处理，机床采用整体床脚。主要承担各种轴类及

盘类零件的半精加工及精加工。可加工内外圆柱面、锥面、端面、切槽、倒角及

螺纹、镗孔、铰孔及各种曲线回转体。该机床拟选用FANUC 0i-MateTC数控系统，

X、Z轴进给采用功能精简型βi伺服单元与交流永磁同步电动机，通过横向与纵

向滚珠丝杠驱动刀架作零件车削加工的插补运动。主轴传动选用5.5KW变频交流

异步电动机，并采用两档齿轮变速和无级变频调速，可满足用户对较大扭矩、精

密切削工件的车削需求。另外，在主轴同轴上装有光电编码器用于速度反馈和螺

纹加工，刀架采用四工位的四方刀架，由霍尔开关检测工位发信号给刀架电机实

现自动换刀。CNC内装有PMC可编程控制器，完成M、S、T功能如主轴与进给控

制；回转刀架自动换刀控制；润滑油与冷却液及机床侧、操作面板、电气柜等开

关信号控制等。

该课题需要具有的数控机床结构、数控原理与系统、数控机床电气控制与PLC等基础与专业知识，数控技术专业学生均已学过并进行了相关课程设计与实验、实践训练，还拟到扬州力创机床厂同类型数控车床装配调试生产线参观实习。所

以承担本课题设计，难度及工作量适中，能够按时完成任务。

2. 设计基本内容与需要解决的关键技术向题

利用FANUC 0i-MateTC数控系统，完成CK6140数控车床电气控制系统的设计，

包括：机床电气控制电路图、CNC控制电路图、传动系统图、卡盘和尾座液压系

统图 、PMC输入/输出接口信号电路图、机床操作面板至PMC的输入接口信号电

路图。写出设计说明书(含必要计算)8000字以上。图纸资料编制要符合国家标准，

图纸工作量约折合2-2.5张A0。

需要解决的关键技术问题有：（1）调查分析与CK6140型同类型数控车床对结

构、电气、精度和速度等方面的总体性能价格比方面要求，确定主要技术参数

（2）CK6140型数控车床电气控制系统的总体方案 （3）CNC数控系统、主轴调

速、伺服进给、自动换刀、冷却和润滑等电气控制电路的设计方案（4）相关电

气设备和电器元件的选型与容量计算 （5）电气控制系统的抗干扰设计方案。

3. 本课题调研情况综述

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通过查阅国内同类型数控车床产品资料及到本校数控实训中心与扬州力创机床厂实地调研，由于用户对该型车床所需加工的轴、盘类零件种类、材料、速度、精度、负载力矩及价格性能比不同，国内和国外数控系统发展水平与产品更新换代的现状，目前可供选择的数控系统及机床电气控制系统的类型与技术较多。按伺服系统类型一般可分为三种类型：开环数控系统、半闭环数控系统、全闭环数控系统。开环教控系统精度、速度及价格不高，执行元件通常采用步进电动机，多用于经济型数控机床中，如S1EMNS 802S、GSK-998T/M等系统。半闭环数控系统精度较开环系统高，稳定性高、调试方便，执行元件通常采用交流永磁伺服电动机，常见系统国外有FANUC0i、S1EMENS 802C、802D等，国产系统有华中世纪星HNC-21/22系列等。适用于中、低价的转数车、铣、磨、镗机床及加工中心等，目前是企业应用最广泛的系统。全闭环数控系统结构复杂、成本高、调试维修困难，主要用于高速、高精度的加工中心、车削中心、柔性加工单元及五轴联动以上数控铣床、仿形铣床等。典型系统有FANUC-16i、18i系列、S1EMENS840D系列、MAZARK640等系统。对于数控车床主轴驱动系统，为解决低速大力矩切削问题，常采用减速齿轮有级调速与普通变频器无级调速相结合方案。为提高切削力矩和高精度螺纹加工，甚至具有C轴插补功能，则也有选用具有高性能和高价格的矢

量变频主轴驱动器与交流异步电动机。 4. 本课题方案沦证 从上述调研情况及综述分析，CK6140型数控车床是扬州力创机床厂为适应用

户需求的一种改进型设计产品，精度要求适中、价格也要适中，因此选用FANUC 0i-MateTC这种中档偏高的数控系统比较合适。X、Z轴进给采用FANUC公司功能精简型βi伺服单元与交流永磁同步电动机，通过横向与纵向滚珠丝杠驱动刀架作零件车削加工的插补运动。主轴传动则选用5.5KW变频交流异步电动机，并采用两档齿轮变速和无级变频调速，以满足用户对较大扭矩、精密切削的工件条件的车削需求。在主轴同轴上还装有光电编码器，用于速度反馈和螺纹加工。四方

刀架采用四工位，由霍尔开关检测工位发信号给刀架电机，以实现自动换刀。

5. 主要技术指标与性能

1.床身最大回转直径： φ400 mm；2.床鞍最大回转直径： φ180 mm； 3.主轴电机功率：5.5 KW，交流异步电动机（变频）； 4.主轴转速范围：L:70～560 ，H:560～1600rpm(2档手动齿轮变速与变频无级调速结合)； 5.进给电机力矩：X轴4 NM ，Z轴进给：6 NM； 6.快移速度：X轴 3 m/min（行程200mm），Z轴6 m/min（行程800mm）； 7.最小设定单位：纵向Z轴 0.001 mm，横向X轴0.001

mm； 8.刀方尺寸：20mm×20mm，刀具容量 4 把，要求能自动换刀。

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