y3150e型滚齿机的三轴联动plc控制设计改造

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1、目录第1章绪论21.1课题的来源、研究的意义及现状分析21.1.1课题的来源21.1.2课题现状分析3第2章机械结构方案设计72.1主传动系统72.2进给运动系统72.2.1垂直进给72.2.2径向进给82.2.3工作台的转动8第3章立柱的设计计算103.1滚齿机切削力的计算103.2电动机的选择113.3滚珠丝杠的选取123.3.1滚珠丝杠动载荷的计算与直径估算123.3.2滚珠丝杠的校核143.4锥齿轮的设计计算153.4.1初步设计153.4.2几何计算163.4.3接触强度校核193.4.4弯曲强度校核213.5蜗杆蜗轮的设计计算213.5.1选择蜗杆的传动类型223.5

2、.2按齿面接触疲劳强度进行设计223.5.3蜗杆蜗轮的主要参数与几何计算233.5.4验算效率25第4章立柱、导轨的设计264.1导轨的选择264.2立柱的设计28第5章PLC系统总体设计方案概述295.1传统滚齿机控制系统的功能与技术指标295.2PLC控制系统设计方案33第6章硬件系统的设计366.1PLC与伺服系统的连接366.2PLC与传感器的连接37第7章软件系统的设计与调试407.1数控化改造的电气要求407.2I/O点的分配407.3PLC梯形图设计44第8章期望与总结46参考文献48第48页第1章绪论1.1课题的来源、研究的意义及现状分析1.1.1课题的来源本课题

3、来源于生产实际。齿轮是工业生产中的重要基础零件，其加工水平和能力反映了一个国家的工业水平。随着社会生产力和科学技术的发展，企业对齿轮的质量要求越来越高。对产品的更新速度要求越来越快。为了保证产品的质量，提高生产率和降低成本，要求齿轮加工机床不仅具有较好的通用性和灵活性，而且加工过程要尽可自动化。从国内市场需求来看，工业化国家数控机床的发展已经进入稳定、实用和普遍推广的阶段，机床的数控化率已经成为衡量一个国家机床水平的重要指标。一方面，我们应该设计、生产一些适合本国国情的数控机床；另一方面，我们面临300多万台普通机床，可以将其中的一部分改造成经济型数控机床。所以，我国数控系统的需

4、求潜力是很大的，发展前景是光明的。从我国的实际情况出发，紧密围绕国民经济各行各业发展的需要，大力发展量大面广的经济型数控系统，可以显著地提高经济效益和社会效益。从经济型数控系统的特点来看，可概括为：品种多样、功能较全、可靠性较高、价格低廉、操作简单、维修方便等。尤为突出的三点是：1.节省资金。机床的数控改造同购置新机床相比，一般可节省60%-80%的费用，大型机特殊设备尤为明显。一般大型机床改造秩序花新机床购置费的1/3。即使将原机床的结构进行彻底改造升级，也只需花费购买新机床60%的费用，并可以利用现有地基。2.性能稳定可靠。因原机床各基础件经过长期时效，几乎不会产生应力变形而

5、影响精度。3.提高生产效率。机床经数控改造后，即可实现加工的自动化，效率可比传统机床提高3-7倍。对复杂零件而言，难度越高，功效提高得越多，且可以不用或少用工装，不仅节约了费用，而且可以缩短生产准备周期。鉴于上述优点，经济型数控系统被许多企业看好。目前，我国步入市场经济不久，国有企业正处于改制时期，资金严重不足，民营企业刚刚成长，技术人才短缺，同样资金也很紧张。多数企业在短时间内不可能付出大量的资金购买中、高档数控，而大量的机械零件需要高速、高精度的设备来制造。此时，步进电机的经济型数控正好填补了这一空白。当前国内数控系统的发展趋势是：“跟踪高精度、发展普及型、扩大经济型”第48

6、页。发展经济型数控符合目前我国的实际情况，我们应该边发展边探索。针对经济型数控存在的问题，首先要加强管理，提高生产工艺水平，有效地组织起数控系统规模化生产，建立起数控系统质量监督体系及质量保证体系。在重视中、高档数控系统开发、生产的同时，花大力气组织好经济型数控系统的生产。原Y3150E型滚齿机采用纯机械的传动链，传动精度低、调整复杂，无法满足大批量、多品种、高精度齿轮的加工要求，且机床电气故障比较突出，有些机床甚至无法使用，如淘汰了重新购置则投资太大。由于润滑充分，该机床的导轨、丝杠、丝母，滑台及工作台的蜗轮蜗杆等磨损不大，机床机械精度保持较好，具备进行改造的基本条件，且改造投

7、资少、见效快，因此对普通滚齿机进行数控改造是经济可行的。据统计，现在全国大约有五万台已陈旧滚齿机，加工不出GB10095-88标准的7级齿轮。对旧滚齿机进行数控改造，一方面能充分利用企业自身资源，为企业节约资本，另一方面也能有效提高齿轮的生产水平，满足要求。非常适合我们国家企业的实际情况。滚齿是应用最广的切齿方法，滚齿机是应用最普遍的一种齿轮加工设备，在此情况下，本课题应运而生。1.1.2课题现状分析滚齿机制造技术的发展可划分为机械式滚齿机和数控滚齿机两个阶段。图1-1传统的机械