摘 要

“转塔数控冲床的控制系统设计”是在对数控转塔冲床进行了前期分析和调研后提出的。控制系统作为数控转塔冲床的核心，其性能直接影响着数控转塔冲床的加工质量和效率，因此开发出稳定高效并具有良好性价比的控制系统十分必要。

本文首先对数控系统和转塔冲床的发展现状以及发展趋势进行了系统的分析和总结。然后在此基础上对数控转塔冲床控制系统进行了模块划分，讨论了数控转塔冲床控制系统的工作原理、主要功能、组成结构和各模块的技术方案。并由此构建了以FANUC数控装置为基础的控制系统。该控制系统是由CNC、伺服及主轴驱动、PMC、I/O电路、外围开关、继电器电路、电磁阀、接近开关等组成。

通过对转塔冲床控制系统工作原理及功能需求的分析，确定了控制系统开发的总体方案，并对各模块进行方案的分析对比后画出了各模块的接线图和相关原理图。本课题的研究对实际生产有一定的实用价值和参考意义。

关键词：数控转塔冲床 控制系统 模块化设计 FANUC数控装置

Abstract

"CNC turret punch press control system design" is a CNC turret punch press on preliminary analysis and research carried out made after. Control system as the core of CNC turret punch press, its performance directly affects the CNC turret punch press processing quality and efficiency, so the development of a stable and efficient and has a good cost control system is necessary.

This article first CNC turret punch press system and the status quo and development trend of the development of a systematic analysis and summary. Then on this basis for CNC turret punch press control system is a modular division, discussed the CNC turret punch press control system works, the main function, structure and composition of each module technology solutions. And thus constructed the FANUC CNC device-based control system. The control system is composed of CNC, servo and spindle drive, PMC, I / O circuits, the external switches, relay circuit, solenoid valves, proximity switches and other components.

Through the turret punch press control system works and functional requirements analysis to determine the overall control system development program, and each module for analysis and comparison of programs drawn up after each module and associated wiring diagram schematic. The research projects of the actual production of some practical value and the reference value.

Keywords: CNC turret punch press control system FANUC numerical control devices

目录

目录 III

第一章 前言 1

1.1课题的研究目的和意义 1

1.2数控系统的国内外现状及发展趋势 1

1.2.1国内外数控系统发展现状 1

1.2.2数控系统的发展趋势 2

1.3数控转塔冲床国内外发展现状发展趋势 3

1.3.1数控转塔冲床国内外发展现状 3

1.3.2数控转塔冲床的发展趋势 4

第二章 数控转塔冲床控制系统总体方案设计 5

2.1数控转塔冲床控制系统总体方案设计 5

2.1.1主控制模块 5

2.1.2主轴模块 7

2.1.3伺服模块、电源模块 7

2.2本章小结 7

第三章 数控转塔冲床控制单元模块的设计 8

3.1 FANUC 数控系统介绍 8

3.1.1 简介 8

3.1.2 主要性能及特点^[10] 9

3.2 FANUC数控装置型号及说明^[10] 10

3.3 FANUC 0i数控系统外形图及总体接线图 10

3.4本章小结 12

第四章 数控转塔冲床主轴模块的设计 13

4.1主轴驱动 13

4.2异步电机简介 15

4.4 FANUC串行主轴反馈的分类及选定 16

4.5 FANUC串行主轴连接 18

4.6本章小结 19

第五章 数控转塔冲床伺服模块的设计 20

5.1 FANUC 伺服放大器介绍与选型 20

5.2 伺服轴的连接图及驱动总连接图 21

5.3 FANUC伺服放大器与电源模块的连接 23

第六章FANUC 电源模块及电源线路 24

6.1 系统电源模块的连接 24

6.2 系统电源回路的连接 25

6.3 本章小结 25

第七章PMC部分 26

7.1 PMC简介 26

7.2 PMC程序及工作原理 26

7.3 本章小结 28

第八章 总结 29

8.1 总结 29

致谢 31

参考文献 32

第一章 前言

1.1课题的研究目的和意义

数控转塔冲床被广泛用于金属板材加工，可以一次性自动完成多种复杂孔型和浅拉深成型加工，（按要求自动加工不同尺寸和孔距的不同形状的孔，也可用小冲模以步冲方式冲大的圆孔、方形孔、腰形孔及各种形状的曲线轮廓，也可进行特殊工艺加工，如百叶窗、浅拉伸、沉孔、翻边孔、加强筋、压印等）^[1]。通过简单的模具组合,相对于传统冲压而言,节省了大量的模具费用,可以使用低成本和短周期加工小批量、多样化的产品,具有较大的加工范围与加工能力,从而及时适应市场与产品的变化。数控系统作为数控转塔冲床的核心，其功能的强弱，性能的好坏直接影响着冲压的质量和效率，同时也直接影响整个数控转塔冲床的性价比和市场竞争力^[2]。因此，研究开发出稳定、高效、具有良好性价比的控制系统就显得十分的必要，不仅能改善转塔冲床的整体性能，而且能提高其竞争力，具有十分重要的意义。

本文通过对转塔数控冲床控制系统设计进行设计，优化其结构，改善各系统的功能并将其大量运用于工业生产中，提高生产质量与劳动生产率，保证加工的稳定性，实现生产过程自动化，改善劳动条件，减轻劳动强度。

1.2数控系统的国内外现状及发展趋势

1.2.1国内外数控系统发展现状

国外数控系统现状：在国际市场 ，德国、美国、日本等几个国家基本掌控了中高档数控系统。国外的主要数控系统制造商有西门子(Siemens)、发那克 (FANUC)、三菱电机(Mitsubishi Electric)、海德汉(HEIDENHAIN)、博世力士乐 (Bosch Rexroth)、日本大隈(Okuma)等^[2]。国外的数控系统在原有基础功能外还掌握了纳米插补与控制技术，CAD／CAM 技术，并且智能化加工不断扩展，机器人的使用也比较广泛^[3]。