基于运动控制器的大型铝锭加工装备数控系统研究

摘要

铝锭超大平面精铣机床是用于加工铝锭两大平行平面的大型加工装备，机床部件分布布置，监控困难，需要控制的伺服轴数量和大功率交流异步电机的数量多。针对该设备的特点，开发了一套完整的数控系统。
　　本文介绍了铝锭超大平面精铣机床的加工特点，阐述了机床各个部件的功能和运动原理；根据机床的加工要求，以运动控制器SIMOTION D425为控制核心、结合多功能人机界面 MP377组成数控系统，设计了完整的数控系统电路，应用Profi-BUS总线和DRIVE-CLIQ总线实现了运动控制器与I/O接口、人机界面和伺服电机驱动器的通讯；分析了大功率软起动器的原理和特点，设计了多个大功率异步电机的软起动器的控制电路和控制软件，实现了平稳起动；基于SCOUT对运动控制器进行了软件开发，利用运动控制图（MCC）开发了伺服电机的运动控制程序，实现了两轴联动，利用梯形图设计了机床加工的逻辑控制程序，实现了两类程序的协同执行；基于WINCC Flexible对人机界面进行了开发，设计了人性化的操作画面和实时监控画面，操作画面具有统一的界面布局和合理的功能分区，监控画面具有运动的实时仿真动画，实现了多界面分类操作和全面实时监控；阐述了硬件系统和软件系统的扩展功能，表明了系统有一定的开放性；介绍了系统的现场安装和应用测试，经过一年多的应用，系统运行稳定，操作和监控方便，证明了本系统的稳定性和可用性。
　　本文从机床原理、硬件电路、软件设计三个主要方面，设计和开发了铝锭双面铣床数控系统，实现了多伺服轴控制和大功率电机的平稳起动，人机界面操作简单，监控方便，具有在同类设备上推广应用的价值。

目录

第1章 绪论

1.1引言

1.2数控系统的产生和发展

1.3运动控制器的发展现状

1.4论文的主要研究内容

第2章 大型铝锭双面精铣机床工作原理

2.1大型铝锭双面精铣机床简介

2.2大型铝锭双面精铣机床总体结构

2.3铣机部分设计

2.4本章小结

第3章 机床数控系统硬件设计

3.1数控系统总体构成

3.2硬件系统设计

3.3系统硬件的开放性

3.4本章小结

第4章 机床数控系统软件开发

4.1数控系统软件开发平台介绍

4.2系统配置

4.3系统程序设计

4.4软件的开放性

4.5本章小结

第5章 人机界面设计

5.1人机界面功能分析

5.2人机界面设计

5.3人机界面的开放性

5.4本章小结

第6章 数控系统的生产应用

6.1数控系统的应用

6.2数控系统的应用效果

6.3本章小结

第7章 结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果