轴瓦精镗数控机床全闭环控制技术研究

摘要

轴瓦精镗工艺具有很高的尺寸精度，而且要求在批量连续加工时有很好的稳定性。
　　 如何设计一套数控系统以满足这些要求，是本文研究的主要内容。
　　 本文研究了轴瓦精镗数控机床的组成部分和工作原理，并分析了轴瓦加工流程和技术指标，在此基础上设计出基于伺服电机定位模块FM354 作为运动控制器，触摸屏作为人机交互界面，光栅尺作为位置反馈元件，交流伺服电机作为执行部件的机床控制系统，并设计了机床的自我保护系统和电气布局。为了保证镗床加工精度，采用伺服电机定位模块FM354、光栅尺和交流伺服电机构成全闭环运动控制，另外采用了MPI 总线连接S7-300和S7-200系列PLC，组成主从式控制器，在满足控制需求的基础上，节约了数控系统的成本。
　　 本文还规划了轴瓦精镗数控机床的软件功能需求和控制操作界面，设计了机床的操作流程和动作顺序，并据此编写了基于功能块调用的PLC 程序，对加工时轴瓦的精确定位过程和FM354的运动模式切换作了介绍，对触摸屏、S7-300和S7-200的通讯过程也作了介绍，同时也对机床控制的其他关键问题进行了分析。经过实验室调试和现场调试两个阶段，修改和优化了程序，实现了轴瓦精镗的要求。
　　 通过对加工出的轴瓦尺寸检测，该数控系统能满足加工的精度要求，并且还具有成本低，可靠性高的特点，可以作为轴瓦精镗数控机床的控制系统推广应用。