汽轮发电机线圈铜排数控铣孔机的研制

摘要

汽轮发电机转子线圈铜排通风孔的加工质量,直接影响到发电机的温升,特别是30万千瓦以上发电机组,故对铜排通风孔的加工质量要求很高.传统的线圈铜排通风孔的加工采用冲压加工或多台机床铣削加工,加工效率低且满足不了通风孔的工艺质量要求,通风性能低,易引起发电机转子发热,降低发电机的出力效率、性能和寿命.本文提出的基于开放式数控系统结构的线圈铜排数控铣孔机床,可以简化机床结构,提高传动精度并实现高速高效精密加工,以实现通风孔高性能的要求.本文通过对线圈铜排铣孔机要求的分析,研究了数控铣孔机包括其整体结构、控制软件和硬件系统.文章简述了国内外线圈铜排铣孔工艺设备的研究现状,介绍了开放式数控系统的发展背景,提出了利用开放式数控系统二次开发专用数控铣孔机的思路;对数控铣孔机床机械整体结构、系统硬件结构、系统软件设计三个方面进行了探讨;根据铣孔机的控制要求,设计了铣孔机的硬件结构;根据加工的具体工艺过程,在华中Ⅰ型CNC提供的软件开发接口上开发了特定的人机交互界面,并根据电气控制的要求,编制其系统控制软件及PLC程序.实际应用表明利用数控铣孔机的四组动力头,同时加工两组铜排,一次装夹,可同时完成铣孔、倒角、去毛刺三道工序,既保证了加工质量,又提高了加工效率,而且可以在同一台铣孔机上完成30万千瓦、32.5万千瓦、60万千瓦及90万千瓦等不同发电机组转子线圈铜排通风孔的加工.该机床为国内同行业首台数控铣孔机,它的研制为国内进一步研制新型数控铣孔机拓展了思路.最后,对全文进行了总结,并为后续的研究工作提出了一些展望.

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1绪论

1.1汽轮发电机转子线圈铜排铣孔机的状况及要求

1.2开放体系结构数控系统综述

1.3本文研究的主要内容及创新点

2线圈铜排数控铣孔机总体设计

2.1线圈铜排铣孔机运动关系描述

2.2机床主要参数及伺服电机的验证

2.3铣孔机专用数控系统的组成

3铣孔机数控系统的硬件结构

3.1系统的硬件平台

3.2系统的硬件结构

3.3系统的I/O模块

3.4系统的位置控制模块

3.5伺服驱动系统

3.6系统电气设计

4系统控制软件的设计

4.1控制系统的软件开发平台

4.2系统软件的任务调度

4.3软件的变量

4.4系统软件的函数

4.5系统参数功能

4.6 PLC程序的设计

4.7系统人机界面

5系统实现与应用

5.1系统的实现

5.2 工件应用加工

6结论与展望

6.1全文总结

6.2问题展望

致谢

参考文献

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