龙门式数控钻床数控系统设计

| 工业设计 | Industrial Design2016年11月

龙门式数控钻床数控系统设计

齐 博，陈宏超

（沈阳机床股份有限公司中捷立加分公司，辽宁󰀃沈阳󰀃110142）

摘 要：设有数控系统并能通过数字信息技术对机床动作进行控制的机床称为数控机床。龙门式数控钻床是目前机械制造业保证产品高精度、高生产率、高质量的有效保证手段。而龙门式数控钻床性能的优良在一定程度上取决于数控系统的性能。

关键词：FANUC0i-TD；数控系统；方案中图分类号：TG527󰀃󰀃文献标志码：A󰀃󰀃DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2016.07.131

1 数控系统的设计方案

1.1 数控系统的组成

数控装置、输入输出装置和伺服驱动是数控系统三个基本的组成部分。机床各轴的运动受数控系统的控制，因此数控系统是数控加工设备的核心部件。数控装置是由输入输出数据线、运算器、存储器以及各部分的连接线等部件组成；输入和输出装置是由键盘、监视器、手控盒、各种指示灯和检测开关等部件组成。伺服系统由伺服电机、驱动器和反馈装置等组成，如图1所示。

图1 数控系统的组成

输入输出装置的主要功能输入加工零件的专用数控加工程序，以及可以在面板或指示灯上显示加工零部件时机床的状态。

数控系统主要通过数据运算控制或时序逻辑控制来实现对机床运动部件的运行速度、运行位置、和角度进行控制，并且对机床运行时的相关系统的温度、流量和压力等信息进行实时监控以保证机床的运行。数控系统通过对伺服系统的控制来实现对机床运动的控制。控制流程为：①数控系统发出的指令信号；②该信号经数控模块的变换和放大；③伺服驱动装置得到指令控制伺服电机运转执行该指令；④伺服电动机运转实现了数控机床工作台等部件的移动；⑤通过预设的检测元件，将运动部件的位置、速度和角度等信息回传给数控系统，系统将收到的信息与发出指令相比较对偏差进行修正，保证了设备的精度。1.2 数控系统的设计方案

FANUC0i-TD系统广泛的应用于数控机床；该系统是CNC、PMC、MMC三位一体的数控装置，具有最大控制4个轴的强大功能，结构上采用模块式结构，具有体积小，集成度高，可靠性高，性价比高的特点。因此本方

󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃󰀃文章编号：2096-2789（2016）11-0186-02 案的数控系统采用FANUC0i-TD数控系统，该数控系统主要有以下三部分组成：①控制面板：包含了操作键盘和面板、彩色显示器、可供程序传输的多种载体的专用接口；②各轴伺服电机以及与其相匹配的专用伺服控制器或运动控制器；③手控盒单元：包含了点动和手摇等旋钮；④为避免因距离不当所导致的信号衰减和失真问题，本设计将PMC安装在操作面板后，配以智能位置控制卡，保证系统运转稳定。

2 数控系统的硬件连接

数控单元通常由数控专用的可编程控制器；可以输入编制加工程序的键盘；带有点动或手摇装置的手持单元；可以观测到机床状态的面板和驱动各轴的伺服动机以及与之匹配的驱动器，如图2所示。

图2 数控系统硬件连接图

数控系统通过现场总线与伺服系统中的驱动器进行通信，并与伺服电机的反馈装置编码器构成半闭环控制。机床运行时，操作人员通过控制面板输入控制指令或加工程序，数控系统通过对指令或加工程序的分析处理后，发出逻辑控制指令并向伺服系统中驱动器发出控制指令，实现对机床的控制。因此为保证机床运行的可靠性，设计时应考虑接口的匹配性和可靠性。并应按照电气技术图进行连接。

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3 PLC与数控系统

确保机床内部元件安装正确后，需对设备进行联机调试。按照设计功能需求，设计对应的PLC程序并调试。着重检测各执行元件、各输入输出信号的正确性。数控机床的PLC程序与数控系统中各部分的关系如图3所示。

4 结束语

文章阐述机床数控系统的组成，以及相关部件的组成。文章设计的机床采用FANUC 0i-TD系统并给出了龙门式数控钻数控系统的硬件进行连接，对于应用FANUC 0i-TD系统的机床设计和调试有一定的借鉴意义。参考文献：

[1]舒志兵.交流伺服运动控制系统[M].北京:清华大学出版

社,2006.[2]姚洪江.基于全数字化直流调速系统的研究[D].西安理工大

学,2003.

图3 PLC与数控系统关系图

（上接第145页）

针对断桩的情况，在成孔后，要利用清孔液做好清孔工作，清孔后，确保沉渣量符合标准的要求后灌注混凝土，灌注后还要再次进行沉渣量的检查；灌注混凝土时，要将导管的填埋深度控制在一定的范围内，严格控制混凝土的配合比；当地下水的运动比较剧烈时，可以利用套管做好防护措施，防止增大水灰比；另外，混凝土在进行灌注时，要从导管进入，严禁从孔口进入，保证灌注的快速、准确。

过程中会出现一些常见的质量问题，比如偏斜孔、缩孔、卡管等，要针对现场施工的条件，及时采取措施处理这些问题，防止出现更大的事故。参考文献：

[1]万江英.钻孔灌注桩施工方法的研究与应用[D].南昌大

学,2014.[2]朱长亮.桥梁钻孔桩的质量通病研究与防治[J].城市道桥与防

洪,2015,(1):113-115+137+13.[3]王柳.浅谈钻孔灌注桩施工[A].《建筑科技与管理》组委

会.2012年4月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会,2012:2.

3 结束语

钻孔桩灌注桩是一项比较隐蔽的工程，钻孔、灌注施工的要求较高，因此要求施工人员具有较高的施工水平，还需要采用先进的施工工艺，目前，在钻孔和灌注桩的

（上接第183页）标准已经有了一个较大的提升。如今在抗震目标的设置方面上，我国的高层、超高层建筑需要涉及两个方面：①倒塌水准：在倒塌水准中需要重视：第一步重视主要高层、超高层建筑构件中存在的非延性部件，切实关注其破坏模式的具体应力需求，加强于技术规定的要求；第二步重视高层建筑、超高层建筑的延性结构构件，其非弹性形变不能超过其构件的弹性变形能力；第三步在实际设计复杂建筑设计、超高建筑的过程中，重视建筑物控制构件，有效确保控制构件具备中等地震抗性的性能，确保较大的弹性；②使用水准：针对地震重现期是5Oa的地震来说，在其结构设计中，要求建筑保持一个基木弹性反应的状态下，然而可以将其建筑物的损伤忽略不计。2.5 抗震设防烈度

复杂高层与超高层建筑物的安全应用的关键设计内容就是建筑抗震设防烈度的设计。针对实际的复杂高层、超高层建筑的结构设计要求而言，相关的设计工作者按照实际的承受强度来进行具体的抗震设防烈度设计工作。一般情况下，大部分的建筑物高度是不同的，鉴于此，在实际的结构设计工作中，有效按照具体的工程情况展开有针对性的设计工作。复杂高层、超高层建筑高度不得

小于300 m，需要在抗震设防烈度为“六”的区域。与此同时，相关的设计工作者需要重视细节，顺从“以人为本”的设计理念。最大程度上确保人民群众生命财产的安全性。

3 结束语

综上所述，复杂高层与超高层建筑结构设计作为复杂的一项工程，我们简析了结构设计的基本要求、结构设计要点探析，分析和探讨的目的是为了更好的满足社会发展的需要。参考文献：

[1]吴荣德,李国方.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探析[J].

住宅与房地产,2015,(28):40.[2]刘梦海.高层建筑结构设计的问题及对策分析[J].住宅与房地

产,2016,(12):53+86.[3]王勇,张建平,王鹏翊,等.建筑结构设计中的模型自动转化方

法[J].建筑科学与工程学报,2012,(4):53-58.[4]侯泽政.复杂高层与超高层建筑结构设计要点[J].城市地

理,2016,(12):144.