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多轴机械控制的自动车床是一种高效率自动化设备,它适用于在大批量生产条件下,以冷拔棒料、管料和精铸、精锻、冲压件为坯料加工各种轴套类、接头类和盘类零件。但由于传统的多轴自动车床的机械机构复杂,柔性差,每更换一种加工的工件都要更换整个机械传动结构,影响了多轴车床的发展。 所以,本文通过建立一种适于多轴数控车床或生产线的自动控制系统硬件结构模式和软件设计方法,针对多轴多工位和自动加工线对数控加工系统要求,解决实际自动化机床或生产线的控制技术问题。 本文主要研究的问题有以下几点: (1)通过对适合于多轴车床加工的典型零件进行工艺分析,分析多轴车床在加工时需要完成的动作。并根据多轴车床需要完成的动作对控制系统提出了要求。 (2)针对控制系统提出的要求,本文选择了总线作为构建控制系统的基础,并讨论了以总线为基础构建控制系统的优越性。 (3)确定了控制系统的总体结构,并通过比较选择了施奈德公司的Modicon M340型PLC作为控制系统的运算核心和总线的主站。选择了CANopen总线作为构建系统的总线,并探讨了CANopen总线和Modbus,Ethernet相比作为控制系统总线的好处。 (4)讨论了控制系统软件应具有的功能并确定了其工作流程。 (5)讨论了多轴车床运动程序设计的步骤。并利用Unity Pro软件的SFC语言编写了六主轴多轴车床的运动程序的主程序。用FBD语言编写了具体的运动程序实现了两轴顺序运动和两轴联动。 (6)设计并开发了多轴数控车床人机界面。设计程序实现了仿真动画,并实现了各工位的仿真动画在统一的系统时钟下运动。 (7)设计并搭建了实验系统。实验系统采用了和多轴车床控制系统相似的结构。采用CANopen总线作为构建基础。并进行了运动实验,验证了这种硬件结构可以实现多轴车床的控制要求。