普通銑床的數(shù)控化改造畢業(yè)設計 機電一體化畢業(yè)論文.doc

XX大學本科生畢業(yè)設計（論文）圖紙QQ625880526-1-摘要數(shù)控機床是裝備制造業(yè)的工作母機，是實現(xiàn)制造技術(shù)和裝備現(xiàn)代化的基石，是保證高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國防軍工現(xiàn)代化的戰(zhàn)略裝備。在全球倡導綠色制造的大環(huán)境下，機床數(shù)控化改造成為了熱點。它包括普通機床的數(shù)控化改造和數(shù)控機床的升級本設計是對XA5032普通立式銑床進行數(shù)控化改造。為了實現(xiàn)把XA5032普通立式銑床改造成經(jīng)濟型數(shù)控銑床，我針對此銑床的主傳動系統(tǒng)，X,Y,Z向進給系統(tǒng)進行數(shù)控改造，并增加了CNC裝置和伺服系統(tǒng)。對主傳動系統(tǒng)，我選用FANUC8AC電動機通過帶傳動驅(qū)動主軸。對進給系統(tǒng)，我把原先的滑動絲杠換成滾珠絲杠，以提高精度和效率，并由原先的手動控制，改造成由電動機控制。通過變頻器實現(xiàn)主軸傳動和進給機構(gòu)的無級變速。通過單片機的設計，構(gòu)成控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：數(shù)控改造，滾珠絲杠，伺服系統(tǒng)XX大學本科生畢業(yè)設計（論文）圖紙QQ625880526-2-ABSTRACTNCmachinetoolsistheMachineToolsandequipmentmanufacturing,istoachievemanufacturingtechnologyandthecornerstoneofmodernequipmentistoensurethathigh-techindustrydevelopmentandnationaldefensemodernizationofthemilitarystrategyandequipment.GreenManufacturingintheglobaladvocacyoftheenvironment,transformationofCNCmachinetoolstobecomeahotspot.ItincludesgeneraloftheCNCmachinetoolstotransformandupgradetheCNCmachinetoolsThisdesignisXA5032ordinaryverticalmillingmachineNCtransformation.InordertoachievetheXA5032verticalmillingmachineintothegeneraleconomyCNCmillingmachine,Iamagainstthismillingthemaindrivesystem,X,Y,ZtothefeedsystemNCtransformation,andtoincreasetheCNCservodevicesandsystems.Themaindrivesystem,IchooseFANUCACmotordrivethroughthebeltdrivespindle.Thefeedsystem,Ireplacedtheoriginalslidingscrewballscrews,toimproveaccuracyandefficiency,andtheoriginalmanualcontrol,intothemotorcontrol.ConvertertoachievethroughthemaintransmissionandfeedtheCVT.SCMthroughthedesignofacontrolsystem.Keywords:NCtransformation,ballscrew,ServoSystemXX大學本科生畢業(yè)設計（論文）圖紙QQ625880526-3-目錄第1章數(shù)控機床的概述11.1數(shù)控機床11.1.1數(shù)控機床的概念11.1.2數(shù)控機床的特點11.1.3數(shù)控機床的組成11.1.4數(shù)控機床的分類11.2機床數(shù)控化改造21.3機床數(shù)控化改造的意義2第2章銑床機械結(jié)構(gòu)的改造設計32.1概述32.1.1數(shù)控銑床機械結(jié)構(gòu)的主要特點32.1.2數(shù)控銑床對機械結(jié)構(gòu)的基本要求32.2數(shù)控化改造銑床的總體布局32.2.1XA5032型立式升降臺銑床的布局及簡介32.2.2立式數(shù)控改造銑床的布局型式及簡介42.3數(shù)控化改造銑床的主傳動系統(tǒng)42.3.1主傳動系統(tǒng)的基本要求和變速方式42.3.2XA5032型銑床數(shù)控化改造主軸系統(tǒng)的設計52.3.3XA5032型銑床數(shù)控化改造主軸系統(tǒng)計算設計62.4數(shù)控化改造銑床的進給傳動系統(tǒng)132.4.1數(shù)控銑床對進給傳動系統(tǒng)基本要求142.4.2數(shù)控銑床的進給傳動系統(tǒng)的基本型式152.4.3數(shù)控改造銑床進給系統(tǒng)的型式及介紹152.4.4數(shù)控改造銑床進給傳動系統(tǒng)的計算設計15第3章普通銑床的電氣改造部分203.1計算機數(shù)控裝置203.1.1CNC系統(tǒng)的組成20XX大學本科生畢業(yè)設計（論文）圖紙QQ625880526-4-3.1.2CNC裝置的主要功能和特點203.1.3CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)203.1.4CNC裝置的軟件結(jié)構(gòu)243.2數(shù)控改造銑床的數(shù)控系統(tǒng)設計293.2.18031應用系統(tǒng)303.2.28031的數(shù)據(jù)存儲器的擴展303.2.38031輸入/輸出口的擴展303.3數(shù)控改造的伺服系統(tǒng)303.3.1對數(shù)控伺服系統(tǒng)的要求313.3.2伺服系統(tǒng)的分類313.3.3數(shù)控改造伺服系統(tǒng)的驅(qū)動元件323.3.4數(shù)控改造伺服系統(tǒng)驅(qū)動元件的連接電路34結(jié)論35致謝36參考文獻37XX大學本科生畢業(yè)設計（論文）圖紙QQ625880526-5-第1章數(shù)控機床的概述1.1數(shù)控機床1.11數(shù)控機床的概念數(shù)控機床是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床，既包括NC機床，也包括CNC機床。數(shù)字控制機床（NumericalControlledMachineTool），簡稱NC機床。數(shù)控系統(tǒng)是一種控制系統(tǒng)，它能控制機床的運動和加工過程。計算機數(shù)控機床（ComputerizedNumerecalControlledMachineTool），簡稱CNC機床，是利用具有專門存儲程序的計算機來實現(xiàn)對機床的全部或部分控制功能。工作原理是：將數(shù)控加工程序輸入到數(shù)控裝置，再由數(shù)控裝置控制主運動的變速、起停、進給運動的方向、速度和位移大小，以及諸如刀具的選擇、交換、工件夾緊，松開和冷卻的起、停等動作，使刀具與工件及其他輔助裝置嚴格按數(shù)控程序的要求進行工作。數(shù)控機床的產(chǎn)生及發(fā)展簡史1.1.2數(shù)控機床的特點數(shù)控機床在機械制造業(yè)中得到日益廣泛的應用，是因為它具有如下特點：1）能適應不同零件的自動加工。2）工序集中。3）生產(chǎn)效率和加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定。4）能完成復雜型面的加工。5）減輕工人的勞動強度。1.1.3數(shù)控機床的組成1)程序編制及程序載體2)輸入裝置3)數(shù)控裝置4)輔助控制裝置5)驅(qū)動裝置和位置檢測裝置6)機床的機械部件1.1.4數(shù)控機床的分類按照不同的分類方式，數(shù)控機床有不同的類型。1、按控制運動軌跡分類XX大學本科生畢業(yè)設計（論文）圖紙QQ625880526-6-（1）點位控制數(shù)控機床（2）直線控制機床（3）輪廓控制的數(shù)控機床2、按驅(qū)動裝置的特點分類（1）開環(huán)控制數(shù)控機床（2）閉環(huán)控制數(shù)控機床（3）半閉環(huán)控制數(shù)控機床1.2機床數(shù)控化改造機床數(shù)控化改造，顧名思義就是在機床上增加微型計算機控制裝置，使其具有一定的自動化能力，以實現(xiàn)預定的加工工藝目標。它是根據(jù)生產(chǎn)實際需要提出，并隨著機床行業(yè)以及技術(shù)的不斷進步而發(fā)展起來，它的內(nèi)容是應用成熟數(shù)控技術(shù)和經(jīng)驗，以適應生產(chǎn)的具體要求為目的，對現(xiàn)有機床的局部結(jié)構(gòu)進行改造，并安裝上新部件、新裝置、新附件，用計算機控制機床的工作，提高機床的技術(shù)性能指標，使之全部或局部達到新數(shù)控機床的水平。1.3機床數(shù)控化改造的意義眾所周知，制造業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，是推動國家技術(shù)進步的主要力量。加入WTO之后，我國制造業(yè)正面臨極大的考驗和挑戰(zhàn)。我國制造業(yè)水平與發(fā)達國家相比，總體水平偏低，這直接影響到我國工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的提高和制造成本的降低，影響到我國工業(yè)產(chǎn)品的國際市場競爭力。為改變這種落后狀況，必須提高制造業(yè)的裝備水平，特別是機床的數(shù)控化率。購置數(shù)控機床是提高機床數(shù)控化率的途徑；對舊機床進行數(shù)控化改造，也是提高機床數(shù)控化率的重要途徑之一。我國機電行業(yè)（包括機械、電子、汽車、航空、航天、輕工、紡織、冶金、煤炭、郵電、船舶等）擁有的機床結(jié)構(gòu)比較陳舊，操作系統(tǒng)復雜，控制系統(tǒng)落后，生產(chǎn)效率低下，如果靠購置新的數(shù)控機床取而代之，顯然耗資巨大，不符合國情。因此，采用數(shù)控技術(shù)對現(xiàn)有機床進行改造，符合國家的產(chǎn)業(yè)政策。近年來，美國、日本、德國、英國、等發(fā)達國家，在制造大量數(shù)控機床的同時，也非常重視對普通機床的數(shù)控化改造，機床的技術(shù)改造市場十分活躍。在美國，機床改造業(yè)被稱為機床再生業(yè)；在日本，機床改造業(yè)被稱為機床改裝業(yè)。機床改造業(yè)正逐步從機床制造業(yè)中分化處理，形成了用數(shù)控技術(shù)改造機床和生產(chǎn)線的新的行業(yè)和領(lǐng)域。XX大學本科生畢業(yè)設計（論文）圖紙QQ625880526-7-第二章銑床機械結(jié)構(gòu)的改造設計2.1概述根據(jù)我國國情，八十年代在普通機床的改造方面，出現(xiàn)了以經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)改造普通機床，尤其是普車、普銑數(shù)控化改造的熱潮，并逐步形成了經(jīng)濟型數(shù)控產(chǎn)業(yè)?！鞍宋濉焙笃诤汀熬盼濉保瑖野雅f設備的改造列入企業(yè)技術(shù)進步，工藝更新的一個重要途徑，很多工廠把普通機床的數(shù)控化改造列入企業(yè)的發(fā)展計劃，作為企業(yè)適應市場經(jīng)濟、提高產(chǎn)品市場占有率的一項措施。普通銑床的經(jīng)濟型數(shù)控化改造，除了選擇可靠性高、性能穩(wěn)定的數(shù)控系統(tǒng)外，對銑床自身的改造也是一個很重要的環(huán)節(jié)。普通銑床經(jīng)濟型數(shù)控化改造包括兩個方面，即機床電氣的數(shù)控化改造和機床本體的數(shù)控化改造。2.1.1數(shù)控銑床機械結(jié)構(gòu)的主要特點1.結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、自動化程度高2.廣泛采用高效、無間隙傳動裝置和新技術(shù)、新產(chǎn)品3.具有適應無人化、柔性化加工的特殊部件4.對機械結(jié)構(gòu)、零部件的要求高2.1.2數(shù)控銑床對機械結(jié)構(gòu)的基本要求1.具有較高的靜、動剛度和良好的抗振性2.具有良好的熱穩(wěn)定性3.具有較高的運動精度與良好的低速穩(wěn)定性4.具有良好的操作、安全防護性能2.2數(shù)控化改造銑床的總體布局選擇機床的總體布局是銑床設計的重要步驟，它