機電一體化畢業(yè)設(shè)計(論文)-C618型臥式車床橫向進給數(shù)控化改造.doc

xxxxxxx畢業(yè)設(shè)計（論文）設(shè)計（論文）題目：C618型臥式車床橫向進給數(shù)控化改造2010年4月7日1摘要20世紀中葉數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機床的誕生標志著生產(chǎn)和控制領(lǐng)域的一個嶄新時代的到來。科學技術(shù)和社會生產(chǎn)力的迅速發(fā)展，對機械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來越高的要求。機械加工工藝過程的自動化成為實現(xiàn)上述要求的最重要的措施之一。它不僅能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本，還能夠極大地改善生產(chǎn)者的勞動條件。數(shù)控機床的工作過程是將加工零件的幾何信息和工藝信息進行數(shù)字化處理，即對所有的操作步驟和刀具與工件之間的相對位移，以及進給速度等都用數(shù)字化的代碼表示。而經(jīng)濟型的數(shù)控改造則對數(shù)控機床有了更新的要求。即在不改變原來功能的前提條件下，還要特別講究經(jīng)濟性、可靠性、性能優(yōu)越等。所以，在改造的同時，盡量不要改變原來的結(jié)構(gòu)。本設(shè)計是對C618普通臥式車床進行數(shù)控化改造。為了實現(xiàn)把C618普通臥式車床改造成經(jīng)濟型數(shù)控車床，我針對此車床的主傳動系統(tǒng)，X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(shè)計，構(gòu)成控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：數(shù)控改造，滾珠絲杠.2ABSTRACTNaissancethat20centurymiddleperiodfewtechniqueiswiththefewmachinethebedscribetoproducewithcontrolcomingofabrand-newagesofrealm.Thesciencetechniquebringuppedwithrateofproductiontothequantityofthemachineproductwiththequickdevelopmentofthesocialproductivitymoreandmorehighrequest.Theautomationthatmachineprocessthecraftprocessoneofthemostimportantmeasureofbecomingtorealizestheaboverequests.Itcannotonlyincreasetheproductquantity,increasetherateofproduction,lowertheproductioncost,andcanbestillbiggestameliorativeproductionoflaborterm.Workprocessthatfewmachinethebedwillprocessthesparepartsseveralwhytheinformationproceedswiththecraftinformationsthearithmeticfigurehandle,thenoperationalllythestephavewithknifewithoftheworkpiecethecodeforofoppositemoving,andenteringgivingthespeedwaitingallusingthearithmeticfiguremean.Butfewoftheeconomictypesthenreformthelogarithmsachinebedcontainnewrequest.Namelystillwantthesuperioretc.ofparticularaboutandeconomic,dependable,functionundernotchangesoriginallythefunctionspriorcondition.Therefore,atreformatthesametime,andasfaraspossibledontchangeoriginalconstruction.ThisdesignisC618ordinaryverticalhorizontalmachineNCtransformation.InordertoachievetheC618verticalhorizontalmachineintothegeneraleconomyCNCmillingmachine,Iamagainstthishorizontalthemaindrivesystem,XtothefeedsystemNCtransformation,andtoincreasetheCNCservodevicesandsystems.Thefeedsystem,Ireplacedtheoriginalslidingscrewballscrews,toimproveaccuracyandefficiency,andtheoriginalmanualcontrol,intothemotorcontrol.ConvertertoachievethroughthemaintransmissionandfeedtheCVT.SCMthroughthedesignofacontrolsystem.Keywords:NCtransformation,ballscrew.3目錄摘要.1ABSTRACT.2第一章普通機床數(shù)控化改造的概況.11.1數(shù)控機床的產(chǎn)生.11.2普通機床數(shù)控化改造的必要性.11.3數(shù)控在改造中的機械部件改造.21.4數(shù)控在改造中的電氣部分改造.2第二章緒論.42.1機電一體化系統(tǒng)的基本組成要素.42.2設(shè)計方案.5第三章進給伺服機械部分設(shè)計與計算.73.1設(shè)計方案的確定.73.2橫向進給系統(tǒng)的設(shè)計與計算.73.3齒輪傳動比的計算.103.4步進電機的選擇.13第四章機械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計改造.224.1主軸脈沖發(fā)生器的加裝.224.2主軸脈沖發(fā)生器的安裝.224.3主軸脈沖發(fā)生器的傳動聯(lián)接方式.2344.4主軸脈沖發(fā)生器安裝注意事項.234.5進給伺服系統(tǒng)的裝配圖.23第五章經(jīng)濟型數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)單片機控制原理.255.1系統(tǒng)的功能.255.2單片機的構(gòu)造.265.3步進電機的軟件控制及轉(zhuǎn)程序設(shè)計.27第六章機床的加工程序編制.31致謝.33參考文獻.341第一章普通機床數(shù)控化改造的概況1.1數(shù)控機床的產(chǎn)生為滿足多品種、小批量的自動化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活的、通用的、能夠適應(yīng)產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動化機床。數(shù)控機床就是這樣的背景下產(chǎn)生的。它為單件、小批量生產(chǎn)的精密復雜零件提供了自動化加工手段。但是數(shù)控機床的應(yīng)用也受到其他條件的限制。首先，數(shù)控機床價格昂貴，一次性投資巨大，中小企常是心有余而力不足；目前，各企業(yè)都有大量的普通機床，完全用數(shù)控機床替換根本不可能，而且被替代下的機床閑著起來又會造成浪費；在國內(nèi)，訂購新數(shù)控機床的交貨周期一般較長，往往不能滿足生產(chǎn)急需；通用數(shù)控機床對具體生產(chǎn)存在冗余功能。要較好的解決上述我問題，要走普通機床數(shù)控改造之路。低成本普通車床數(shù)控化改造是一項適合我國實際情況的先進適用技術(shù)，也是一項提升我國機床數(shù)控化率的有效途徑。1.2普通機床數(shù)控化改造的必要性數(shù)控機床比較傳統(tǒng)機床有以下突出的優(yōu)越性。（1）可以加工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準確的計算出每個坐標軸瞬時應(yīng)該運動的運動量，因此可以復合成復雜的曲線或曲面。（2）可以實現(xiàn)加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可以比傳統(tǒng)機床提高3-7倍。（3）加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。（4）可以實現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機床間的頻繁搬運。（5）擁有自動報警，自動監(jiān)控，自動補償?shù)榷喾N自律功能，因而可實現(xiàn)長時間無人看管加工。（6）數(shù)控機床能夠降低操作人員的勞動強度，節(jié)省勞動力，減少工裝，縮短新產(chǎn)品調(diào)試周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求做出快速反應(yīng)等。數(shù)控機床改造一般是對普通機床某些部位做一定的改造，配上數(shù)控裝置，從而使機床具有數(shù)控加工能力。對現(xiàn)有的普通車床進行改造，主要應(yīng)該解決的問題是：如何將機械傳動的進給和手工2控制的刀架轉(zhuǎn)位進給改造成由數(shù)控系統(tǒng)控制的刀架自動轉(zhuǎn)位以及自動進給的自動加工車床即經(jīng)濟性數(shù)控車床。經(jīng)濟性數(shù)控車床，主要依靠兩方面來保證和提高被加工零件的精度：一是系統(tǒng)的控制精度；二是機床本身的機械傳動精度。數(shù)控車床的進給傳動系統(tǒng)，由于必須對進給位移的位置和速度同時實現(xiàn)自動控制，所以，數(shù)控車床與普通車床相比，應(yīng)具有更好的精度以確保機械傳動系統(tǒng)的傳動精度和工作平穩(wěn)性。1.3數(shù)控在改造中的機械部件改造機床數(shù)控改造時應(yīng)盡量達到上述要求，應(yīng)對主要部件進行相應(yīng)的改造，使其達到要求，這樣才能達到預期的改造目的。不能認為將數(shù)控裝置與普通機床聯(lián)系在一起就達到了數(shù)控機床的要求。對機械部分的改造主要包括下列部分：（1）對車床的傳動系統(tǒng)進行改造：去掉冗余的齒輪。改動后的齒輪具有消除反向死區(qū)誤差的功能。（2）將主軸進行改造，使之能與標準部件KEF250型動力卡盤相配套；同時具有符合數(shù)控車床的加工精度。（3）將帶動溜板箱的縱軸絲杠傳動更換成滾珠絲杠，用步進電動機驅(qū)動；（4）將移動刀架的橫向絲杠傳動更換成滾珠絲杠，用步進電動機驅(qū)動；（5）更換原刀架為電動刀架，并選用標準部件相配，使之適應(yīng)數(shù)控機床的需要。改造后的車床，應(yīng)具有高的靜、動態(tài)剛