X52K銑床的數(shù)控化改造(1)

有全套圖紙 QQ1074765680 有全套圖紙 QQ1074765680 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（ （論論文）文）題題目目：X52KX52K 銑床的數(shù)控化改造銑床的數(shù)控化改造 姓姓 名：名： 專專 業(yè)：業(yè)： 機(jī)電一體化機(jī)電一體化 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 2009 年 9 月 12 日 X52KX52K 銑床的數(shù)控化改造銑床的數(shù)控化改造 有全套圖紙 QQ1074765680 有全套圖紙 QQ1074765680 內(nèi)容摘要內(nèi)容摘要 本文提供了一種 X52k 銑床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造方案，改造的 主要模塊有：機(jī)械部分和數(shù)字控制電路部分。機(jī)械部分主要是對(duì)絲 杠、驅(qū)動(dòng)元件和減速齒輪的改造。改造后的系統(tǒng)是以步進(jìn)電機(jī)為驅(qū) 動(dòng)執(zhí)行元件的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，以 MCS-51 型單片機(jī)為控制處理芯片， 實(shí)現(xiàn) X、Y 兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)改造,使得改造后的機(jī)床能加工除了銑削鍵槽、 平面及孔等簡(jiǎn)單的零件外，還能加工形狀復(fù)雜（如加工圓弧面、斜 面及凸輪等）的零件。改造后的數(shù)控機(jī)床具有高精、高效及加工產(chǎn) 品范圍廣等特點(diǎn)。最后再對(duì)系統(tǒng)的誤差及精度進(jìn)行分析，并提出改 進(jìn)的方法、建議。 關(guān)鍵詞： X52k 數(shù)控化 改造 單片機(jī) ABSTRACT 有全套圖紙 QQ1074765680 有全套圖紙 QQ1074765680 In this paper ,in base of our countrys eco- momic condition and the expensive CNC, in order to extend machining scope, high accuracy , small batch, Keywords: X52Kmill numerization rebuilding single chip computer 目 錄 前前 言言 6 6 正正 文文 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 第一章第一章 整體改造方案整體改造方案 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 1.11.1 總體設(shè)計(jì)方案：總體設(shè)計(jì)方案：錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 1.1.1 機(jī)床改造的方案比較 .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 1.1.21.1.2 實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 1.21.2 主傳動(dòng)的系統(tǒng)改造：主傳動(dòng)的系統(tǒng)改造：錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 1.2.1 機(jī)械部分的數(shù)控化改造：錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 1.2.21.2.2 電氣部分的數(shù)控化改造電氣部分的數(shù)控化改造錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 1.31.3 進(jìn)給系統(tǒng)的改造進(jìn)給系統(tǒng)的改造錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 1.3.11.3.1 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 1.3.21.3.2 X52KX52K 的改造要求的改造要求錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 有全套圖紙 QQ1074765680 有全套圖紙 QQ1074765680 1.41.4 微機(jī)系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì)微機(jī)系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 1.4.11.4.1 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 1.4.21.4.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 1.51.5 改造后的布局改造后的布局錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 2.12.1 縱向方向（縱向方向（X X 軸）的設(shè)計(jì)：軸）的設(shè)計(jì)： 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 2.1.12.1.1 銑削力銑削力 C F 的計(jì)算的計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 表表 2-12-1 X52KX52K 基本技術(shù)規(guī)格基本技術(shù)規(guī)格 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 2.1.22.1.2 滾珠絲杠所受的平均軸向載荷滾珠絲杠所受的平均軸向載荷 m F 的計(jì)算的計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 2.1.32.1.3 絲杠副工作負(fù)荷計(jì)算及絲杠型號(hào)的選擇絲杠副工作負(fù)荷計(jì)算及絲杠型號(hào)的選擇錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 2.1.42.1.4 傳動(dòng)效率傳動(dòng)效率的計(jì)算的計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 2.1.5 剛度驗(yàn)算錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 2.1.6 穩(wěn)定性的驗(yàn)算錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 2.1.7 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算：錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 2.1.8 齒輪材料的選用及許用應(yīng)力：錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 2.1.9 直齒圓柱齒輪副的計(jì)算 .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 (1)(1)計(jì)算減速器的傳動(dòng)比計(jì)算減速器的傳動(dòng)比 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 (3)(3)齒輪彎曲強(qiáng)度應(yīng)力校核齒輪彎曲強(qiáng)度應(yīng)力校核 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 2.1.102.1.10 步進(jìn)電機(jī)型號(hào)的計(jì)算選擇步進(jìn)電機(jī)型號(hào)的計(jì)算選擇錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 2.1.112.1.11 縱向步進(jìn)電機(jī)選擇計(jì)算縱向步進(jìn)電機(jī)選擇計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 (1)計(jì)算工作臺(tái)、絲杠以及齒輪折算到電機(jī)軸上的慣量 d J .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 (2)(2)慣量匹配驗(yàn)算慣量匹配驗(yàn)算 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 (3)(3)負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算及最大靜轉(zhuǎn)矩選擇負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算及最大靜轉(zhuǎn)矩選擇 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 有全套圖紙 QQ1074765680 有全套圖紙 QQ1074765680 (4)(4)快速進(jìn)給時(shí)所需力矩快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 快 M錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 2.1.122.1.12 步進(jìn)電機(jī)動(dòng)載荷矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性步進(jìn)電機(jī)動(dòng)載荷矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 2.22.2 橫向橫向(Y(Y 軸軸) )的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.3.數(shù)控部分設(shè)計(jì)數(shù)控部分設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.13.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.1.13.1.1 主控制器（主控制器（CPUCPU）錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.1.23.1.2 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.1.33.1.3 擴(kuò)展擴(kuò)展 I/OI/O 接口接口錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.1.43.1.4 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.1.53.1.5 行程控制行程控制錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.1.63.1.6 鍵盤與顯示鍵盤與顯示錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.1.73.1.7 復(fù)位電路復(fù)位電路錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.23.2 編程時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題編程時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 3.33.3 步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)軟件控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)軟件控制錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.4.誤差來(lái)源及精度分析誤差來(lái)源及精度分析 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.14.1 誤差的來(lái)源誤差的來(lái)源錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.1.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)原因錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.1.24.1.2 數(shù)控部分原因數(shù)控部分原因錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.24.2 誤差補(bǔ)償措施誤差補(bǔ)償措施錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.2.14.2.1 齒輪副誤差補(bǔ)償分析齒輪副誤差補(bǔ)償分析錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 4.2.24.2.2 數(shù)控系統(tǒng)誤差補(bǔ)償分析數(shù)控系統(tǒng)誤差補(bǔ)償分析錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。 有全套圖紙 QQ1074765680 有全套圖紙 QQ1074765680 4.2.34.2.3 滾珠絲杠副誤差補(bǔ)償分析滾珠絲杠副誤差補(bǔ)償分析6 6 結(jié)結(jié) 論論 6 6 致致 謝謝 6 6 參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn) 6 6 山東大學(xué)自考畢業(yè)論文（本科） 1 前前 言言 該課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐的需要，利用大量閑置舊機(jī)床，對(duì)其進(jìn)行數(shù)控化改造后， 成為一種高效的、多功能的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，是一種推陳出新、盤活存量資金的有 效辦法，是低成本自動(dòng)化的必由之路。 數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床是以數(shù)控系統(tǒng)為代表的新技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的滲 透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品：數(shù)控機(jī)床；其技術(shù)范圍涉及很多領(lǐng)域： 機(jī)械制造技術(shù)；信息處理技術(shù)；自動(dòng)控制技術(shù)；伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；傳感器技術(shù)； 軟件技術(shù)等。 數(shù)控機(jī)床 4.2.3 滾珠絲杠副誤差補(bǔ)償分析 滾珠絲杠副可采用預(yù)緊方式來(lái)減小滾珠絲杠副的軸向回程間隙誤差。工作原理 是在滾珠螺母體內(nèi)的兩側(cè)循環(huán)滾珠鏈之間，使內(nèi)螺紋滾道在軸向預(yù)制 L0 的導(dǎo)程突 變量，在兩列滾珠間產(chǎn)生軸向錯(cuò)位而實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，L0 的大小和單列滾珠徑向間隙決 定預(yù)緊力大小，如圖 4.1 所示。 L0L0 L0+L0 圖圖 4.1 單螺母變位導(dǎo)程式預(yù)緊單螺母變位導(dǎo)程式預(yù)緊 山東大學(xué)自考畢業(yè)論文（本科） 2 結(jié) 論 依照我國(guó)目前的數(shù)控機(jī)床發(fā)展?fàn)顩r及我國(guó)的國(guó)情，對(duì)原有的普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控 化改造是符合當(dāng)前國(guó)情的。對(duì)普通立式銑床 X52K 的數(shù)控化改造是為了擴(kuò)大產(chǎn)品加 工范圍和提高加工精度、效率、質(zhì)量，進(jìn)而滿足市場(chǎng)多變的要求：小批量、多品種、 柔性化加工。改造后的 X52K 銑床不僅能夠完成加工鍵槽、平面和孔等一般加工， 還能加工復(fù)雜的零件，且精度高。 對(duì)普通 X52K 銑床改造的總體思路是把 X52K 改造成 X，Y 兩坐標(biāo)能聯(lián)動(dòng)的經(jīng)濟(jì) 型數(shù)控銑床，由程序控制實(shí)現(xiàn)柔性化加工。從總體方案設(shè)計(jì)開(kāi)始，確定了改造的目 標(biāo)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床，全文進(jìn)行了機(jī)械部分和數(shù)控部分的改造設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行了系 統(tǒng)的誤差分析。在 X52K 的數(shù)控化改造中有如下特點(diǎn)： 為了控制改造成本，不進(jìn)行升降臺(tái)方向（即 Z 向）機(jī)械部分的改造，而仍 采用手動(dòng)方式升降。 為了不大量改變?cè)械臋C(jī)械結(jié)構(gòu)，本設(shè)計(jì)保留原有手動(dòng)功能手柄，且只把 原機(jī)床的普通絲杠改為滾動(dòng)絲杠。 在橫向和縱向的改造設(shè)計(jì)計(jì)算中，突出步進(jìn)電機(jī)、減速箱和滾珠絲杠設(shè)計(jì) 計(jì)算的連貫性，計(jì)算合理的準(zhǔn)確性。 在論文的最后進(jìn)行系統(tǒng)的誤差分析，并提出自己的建議、方法。 但是在這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，還存在一些不足之處，如： 在對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的改造中，由于缺乏實(shí)踐的條件，對(duì)機(jī)床改造的結(jié)構(gòu)還欠合 理。只有理論與實(shí)踐相結(jié)合才能改造設(shè)計(jì)出理想的結(jié)構(gòu)。 對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件的認(rèn)識(shí)不夠深入，在改造過(guò)程中只提出了總體的設(shè) 計(jì)思想和系統(tǒng)軟件的功能模塊，未給出詳細(xì)的系統(tǒng)程序。 山東大學(xué)自考畢業(yè)論文（本科） 3 致致 謝謝 在完成本設(shè)計(jì)過(guò)程中，各位輔導(dǎo)老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，不厭其煩的教學(xué)態(tài)度給我留 下了深刻的印象。為我們講解知識(shí)難點(diǎn)和修正錯(cuò)誤，教導(dǎo)我們?cè)谠O(shè)計(jì)中要注意的問(wèn) 題，以及查找資料等等，才能讓我能順利地完成該課題的論文。各位輔導(dǎo)老師的教 學(xué)態(tài)度，和追求科學(xué)真理的精神，耐心的對(duì)學(xué)生指導(dǎo)，永遠(yuǎn)值得我們學(xué)習(xí)。不僅僅 是因?yàn)閷W(xué)到了知識(shí)，更是一種做人的道理和理念，可以說(shuō)，在我們出了校園，步入 社會(huì)，對(duì)我們都是一種財(cái)富。在各位輔導(dǎo)老師身上，我看到了作為老師的偉大和崇 高。在我以后的生活和工作中，所有的這一切一切都讓我受益匪淺，對(duì)完美的不懈 追求的精神及做事的科學(xué)態(tài)度，并將讓我終身受益，各位輔導(dǎo)老師是值得尊敬的。 在我整個(gè)在校學(xué)習(xí)的四年期間，各個(gè)任課老師的言傳身教，解答疑問(wèn)，為我們學(xué)習(xí) 到最基礎(chǔ)，最扎實(shí)的公共課程和專業(yè)知識(shí)是分不開(kāi)的，在此，我感謝你們，向你們 說(shuō)一聲：老師們，你們辛苦了！ 還有和同學(xué)們的幫助也是分不開(kāi)的，在完成本設(shè)計(jì)的過(guò)程中，與同學(xué)一起探討 問(wèn)題也是一種樂(lè)趣，是他們讓我感到學(xué)習(xí)不是一種負(fù)擔(dān)，而是一種快樂(lè)。在彼此的 互相幫助、關(guān)心，生活中分享彼此的歡樂(lè)、共擔(dān)煩惱，這一切都讓我的大學(xué)生活變 的無(wú)比多彩。在這里，我向各位同窗好友表示忠心感謝：祝你們常年好運(yùn)，幸?？?樂(lè)！ 最后，我還要感謝給予我機(jī)會(huì)、賦予我能力的母校。 山東大學(xué)自考畢業(yè)論文（本科） 4 參 考 文 獻(xiàn) 【1】 楊廣才，唐學(xué)媛普通銑床的數(shù)控改造蘇鹽科技2002 第 3 期14-16 【2】 李為民，王海濤軸向定位預(yù)緊軸承剛度計(jì)算河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2001 年 30 卷第 2 期15-19 【3】 劉興國(guó)，劉貴杰，岳恒志銑床數(shù)控改造及設(shè)計(jì)山東輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)1998 【4】 楊可楨，程光蘊(yùn)主編機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)北京：高等教育出版社，1988 【5】 鄭堤，唐可洪主編機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)北京：機(jī)械工業(yè) 【6】 張柱銀主編數(shù)數(shù)控原理與數(shù)控機(jī)床北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003 【7】 余英良主編機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計(jì)與實(shí)例北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996 【8】 張德忠X52K 銑床數(shù)控化改造機(jī)械設(shè)計(jì)與制造1995 第 01 期48-49 【9】 張寶林主編數(shù)控技術(shù)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.8 【10】 成大先主編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002 【11】 廖效果，朱啟逑主編數(shù)字控制機(jī)床武漢：華中科技大學(xué)出社，1992 【12】 于俊主編滾動(dòng)軸承計(jì)算北京：高等教育出版社，1993.7 【13】 張新義主編經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995 【14】張俊生