普通铣床的数控化改造毕业设计 机电一体化毕业论文.doc

XX大学本科生毕业设计（论文）摘 要数控机床是装备制造业的工作母机，是实现制造技术和装备现代化的基石，是保证高新技术产业发展和国防军工现代化的战略装备在全球倡导绿色制造的大环境下，机床数控化改造成为了热点它包括普通机床的数控化改造和数控机床的升级 本设计是对XA5032普通立式铣床进行数控化改造为了实现把XA5032普通立式铣床改造成经济型数控铣床，我针对此铣床的主传动系统，X,Y,Z向进给系统进行数控改造，并增加了CNC装置和伺服系统对主传动系统，我选用FANUC AC 电动机通过带传动驱动主轴对进给系统，我把原先的滑动丝杠换成滚珠丝杠，以提高精度和效率，并由原先的手动控制，改造成由电动机控制通过变频器实现主轴传动和进给机构的无级变速通过单片机的设计，构成控制系统关键词：数控改造，滚珠丝杠，伺服系统ABSTRACTNC machine tools is the Machine Tools and equipment manufacturing, is to achieve manufacturing technology and the cornerstone of modern equipment is to ensure that high-tech industry development and national defense modernization of the military strategy and equipment. Green Manufacturing in the global advocacy of the environment, transformation of CNC machine tools to become a hot spot. It includes general of the CNC machine tools to transform and upgrade the CNC machine tools       This design is XA5032 ordinary vertical milling machine NC transformation. In order to achieve the XA5032 vertical milling machine into the general economy CNC milling machine, I am against this milling the main drive system, X, Y, Z to the feed system NC transformation, and to increase the CNC servo devices and systems. The main drive system, I choose FANUC AC motor drive through the belt drive spindle. The feed system, I replaced the original sliding screw ball screws, to improve accuracy and efficiency, and the original manual control, into the motor control. Converter to achieve through the main transmission and feed the CVT. SCM through the design of a control system. Key words: NC transformation, ball screw, Servo System 目 录第1章 数控机床的概述 ………………………………………………………………11.1 数控机床……………………………………………………………………1 1.1.1 数控机床的概念 …………………………………………………11.1.2 数控机床的特点 …………………………………………………1 1.1.3 数控机床的组成 ……………………………………………………11.1.4 数控机床的分类 …………………………………………………11.2 机床数控化改造 …………………………………………………………21.3 机床数控化改造的意义 …………………………………………………2 第2章 铣床机械结构的改造设计……………………………………………………32.1 概述 ………………………………………………………………………3 2.1.1 数控铣床机械结构的主要特点 …………………………………32.1.2 数控铣床对机械结构的基本要求 ………………………………32.2 数控化改造铣床的总体布局 ……………………………………………3 2.2.1 XA5032型立式升降台铣床的布局及简介………………………3 2.2.2 立式数控改造铣床的布局型式及简介…………………………4 2.3 数控化改造铣床的主传动系统 …………………………………………4 2.3.1 主传动系统的基本要求和变速方式……………………………4 2.3.2 XA5032型铣床数控化改造主轴系统的设计……………………5 2.3.3 XA5032型铣床数控化改造主轴系统计算设计…………………62.4 数控化改造铣床的进给传动系统 ………………………………………13 2.4.1 数控铣床对进给传动系统基本要求……………………………14 2.4.2 数控铣床的进给传动系统的基本型式…………………………152.4.3 数控改造铣床进给系统的型式及介绍 …………………………15 2.4.4 数控改造铣床进给传动系统的计算设计………………………15 第3章 普通铣床的电气改造部分 …………………………………………………203.1 计算机数控装置…………………………………………………………20 3.1.1 CNC系统的组成 ………………………………………………203.1.2 CNC装置的主要功能和特点………………………………………20 3.1.3 CNC装置的硬件结构………………………………………………20 3.1.4 CNC装置的软件结构………………………………………………24 3.2 数控改造铣床的数控系统设计 …………………………………………29 3.2.1 8031应用系统……………………………………………………30 3.2.2 8031的数据存储器的扩展 ……………………………………303.2.3 8031输入/输出口的扩展 ………………………………………30 3.3 数控改造的伺服系统……………………………………………………30 3.3.1 对数控伺服系统的要求…………………………………………31 3.3.2 伺服系统的分类…………………………………………………31 3.3.3 数控改造伺服系统的驱动元件…………………………………32 3.3.4数控改造伺服系统驱动元件的连接电路 ………………………34结论 ……………………………………………………………………………………35 致谢………………………………………………………………………………………36 参考文献…………………………………………………………………………………37第1章 数控机床的概述1.1 数控机床1.1 1数控机床的概念 数控机床是装备了数控系统的机床，既包括NC机床，也包括CNC机床。

数字控制机床（Numerical Controlled Machine Tool），简称NC机床数控系统是一种控制系统，它能控制机床的运动和加工过程计算机数控机床（Computerized Numerecal Controlled Machine Tool），简称CNC机床，是利用具有专门存储程序的计算机来实现对机床的全部或部分控制功能工作原理是：将数控加工程序输入到数控装置，再由数控装置控制主运动的变速、起停、进给运动的方向、速度和位移大小，以及诸如刀具的选择、交换、工件夹紧，松开和冷却的起、停等动作，使刀具与工件及其他辅助装置严格按数控程序的要求进行工作数控机床的产生及发展简史1.1.2数控机床的特点数控机床在机械制造业中得到日益广泛的应用，是因为它具有如下特点：1）能适应不同零件的自动加工2）工序集中3）生产效率和加工精度高、加工质量稳定4）能完成复杂型面的加工5）减轻工人的劳动强度1.1.3 数控机床的组成1)程序编制及程序载体  2)输入装置 3)数控装置4)辅助控制装置 5)驱动装置和位置检测装置    6)机床的机械部件1.1.4 数控机床的分类按照不同的分类方式，数控机床有不同的类型。

1、按控制运动轨迹分类 　 （1）点位控制数控机床 　 （2）直线控制机床　 （3）轮廓控制的数控机床　　2、按驱动装置的特点分类 　 （1） 开环控制数控机床 　 （2） 闭环控制数控机床 　 （3） 半闭环控制数控机床 1.2 机床数控化改造 机床数控化改造，顾名思义就是在机床上增加微型计算机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标它是根据生产实际需要提出，并随着机床行业以及技术的不断进步而发展起来，它的内容是应用成熟数控技术和经验，以适应生产的具体要求为目的，对现有机床的局部结构进行改造，并安装上新部件、新装置、新附件，用计算机控制机床的工作，提高机床的技术性能指标，使之全部或局部达到新数控机床的水平1.3 机床数控化改造的意义 众所周知，制造业是国民经济的基础产业和支柱产业，是推动国家技术进步的主要力量加入WTO之后，我国制造业正面临极大的考验和挑战我国制造业水平与发达国家相比，总体水平偏低，这直接影响到我国工业产品质量的提高和制造成本的降低，影响到我国工业产品的国际市场竞争力为改变这种落后状况，必须提高制造业的装备水平，特别是机床的数控化率购置数控机床是提高机床数控化率的途径；对旧机床进行数控化改造，也是提高机床数控化率的重要途径之一。

我国机电行业（包括机械、电子、汽车、航空、航天、轻工、纺织、冶金、煤炭、邮电、船舶等）拥有的机床结构比较陈旧，操作系统复杂，控制系统落后，生产效率低下，如果靠购置新的数控机床取而代之，显然耗资巨大，不符合国情因此，采用数控技术对现有机床进行改造，符合国家的产业政策 近年来，美国、日本、德国、英国、等发达国家，在制造大量数控机床的同时，也非常重视对普通机床的数控化改造，机床的技术改造市场十分活跃在美国，机床改造业被称为机床再生业；在日本，机床改造业被称为机床改装业机床改造业正逐步从机床制造业中分化处理，形成了用数控技术改造机床和生产线的新的行业和领域第二章 铣床机械结。