【正文】 零位開關(guān) 限位開關(guān) 北京廣播電視大學 2020 秋級機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)論文 (設計 ) 5 的信號沖擊，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 （ 2）運動控制卡。對機床的控制過程一般 是由單片機或PC 機按照輸入的加工程序進行運動控制（或插補運算），由軟件或硬件實現(xiàn)脈沖分配，輸出一系列脈沖，經(jīng)功率放大后，驅(qū)動機床主軸電動機、縱橫軸運動的步進電動機或伺服電動機來實現(xiàn)。 為節(jié)約資金、降低成本，最大限度地充分發(fā)揮老式傳統(tǒng)機床的功效和潛在價值，將大批傳統(tǒng)老式機床改造為數(shù)控機床無疑是機床設備更新?lián)Q代的一種必要途徑和企業(yè) 升級發(fā)展、上檔次創(chuàng)品牌的必然趨勢。 機床數(shù)控化改造的必要性 數(shù)控技術(shù)是先進制造 業(yè) 技術(shù)的核心技術(shù)，它的整體水平標志著一個國家工業(yè)現(xiàn)代化的水平和綜合國力的強弱，具有超越其經(jīng)濟價值的戰(zhàn)略物資地位。 （ 4） 熟悉了解設備、便于操作維修 。 （ 3）提高生產(chǎn)效率。即使將原機床的結(jié)構(gòu)進行徹底改 造升級也只需花費購買新機床 60％的費用，并可以有效地利用現(xiàn)有地基。由于機床以及技術(shù)的不斷進步，機床改造已是個 “ 永恒 ” 的課題。在美國、日本、德國，用數(shù)控技術(shù)改造機床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場，已形成了機床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新 行業(yè)。從 20 世紀后期，我國調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)北京廣播電視大學 2020 秋級機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)論文 (設計 ) 2 方式，作為自動化生產(chǎn)的基礎沒備（即數(shù)控機床），已遠遠滿足不了工廠逐年增加的生產(chǎn)需求。因此，機床工業(yè)的現(xiàn)代化水平和規(guī)模，以及所擁有機床的數(shù)量和質(zhì)量是一個國家工業(yè)發(fā)達程度的重要標志之一。它為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)、科研和國防等部門提供各種機器、儀器和工具，它是國民經(jīng)濟各部門賴以發(fā)展的基礎。金屬切削機 床是制造機器的機器，也是能制造機床本身的機器，這是金屬切削機床區(qū)別于其他機器的主要特點，故機床又稱為工具機。在現(xiàn)代機械制造工業(yè)中，切削加工是加工機械產(chǎn)品零件最主要的方法。 關(guān)鍵詞： 專用機床 、 機床改造 、 機床 、 PLC 北京廣播電視大學 2020 秋級機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)論文 (設計 ) II Abstract This article describes the transformation of CNC machine tools, machine tool is mainly the structure of the original creative design, and ultimately enable the machine to achieve the ideal state. There are some weaknesses of traditional machine tools, such as the lack of rigidity, vibration, poor, hot deformation, the sliding surface of the friction and drive a large gap between the ponents, etc., could not do the CNC machine tools for machining accuracy, surface quality, productivity and service life requirements. Modern digital technology, especially processing center, whether it is the supporting parts, the main transmission system, the feed drive system, tool systems, auxiliary functions and other parts of the structure, or the overall layout, exterior styling, great changes have taken place and so has CNC machine tools to form a unique plant mechanical structure. Transformation of the current CNC technology has matured, dedicated CNC transformation of the system have the performance and functionality of conventional machine tools are capable to meet the processing requirements. This paper describes the transformation of CNC machine tools, has a certain reference. Ke ywords: Special purpose Machine tools Machine Tool Rebuilding PLC 北京廣播電視大學 2020 秋級機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)論文 (設計 ) III 目錄 摘要 …………………………………………………… ……………………………Ⅰ Abstract……………………………………………………………………………Ⅱ 目錄 …………………………………………………………………………………Ⅲ 第 1 章 概述…… …… ………………………………………… ………… ………… 1 機床的發(fā)展簡史 ??????????????????????? 1 機械制造裝備在國民經(jīng)濟中的地位 ??????????????? 1 機床數(shù)控化改造的意義 ???????????????????? 1 機床數(shù)控化改造的必要性 ??????????????????? 2 第 2 章 數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)改造設計………………… ………………………… 4 機床 數(shù)控 化 改造方案的種類 ?????????????????? 4 數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇 ????????????????? ???? 5 步進電動機拖動的開環(huán)系統(tǒng) ??? ??? ? ??? ????? 5 光柵測量反饋的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) ???? ???? ?????? 6 編碼器反饋的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) ??? ???? ??????? 6 機床 數(shù)控 化 的性能和精度的選擇 ????? ???????? ??? 6 機床 數(shù)控 化 改造的特點 ???????????????????? 7 機床 數(shù)控 化 改造的主要步驟 ?????????????????? 8 改造方案的確定?????? ??????? ??????? 8 改造 前的技術(shù)準備??????? ?????? ?????? 8 改造的實施?????????? ??? ????????? 9 驗收及后期工作 ???????? ????? ??????? 10 機床 數(shù)控 化 主要機械部件的改造 ???????????????? 10 齒輪副 ??????????? ????? ???????? 11 進給軸的改造 ????????????????????? 11 主軸部分的改造 ???????????????????? 13 刀架部分的改造 ?????? ?????????????? 13 潤滑部分的改造 ???????????????????? 13 機床防護 ??????????????????????? 14 在機檢測系統(tǒng)對工件質(zhì)量的保證 ????????? 14 第 3 章 PLC 在車床的數(shù)控改造應用 …………… …………… …………………… 15 機床的 PLC 數(shù)控系統(tǒng)控制原理設計 ??????????????? 15 機床的操作要求???????????????????? 15 PLC 數(shù)控系統(tǒng)需解決的問題?????? ? ???? ???? 15 數(shù)控系統(tǒng)的控制原理?????????????????? 15 北京廣播電視大學 2020 秋級機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)論文 (設計 ) IV PLC 輸入、輸出（ I/O）點數(shù)確定 ???????????????? 15 驅(qū)動程序（梯形圖）設計 ??????????????????? 17 總程序結(jié)構(gòu)設計???????????????????? 17 手動程序梯形圖設計?????? ?????? ?????? 17 第 4 章 數(shù)控 機 床計算機控制系統(tǒng)改造軟件設計 ………………………………… 19 人機界面程序編料 ???????????? ?????????? 19 上下位機通信程序編制 ???????????????????? 19 PLC 程序的編制 ?????????? ?????? ??????? 20 步進電動機的轉(zhuǎn)向控制 ????????????????? 20 步進電動機速度控制 ?????????????????? 22 步進電動機加減速控制 ????????????????? 22 第 5 章 在機測量對工件質(zhì)量的提升 ……………………………………………… 23 溫度補償和刀具磨損補償 ??????? ?? ???? ?????? 23 機床加工參數(shù)的設定 ??????????? ?????? ???? 23 夾具找正 ??????????? ?????? ????????? 24 工件找正 ?????????????????????????????? 24 結(jié)束語 ???????? ?? ???????????????????????? 26 致 謝 ? ?? ???????????????? ?? ?????????? 27 參考文獻…… ?? ………………………………………………………………… 28 北京廣播電視大學 2020 秋級機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)論文 (設計 ) 1 第 1 章 概述 機床的發(fā)展簡史 機床制造工業(yè)可劃分為三個發(fā)展階段：手工業(yè)生產(chǎn)、機械化生產(chǎn)、自動化生產(chǎn)。傳統(tǒng)機床存在著一些弱點，如剛性不足、抗振性差、熱變形大、滑動面的摩擦阻力大及傳動元件之間存在間隙等，難以勝任數(shù)控機床對加工精度、表面質(zhì)量、生產(chǎn)率以及使用壽命等要求?，F(xiàn)代 化 的數(shù)控技術(shù)，特別是加工中心，無論是其支承部件、主傳動系統(tǒng)、進給傳動系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)、輔助功能等部件結(jié)構(gòu)， 在其 整體布局、外部造型等都已經(jīng)發(fā)生了很大變化，已經(jīng)形成 了 數(shù)控機床的獨特機械結(jié)構(gòu)。機床未來的發(fā)展趨勢是進一步應用電子計算機技術(shù)、新型伺服驅(qū)動元件、光柵和光導纖維等新技術(shù)，簡化機械結(jié)構(gòu)，提高和擴大自動化工作的功能，使機床適應納入柔性制造系統(tǒng)工作；提高功率、主運動和進給運動的速度，相應提高結(jié)構(gòu)的動、靜剛度以適應采用新型刀具的需要，提高切削效率；提高加工精度并發(fā)展超精密加工機床，以適應電子、機械、航天等新興工業(yè)的需要；發(fā)展特種加工機床，以適應難以加工金屬材料和其他新型工業(yè)材料的加工。金屬切削機床是對金屬坯料或工件進行加工，使之獲得所要求的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的零件。 機床主要包括：①金屬切削機床，主要用于對金屬進行切削加工； ② 木工機床，用于對木材進行切削加工；③特種加工機床，用物理、化學等方法對工件進行特種加工。而機床工業(yè)又是機械制造工業(yè)的 基礎。 機床數(shù)控化改造的意義 機床 數(shù)控 化 是制造業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)代化的主機 。對于機械制造企業(yè)，單純靠購買新的數(shù)控機床，所需投資大，周期長，常使許多中小企業(yè)望而卻步。在美國，機床改造業(yè)稱為機床再生業(yè)。 我國的機床改造業(yè)，也 是 從老的行業(yè)進 入 到以數(shù)控技術(shù)為主 的 新行業(yè)，具有重要的現(xiàn)實意義和實用價值： （ 1）節(jié)省資金。 （ 2）機械性能穩(wěn)定可靠，但結(jié)構(gòu)受限 。機床經(jīng)數(shù)控改造后即可實現(xiàn)加工的自動化，效率可比傳統(tǒng)機床提高 3～ 5 倍。 購 買新設備時，不了解新 設 備 是 否能滿足其加工要求。目前我國企業(yè)機械制造整體水平與發(fā)達國家相比還有很大的差距。 北京廣播電視大學 2020 秋級機械設計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)論文 (設計 ) 4 第 2 章 機床 數(shù)控 化 的機械結(jié)構(gòu)改造設計 機床 數(shù)控 化 改造方案的種類 利用微機實現(xiàn)對機床的 數(shù)控 化改造通常有兩種方法：一種是以微機為中心設計控制系統(tǒng) ； 另一種是采用標準的步進電動機數(shù)字控制系統(tǒng)作為主要控制裝置。 因此在本文中選用第二種改造方案。采用 PCL 運動控制卡。 （ 4） 機 床本體是由 普通 機 床改造而來，拆除原來的絲杠，溜板箱，變速箱等，保留原來的三爪卡盤等。 （ 6）各種限位開關(guān)，減速開關(guān)，回零開關(guān)均安裝在機床本體上，限位開關(guān)是起工件加工時的行程限位保護作用，當 機 床加工工件超出加工范圍時， 機 床自動停止加工。 圖 22 機床 數(shù)控 化 的改造方案組成框圖 數(shù)控 化 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇 數(shù)控 化