【正文】 控機(jī)床作了如下定義：數(shù)控機(jī)床是一種裝了程序控制系統(tǒng)的機(jī)床。1—雙聯(lián)齒輪 2—雙聯(lián)齒輪 3—齒輪軸 4—主軸電機(jī) 5—齒輪 6—主軸齒輪 7—主軸齒輪 8—縱向滾珠絲杠 9—薄片齒輪 10—縱向步進(jìn)電機(jī) 11—橫向步進(jìn)電機(jī)12—薄片齒輪 13—橫向滾珠絲杠 14—垂直步進(jìn)電機(jī) 15—薄片齒輪16—圓錐齒輪 17—垂直進(jìn)給絲杠 X5032銑床傳動(dòng)示意圖 改造后的數(shù)控銑床功能分析 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，改造后的數(shù)控銑床應(yīng)具有以下功能：以實(shí)現(xiàn)程序的存儲(chǔ)和編輯功能；以實(shí)現(xiàn)主傳動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)正、反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速分為兩檔，并在各檔內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速；可以在平面或空間范圍內(nèi)按設(shè)定曲線(直線、圓弧等)恒速或變速運(yùn)行；以實(shí)現(xiàn)數(shù)值的任意設(shè)定并顯示；以實(shí)現(xiàn)輔助控制系統(tǒng)的任意起停和故障報(bào)警；以實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通訊。采用模塊化設(shè)計(jì)方案，從總體上分為人機(jī)界面模塊、坐標(biāo)進(jìn)給模塊、變頻調(diào)速控制模塊、串行通信模塊、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)及基于89C58單片機(jī)的主控模塊。X、Y電機(jī)能夠拖動(dòng)工作臺(tái)以63200r／min的切削進(jìn)給速度進(jìn)行x向、Y向運(yùn)動(dòng)，Z向電機(jī)能使主軸箱獲得31600r／min的進(jìn)給速度。重復(fù)定位精度為177。絲杠拆去，換上滾珠絲杠，并由齒輪箱與滾珠絲杠連接，使改造后的機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)部分具有高靜態(tài)、動(dòng)態(tài)剛度；運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦因數(shù)小，傳動(dòng)無間隙；功率大；便于操作和維修。與原立式銑床的機(jī)械結(jié)構(gòu)相比比較簡(jiǎn)單，這是因?yàn)樽兯俟δ苋炕虼蟛糠钟芍鬏S電動(dòng)機(jī)的無級(jí)調(diào)速來承擔(dān)，省去了復(fù)雜的齒輪變速機(jī)構(gòu)，主傳動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)開環(huán)控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，通過軟件來實(shí)現(xiàn)它的調(diào)速。將主傳動(dòng)改為采用變頻交流電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速。只要數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令信號(hào)，主軸就可以準(zhǔn)確的定位。為了保證主軸在運(yùn)動(dòng)時(shí)有準(zhǔn)確的定位，安裝主傳動(dòng)的定位檢測(cè)裝置。(4) 可靠性由于數(shù)控系統(tǒng)工作環(huán)境十分惡劣，必須有足夠的可靠性才能保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。變頻調(diào)速。速度銜接技術(shù)，即速度升/降速控制。一般的機(jī)械加工只要能具有以下功能即可滿足需要：直線、圓弧插補(bǔ)。快速檢索，即能對(duì)程序進(jìn)行上下翻頁(yè)顯示。輸入、檢索、修改盡量一體化。(2) 方便性數(shù)控系統(tǒng)的方便性主要反映在系統(tǒng)的人機(jī)界面。 X5032數(shù)控銑床改造設(shè)計(jì)總體要求和內(nèi)容 數(shù)控銑床改造設(shè)計(jì)總體要求數(shù)控銑床改造設(shè)計(jì)主要考慮以下四方面因素：(1) 經(jīng)濟(jì)性既然是用于普通銑床的數(shù)控化改造，因此，必須充分考慮系統(tǒng)的成本，這是保證達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的關(guān)鍵。普通機(jī)床數(shù)控化升級(jí)改造不失為一種行之有效的方法，并可為企業(yè)節(jié)約大量資金，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的市場(chǎng)前景。如果購(gòu)置新機(jī)床全部去取代舊機(jī)床，顯然義會(huì)導(dǎo)致舊機(jī)床的閑置和巨大浪費(fèi)，也不現(xiàn)實(shí)：況且購(gòu)買一臺(tái)數(shù)控機(jī)床動(dòng)輒十幾萬、幾十萬，甚至上百萬，在我國(guó)一些企業(yè)是很難承受的。這些舊裝備(機(jī)床)大部分結(jié)構(gòu)陳舊，操作系統(tǒng)復(fù)雜，控制系統(tǒng)落后。(4) 可以采用雖新的控制技術(shù)，可根據(jù)技術(shù)革新的速度，及時(shí)地提高生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次，將舊機(jī)床改成具有當(dāng)今水平的機(jī)床。(2) 改造后的機(jī)床機(jī)械性能穩(wěn)定可靠、功能增強(qiáng)、質(zhì)量好、效率高，可作為新設(shè)備繼續(xù)使用多年。特別是大型、特殊機(jī)床尤其明顯。(7) 數(shù)控加工降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了勞動(dòng)力，減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，并可對(duì)市場(chǎng)需求做出快速反應(yīng)。如車削中心、車銑中心、磨削中心等。這些多工序是在同一基面、同一次裝夾下實(shí)現(xiàn)的，提高了相關(guān)的加工精度。(5) 可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床問的頻繁搬運(yùn)。計(jì)算機(jī)還可以自動(dòng)進(jìn)行刀具壽命管理，不會(huì)因刀具磨損而影響工件精度和其一致性。(4) 加工的零件精度高，尺寸分散度小，裝配容易，不再需要“修配”。(3) 可以實(shí)現(xiàn)加工的柔性自動(dòng)化，效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高3到7倍。出現(xiàn)新一代數(shù)控加工工藝與裝備 機(jī)床數(shù)控化改造的優(yōu)越性 機(jī)床數(shù)控化改造的技術(shù)優(yōu)越性(1) 數(shù)控機(jī)床比傳統(tǒng)機(jī)床有突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來自數(shù)控系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)的作用。2）柔性化和集成化數(shù)控機(jī)床向柔性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)是：從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨(dú)立制造島、工廠自動(dòng)化FA)、體(cIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展，另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展。個(gè)性化是近幾年來特別明顯的發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)前國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)60000小時(shí)以上，驅(qū)動(dòng)裝置達(dá)30000小時(shí)以上。高可靠性是指數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于被控設(shè)備的可靠性在一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，但也不是可靠性越高越好，仍然是適度可靠。從精密加工發(fā)展到超精密加工(特高精度加工)，是世界各工業(yè)強(qiáng)國(guó)致力發(fā)展的方向。上世紀(jì)90年代以來，歐、美、日各國(guó)爭(zhēng)相開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床，加快機(jī)床高速化發(fā)展步伐。因此，把普通機(jī)床改造為數(shù)控機(jī)床則不失為是一條提高數(shù)控化率的有效途徑，機(jī)床改造花費(fèi)少，改造針對(duì)性強(qiáng)，時(shí)間短，改造后的機(jī)床大多能克服原機(jī)床的缺點(diǎn)和存在的問題，生產(chǎn)效率高。數(shù)控機(jī)床是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵產(chǎn)品，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床在機(jī)床產(chǎn)品中的比例總體水平低。比較典型的有南京大方的JWK系列。(3) 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)仍有廣闊的市場(chǎng)前景。(2) 普及型數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成熟。我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展具有以下3個(gè)特征：(1) 高檔數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)突破。趕上計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)前進(jìn)的步伐、加快數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)速度，已成為數(shù)控發(fā)展的最主要趨勢(shì)。在日本機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床改裝(Retrofitting)業(yè)。從事再生業(yè)的著名公司有：Bertsehe工程公司、Ayton機(jī)床公司、DevliegBullavd(得寶)服務(wù)集團(tuán)、US設(shè)備公司等。在美國(guó)、日本、德國(guó)，用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場(chǎng)，已形成了機(jī)床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新的行業(yè)。由于機(jī)床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是個(gè)“永恒”的課題。較著名的控制系統(tǒng)有：日本FANUC系列、Mitsubishi系列、OKUMA系列、SoDICK系列、日立系列、德國(guó)SIEMENS系列、DECKEL系列、Heidenhain系列、HELLER系列、美國(guó)ALLEN．BRADLEYfAB)系列、CINClNNANTI系列、法國(guó)Num系列、意大利FIDIA系列、西班牙FACK)R系列、瑞士的AG系列、國(guó)產(chǎn)系列等。 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀當(dāng)今世界，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)機(jī)床工業(yè)高度重視，競(jìng)相發(fā)展機(jī)電一體化、高精、高效、高自動(dòng)化先進(jìn)機(jī)床，以加速工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。而我們?cè)谛畔⒓夹g(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達(dá)國(guó)家約落后20年，如我國(guó)機(jī)床擁有量中，數(shù)控機(jī)床的比重(數(shù)控化率)到1995年只有1．9％，而日本在1994年己達(dá)20．8％，因此每年都有大量機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)口。以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術(shù)，包括人工智能等的含量。其本質(zhì)是采用信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)(包括軍、民機(jī)械工業(yè))進(jìn)行技術(shù)改造。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。以上這些優(yōu)越性是前人想象不到的，是一個(gè)極為重大的突破。擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無人看管加工。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”。 由于計(jì)算機(jī)有記憶和存儲(chǔ)能力，可以將輸入的程序記住和存儲(chǔ)下來，然后按程序規(guī)定的順序自動(dòng)去執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。由于計(jì)算機(jī)有高超的運(yùn)算能力，可以瞬時(shí)準(zhǔn)確地計(jì)算出每個(gè)坐標(biāo)軸瞬時(shí)應(yīng)該運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)量，因此可以復(fù)合成復(fù)雜的曲線或曲面。 微觀看改造的必要性微觀上看，數(shù)控機(jī)床比傳統(tǒng)機(jī)床有突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計(jì)算機(jī)的威力。普通機(jī)床數(shù)控化改造，顧名思義就是在機(jī)床上增加微機(jī)控制裝置，使其具有一定的自動(dòng)化能力，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加工工藝目標(biāo)。為此我們應(yīng)該在普通機(jī)床上考慮，不能一味的大量添置全新的數(shù)控機(jī)床，這樣會(huì)造成資金投資量大，成本高，而且又會(huì)造成原有設(shè)備閑置浪費(fèi)。我國(guó)是世界上機(jī)床產(chǎn)量最多的國(guó)家，但在數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力仍然處于較低的水平。它的發(fā)展和運(yùn)用，開創(chuàng)了制造業(yè)的新時(shí)代，改變了制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、管理方式、使世界制造業(yè)的格局發(fā)生了巨大的變化。1 緒 論 引 言 數(shù)控機(jī)床具有高精度、高效、高速、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，并且機(jī)床結(jié)構(gòu)趨于模塊化、數(shù)控功能專門化。對(duì)數(shù)控銑床的設(shè)計(jì)，無疑會(huì)有助于理解各類數(shù)控機(jī)床的工作原理和結(jié)構(gòu)特性。銑床是普通機(jī)床中比較常見的一種，而數(shù)控銑床則是數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用比較廣泛的一種。普通機(jī)床數(shù)控化改造，顧名思義就是在機(jī)床上增加微機(jī)控制裝置，使其具有一定的自動(dòng)化能力，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加工工藝目標(biāo)。為此我們應(yīng)該在普通機(jī)床上考慮，不能一味的大量添置全新的數(shù)控機(jī)床，這樣會(huì)造成資金投資量大，成本高，而且又會(huì)造成原有設(shè)備閑置浪費(fèi)。我國(guó)是世界上機(jī)床產(chǎn)量最多的國(guó)家，但在數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力仍然處于較低的水平。它的發(fā)展和運(yùn)用，開創(chuàng)了制造業(yè)的新時(shí)代，改變了制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、管理方式、使世界制造業(yè)的格局發(fā)生了巨大的變化。數(shù)控機(jī)床具有高精度、高效、高速、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，并且機(jī)床結(jié)構(gòu)趨于模塊化、數(shù)控功能專門化。由此可以看出國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，究其原因主要在于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識(shí)與能力欠缺、數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。特別是最近幾年，我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～%%。它在總體布局、傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具裝置以及操作輔助機(jī)構(gòu)等方面發(fā)生了很大變化，最基本的表現(xiàn)是改進(jìn)了普通機(jī)床傳動(dòng)鏈長(zhǎng)、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)剛度不足、抗振性能差、滑動(dòng)面的摩擦阻力大以及傳動(dòng)元件的間隙大等缺點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床機(jī)械基本功能的構(gòu)成模式仍然沒有脫離普通機(jī)床的基本模式，如機(jī)床支承件、導(dǎo)軌、主傳動(dòng)及進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)等組成部件是不可缺少的。最初的數(shù)控機(jī)床只是在機(jī)械結(jié)構(gòu)上對(duì)普通機(jī)床進(jìn)行了局部改進(jìn)。盡管我國(guó)數(shù)控機(jī)床的制造、設(shè)計(jì)、檢測(cè)等技術(shù)得到了一定的發(fā)展，但與國(guó)外相比，差距還是很大，主要表現(xiàn)在：可靠性差、應(yīng)變能力差、產(chǎn)品開發(fā)周期長(zhǎng)、設(shè)計(jì)手段落后等，這種差距尤其表現(xiàn)在高精度、高速度等尖端機(jī)床方面。機(jī)床是制造業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備，而數(shù)控機(jī)床是高精度、高效率的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。s consummation.Keywords: X5032 milling machine numerical control frequency conversion regulating speed modularity design目錄前 言 11 緒 論 3 引 言 3 微觀看改造的必要性 3 宏觀看改造的必要性 4 國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 4 數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì) 5 機(jī)床數(shù)控化改造的優(yōu)越性 7 機(jī)床數(shù)控化改造的技術(shù)優(yōu)越性 7 機(jī)床數(shù)控化改造的客觀優(yōu)越性 7 機(jī)床數(shù)控化改造的現(xiàn)實(shí)意義與市場(chǎng)前景 8 X5032數(shù)控銑床改造設(shè)計(jì)總體要求和內(nèi)容 8 數(shù)控銑床改造設(shè)計(jì)總體要求 8 數(shù)控銑床改造設(shè)計(jì)內(nèi)容 9 改造后的數(shù)控銑床功能分析 102 數(shù)控機(jī)床及控制方式 12 數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理 12 數(shù)控機(jī)床的組成 12 數(shù)控機(jī)床的工作原理 13 數(shù)控機(jī)床控制方式選擇 13 位置控制方式分類 13 步進(jìn)電機(jī)的開環(huán)控制 15 數(shù)控機(jī)床開環(huán)系統(tǒng)速度計(jì)算 163 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì) 17 主傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算 17 主傳動(dòng)的變速方式的選擇 17 主軸電機(jī)的選擇 18 分級(jí)變速箱的設(shè)計(jì) 18 主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 374 結(jié)束語(yǔ) 445 致 謝 456 參考文獻(xiàn) 46河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文前 言制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，其發(fā)展水平標(biāo)志著該國(guó)或地區(qū)經(jīng)濟(jì)的實(shí)力，科技水平，生活水準(zhǔn)和國(guó)防實(shí)力。 though other subsidiary system39。s shorting, it has a programmed flexibility and a higher freedegree. By programming, various plicated logical control is realized. And by interpolation algorithm. It makes stepper motor realize accurate location in order to achieve the work precision。s step less speed regulation, which skips the plicated gear wheel39。s stop device，and the magnetic sensor will check localization. The main axle39。s accuracy of position in the motion. The main drive39。 motors for X and Y directions are able to draw the working table to have cutting and feeding motion in X and Y directions in the speed of 63200r/min．The main axle box is enabled to acquire a feed speed of 31600r/min .given by motor for Z direction. During the design of the main drive system, the machine39。s drive system ,it should be removed that all the longitudinal and the traverse and the vertical feed change gears. Joint the handle wheel axle with the vertical stepping motor through a pair of reduction gear there. The ball screw is