普通车床的数控化改造毕业论文
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目录摘要 (3)前言 (3)第一节原始参数 (4)第二节设计计算 (4)1. 确定脉冲当量 (4)2. 计算纵向外圆切削力 (4)3. 滚珠丝杆螺母副的计算和选型(纵向) (5)4. 同步减速器的设计 (7)5. 步进电机的计算和选型(纵向) (10)6. 同步带传递功率的校核 (13)第三节绘制进给传动机构的装配图 (15)第四节设计小结 (16)参考文献 (16)C623普通车床的经济数控化改造设计——纵向进给机械结构设计摘要针对现有常规C623普通车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计,提高加工精度和扩大机床使用范围,并提高生产效率。
改造过程如下:机械部分改造,主要是纵向进给方向机械结构的改造。
主要包括对滚珠丝杆螺母副及反应式步进电机的设计选择及纵向机构装配图方案的制定。
关键词:数控步进电机滚珠丝杠改造前言机电一体化系统设计课程设计是在我们学完了机电一体化之后进行的,这次通过设计让我们获得综合运用过去所学过知识,独立进行一次机电结合的设计训练,学会了进给传动系统设计计算,并且通过课程设计掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处,能够做到熟练运用。
由于能力所限,设计尚有许多不足之处,恳请老师给予批评指教。
第一节原始参数一、设计题目:C623普通车床的经济数控化改造设计——纵向进给机械结构设计二、设计原始资料:主轴转速: 30~2240r/min(无级)最大回转直径; 460mm最大加工长度: 1000mm溜板及刀架重量: 2000N刀架快速运动速度:纵向 8m/min 横向 6m/min最大进给速度:纵向 60mm/r 横向 45mm/r主电机功率: 7.5kW机床定位精度:±0.015mm三、设计工作内容:(1)进给传动系统设计计算(2)纵向进给系统装配图A0 1张(3)综合课程设计说明书 1份第二节设计计算1、确定脉冲当量在进行机电一体化系统设计时,一般应根据伺服进给系统所要求的定位精度来确定脉冲当量。
CA6132普通车床的数控化改造班级:指导老师:摘要随着现代科技和社会生产水平的不断提高,零件的精度要求越高,要求用于零件加工的机床有更高的精度和自动化。
考虑到机床的生产能力和成本问题,以旧车床为基础,通过数控化改造提高机床的占有率是一条节约资金而又快速有效的方法。
本文以CA6132作为研究对象,主要研究容如下。
本文对CA6132普通车床的数控化改造进行了深入研究,包括对数控车床结构的分析、数控车床的改造方案、主传动系统的设计、主轴的形状结构的设计与计算、主电动机的选择、进给伺服电机的选用、滚珠丝杆的计算与选用。
根据机械、动力学原理,重新设计了车床的主传动系统,使车床实现变频无级调速。
结合车床工作条件加工质量,合理选择滚珠丝杆、齿轮和伺服电机。
通过以上的设计即可实现数控车床的改造,实现要求的技术参数。
关键词:机床占有率数控化改造伺服电机主传动滚珠丝杆Numerical control innovation of CA6132common latheAbstract:With the continuous improvement of modern science and technology and the level of social production, the higher the accuracy of the parts, the requirements for the machine tool has a higher precision of parts processing and automation. Considering Machine tool production capacity and cost into consideration, improving machine toolˊshare by numerical control transformation is an efficient and quick way.In this paper, the CA6132 ordinary lathe numerical control transformation was studied. That includes the analysis of the numerical control lathe structure, the retrofit scheme of numerical control lathe, the main drive system design, the shape of the spindle structure design and calculation, the choice of main motor, feed servo motor selection, calculation and selection of ball screw. The main drive system of machine tool was redesigned According to the principle of machinery and dynamics, making makes the lathe realize frequency conversionstep less speed regulation. Combined lathe processing quality of working conditions, choose the ball screw, gear, and servo motor. Design of CNC lathe can be realized through the above reform, realizing technical parameters as required.Key words: machine toolˊshare numerical control transformationservo motor目录第1章绪论01.1数控技术与数控机床01.2 数控化改造的背景01.3 数控化改造的优点11.4 普通车床数控化改造的现状21.4.1数控化改造国外发展现状21.4.2 普通机床数控化改造的趋势21.5 数控化改造的目的和容31.5.1 数控化改造的目的31.5.2 数控化改造的容4本章小结4第2章机械部分数控化改造总体方案52.1 CA6132普通车床与数控车床的参数对比52.2 数控化改造的总体设计方案62.2.1主传动系统62.2.2进给传动系统的改造62.2.3刀架的改造72.2.4 改造方案图8本章小结8第3章主传动系统的数控化改造93.1 主传动系统的传动方式93.2 主轴驱动与控制103.3 主轴电动机103.4 主轴组件113.4.1 主轴组件的性能要求113.4.2 主轴113.4.3 主轴轴承123.4.4 主轴组件的计算123.5 带传动设计143.5.1 带轮153.5.2 同步带的选用与计算15本章小结17第4章进给系统的数控化改造184.1 进给伺服系统的组成184.2 进给伺服系统的基本要求184.3 进给伺服系统的控制方式194.4 进给系统改造204.4.1 电动机的选用204.4.2 滚珠丝杆的计算与选择204.4.3 齿轮传动消隙机构28本章小结28第5章自动换刀装置的设计305.1 自动换刀装置的作用与要求305.2 自动换刀装置的选用30本章小结30结论31致 32参考文献33第1章绪论1.1数控技术与数控机床数控技术,简称数控(Numerical Control——NC),是利用数字化信息对机械运动与加工过程进行控制的一种方法。
摘要普通机床的经济型数控改造主要是在合理选择数控系统的前提下,然后再对普通车床进行适当的机械改造,改造的内容主要包括:(1) 床身的改造,为使改造后的机床有较好的精度保持性,除尽可能地减少电器和机械故障的同时,应充分考虑机床零部件的耐磨性,尤其是机床导轨。
(2) 拖板的改造,拖板是数控系统直接控制的对象,所以对其改造尤显重要。
这中间最突出一点就是选用滚珠丝杠代替滚动丝杠,提高了传动的灵敏性和降低功率步进电机力矩损失。
(3) 变速箱体的改造,由于采用数控系统控制,所以要对输入和输出轴以及减速齿轮进行设计,从而再对箱体进行改造。
(4) 刀架的改造,采用数控刀架,这样可以用数控系统直接控制,而且刀架体积小,重复定位精度高,安全可靠。
通过对机床的改造并根据要求选用步进电机作为驱动元件,这样改造后的机床就能基本满足现代化的加工要求。
关键字:普通车床数控改造步进电机经济型数控系统数控刀架一绪论我国数控机床的研制是从1958年开始的,经历了几十年的发展,直至80年代后引进了日本、美国、西班牙等国数控伺服及伺服系统技术后,我国的数控技术才有质的飞跃,应用面逐渐铺开,数控技术产业才逐步形成规模。
由于现代工业的飞速发展,市场需求变的越来越多样化,多品种、中小批量甚至单件生产占有相当大的比重,普通机床已越来越不能满足现代加工工艺及提高劳动生产率的要求。
如果设备全部更新替换,不仅资金投入太大,成本太高,而且原有设备的闲置又将造成极大的浪费。
如今科学技术发展很快,特别是微电子技术和计算机技术的发展更快,应用到数控系统上,它既能提高机床的自动化程度,又能提高加工精度,所以最经济的办法就是进行普通机床的数控改造。
机床数控化改造的优点:(1)改造闲置设备,能发挥机床原有的功能和改造后的新增功能,提高了机床的使用价值,可以提高固定资产的使用效率;(2)适应多品种、小批量零件生产;(3)自动化程度提高、专业性强、加工精度高、生产效率高;(4)降低对工人的操作水平的要求;(5)数控改造费用低、经济性好;(6)数控改造的周期短,可满足生产急需。
张家界航空工业职业技术学院毕业设计题目:普通机床数控化改装系别:数控工程系专业:机电设备维护与管理姓名:宋建全学号:10353114指导老师:夏罗生二〇一三年四月二十八日摘要针对大多数企业,具有数量众多和较长使用寿命的普通机床,其加工精度较低、不能批量生产,自动化程度不高,自适应性差,但考虑投资成本,产业的连续性,又不能马上被淘汰,购买新的数控机床是提高产品质量和效率的重要途径,但是成本高,许多企业在短时间内无法实现,这严重阻碍企业设备更新的步伐。
企业要在激烈的市场竞争中获得生存、求得发展,就必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本,制造出合乎市场需要的、性能合适的产品。
为此改造现有旧机床、配备与之相适应的数控系统,把普通机床改装成数控机床,不失为一条投资少、提升产品质量及生产效率的捷径,是当前许多企业对现有设备更新换代的首选办法,也是提高机床数控化率的一条有效途径。
改造后的车床属于开环控制。
由于开环系统自身固有的缺陷不容易保证加工精度。
因此,合理选择伺服系统是课题的一个中心环节。
步进电机工作原理特性和实际应用正好符合我们的这一需求,所以,改造系统选择步进电机作为双向进给驱动电动机。
步进电机是一种通过电脉冲信号控制相绕组电流实现定角转动的机电元件,与其他类型电机相比具有易于开环精确控制、无积累误差等优点,在众多领域中获得了广泛的应用。
为了得到性能优良的控制结果,出现了很多步进电机控制系统,其中采用单片机作为控制核心的控制系统得到了广泛的应用。
很多这种控制系统在步进电机的驱动上已经做的非常好,本文采用的控制电路主要由8031单片机、晶振电路、地址锁存器、译码器、EEPROM 存储器及可编程键盘/显示控制器Intel一8279等组成,单片机是控制系统的核心。
文中对整个系统的架构及硬件电路和驱动软件的实现都做了详细的设计。
本设计在对原有机床机械机构、性能、功能等进行充分研究基础上,主要针对中小型普通车床控制系统进行改造,用单片机系统实现弱电控制强电机,改造了系统的切削工艺,提高了切削精度和效率,对旧车床的数控改造有一定的指导作用,是一种新的尝试,也必将有更加广阔的应用前景。
设计目的通过本课程设计的训练,使学生在学完《数控机床结构及维修》和《数控原理与系统》课程之后,能够运用所学的知识独立完成数控车床进给传动系统的自动控制系统设计,从而使我们更进一步加深和巩固对所学的知识的理解和掌握,并提高学生的实际操作能力。
(1)运用所学的理论知识,进行车床数控化改造的初步训练,培养我的设计能力;(2)了解普通车床的机械部分的数控化改造与电气部分的数控化改造方法(3)掌握查阅和运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力;(4)掌握编写技术说明书的能力。
摘要数控机床的优点:具有高度柔性,加工精度高,加工质量稳定、可靠,生产率高,改善劳动条件,利于生产管理现代化。
普通机床的缺点:普通机床靠齿轮和普通丝杠螺母传动。
由于各运动副间存在间隙,加上手工操作不准确,因此重复精度较低。
普通机床测量时需停车后手工测量,测量误差较大,而且效率低下。
适合批量较小,精度要求不高,零活类零件。
它投资较数控低,但对工人的操作技能要求较高,因此工资水平高。
在数控机床上加工零件,主要取决于加工程序,它与普通机床不同,不必制造、更换许多工具、夹具,不需要经常调整机床。
因此,数控机床适用于零件频繁更换的场合。
也就是适合单件、小批生产及新产品的开发,缩短了生产准备周期,节省了大量工艺设备的费用。
物竞天择,适者生存。
一些不适应社会发展在机床必将被淘汰,所以实施机床的数控化改造是机械行业在必然趋势。
通过搜集资料、实践研究等方法对机床就行改造即是用较少的成本去创造更高的价值。
而这也将极大的推动中国机械行业的发展。
经过大量实践证明普通机床数控化改造具有一定经济性、实用性和稳定性。
所以很多企业纷纷将现有机床改造成经济型数控机床,这种做法具有投资少、见效快的特点。
事实证明:机床的数控化改造可以为企业带来可观的经济效益。
关键词:CA6140普通车床;数控化改造;数控车床目录第一节普通车床数控化改造绪论1.1 概述 (1)1.2 数控机床在我国的发展概况 (1)1.3 数控机床的发展趋势 (2)第二节机械设计部分 (3)2.1C A6140普通车床的数控化改造设计方案的拟定 (3)2.2总体方案确定 (3)2.3设计参数 (4)2.4 CA6140车床进给伺服系统机械部分设计计算 (5)2.5步进电机拖动的开环系统 (15)第三节 PLC程序设计部分 (16)3.1系统配置 (16)3.2程序设计 (16)3.3程序设计及调试运行程序 (17)第四节体会收获 (21)第五节参考文献 (22)第一节普通车床数控化改造绪论1.1 概述1.机床数控化改造的目的:用数控装置、伺服系统、滚珠丝杠副及其他辅助装置等对普通机床进行数控化改造,将其有机结合,使普通机床基本具备同类数控机床的性能的数控机床。
毕业设计(论文)题目:浅析普通车床的数控化摘要数控系统、伺服系统在普通机床数控化改造中的选择。
机械部分的改造。
系统的组成。
机床数控改造的意义、优缺点以及发展前景。
关键词:普通机床;数控化;数控机床;伺服系统;数控系统论文类型:【基础研究】ABSTRACTOn the basis of the condition of the equipment in small enterprises or middle enterprises, in the process of restructuring the general machine tool into NC, the problems that how to select the NC system, servo system and how to restructure the structures of the machine tool and so on are introduced.KEY WORDS:General tools; NC; NC machine tool; servo system; NC system Dissertation Type:Basic Research目录第1章机床数控化改造的分类 (1)第2章控制原理 (2)2.1伺服系统的选择 (2)2.2数控系统的选择 (3)第3章机床机械部件的改造 (4)3.1主传动系统的改造 (4)3.2进给传动系统的改造 (4)3.3刀架的改造 (6)第4章系统的组成 (9)4.1接口硬件介绍及其设计 (9)4.2系统的软件部分 (11)第5章机床数控化改造的联调 (13)5.1空运转前的检查 (13)5.2各种动作试验 (13)5.3功能试验 (14)5.4空运转试验 (14)5.5试切 (15)第6章数控系统的选择 (16)6.1步进电机拖动的开环系统 (16)6.2异步电动机或直流电机拖动,光栅测量反馈的闭环数控系统 (16)6.3交/直流伺服电机拖动,编码器反馈的半闭环数控系统 (16)第7章改造的技术准备 (17)7.1改造前的技术准备充分与否,很大程度上决定着改造能否取得成功 (17)7.2改造的实施 (18)7.3验收及后期工作 (18)第8章机床数控改造的意义及发展史 (20)8.1机床数控改造的意义 (20)8.2数控系统发展简史及趋势 (20)8.3数控未来发展的趋势 (21)8.4应用自适应控制技术 (21)8.5机床数控化改造的必要性 (22)8.6宏观看改造的必要性 (22)第9章机床与生产线数控化改造的市场及优缺点 (24)9.1机床数控化改造的市场 (24)9.2进口设备和生产线的数控化改造市场 (24)9.3数控化改造的内容及优缺 (24)第10章参考文献 (28)近年来,随着各行业对机加工产品要求的不断提高和数控技术的飞速发展,数控机床以其精度高、效率高和劳动强度低等诸多普通机床无法比拟的优势,成为当今制造业的主流加工设备。
毕业设计说明书设计题目:普通车床的数控化改造学生班级学号指导教师继续教育学院二零一一年五月目录1 前言............................................... 错误!未定义书签。
2.机床改造的内容及意义 (1)2. 1研究意义 (1)2.2主要研究内容及技术路线 (2)2.2.1数控化改造后机床的优越性 (2)2.3机床的经济型数控化改造主要解决的问题 (2)3 数控系统的选择..................................... 错误!未定义书签。
3.1开环数控系统 (4)3.2闭环数控系统 (4)3.3半闭环数控系统 (5)4. 步进电机的选择 (7)4.1步进电动机的选用原则 (8)4.1.1步距角α (8)4.1.2精度 (8)4.1.3转矩 (9)4.1.4启动频率 (9)4.2纵向步进电机的选择 (9)4.2.1 确定系统的脉冲当量 (9)4.2.2步距角的选择 (10)4.2.3矩频特性: (10)4.2.4据步进电机的矩频特性计算加减速时间校核的快速性 (14)4.3横向步进电机的选择 (14)4.3.1步距角的确定 (14)4.3.2距频特性 (15)5 主轴交流伺服电机 (6)5.1主轴的变速范围 (6)5.2初选主轴电机的型号 (7)5.3主轴电机的校核 (7)6 微机控制系统硬件电路设计 (17)61控制系统的功能要求 (17)6.2简介西门子802S数控系统......................... 错误!未定义书签。
6.3802S数控系统的组成 (3)6.4主轴系统的改造 (17)6.5机床控制系统改造 (18)6.6编写PLC用户程序 (20)6.7驱动器调试 (21)7.结论 (22)8.参考文献 (22)9.致谢 (23)C6140普通车床的数控化改造作者: 指导老师:【摘要】数控机床作为机电一体化的典型产品,在机械制造业中发挥着巨大的作用,很好的解决了现代机械制造中机构复杂,精密,批量小,多变零件的加工问题,我国作为机床大国,拥有大量的普通机床。
毕业设计(论文)任务书专业机械设计制造及其自动化毕业设计(论文)题目:EC18普通机床数控改造立题目的和意义:机床数控改造是我国机床工业技术发展的方向之一,有利与提高机床的加工精度,自动化程度。
是典型的机械一体化课题,具有机械结构典型,控制系统软、硬件强弱均能得到训练等特点,有利于综合运用所学知识和工程设计能力与培养,符合培养目标的教学要求。
技术要求与工作计划:技术要求(1)保持原机主运动不变,取消溜箱杆和进给箱以及步进电机驱动纵横向进给,实现开环控制。
(2)纵横向脉冲当量均为0.02mm。
工作要求(1) 完成纵向进给及横向进给系统的改造设计和部分零部件工作图设计。
(2)设计开环控制系统。
(3)撰写设计工作说明书。
(4)完成整机外观图设计。
时间安排:第1-2 周毕业实习,搜集毕业课题资料,完成译文和论文综述;第3-4周总体方案、结构草图设计;完成开题报告、实习报告(4月6日第一阶段检查)第5~8 周机构设计和完成装配图设计(4月29日第二阶段检查)第9 周控制系统设计第10周整理说明书第 11 周零件工作图设计(5月20日第三阶段检查)第12 周评阅(5月23日第四阶段检查)第13-14周答辩指导教师要求:按计划、按要求完成毕业设计任务(签字)年月日教研室主任意见:(签字)年月日院长意见:(签字)年月日摘要车床数控化改造研究是提高我国技术装备水平的重要项目。
我国目前拥有大量超期服役和技术陈旧的机床急待更新。
由于资金受限,相比于添置新的数控车床,对车床进行数控化改造是一条节约资金、快速上马的有效途径。
车床的数控化改造具有针对性强、大大节约原材料和资金以及扩大机床应用范围等优点,主要内容包括总体设计方案的确定、对车床导轨进行改造设计和自动回转刀架的选型与安装等。
关键词: 车床改造数控化节约AbstractNC lathe research is to improve the level of technical equipment important project. China currently has a large number of extended service and technical obsolescence of the machine urgently updated. Limited because of funding, compared to purchasing new CNC lathe, CNC lathe transformation of a savings is quickly launched an effective way. Transformation of the NC lathe has targeted a significant reduction in raw materials and capital and to expand the scope of application tools, etc. The main contents include the determination of the overall design scheme, designed to transform the rail on the lathe rotary tool holder and automatic selection and installation .Keywords: CNC Lathe savings目录摘要 (III)Abstract (IIIIII)1绪论 (1)1.1 数控机床的发展史 (1)1.2 机床数控化改造的意义 (1)1.3 数控化改造后机床的优越性 (1)1.4 机床数控化改造的市场 (2)1.5 机床数控化改造的内容 (2)1.6 普通机床数控改造的目的 (3)2 总体方案设计 (4)2.1 设计参数 (4)2.2 其他要求 (4)2.3传动原理 (5)3 传动设计 (5)3.1 减速齿轮设计及校核 (6)3.2 带轮及带的计算 (10)3.2.1 确定计算功率 (10)3.2.2 选取V带型 (10)3.2.3 验算带速和确定带轮直径 (10)3.2.4 确定带传动的中心距和带的基准长度 (11)3.2.5 验算小带轮的包角 (11)3.2.6 确定带的根数 (11)3.2.7 计算单根V带初拉力的最小值 (12)3.2.8 计算压轴力 (12)3.2.9 带轮的结构 (12)3.3 确定计算转速 (13)3.3.1 主轴 (13)3.3.2 各传动轴 (13)3.3.3 各齿轮 (13)3.3.4 核算主轴转速误差 (13)3.4 轴的初步确定 (13)3.5 轴的校核 (14)4 进给系统设计 (17)4.1 纵向进给丝杠设计 (17)4.2 横向进给丝杠设计 (19)4.3 步进电机选择 (19)4.3.1步距角α (20)4.3.2精度 (20)4.3.3转矩 (20)4.3.4启动频率 (21)4.3.5 纵向进给系统步进电机的确定 (21)4.3.6横向进给系统步进电机的确定 (22)5 技术经济分析 (23)总结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)1绪论1.1 数控机床的发展史1946年诞生了世界上第一台电子计算机。
摘要本次设计就数控车床两个方向的进给系统进行了设计。
通过查阅搜集资料,此次设计选择连续控制系统,考虑到属于经济型数控机床加工精度高,为了简化结构,降低成本,采用步进电机开环控制系统,齿能传动采用了消除齿能间隙的结构。
为保证一定的传动精度和平稳性,尽量采用减少摩擦力,选用滚珠丝杠螺母副。
与普通C A6140机床相比,经济型数控机床的机械结构比传统的大大简化,机床的功能扩充,机床自身的精度、加工精度和加工效率得以显著提高。
关键词:滚珠丝杠螺母副,交流伺服电机,伺服系统,造型。
论文类型:基础研究。
ABSTRACTT h e d e s i g n o n t h e C N C l a t h e f e e d i n g s y s t e m i n b o t h d i r e c t i o n s h a s b e e n d e s i g n e d.T h r o u g h a c c e s s t o g a t h e r i n f o r m a t i o n,t h e c o n t i n u o u s c o n t r o l s y s t e m d e s i g n o p t i o n s,t a k i n g i n t o a c c o u n t a n e c o n o m i c h i g h p r e c i s i o n C N C m a c h i n i n g,i n o r d e r t o s i m p l i f y t h e s t r u c t u r e,r e d u c e c o s t s,u s e o f o p e n-l o o p s t e p p e r m o t o r c o n t r o l s y s t e m,g e a r t o d r i v e g e a r c a n b e u s e d t o e l i m i n a t e t h e g a p s t r u c t u r e T o g u a r a n t e e t h e t r a n s m i s s i o n a c c u r a c y a n d s m o o t h n e s s,a s f a r a s p o s s i b l e t o r e d u c e f r i c t i o n,u s e b a l l s c r e w p a i r.C o m p a r e d w i t h o r d i n a r y C A6140m a c h i n e,C N C m a c h i n e t o o l s e c o n o m i c a l t h a n t h e t r a d i t i o n a l m e c h a n i c a l s t r u c t u r e g r e a t l y s i m p l i f i e d a n d e x p a n d e d t h e f u n c t i o n s o f t h e m a c h i n e,p r e c i s i o n m a c h i n e t o o l i t s e l f,p r o c e s s i n g a c c u r a c y a n d p r o c e s s i n g e f f i c i e n c y c a n b e i m p r o v e d s i g n i f i c a n t l y.Keyw ords:b a l l s c r e w p a i r,A C s e r v o m o t o r s,s e r v o s y s t e m s,c o m p u t i n g,m o d e l i n g.Disserta tion Ty pe:B a s i c r e s e a r c h.目录绪论 (1)第一章C A6140普通机床改造成经济型数控机床的选择 (3)1.1系统的运动方式与司服系统的选择 (3)1.2计算机系统 (3)1.3机械传动式 (3)第二章滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (4)2.1脉冲当量和切削力的确定 (4)2.1.1脉冲当量 (4)2.1.2切削力 (4)2.2滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (4)2.2.1计算进给牵引力F m (5)2.2.2计算最大动负载﹙C﹚ (5)2.2.3计算最大静负载 (6)2.2.4传动效率计算 (7)2.2.5刚度验算 (7)2.3稳定性验算 (9)第三章交流伺服电机的计算和选型 (10)3.1初选步进电机 (11)3.2步进电机转距的校核计算 (12)3.2.1转动惯量计算 (12)3.2.2丝杠折算到电机轴上转动惯量的计算公式 (12)3.2.3工作台打算到电机轴上的惯量J (12)3.2.4丝杠传动折算到电机轴上的总转动量 (12)3.2.5电机转距的计算 (13)第四章经济型数控机床横向进给伺服系统计算 (15)4.1脉冲当量的选择和切削力的计算 (15)4.1.1选择脉冲当量: (15)4.1.2计算切削力 (15)4.2齿轮比的计算 (17)4.3纵向及横向滚珠丝杠副几何参数 (21)第五章结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)绪论我国是制造业大国,在新的国际产业结构中,我国正逐渐成为全球制造业的重要基地之一。
可编辑修改2011届毕业设计(论文)题目简述普通机床的数控化改造学生姓名XXX学号XXXXXXXXX指导教师XXX专业机电一体化班级08统招系别数字控制系陕西电子信息职业技术学院二〇一一年五月二十日摘要本设计说明书包括:概论、总体设计方案的拟定和验证、主传动部分的改造设计、伺服进给系统的改造设计、自动转位刀架的选择设计、编码盘安装部分的结构设计等几个部分。
改造后的车床,主运动实现自动变速,纵向、横向进给系统进行数控控制,并要求主轴电机最大功率为18KW,X、Z坐标最大运动速度5m/min,刀架要是自动控制的自动转位刀架,要能自动切削螺纹。
关键词:数控改造进给系统滚珠丝杠自动刀架AbstractThis introduction of the design included :The draw-up of the general outline ,the decision and verify of the total designal projection ,the reforms design to the parts of the lord spreads to move ,the reforms design to the system of serve enters ,the choice and design to the knife which turn automatically ,the constructions design of coding dish gearing part ,and so on.While the motorcycle been reformed , the lord exercises realize to change speed automatically.lengthways ,horizontal enter to proceed to system the number controls the control, To the spindle of the motor the greatest power for 18kw, x and z coordinate the movement speed 5m/ min ,knife must be the automatic control a knife which is turning automatically ,and it is able to slice the thread automatically.Key words: The number controls to reforms; the system of enters; roll the bead in silk automatic knife目录第一章引言 (5)1.1数控车床的特点和组成 (5)1.1.1 特点 (5)1.1.2数控车床的组成 (6)1.2机床改造的意义 (6)1.3数控车床的发展 (7)1.3.1 数控车床的现状 (7)1.3.2数控车床在我国的发展现状 (8)1.3.3数控机床在国外的发展现状 (9)1.4数控机床的分类 (10)1.4.1按加工工艺方法分类 (10)1.4.2按控制运动轨迹分类 (11)1.4.3按伺服系统控制方式分类 (12)1.4.4按控制系统功能水平分类 (14)1.5数控机床的发展方向 (14)第二章普通车床的数控改造和可行性论证 (18)2.1车床的数控改造 (18)2.1.1设计内容及任务 (18)2.1.2设计任务 (18)2.2机械部分改造 (19)2.2.1 Z向、X向进给机构的改造 (19)2.2.2机械部分改造设计部分的相关计算 (19)2.2.3改造后机械结构特点 (21)2.3数控系统及伺服系统的改造 (22)2.3.1数控系统简介 (22)2.3.2数控控制系统的选择 (23)2.3.3伺服系统的选择件的 (24)第三章安装调试 (27)3.1安装调整中应注意的问题 (27)3.2功能确定及分布 (28)3.3机床的调试及验收 (29)第四章改造后取得的效果 (31)第五章结束语 (32)参考文献 (33)第一章引言数控技术,简称数控(Numerical Control)。
摘要本文主要是将传统的C616车床的电气控制系统改造成为数字控制的开环控制系统。
随着当今工业设备对精密程度的要求越来越高,对机械加工设备的加工精密程度也要求越来越高。
而在中国的机械加工设备的车床中,普通车床占了很大比例。
这已经越来越制约着当今工业的发展。
而数控机床由于价格昂贵,且需要较高技术的加工工人。
所以对普通机床进行数控改造具有很大的意义。
本人在搜索、查阅和研究大量有关资料的基础上,对机床的数控改造技术进行了研究和分析,并描述了机床控制系统的设计。
整个改造过程主要对车床纵、横向进给系统进行了改造,选用自动转位刀架,由脉冲发生器来加工所需要的螺纹。
整个控制系统以8031型号的单片机为中心,通过编程对机床的驱动设备进行控制以达到所需要的加工程度。
关键词:C616车床数控改造8031单片机步进电机目录摘要 (1)ABSTRACT ....................................................... 错误!未定义书签。
第1章绪论. (1)1.1普通机床数控化改造概述 (1)1.2机床数控化改造的意义 (1)1.2.1 微观看改造的必要性 (1)1.2.2 宏观看改造的必要性 (2)1.3国内外机床改造业的发展概况 (2)1.3.1 国外机床改造业的发展 (2)1.3.2 国内机床改造业的发展 (3)1.4数控机床未来的发展方向 (4)第2章 C616普通车床数控改造总体方案的设计 (5)2.1本毕业设计的选题及主要任务 (5)2.2总体方案设计 (5)第3章机械部分改造 (7)3.1纵向(Z向)进给系统的设计 (7)3.2横向(X)向进给系统的计算与设计 (13)3.3机床导轨改造 (17)3.4自动刀架的选择 (18)3.5主轴脉冲发生器 (18)第4章电气系统控制部分改造 (20)4.1步进电机的选择 (20)4.1.1 步进电机选用的基本原则 (20)4.1.2 C616纵向进给系统步进电机的确定 (21)4.1.3 C616横向进给系统步进电机的确定 (21)4.2数控装置硬件设计 (21)4.2.1 数控系统硬件组成 (21)4.2.2 单片机的选择 (22)4.2.3 存储器的选择 (23)4.2.4 I/O接口电路 (23)4.2.5步进电机驱动电路 (24)4.3数控系统软件设计 (25)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)第1章绪论1.1 普通机床数控化改造概述随着机电一体化技术的迅猛发展,数控机床的应用已日趋普及,机械制造业正在越来越多地采用数控技术来改善其生产加工方式,用以解决现代机械制造中结构复杂、紧密、批量小、多变零件的加工问题,能够稳定加工质量和提高生产率,但是数控机床的应用也受到其他条件的限制。
第一章绪论1.1本文选题的背景及意义1.1.1 概述整个人类社会的文明史,就是制造技术不断演变和发展的历史。
任何国家的制造业都是国民经济的基础产业,也是国民经济的主要来源。
没有发达的制造业,就不可能有国家真正的繁荣和强大。
制造技术是制造业的技术支柱,是一个国家科技水平、综合国力的重要体现,制造技术的发展是一个国家经济增长的根本动力。
而制造业中机床是其基础装备。
我国是一个机床大国,有三百多万台普通机床。
但机床的素质差,性能落后,单台机床的平均产值只有先进工业国家的1/10左右,差距太大,急待改造。
旧机床的数控化改造,顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置,使其具有一定的自动化能力,以实现预定的加工工艺目标。
随着数控机床越来越多的普及应用,数控机床的技术经济效益为大家所理解。
在国内工厂的技术改造中,机床的微机数控化改造已成为重要方面。
许多工厂一面购置数控机床一面利用数控、数显、PC技术改造普通机床,并取得了良好的经济效益。
我国经济资源有限,国家大,机床需要量大,因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床,而我国的旧机床很多,用经济型数控系统改造普通机床,在投资少的情况下,使其既能满足加工的需要,又能提高机床的自动化程度,比较符合我国的国情。
1984年,我国开始生产经济型数控系统,并用于改造旧机床。
到目前为止,已有很多厂家生产经济型数控系统。
可以预料,今后机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。
1.1.2数控机床的优越性数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物,是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备。
它与普通机床相比,其优越性是显而易见的,不仅零件加工精度高,产品质量稳定,且自动化程度极高,可减轻工人的体力劳动强度,大大提高了生产效率,特别值得一提的是数控机床可完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工,因而数控机床在机械制造业中的地位愈来愈显得重要。
学号:湖南理工学院成教学院毕业论文作 者 函授站 指导老师层 次数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量一个国家工业现代化的重 要标志。
数控机床作为机电一体化的典型产品,在机题目:普通车床的数控化改造 年 级 专 业 职 称 完成时间械制造中发挥着巨大的作用,很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题,且能稳定产品的加工质量,大幅度提高生产效率。
但是,发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大,这使许多中小型企业难以承受。
如果淘汰大量的普通机床,而去购买昂贵的数控机床,势必造成巨大的浪费。
因此,普通机床的数控化改造大有可为。
本文通过对CA6140普通车床的数控改造,使其加工精度明显提高,定位准确可靠, 操作方便,性能价格比高。
这种方法对中小企业设备的数控改造有一定的借鉴与推广作用。
本次改造主要针对车床的主轴系统、刀架系统、进给系统、反馈环节、电器控制柜及数控系统进行了改造。
关键词:数控;改造;车床。
摘要 (1)目录 (2)绪论 (4)L数控机床改造的背景和意义 (4)1.1数控机床在我国的发展现状 (4)1.1』车床数控化改造的意义 (5)1.1.2普通车床数控化改造的优点 (6)1.2数控化改造的内容 (7)1.3机床数控化改造的必要性 (10)2.车床数控改造的构思与方案 (11)2.1改造任务 (11)2.2改造方案的论证 (11)2.3改造方案的确定 (12)3.主要结构的数控改造方法 (13)3.1数控系统的改造 (13)3.1.1...................................................................................................................................... 数控系统的选择 . (13)3.1.2...................................................................................................................................... 电气控制原理 (14)3.2纵向(Z向)进给系统的改造 (16)3.2.1...................................................................................................................................... 改造思路 . (16)322实施步骤 (17)3.3横向(X向)进给系统的改造 (18)3.4刀架. (19)3.4.1...................................................................................................................................... 选用选用LD4-6132型电动刀架 (19)3.4.2...................................................................................................................................... 实施步骤 . (19)3.5主轴传动系统的改造 (19)3.5.1...................................................................................................................................... 改造思路 . (19)3.5.2...................................................................................................................................... 实施步骤 . (19)3.6滑动导轨副的改造 (19)4.安全防护 (19)4.1硬防护 (20)4.2软防护 (20)5.总结 (20)参考文献 (21)致谢 (22)随着社会生产和科学技术的迅速发展,机械产品的性能和质量不断提高。
产品的更新换代也不断加快。
因此对机床不仅要求具有较高的精度和生产率,而且应能迅速地适应产品零件的变换,生产的需要促使了数控机床的产生。
数控机床是指机床的操作命令以数值数字的形式描述工作过程按规定的程序自动进行的机床。
随着微电子技术,特别是计算机技术的发展,数控机床迅速地发展起来。
尽管数控机床可以较好地解决形状复杂、精密、小批量多品种零件的加工问题,能够稳定加工质量和提高生产率。
但是目前我国在役机床总量约380万台,其中数控机床总数只有11万多台,数控机床占有率不足3%,而一些工业发达国家早已达到20%以上。
我国是制造大国,但不是制造强国。
机械制造业水平与发达国家相比相对落后,设备陈旧,技术水平差距大,国际竞争力弱,影响了生产力的发展。
逐步提高数控机床的占有率已经成为我国制造技术发展的总趋势。
提高机床数控率有两个途径:一是增加新的数控机床,价格昂贵,一次性投资大,目前各企业均有大量的普通机床,完全用数控机床替代是根本不可能的;二是对旧机床进行数控化改造。
我国是一个机床拥有量极大的国家,但大部分机床服役龄较长,采取对旧机床进行改造来提高设备的先进性和数控化率,是一个极其有效和实用的途径,是企业必走之路。
制造技术和自动化水平的高低己成为一个国家或地区经济发展水平的重要标志,而其中最具代表性的就是数控机床。
我国现正处于从以劳动密集型产业为主向以技术密集型产业为主的发展阶段,对自动化设备的需求会越来越大、越来越积极。
利用现有普通车床,通过数控化改造,使其成为一台高效、多功能的数控车床,是一种盘活资金的有效途径,也是低成本实现自动化的行之有效的方法。
因为一方面我国普通车床保有量大, 要将普通车床淘汰掉是不经济、也不现实的做法;另一方面,从我国目前生产状况来看, 仍然以生产普通车床为主,普通车床的数控化改造将会长期存在,并会不断的发展。
L数控机床改造的背景和意义1.1数控机床在我国的发展现状我国是世界上机床产量最多的国家,但在国际市场竞争中仍处于较低水平;即使国内市场也面临着严峻的形势,一方面国内市场对各类机床产品特别是数控机床有大量的需求,而另一方面却有不少国产机床滞箱积压,国外机床产品充斥市场。
90年国外数控机床在我国市场的占有率仅达15%左右,而95年已达77%o严重影响我国数控机床自主发展的势头。
这种现象的出现,除了有经营上、产品制造质量上和促销手段上等原因外,一个主要的原因是我国生产的数控机床品种、性能和结构不够先进,新产品(包括基型、变型和专用机床)的开发周期长,从而不能及时针对用户的需求提供满意的产品。
具体地说,这个问题反映在下列五个方面:(1)我国机床厂LT前开发基型产品的周期约为15〜18个月,其中设计时间约为5〜8 个月,占总周期的40%左右。
而国外一些先进机床厂同类基型产品的开发周期为6〜9个月,其中设计约1.5〜2个月,只占25%。
因此无论是产品开发的总周期还是设计所占的时间比例均与国外先进水平有很大的差距。
(2)我国工厂由于缺乏设计的科学分析工具(如分析和评价软件、整机结构有限元分析方法以及机床性能测试装置等),自行开发的新产品大多基于直观经验和类比设计,使设计一次成功的把握性降低,往往需要反复试制才能定型,从而可能错过新产品推向市场的良机。
(3)用户根据使用需要,在订货时往往提出一些特殊要求,甚至在产品即将投产时有的用户临时提出一些要求,这就需要迅速变型设计和修改相应的图纸及技术文件。
在国外,这项修改工作在计算机的辅助下一般仅需数天至一周,而在我国机床厂用手工操作就至少需1〜2个月,且由于这些图纸和文件涉及多个部门,常会出现漏改和失误的现象,影响了产品的质量和交货期。
(4)现在我国工厂设计和工艺人员中青年占多数,他们的专业知识和实际经验不足, 又担负着开发的重任。
(5)由于长期以来形成的设计、工艺和制造部门分立,缺乏有效的协同开发的模式,不能从制订方案开始就融入各方面的正确意见,容易造成产品的反复修改,延长了开发的周期。
为解决这些问题,必须对产品开发的整个过程综合应用计算机技术,发展优化和仿真技术,提高产品结构性能,并建立起基于并行工程(Concuiient Engineering)的使设出、工艺和制造人员协同工作和知识共享的产品虚拟开发环境,使用相应的产品虚拟开发软件,这样才能有效地解决产品开发的落后局面,使企业取得良好的经济效益。
1.1.1车床数控化改造的意义我国现在拥有数量多达300多万台的通用机床,其中大部分机床的加工精度、生产率和自动化程度与先进设备相比不高,要想在几年内大量地用数控机床来更新,无论在资金上还是技术力量上都是难以实现的。
但如果利用数控技术根据需要对现有机床加以改造,不仅能实现机床的自动化,提高机床的加工精度,而且投资少、见效快,适合我国的生产力水平。
因此,利用数控技术改造旧设备已成为我国推广全功能数控机床的过渡手段。
1.1.2普通车床数控化改造的优点机床作为机械制造业的重要基础装备,它的发展一直引起人们的关注,由于计算机技术的兴起,促使机床的控制信息出现了质的突破,导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床一数控机床的诞生和发展。
计算机的出现和应用,为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。
随着计算机的发展,数控机床也得到迅速的发展和广泛的应用,同时使人们对传统的机床传动及结构的概念发生了根本的转变。
数控机床以其优异的性能和精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目,并开创机械产品向机电一体化发展的先河。
数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品,它把刀具和工件之间的相对位置,机床电机的启动和停止,主轴变速,工件松开和夹紧,刀具的选择,冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上,然后将数字信息送入数控装置或计算机,经过译码,运算,发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件,加工出所需的工件。
数控机床与普通机床相比,其主要有以下的优点:(1)适应性强,适合加工单件或小批量的复杂工件;在数控机床上改变加工工件时, 只需重新编制新工件的加工程序,就能实现新工件加工。