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课程设计说明书设计题目：普通车床的数控化改造设计指导老师：设计：班级：学号：时间：一、概述普通车床是金属切削加工中最常见的一类机床，当工件随主轴回转时，通过刀架的纵向移动和横向移动，车床能加工出内外圆柱面、圆锥面、端面、螺纹面等。
借助成形刀具，车床还能加工各种成形回转表面。
普通车床刀架纵向、横向的进给运动由主轴的回转运动经挂轮传递而来，通过进给箱变速后，由光杆或丝杠带动溜板箱、纵溜板移动。
进给参数要靠手工预先调整好，如果改变参数，则要停车进行操作。
刀架的纵向进给运动和横向进给运动不能联动。
对普通车床进行数控改造，主要是将纵向和横向进给系统改造为CNC装置控制的，能独立运动的进给伺服系统，将刀架改造成为能自动换刀的回转刀架，这样利用CNC装置，车床就可以按顺序进行切削加工。
由于切削参数、切削次序和刀具选择都可以由程序控制和调整，再加上纵向进给和横向进给联动的功能，数控化改造后的车床就可以加工出各种形状复杂的回转零件，并能实现多工序自动切削，从而提高生产效率和加工精度，还能适应小批量、多品种负责零件的加工二、总体方案设计总体方案设计应考虑机床数控系统的运动方式、伺服系统的类型计算机以及传动方式的选择等。
1.数控系统的选择。
普通车床数控化改造后应具有定位、快速进给、直线查补、圆弧查补、暂停、循环加工和螺纹加工等功能，因此，普通车床数控化改造所选用的数控系统应为连续控制系统。
目前，市场上适用于普通车床数控化改造的数控系统较多，如西门子公司的SIEMENS802S型系统、华中数控公司的“世纪星”21/22型系统、广州数控公司的980T型系统等。
2.伺服系统的选择。
普通车床数控化改造后一般为经济型数控机床。
在保证具有一定加工精度的前提下，从改造的成本考虑，应简化结构，降低成本。
因此，进给伺服系统采用一步进电动机为驱动装置的开环系统为宜。
当然，也可以采用以伺服电动机为驱动装置的半闭环系统。
这主要取决于加工精度的要求。
普通外圆磨床数控化改造刘贵杰1,2,巩亚东1,王宛山1(1.东北大学,辽宁沈阳110004;2.山东轻工业学院,山东济南250100)Study on N umerical Co nt rol M odification fo r General Grinding M achineLIU Gui j ie 1,2,GONG Ya dong 1,WA NG Wanshan 1(1.N or theastern Univ ersity,She nya ng 110004,China;2.Sha ndong Lig ht Industry Institute,J inan 250100,China) 摘要:在磨床原有液压系统的基础上,利用电磁节流阀和光电编码传感机构,通过子学习和微调控制策略,可以实现磨削循环的自动化和曲面轴零件的磨削加工,对实现普通磨床的低成本数控改造。
关键词:外圆磨床;数控系统;自学习控制策略中图分类号:TP 27文献标示码:A文章编号:1001-2257(2002)06-0032-03Abstract :The numeral co ntro l scheme of g en-eral g rinding m achine by personal co mputer is pre-sented,on the basis of hydraulic pressure system ,by using electromag netism thro ttles a nd photoelec-trical enco der,through selfstudying co ntro l and self studying co ntrol strateg y ,the automatic cy-cle g rinding pro cess and curv ed shaft w o rk pieces g rinding can be realized,it is sig nificance fo r real-izing low price numeral contro l modifica tio n fo r g eneral g rinding machine .Key words :cylindrical g rinding machine ;co m-puter control system;self studying control strate-g y.收稿日期:2002-04-10基金项目:教育部科学技术研究重点资助项目(200032)0 引言磨削加工数控技术虽然起步较晚,目前也已取得了重大进展,已研究出诸多控制方案。
目录第1章绪论 (2)1.1 问题提出 2 1.2 普通机床数控化改造经济性评价 4 1.3 普通机床数控化改造市场 5 第2章C6130普通车床数控改造总体方案的设计要求 (6)2.1 总体方案 6 2.2 设计要求 7 2.3 主传动系统和进给系统的改造 8 第3章进给伺服系统机械部分设计与计算 (9)3.1 进给系统机械结构改造设计 9 3.2 进给伺服系统机械部分的计算与选型 9 3.3 横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核步骤 14 3.4 滚珠丝杠螺母副的精度等级 18 3.5 滚珠丝杠副轴向间隙的调整和预紧方法 18 3.6 进给系统传动齿轮间隙的消除 20 3.7 自动回转刀架的选型 21 参考文献 (22)第一章绪论1.1问题提出数控车床作为机电液气一体化的典型产品，是现代机械制造业中不可缺少的加工设备，在机械制造业中发挥着重要的作用，能解决机械制造中结构复杂、精密、批量小、零件多变的加工问题，且产品加工质量稳定，生产效率较高。
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,而产品质量的优劣,制造周期的快慢,生产成本的高低,又往往受工厂现有加工设备的直接影响。
购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径,但是成本太高，很多工厂在短时间内都无法有那么多的资金，这严重阻碍企业的设备更新和设备改造的步伐；同时目前大多数企业还有数量众多，而且还具有较长使用寿命的普通机床，由于普通机床加工精度相对较低、不能批量生产，生产的自动化程度不高，生产自适应性差，但考虑投资成本，产业的连续性和转型周期，又不能马上淘汰。
而改造现有旧机床、配备与之相适应的数控系统，把普通机床改装成数控机床，是当前许多企业对现有设备改造换代的首选办法，也是提高机床数控化率的一条有效途径，不失为一条投资少、提升产品加工精度及质量，提高生产效率的捷径，使企业提升竞争力，在我国成为世界制造业中心及制造强国的进程中，占有一席之地。
准考证号：010*********本科生毕业论文（设计）用微机数控技术改造最大加工直径为500毫米普通车床的进给系统学院：江西科技学院专业：机电一体化工程班级：09机电四（2）班学生姓名：张添胤指导老师：程宪文完成日期：2012年11月5号本科论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。
本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。
学位论文作者签名（手写）：签字日期：年月日本科论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
学位论文作者签名（手写）：指导老师签名（手写）：签字日期：年月日签字日期：年月日目录（绪论）一、数控机床系统总体设计方案的拟定二、机床进给系统机械部分设计计算1、设计参数2、进给伺服系统运动及动力计算3、滚珠丝杠螺母副的计算及选型（1）纵向进给丝杆螺母副的计算及选型（2）横向进给丝杆螺母副的计算及选型4、轮进给齿轮箱传动比计算（1)纵向进给齿轮箱齿轮传动比计算（2）横向进给齿轮箱齿轮传动比计算5、步进电动机的计算及选型（1）纵向进给步进电动机的计算及选型（2）横向进给步进电动机的计算及选型三、数控机床零件加工程序四、绘制进给伺服系统机械装配图五、绘制微机数控系统硬件电路图总结主要参考文献绪论接到一个数控装置的设计任务以后，必须首先拟定总体方案，绘制系统总体框图，才能决定各种设计参数和结构，然后再分别对机械部分和电器部分、现已机电一体化的典型产品——数控机床为例,分析总体方案拟定的基本内容。
自动化学院本科毕业设计(论文) 题目:小型数控工具磨床控制系统设计专业:自动化(数控技术应用)班级:学号：学生姓名:指导教师：起迄日期:设计地点：Ｇradｕation Desiｇn （Thesis)Ｃontrol System Design foｒSmallＴool Grinder摘要本文扼要的介绍了数控工具磨床的组成、控制方式。
提出了未知参数螺旋齿刀具的数控刃磨方法，并着重介绍了这种数控控制系统的软硬件设计。
本设计采用８031作主CPU,控制整个工具磨床的工作。
主CPU扩展了外部程序存储器2725６和数据存储器62６4,外部程序存储器存储系统程序,数据存储器存储加工程序和数控系统处理的中间数据,并设计了掉电保护电路。
另选用８9Ｃ２051作为从CPU,控制多排多位的八段数码管的动态显示。
8０3１发出的步进电机脉冲信号经锁存器输出，控制各电机的进给。
用8１55扩展一矩阵式键盘,同时用８２55扩展开关量输入输出接口电路。
此外，还设计了未知参数螺旋齿刀具参数测量及自动刃磨控制软件．在本设计的软硬件基础上做进一步的研究，开发出用于数控工具磨床的控制系统,同工具磨床相配套，可解决未知参数螺旋齿刀具的自动刃磨问题。
关键词:螺旋齿刀具；数控工具磨床；控制系统；软硬件设计ABSＴRＡCTＩn tｈis pａｐer, the constituｔion aｎd the cｏntｒol sｔratｅgy of NC t ｏol gｒiｎding machine inｔrｏduced, tｈｅprinｃiｐle of cuｔter mｉｌling p ｒoceｓs fｏr unknoｗn parameｔeｒscrew geaｒis ｂrｏuｇhｔforward, then emｐhasize iｎｔrｏduced thｅｓofｔwａrｅand ｈarｄwａre for tｈiｓkｉnd of ｎumeｒical conｔrol ｓystｅm。
摘要随着机械制造工业的快速发展，用户对机床性能的要求不断提高。
内圆磨床正逐步数控化向高精度、高效率、柔性化的方向发展。
高档型数控系统以其卓越的性能获得了广泛地应用，但成本较高。
根据内圆磨床的机械结构及工作特点，本文采用了可编程控制器（PCL）、位控单元、触摸屏作为控制系统，利用PLC的位置控制功能实现伺服控制的设计方案，从而实现与数控系统相同的控制效果。
本文首先对PLC、控制单元、触摸屏、伺服驱动系统等组成部分进行选型并完成了硬件电路的设计。
再根据机床动作流程编制了PLC程序、位控单元程序、触摸屏画面、然后对伺服运动系统进行研究，建立了机床伺服运动系统的数学模型，分析系统的特性和影响系统动静态特性的主要因素。
最后完成系统调试和整机磨削试验，验证了方案的可行性。
关键字PLC位控单元，触摸屏，伺服控制ABSTRACTThe demand of consumer to machine tool’s function improves unceasingly with the development of mechanical manufacturing industry. The internal grinder becomes numerical control step-by-step, develops to the direction of high accuracy , high efficiency , flexibility spend . The top grade type numerical control system is applied broadly , but it costs highly . The book has been adopted a scheme that PLC , position control unit ,as well as touching screen to PLC to realize the servo control , To realize controlling effect identical with numerical control system.At first the book chooses the ingredients such as PLC, position control unit, touching screen, servo driving system, and do the design of circuit and signal linking. Then according to machine tool action ,the book establish the program of PLC ,the program of position control unit and touching screen window. And I research the servo motion system and build the machine tool servo feeding systematic mathematic model, drive delivery function, analyse the characteristic property of feeding system and the major factor of the static characteristic of system. At last, I carried out system debugging and the grinding test to verifying the feasibility of this scheme.【Key words】PLC；Position control unit；Touching screen；Servo control；１绪论国内外轴承内圆磨床设计概况滚动轴承是一种量大面广、高精度的机械基础件，广泛应用于机械、电子、航空航天、运输、纺织、医疗、冶金、IT等国民经济各部门各行业。
普通车床数控化改造总体方案设计1.机械部分的改造设计ca6140车床的主轴以及进给系统都是由法兰式电动机拖动。
普通车床主轴传动系统部分改造难度大、成本高，且精度提高有限，所以在改造此类机床时，摇臂钻床要选那些主轴各方面性能能满足使用要求的。
改造时，保留原主轴系统，对进给传动系统及电气控制系统进行改造。
进给传动系统的传动精度及效率也是数控机床性能的重要组成部分。
原机床进给箱为交换齿轮箱，结构复杂、反向间隙大、传动精度差。
在改造过程中，采用步进电动机与滚珠丝杠，并装有减速机构的传动方式，通过减速机构可得到所需的减速比并增大驱动力矩。
普通车床原机床是用滑动丝杠，传动误差大，因此在数控化改造中将其更换为滚珠丝杠。
滚珠丝杠的传动效率高、无爬行、预紧后可消除反向间隙、精度高。
改造后ca6140车床的横向、纵向传动方式为：步进电动机一消隙齿轮一滚珠丝杠螺母副一工作台的传动方式。
ca6140车床垂直方向的传动方式为：步进电动机一圆锥齿轮一滚珠丝杠螺母副一工作台。
同时，垂直方向还应考虑滚珠丝杠的自锁，采用超越离合器的自动平衡装置实现自锁。
ca6140车床的导轨是采用铸铁-铸铁或铸铁—淬火钢滑动导轨，其静摩擦因数大，摇臂钻床动、静摩擦因数相差较大，低速时易出现爬行，力矩损失大，影响运动的平稳性和定位精度。
若是将导轨改造成滚动导轨或静压导轨，工艺复杂、费用大、周期长；所以在对ca 6140车床改造时采用在普通车床原导轨上粘接聚四氟乙烯软带的方法。
聚四氟乙烯软带是以聚四氟乙烯树脂为基材与耐磨填充料复合后，在常温下用模压法成型烧结、车削和活化处理制得。
其特点是摩擦因数低，抗磨损，静、动摩擦因数差值小，定位准确，防振消声运行平稳，低能耗，具有耐老化和足够的力学性能，对提高机械加工精度、延长导轨副使用寿命也有一定的作用。
这种方法比较方便，费用低，动、静摩擦因数相差小，耐磨性和抗咬伤力强，具有良好的自润滑和抗振性，进给运动无爬行，运动平稳。
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。
数控工具磨床的数控系统改造1、前言数控工具磨床，特别是多轴数控、多轴联动的数控工具磨床是高效、高质量磨削制造精密、复杂形状刀具的高、精、尖关键设备，也是各类数控机床中结构较复杂、自动化程度高、精度和可靠性要求高的机电一体化高技术产品，其研究开发具有相当的技术难度。
采用数控工具磨床对刀具进行磨削加工必须依靠刀具磨削加工技术和编程技术，而各种复杂形状刀具的磨削加工技术和编程软件，目前在国外也属于专利技术或保密技术。
正因为如此，目前世界上也只有少数厂商能够生产高性能的数控工具磨床。
为了提高我国的刀具制造工艺水平和质量，国内一些刀具生产厂家和应用厂家从国外引进了数控工具磨床，这些数控机床经过相当长时间的使用后，其主机性能基本完好，仍可使用，而其数控系统则已经远远落后于现代数控系统技术，属于已淘汰产品。
国内也有一些厂家研制开发了数控工具磨床，但由于采用的是主机自行制造、数控系统靠引进，这种数控工具磨床产品不但成本很高，而且由于通用的CNC系统没有集成刀具磨削加工技术和编程软件，难以实现刀具（特别是复杂刀具）的磨削加工。
因此，对这些国产的数控工具磨床的数控系统也必须进行改造。
上述数控系统改造通常采用国外数控工具磨床生产厂家最新的专用数控系统。
这种改造方案虽有技术成熟，风险小，可靠性有保证的优点，也有价格昂贵，工艺编程针对性差等多方面缺陷。
华中2000型工具磨床专用数控系统，是在国家“八五”重点攻关项目“数控万能工具磨床产品开发”科研成果的基础上，成功开发的用于各种回转刀具磨削加工的集成化CNC系统。
采用该系统，则可以很好地解决以上问题，费用还低。
2、改造后数控系统的功能和结构2.1 系统基本功能采用华中2000型工具磨床数控系统对工具磨床进行改造后，该系统具有如下三种基本功能。
通用数控系统功能系统保留了原通用数控系统的基本功能，如最多16轴数控9轴联动的轴控制功能，程序校验功能，MDI功能，直线、圆弧、螺旋线插补功能，M、S、T功能，故障诊断显示功能，内嵌式PLC功能等。
