X52K铣床X向进给系统数控改造

普通铣床数控化改造设计随着现代制造技术的发展，数控机床已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。

普通机床通过进行数控化改造，可以大大提高机床的生产效率和生产质量，同时也可以节约生产成本，提高企业的竞争力。

本文将介绍普通铣床数控化改造的设计方案。

一、数控化改造的必要性普通铣床具有结构简单、成本低的特点，但是由于其操作人员需要进行繁琐的手动调节和操作，使得生产效率低下，并且生产过程容易出现误差，影响了产品的质量。

而通过进行数控化改造，可以将机床操作变为全自动化、智能化的过程，提高生产效率、减少生产成本、提高生产质量。

二、数控化改造方案1. 基础设施改造为了使普通铣床能够进行数控化改造，需要进行一些基础设施的改造。

首先需要对机床进行检查和维护，保证机床的各项性能稳定而可靠。

还需要更换一些传统机械设备，例如步进电机控制器、主轴马达等，以便与数控系统兼容。

2. 数控系统升级普通铣床数控化改造的核心是将其搭载上数控系统，此时该机床将变身为数控铣床。

数控系统包括软件和硬件两个部分。

在硬件方面，需要更换一些关键配件，例如控制器、转换器、数据采集卡等。

而在软件方面，需要安装数控程序，司机、可编程逻辑控制器（PLC）等。

3. 人机界面改造人机界面是指人员与机床进行交互操作的一种方式。

在数控化改造的过程中，必须更新和升级人机界面，设计一种更加符合人工智能化特点的操作系统。

这种新的人机界面一方面需要方便操作，另外一方面也要考虑到用户体验的舒适性。

三、数控化改造后的效果通过对普通铣床的数控化改造，可以大大提高机床的生产效率和生产质量。

一方面，由于取消了传统的人工调整和操作环节，使得生产效率得到了极大的提高。

另一方面，由于数控系统具有高度准确度和稳定性，生产过程中误差较少，从而提高了产品的质量。

同时，通过数控化改造，企业还可以获得以下优势：降低人员培训成本，减少错误发生的几率，提高内部交流和生产计划的灵活性。

这些优势都可以为企业的生产和发展带来实质性的帮助。

目录1.引言： (3)2.设计任务 (4)3.总体方案的确定................................................. ..5 3.1 机械传动部件的选择3.1.1导轨副的选用3.1.2丝杠螺母副的选用3.1.3减速装置的选用3.1.4伺服电机的选用3.1.5检测装置的选用3.2 控制系统的设计 (7)3.3 绘制总体方案图 (7)4.机械传动部件的计算与选型 (8)4.1 导轨上移动部件的重量估算 (8)4.2 铣削力的计算 (8)4.3 直线滚动导轨副的计算与选型（纵向） (8)F的计算及导轨型号的选取4.3.1 块承受工作载荷max4.3.2 距离额定寿命L的计算4.4 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9)4.4.1 最大工作载荷Fm的计算4.4.2 最大动工作载荷FQ的计算4.4.3 初选型号4.4.4 传动效率η的计算4.4.5 刚度的验算4.4.6 压杆稳定性校核4.5 步进电动机减速箱的选用 (11)4.6 步进电动机的计算与选型 (11)4.6.1 计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量Jeq4.6.2 计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩Teq4.6.3 步进电动机最大静转矩的选定4.6.4 步进电动机的性能校核5.增量式旋转编码器的选用 (14)6. 绘制进给传动系统示意图 (14)7．工作台控制系统的设计 (14)8．步进电动机的驱动电源选用 (17)9.选择AT89S52单片机的控制系统计 (18)10.致谢 (19)参考文献 (20)1.引言：现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。

在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

X502型立式铣床横向进给系统数控改造（PLC控制）一．总体方案的确定首先先查出X502的参数如下表：X520立式铣床主要参数［机床用途］：Ｘ５０２型立式铣床适用于加工中、小型零件的平面或成形表面，其使用范围如下：（１）加工与主轴中心线平行的平面（２）加工与主轴中心线垂直的平面（３）利用主轴头的回转，加工具有一定斜度的平面（在±４５度范围内）（４）加工成形表面（５）铣切沟槽［机床特点］：结构简单，有足够的强度和刚性，保险装置较完善，并有较多的主体运动速度和进刀速度，主要适合中、小型零件的加工，如采用某些附件或夹具，使用范围广泛。

[技术参数]主轴端面到工作台最大３３０mm 最小30mm面的距离主轴中心线到床身垂直导轨的距离工作台的侧边到床身垂直导轨的距离最大１９５mm 最小45mm 工作台台面尺寸（长×宽）750×225工作台最大移动距离纵向（手动或机动）４５０mm 横向（手动）150mm 升降（手动）300mm刻度盘一格的移动量纵向0.05mm 横向及垂直0.05mm 刻度盘每转移动量纵向6mm 横向4mm 垂直3mm 工作台上的T型槽数目3个T型槽宽度14mm主轴锥孔锥度7:24主轴孔直径24mm主轴头最大回转角度±45度主轴头回转盘上的刻度值1度机床外形尺寸(长×宽×高)1200×1135×1630mm机床重量约1010kg主轴变速数8主轴转速47.5/67/95/132/190/265/375/530转/分主轴驱动功率 1.45kw工作台纵向进刀数目8工作台纵向进刀量26/38/54/77/117/169/240/347mm/分进刀机构容许最大抗力1010kg主电机型号JO2-31-4型功率2.2kw 转数1430r/min电压220/380v冷却泵电机功率0.125kw 转数2800r/min 电压220/380v 将一台X502立式铣床改装成微机数控铣床，要求原机床的改动尽量少，以降低成本，提高性价比，根据这个要求保留原机床的主轴旋转运动以及纵向进给的机动部分。

普通车床数控化改造方案一、待改造设备明细：1、设备名称：普通卧式机床2、设备型号：CA61363、生产厂商：沈阳第一机床厂4、该设备最大工件回转直径360mm，最大工件长度750mm的普通卧式机床。

二、改造目的：1、实现锚具用的夹片的数控车床生产。

2、提高夹片的生产效率和加工精度。

3、不改变原有机床的机械结构；4、增加数控控制部分，实现机床机械加工自动化；5、增强机床的可操作性；6、提高生产效率，提高加工精度，降低劳动成本，降低工人劳动强度。

三、改造方案及配置：1、X向进给轴改造：拆除机床原有手动进给机构和小丝杠更换为精密滚珠丝杠副，大托板尾部用铣床加工后便于滚珠丝杠与驱动电机连接，尾部安装电机支座及驱动电机，用连接轴连接。

2、Z向进给部分的改造：拆除原机床的丝杠、光杠、走刀箱、溜板箱；驱动电机安装在原走刀箱位置将滚珠丝杠安装在原丝杠安装位置，用连接轴连接丝杠与电机并用销钉锁紧，大托板与丝杠副采用三角支架和直角板连接利用原溜板箱孔位用高强度内六方螺栓锁紧，3、刀架部分改造：刀架部分是机床主要功能部分，对其改造主要是为了实现多把刀连续工作，自动换刀加工。

拆除原机床刀架及小托板，换上夹片加工专用排刀架。

该刀架操作简单，经济实用、加工精度高、刚性好、使用寿命长、工艺性好等特点。

配套刀具的选用可以选用数控机加刀具也可选用普通磨制车刀。

4、电器部分改造：数控系统采用南京公司生产的最新数控系统,驱动电机采用国产三相混合式步进电机；电机驱动模块采用南京大地数控系统内襄式驱动器；加装电器控制部分；安装数控系统与驱动电机、电机驱动器、车床主轴连接及控制单元。

取消原机床润滑系统，增加手动间歇润滑泵对两个进给导轨副、滚珠丝杠副进行润滑。

增装X、Z轴行程开关及相关附件。

5、数控系统介绍：数控系统采用高性能微处理器和大规模可编程逻辑阵列的专用数控电路，抗干扰能力强，可靠性高。

具有自诊断功能，内外部状态实时显示出现异常立刻报警。

国家职业资格全省统一鉴定维修电工技师〔国家职业资格二级〕论文题目： X52K立式铣床的改造姓名：傅兴身份证号：所在省市：江苏省常州市所在单位：江苏省常州技师学院目录第一章X52K立式铣床的简介 (1)第一节X52K立式铣床 (1)第二节X52K立式铣床的构造特点 (2)第三节X52K立式铣床的主电路分析 (4)第四节X52K立式铣床的控制电路分析 (5)第二章：X52K立式铣床的电气系统的硬件改造..10 第一节改造的目的 (10)第二节传感器的选用 (10)第三节PLC的选用 (13)第四节PLC输入输出分配表 (15)第五节PLC接线图 (16)第三章：X52K立式铣床电气系统的软件设计 (17)第一节主要程序编写 (17)第二节改造后的优点 (19)论文的总结 (19)答谢词 (20)参考文献 (20)X52K型立式升降铣床的改造摘要：X52K型立式升降铣床是一种早期的立式铣床，是一种应用范围很广的机床。

主要用于机械制造、模具、仪器、仪表、汽车、摩托车等行业的加工。

传统X52K立式铣床由于采用的是继电器控制，主传动系统的调速均采用多联齿轮离合器的方式，在实际加工过程中暴露出噪声大，起动传动不平稳，换速时冲击大等问题。

本次论文通过以PLC为控制核心，采用传感器等技术对X52K机床控制局部进展电气改造。

这可以大幅度节约电能，进步系统的自动化程度，并使系统运行可靠稳定，构造简单，维修，维护，调整方便，经济实用配置，取代了传统的继电器控制系统。

关键词：铣床 PLC 传感器第一章X52K立式铣床的简介一．X52K立式铣床本机床是一种强力金属切削机床，机床的主轴传动系统由功率为7.5kw的电动机驱动，能承受重负荷切屑。

主轴锥孔可直接或通过附件安装各种圆柱铣刀、圆片铣刀、成型铣刀、端面铣刀等刀具，适于加工各种零件的平面、斜面、沟槽、孔等，是机械制造、模具、仪器、仪表、汽车、摩托车等行业的理想加工设备图1-1 X52K立式铣床实物图二．X52K立式铣床的构造特点1.X52K立式铣床的构造X52K为立式升降台铣床，其主轴轴线垂直于工作台面，外形如图1-2所示，主要由床身、立铣头、主轴、工作台、升降台、底座组成。

本科学生课程设计任务书注：任务书由指导教师填写。

摘要铣床的PLC改造主要是方便工业自动化生产，减轻劳动强度和提高工作效率。

过去有不少人对铣床进行改造设计，并取得了不错的成绩，例如采用三菱控制软件控制的PLC设计等。

X52K型立式铣床的PLC控制设计采用了西门子软件S7-200，这是一款小型的控制系统。

设计过程中充分考虑工厂生产实际情况和铣床的运动要求、加工精度等一些列条件，采用S7-200软件进行仿真，满足设计的各项要求。

改造后的系统便于柔性生产的需要，在工厂有更强的适应力。

如生产任务或工艺发生变化，普通X52K机床需改变硬件结构，从而造成时间和资金的浪费。

PLC是一种新型的工业自动化控制装置，其控制功能是通过软件编程来实现的。

当生产工艺和任务发生变化时，不必改变PLC硬件设备，只需改变PLC中的程序，因而该控制系统更具灵活性。

且PLC控制系统体积小、可靠性高、更易于维护。

通过对X52K型立式铣床进行改造,并用S7-200软件仿真，实现了自动化控制,从而可以提高整个电气控制系统的工作性能。

关键词 PLC,电气控制系统,X52K,S7-200ABSTRACTThe Milling machine PLC transformation mainly is convenient industrial automation production, reduce labor intensity and improve work efficiency. In the past, there was a lot of people to milling machine modification design, and has made the good progress, such as the control software of PLC control design, etc.X52K type vertical milling machine PLC control software was designed using Siemens S7-200, it's a small control system. The design process of fully considering the actual production condition of the factory and on the movement of the milling machine, machining accuracy and other terms and conditions, the S7-200 software simulation, meet the design requirements. After the transformation of the system to the needs of the production of the soft, in the factory has stronger adaptability. Such as production task or process changes, ordinary X52K machine need to change the hardware structure, resulting in the waste of time and money.PLC is a new type of industrial automation control device, the control function is achieved through software programming. When the production process and task change, don't need to change the PLC hardware equipment, just change the PLC program, thus the control system more flexibility. PLC control system and small size, high reliability and easier to maintain.Through the X52K type vertical milling machine modification, and S7-200 software simulation, realized the automation control, which can improve the electrical control system performance.Keywords PLC, electric control system, X52K, S7-200目录摘要 (II)ABSTRACT (III)第1章铣床简介 (1)1.1铣床介绍 (1)1.2 X52K型立式铣床简介 (1)第2章 X52K型铣床控制系统分析 (6)2.1 X52K电气原理图 (6)2.2 主轴电动机的控制 (6)2.2.1 主轴启动 (7)2.2.2 主轴停止 (7)2.2.3 主轴变速时的瞬时点动 (7)2.3 进给运动的电气控制 (7)2.3.1 工作台纵向进给运动控制 (7)2.3.2 工作台横向、升降进给运动控制 (8)2.3.3 工作台快速移动、进给变速瞬时点动控制 (8)2.3.4 圆形工作台的控制 (8)第3章 PLC简介 (10)3.1 PLC的简史 (10)3.2 PLC的基本组成及特点 (11)3.3 PLC的基本工作原理 (12)第4章 PLC输入输出地址分配 (14)4.1改造的目的 (14)4.2 PLC设计方案的确定 (14)4.3 PLC的选择 (15)4.4 地址分配 (15)第5章 PLC电器元件选择 (18)第6章 PLC编程 (20)6.1 PLC梯形图 (20)6.2 PLC语句表 (21)第7章 PLC程序仿真 (23)总结 (26)参考文献 (27)致谢 (28)第1章铣床简介1.1铣床介绍在机器的的制造业中用锻造、铸造、压力加工等方法制成的金属毛坯都是很粗糙的，而且形状和尺寸也不太准确。

摘要本文提供了一种X52k铣床的经济型数控化改造方案，改造的主要模块有：机械部分和数字控制电路部分。

机械部分主要是对丝杠、驱动元件和减速齿轮的改造。

改造后的系统是以步进电机为驱动执行元件的开环控制系统，控制系统使系统能够控制进给轴的转速，并实现其正反转控制工作台，实现其纵、横向进给运动，控制冷却和润滑，以MCS-51型单片机为控制处理芯片，通过键盘输入加工程序控制X52K 铣床数控化改造后是升降台式的。

使得改造后的机床能加工除了铣削键槽、平面及孔等简单的零件外，还能加工形状复杂（如加工圆弧面、斜面及凸轮等）的零件。

改造后的数控机床具有高精、高效及加工产品范围广等特点。

关键词： X52k，数控化，改造，单片机X52kTHE TRANSFORMATION OF MILLING MACHINESABSTRACTIn this paper ,in base of our country’s eco- mimic condition and the expensive CNC, in order to extend machining scope, high accuracy , small batch, and has a good condition in excitedly complicities market .So, the memorization rebuilding of X52K is so necessary and feasible. This paper provides a way of how to implement the synchronized motion of the two axes in the X and Y plane with CNC system and an open-loop control which use stepping motors as actuators on a X52K mill，and the microcomputer is MCS-51.the memorization rebuilding of X52K milling machine not only is used for machining keyway, plane and hole etc,but also, it can ma- unfitting complicated ship and the accuracy is high。

⏹前言对于培养工程技术人才的工科性大学来说，学生的实践就显得尤为重要，但在大学的四年里，我们都是以书本上的理论知识为重，实践也大多数是参观，自己真正动手的机会很少，所以我们的实践经验可以说几乎为零。

所以提高学生的动手能力，理论与实际相结合来解决实际工程问题的能力是很有必要的，而大学最后的毕业设设计，就是真正的理论与实践相结合，要求学生综合运用四年所学的知识来解决实际工程问题，这对我们来说绝对是一次很好的锻炼机会，不仅可以温故以前的所学的专业知识而且可以锻炼自己解决实际工程问题的能力，为将来的工作打下良好的基础。

所以我们应该好好珍惜这次难得的机会，尽自己最大的努力将毕业设计做好，为自己四年的大学画上完美的句号。

这次毕业设计我做的题目是“普通铣床的数控化改造”。

我们知道制造业是工业的基础，也是直接创造社会财富的基础，是人类生存所不可缺少的行业。

世界上各个国、造技术可以很快将发明制造成产品，首先占领市场。

先进制造技术可提高原有产品的质量，降低成本等，可获明显的经济效益。

总之，先进制造技术是提高本国产品市场经济竞争力的基本保证。

制造业领域很宽广，但机械制造业是制造业的根本，而机械加工又是机械制造业的根本。

数控技术是机械制造业的先进制造技术之一，是提高多品种，中小批量生产企业经济效益的有效途径，也是先进制造技术发展的重要基础。

作为一名学机械专业的学生，在将来的工作中肯定也要接触到数控类产品，所以我要更加珍惜这次难得的机会，做好毕业设计为将来的工作打下基础。

本次设计历时一个学期，在尹明老师的指导和其他老师与同学的帮助下，终于较为完满地完成了对普通铣床的数控化改造这项设计，下面是我这次设计的主要内容：⏹ 1 进给伺服系统传动方案的确定进给系统的性能在很大程度上决定了数控机床的性能。

例如，数控机床的最高移动速度，跟踪精度，定位精度等重要指标，均却决进给伺服系统的动态和静态特性。

根据设计要求和设计参数确定合理的进给系统。

立式铣床的数控改造—进给系统设计随着电子技术的不断进步和发展，立式铣床数控改造已经成为了机械行业重要的发展方向之一。

在机电一体化的大趋势下，数字控制系统的应用不断扩大，立式铣床数控改造面临的机遇和挑战也愈发明显。

其中，进给系统设计是立式铣床数控改造中至关重要的一环，控制着加工精度和效率的提高。

本文将从立式铣床进给系统的设计入手，探讨数控改造对立式铣床进给系统的影响及改造方案。

一、立式铣床进给系统的设计立式铣床进给系统是控制床身的线性轴（x、y、z轴）运动的关键部分，在数控改造中需要根据加工工艺要求，设计出符合加工精度和加工速度要求的进给系统。

进给系统的设计需要考虑以下几个方面：1. 轴的移动距离与速度每个轴的移动距离与速度是决定加工效率的重要因素。

进给系统要能够满足不同尺寸的零件加工要求，应根据加工工艺和机床工作范围来合理设计轴的移动距离和速度。

例如，加工小尺寸零件时，x、y轴的速度可以达到50m/min，而加工精度要求高的大尺寸零件时，速度可降至10m/min。

2. 进给系统的精度进给系统的精度直接影响零件加工的精度。

数控系统的进给精度普遍在0.1mm，但在特殊工艺下需要达到0.01mm，因此需要根据加工要求和机床精度来确定进给精度。

3. 进给系统的加减速度在加工过程中机床的加减速度也需要精准控制，否则就会出现加工精度不稳定的情况，影响加工质量。

因此，在设计进给系统时需要考虑加减速度的控制。

二、立式铣床数控改造对进给系统的影响立式铣床数控改造对进给系统的影响主要体现在以下几个方面：1. 数控系统对进给系统的控制数控系统可以精确控制立式铣床进给系统的移动距离、速度、精度和加减速度等参数，提高进给系统的精度和加工效率。

2. 数控系统的自动补偿数控系统具有自动补偿的功能，可以对进给系统进行补偿，提高加工精度和稳定性。

3. 机械手与进给系统的协作数控改造后的立式铣床还可以与机械手协作，提高生产效率和自动化程度。

前言一、机床数控化改造的意义一般说来，数控机床比传统机床有以下突出的优越性。

1. 可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。

2. 可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3～7倍。

3. 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要工人“修配”。

4. 可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。

5. 拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。

6. 降低了工人的劳动强度，节省了劳动力（一个人可以看管多台机床），减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应等等。

二、机床改造的优缺点减少投资额、交货期短，同购置新机床相比，改造费用低。

特别是大型、特殊机床尤其明显。

一般大型机床改造，只花新机床购置费用的1/3，交货期短。

机械性能稳定可靠，结构受限。

所利用的床身、立柱等基础件都是重而坚固的铸造构件，而不是那种焊接构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。

但是受到原来机械结构的限制，不宜做突破性的改造。

用户熟悉了解设备、便于操作维修，购买新设备时，不了解新设备是否能满足其工艺要求。

改造则不然，可以精确地计算出机床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，在操作使用和维修方面培训时间短，见效快。

改造的机床一安装好，就可以实现全负荷运转。

可以充分利用现有地基，不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。

可以采用最新的控制技术。

可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机床改成当今水平的机床。

第一章数控改造总体方案的设计一、系统总体改造方案的确定目前，在机械加工工业中，绝大多数是旧式机床，如果改用微机控制，实现机电一体化的改造，会使机床适应小批量、多品种、复杂零件的加工，不但提高加工精度和生产率，而且成本低、周期短，适合我国国情。

利用微机实现机床的机电一体化改造的方法有两种：一种是以微机为中心设计控制部件；另一种是采用标准的步进电机数字控制系统作为主要控制装置。

X5132型铣床横、垂直向进给系统经济型数控改造毕业论文摘要随着计算机技术的飞速发展，发展现代计算机化数字控制（CNC）机床，是当前机械制造业进行技术改造，技术革新的必由之路，是未来工厂自动化的基础。

因此,这次对普通机床进给系统的数控化改造设计更显得重要。

第一部分是数控机床的概述，第二部分是进给系统的总体设计方案，第三部分是伺服进给机械部分设计计算，第四部分是控制部分的单片机原理及控制程序设计。

基于步进电机的机械改装减少了人的工作量，把手动转变成为电动。

本次改造用了2个步进电机，分别控制机床2个方向（横向和垂向）的进给，通过齿轮或带轮带动滚珠丝杠轴向运动。

基于单片机控制的电子部分设计提高了工作效率和测量的准确度、可信度。

该仪器采用了8031单片机。

文中着重论述了原理的设计思想并给出了具体电路，然后阐明了系统软件的设计思想并给出了部分程序的流程图。

关键词：铣床，丝杠，步进电机，单片机，数控I目录摘要 (I)第一章绪论 (1)1.1数控机床的组成 (1)1.2数控机床的发展趋势 (2)1.3数控铣床改造的意义 (4)1.4本文主要内容 (5)第二章设计方案和基本方案的确定 (6)2.1设计任务 (6)2.2总体方案设计的内容 (6)2.2.1伺服驱动 (7)2.2.2采用滚珠丝杠螺母副 (7)2.2.3数控装置 (7)2.2.4系统功能 (8)2.2.5采用环形分配器 (8)第三章伺服系统机械部分设计计算 (9)3.1设计要求 (9)3.2确定系统脉冲当量 (9)3.3纵向进给系统的确定........................... 错误！未定义书签。

3.3.1切削力的计算............................. 错误！未定义书签。

3.3.2纵向丝杠的选择 ........................... 错误！未定义书签。

3.3.3齿轮传动比计算 ........................... 错误！未定义书签。

X52K进给系统经济型数控改造设计1.概述由上面的介绍可以看出，如今对现有普通机床的数控化改造具有十分重要的意义。

本课题设计重点则是对X52K铣床纵向传动机构的数控化改造，该X52K型普通铣床主要用于加工中小型零件的平面、成型表面及具有一定斜度的平面。

经改造后与原来机床加工相比可实现其自动化铣削，且具有高精、高效及加工产品范围广等特点。

具体研究内容如下：（1）对普通铣床X52K的基本机械传动结构进行了解分析；（2）对数控机床的基本机械传动结构及电气控制系统结构进行详细分析；（3）系统的总体方案设计，研究其各个部分的设计原理，拟定设计方案；（4）系统的详细设计，对机械传动系统的设计和控制系统的设计等；（5）总结自己的设计理念及设计思路，得出本课题的设计流程。

1.1技术要求数控铣床的切削状况1.2总体设计方案为了满足以上技术要求，采取以下技术方案：（1）工作台工作面尺寸（宽度×长度）确定为400mm×1200mm。

（2）工作台导轨采用矩形导轨，在与之相配的动导轨滑动画面上贴聚四氟乙烯导轨板。

同时采用斜镶条消除导轨导向面的间隙，在背板上通过设计偏心轮结构来消除导轨背面与背板的间隙，并在与工作台导轨相接触的斜镶条接触面上和背板接触面上贴膜。

（3）对滚珠丝杠螺母副采用预紧，并对滚珠丝杠进行拉伸预。

（4） 采用伺服电动机驱动。

（5） 采用膜片弹性联轴器将伺服电动机与滚珠丝杠连接。

2.滚珠丝杠螺母副的选型和计算2.1主切削力及其切削分力计算 （1）计算主切削力Fz 。

根据已知条件，采用端面铣刀在主轴计算转速下进行强力切削（铣刀直径D=125mm ），主轴具有最大扭矩，并能传递主电动机的全部功率，此时铣刀的切削速度为：（已知机床主电动机的额定功率m P 为5.5kw ，主轴计算转速n=310r/min 。

） 根据公式得刀具的切削速度为：s m s m Dnv /03.2/603101012514.3603=⨯⨯⨯==-π 取机床的机械效率为：8.0m =η，则由式得主切削力： N N vF z 49.21671003.25.58.010P 33Em =⨯⨯=⨯=η（2）计算各切削分力工作台的纵向切削力、横向切削力和垂向切削力分别为1192.12N 2167.4955.055.0F 2059.12N2167.4959.059.0F N 86749.21674.00.4F F V C z 1=⨯===⨯===⨯==z z F F2.2导轨摩擦力的计算在切削状态下坐标轴导轨摩擦力μF 的计算可以查课程设计指导书：（1）根据式（2-8a ）计算在切削状态下的导轨摩擦力μF 。

普通铣床X5020数控改装设计实践探索摘要：本文主要介绍了立式升降台铣床在数控化改造方面的技术方案准备和设备改造的技术路线，着重阐述了电气系统及数控系统方面的改造要求，步进电机的选择计算，数控系统软硬件的设计以及机械部分改造。

把X5020普通铣床改造成数控铣床，主要改造的部位是：把工作台横纵方向上的手轮拆除，把纵横向进给运动改造成用步进电动机来控制。

垂直进给运动保持不变仍采用机动和手动方式。

由数字化开环控制方法简单稳定，把由进给机械传动的普通铣床改造成由计算机数字控制的数控铣床。

关键词：改装；步进电机原有普通铣床的操作过程及传动系统后，改装应该尽可能少的改动，这样可以使机床维修时更佳简便容易，必要时也可以进行手动操作。

将离合器脱开，去掉手轮，将手轮轴通过一对齿轮与步进电机相连，通过步进电机控制工作台的纵向移动。

工作台横向移动原由手动控制，现在改为通过一对齿轮与步进电机控制，全部受到数控系统的控制。

原工作台升降保持不变，仍用手动控制。

一、进给部分设计在进给伺服系统中常用的驱动电机有直流伺服电机、交流伺服电机、电液伺服马达、步进电机等。

下面我们比较下它们的特点，从中选出合适的驱动电机。

1.直流伺服电机（1）结构复杂，设备庞大，电机价格昂贵，不适合经济型铣床改造使用。

（2）直流伺服电机具有线性的调节特性，能使转速正比于控制电压的大小；转向取决于控制电压的极性；控制电压为零时，转子惯性很小，能立即停止。

（3）直流伺服电机具有较大的起动转矩和较小的转动惯量，在控制信号增加、减小或消失的瞬间，直流伺服电机能快速起动、快速增速、快速减速和快速停止。

（4）直流伺服电机广泛应用在宽调速系统和精确位置控制系统中，其输出功率一般为1～2000W。

电压有6V、9V、12V、24V、27V、48V、110V、220V等。

转速可达1500～1600r/min。

2.交流伺服电机定子绕组散热比较方便；惯量小，易于提高系统的快速性；适应于高速大力矩工作状态；同功率下有较小的体积和重量；无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低。

专业综合设计与实践2013 /2014第 2 学期专业电气工程及其自动化班级学号姓名专业综合设计与实践任务书二级学院(直属学部):电子信息与电气工程学院专业:电气工程及其自动化班级:摘要继电器接触器控制在工业控制领域中曾占有主导地位，该系统采用固定接线的硬件实现逻辑控制。

如生产任务或工艺发生变化，需改变硬件结构，从而造成时间和资金的浪费。

PLC是一种新型的工业自动化控制装置，其控制功能是通过软件编程来实现的。

当生产工艺和任务发生变化时，不必改变PLC硬件设备，只需改变PLC中的程序，因而该控制系统更具灵活性。

且PLC控制系统体积小、可靠性高、更易于维护。

通过对X52K型立式升降台铣床进行改造,并用MCGS软件仿真，实现了自动化控制,从而可以提高整个电气控制系统的工作性能。

关键词：PLC；电气控制系统；X52K；立式升降台铣床：MCGS目录1 改造原因 (6)2 工作原理分析 (6)2.1 主电路控制电路分析： (7)2.2 控制电路分析 (8)2.2.1 主轴电动机M1的控制： (8)2.2.2 工作台进给电动机M3的控制 (9)2.2.3 冷却泵电动机M2的控制 (9)3 PLC设计方案的确定 (9)3.1 PLC的选择 (9)3.2 元器件选择： (10)4 输入输出地址分配 (10)4.1 输入地址分配 (10)4.2 输出地址分配 (11)5、PLC接线图 (11)6、梯形图 (13)6.2 流程图 (14)7、调试及存在问题 (14)8、小结 (15)9、参考文献 (15)10、附录 (16)附录1 电气原理图 (16)附录2 硬件接线图 (18)附录3 主电路 (19)1 改造原因传统X52K立式铣床由于采用的是继电器控制，继电器控制存在许多缺点，如电路接线复杂，触点多，噪声大，可靠性差，故障诊断与排除等。

绝大多数控制继电器的触点容易产生电弧，甚至会在融在一起产生误操作，引起严重后果。