数控立式车床模块化中的再设计过程研究

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模块化可重组数控工作台系统的设计

５２实验技术与管理可以方便地拆卸为单轴直线运动单元，也可以方便地组装为２轴工作台，在平面内完成画直线、圆弧等功能，也可以组合成３轴数控工作台系统。

通过这个平台，可以让学生了解典型机电产品的构造和操作，全面掌握机电一体化技术的应用开发和集成技术，帮助学生从系统整体角度去认识系统的各组成部分，从而掌握机电控制系统的组成、功能及控制原理，掌握机械传动部件的选择、结构件的设计、传感器的选择和使用、电机的选择和使用，使学生在机电系统设计、装配、调试能力等方面均能得到综合训练。

１总体设计要求本工作台可用于机械工程及自动化和自动控制等专业的课程教学。

要求既可实现单轴运动控制，又可实现ｘ和ｌ，方向的双自由度运动，可以进行简单曲线，如直线、圆弧、四边形、三角形等的绘制，可以在ＰＣ机上模拟曲线的绘制。

为了满足不同课程以及不同年级的教学需要，要求工作台模块化，并且易于拆卸重组。

具体要求如下。

（１）自由度为２个（可扩展为３自由度）。

（２）根据课程特点采用直流伺服电机和步进电机２种驱动方式。

（３）步进电机采用开环控制，直流伺服电机采用闭环控制。

（４）有效行程＜１００咖，外形尺寸控制在２００ｍｍ×２００ｍｍ内。

（５）为保持稳定，行进速度口≤４眦ｎ／ｓ。

（６）绘制出的曲线误差≤ｌ衄。

（７）电路部分控制简单方便，使用ｃ语言实现控制功能。

（８）能够用程序控制工作台走出斜线圆弧等简单的几何图样。

（９）能够记录运动轨迹。

２总体设计方案数控工作台主要实现平面运动，由２个直线运动单元组成，每个直线运动单元通过电机控制可以实现一维直线运动。

两轴联动时，通过插补运算，分别调节２个电机的转速、方向、位移，就可以控制数控工作台完成平面运动。

根据绘图平台所在位置的不同有以下２种实现方案。

（１）方案ｌ。

绘图平台置于底板上。

夹笔机构固定在ｙ向滑块上。

ｘ传动单元固定不动，ｙ方向电机与传动装置固定于滑块上。

ｙ轴与电机相对的一端采用支撑轮结构，防止出现悬臂情况，如图１所示。

机械设计中应用模块化设计方法的探讨

机械设计中应用模块化设计方法的探讨摘要：在对不同的模块功能进行划分并进行编码化后，进一步对不同的模块进行组装，在组装的过程中必须保障在整个数控立式车床设计中的各个模块之间都可以得到最佳的配置，继而可在数控立式车床的实际应用过程中，将相应的功能发挥出来。

关键词：模块化设计方法；机械设计；应用研究引言机械设计是工业发展的重要组成部分，在机械设计中，模块化的设计方法是提升设计效率的重要方式。

但是在实际设计与应用中，依然存在较多的缺陷，且随着科技的不断发展，模块化设计方式必然会随着科技的进步而不断创新。

在此情况下，加强对模块化设计方法的研究，并且探究其在机械设计中的应用具有重要的意义。

1.模块化设计的概念模块化设计方法是目前机械设计当中的一种尤为重要的方法，它指的是在进行机械化设计中，将原有得不同的部分规划与想对应的模块里，并对每个模块的设计进行了全方位的思考，然后将其各个部位重新组装在一起，最后完成整个机械设计的所有概念、内容。

要保证每个模块之间的独立性能，并且做到能够进行相互的更换，才能促进了系统功能的升级。

模块设计方法作为一种新的观点理念，它本身具有显著的特点存在着。

模块化在设计当中的主要方式分为以下几种：①横向式的模块化设计方式，在不改变原产品的基础上，利用到模块化设计成变种形态的产品，而这种模块化设计的形式容易实现操作、更易于广为推出。

②纵向式的模块化设计方式，在不改变原产品的基础上，在同一形式当中对不同规格的产品进行统筹的设计。

③横向式和跨系式的综合型模块化设计，当然，除了发展横向式系列的产品以为，改变了某种模块的设计还可以得到出了其他不同系类的产品，从而便于横向系类和跨向系类模块的设计。

④全种系类的模块化设计包括了纵向形式与横向形式，而全种系类更是在基础之上用于制造出类似于跨系列产品模块化设计。

2.机械模块化设计的作用相关设计人员在充分的调查和分析市场产品功能的基础上，进行设计，通过组合模块，以形成特定的产品，充分发挥模块化设计的作用。

论数控机床模块化设计

论数控机床模块化设计一、引言随着制造业的发展，数控机床已经成为了制造业中不可或缺的设备。

而在数控机床的设计过程中，模块化设计已经成为了一个不可忽视的因素。

本文将从什么是数控机床模块化设计、数控机床模块化设计的优点、数控机床模块化设计的实现方法等方面进行详细阐述。

二、什么是数控机床模块化设计1. 数控机床模块化设计概述数控机床模块化设计是指将整个数控系统按照功能分成若干个相对独立的功能部件，每个部件都具有一定的功能和性能，并且可以与其他部件组合使用。

这样就可以根据不同需求，选择合适的部件组合方式，构建出符合要求的数控系统。

2. 数控机床模块化设计原则（1）高度标准化：每个模块应该有统一规格和标准接口；（2）低度集成：每个模块之间应该尽量减少接口数量和复杂度；（3）高度通用：每个模块应该尽量通用，以便于扩展和升级；（4）高度可靠：每个模块应该具有高度的可靠性，以确保整个系统的稳定性和安全性；（5）高度可维护：每个模块应该具有易于维护和更换的特点。

三、数控机床模块化设计的优点1. 提高生产效率数控机床模块化设计可以提高生产效率。

由于每个部件都是相对独立的，可以根据需要进行组合，从而缩短生产周期，提高生产效率。

2. 降低制造成本数控机床模块化设计可以降低制造成本。

由于每个部件都是通用的，可以减少部件种类和库存量，从而降低制造成本。

3. 提高设备可靠性数控机床模块化设计可以提高设备可靠性。

由于每个部件都是相对独立的，故障发生时只需更换故障部件即可，不会影响整个系统运行。

4. 方便维护和升级数控机床模块化设计方便维护和升级。

由于每个部件都是相对独立的，故障发生时只需更换故障部件即可，维护起来方便快捷。

同时，由于每个部件都是通用的，可以方便地进行升级。

四、数控机床模块化设计的实现方法1. 模块化设计思路模块化设计思路是指将整个系统划分为若干个相对独立的模块，每个模块都有自己的功能和性能，并且可以与其他模块组合使用。

阐述数控车床智能模块化设计方法

阐述数控车床智能模块化设计方法从上个世纪五十年代末开始，国外已经开始模块化设计的研究，但研制的模块化产品不能有效的进行创造性设计，智能性差，适应能力差，目前模块化设计是向着智能型、通用型系统方向发展，模块化设计的目的就是满足客户需求条件的模块组合，模块化设计可以通过多种途径获取有效信息，通过上门服务获取信息、通过通信途径等其他途径获取信息，并根据用戶需求快速地从模块库中求解出所需要的模块。

现在我们以卧式数控车床为实例，提出数控车床智能模块化设计方法，解决模块智能化选择功能、算法功能及环境适应功能。

一、数控车床智能模块的选择及其算法1.智能模块的选择首先，基于用户需求下，总用户需求是卧式数控车床层次结构图的第一层；其次，将总用户需求分解组合得到第二层，包括性能、可靠性和维修性三类分项需求；第三层包括加工范围、使用寿命和精度等，是从属与各分项需求的具体用户需求。

2.智能模块的算法首先，数控车床的判断矩阵及相对权重的构成和确定。

在构造判断矩阵时，要根据下层各元素对上层某元素的相对重要性，把下层第i个元素对第j个元素的相对重要程度估计值记为aij，在这一步中要反复回答两个元素ai和aj那个重要些。

并且为了使结果更加合理，可以请有关专家、用户等发表看法，从而构成了一个n阶判断矩阵：当RC>0.1时，应当适当修正判断矩阵，<0.1时可以接受是一致性的。

由此根据上列公式和图表，就得出了卧式数控车床用户需求各层次相对权重及一致性检验结果。

另外，为了计算出各判断矩阵的特征根与矢量，沿着层次结构，重复上述过程，从上往下得到权重矢量。

并且以此为基础，得出最底层因素相对于目标层的总排序权重为：二、卧式数控车床方案设计智能模型组合的构建与优化1.方案设计智能模型组合的构建根据获取的卧式数控车床用户需求及其权重，依据机床企业的市场竞争和技术竞争评估，建立卧式数控车床产品规划阶段的质量屋，左墙为卧式数控车床用户需求及其权重；天花板包括最大切削直径、最大回转直径等；房间为卧式数控车床个技术特性与各用户需求的相互关系；屋顶为产品技术特性之间的自相关矩阵；地下室包括技术竞争性评估等和技术特性的重要度；右墙为基于用户需求下，来评估本公司和竞争者公司的产品。

模块化数控机床概念设计的

意义
模块化数控机床概念设计能够显著缩短设计周期，提高设计效率，同时方便进行个性化定制，满足不同领域的需求，对推动现代工业的发展具有重要意义。
研究现状和发展趋势
研究现状
目前，模块化数控机床概念设计得到了广泛关注和研究，国内外学者针对其设计方法、模块划分、参数优化等方面进行了大量研究和实践。
发展趋势
速响应和高度定制化的设计目标。
案例二：某型组合式数控机床的应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
高精度、高刚度、高可靠性的组合式设计
该案例分析了某型组合式数控机床的应用场景，重点探讨了如何通过模块化设计实现高精度、高刚度、高可靠性的组合式加工。该机床采用多个模块进行组合，如主轴模块、进给模块、传动模块等，每个模块均经过精心设计和制造，再通过先进的模块化组合技术，实现了高精度、高刚度、高可靠性的加工效果。
未来，模块化数控机床概念设计将朝着更加智能、高效、绿色的方向发展，同时结合物联网、大数据、人工智能等技术，实现更加精细化的管理和控制。
02
模块化数控机床概述
模块化设计概念
模块化设计是一种将产品或系统划分为一系列独立且可互换的模块的方法，各模块具有特定的功能，并可与其他模块组合以形成完整的产品或系统。
。
模块可重用性
采用标准化的模块设计，使模块具有可重用性，减少开发时间和成本。
模块可扩展性
设计模块时考虑未来的扩展和升级，以便适应新的技术和市场需求。
模块化设计的实现步骤
需求分析
对市场需求和用户需求进行深入分析，确定产品的功能和性能要求。
模块设计
根据需求分析结果，对每个模块进行详细设计，包括结构、性能、可靠性等方面的设计。

数控车床的模块化和配置设计方法

２随着市场需求变化Ｊ市场上产品日趋丰富，消费者的选择余地Ｅｔ益扩大，所满足市场不同需求的设计方法＿．模以对产品就提出了越来越高的要求，户需求的多样的加快和先进制造技术的发展，块化设计以其能缩客
ＡｂｔａｔＴｉｐｐｒａａｙｅｅｒｌｔｎｈｐｂｔｅｄｌｒｅｉｎａｄｃｎｇｒｔｎｄｓｇｓｒｃ：ｈｓａｅｎｌｓｓｔｅａｉｓｉｅｈｏｗｅｎｍｏｕａｓｎｏｆｕａｉｅｉｄｇｉｏｎ，ａｅｌｓｔｅｓｇｉｃｎｅｏｅｍｏｕｓｗｌａｉｆａｃｆｄ — ｈｎｉｈｔｌｒｄｃａｅｎＣａｈ．ＡｓｕｔｒｄｌｆｎｉｅｐｄｃｃｎｇｒｔｎｓｓｅｉｅｔｂｉｅｆｒｐｏｌｉｎｅａｐｉｔｎａｐｏｕｔｓｄｏＮＣｌｔｅｔｃｕｅｍｏｅｌｒｕｔｏｕａｉｙｔｍｓａｌｈｄａｅｒｃａｍｉｇｔｐｌａｉｘｂｒｏｏｎｏｆｉｏｓｓｔｈｃｏｏｏｕａｅｉｎＣＣｌｔｅｄｓｎｅｓｕｙｏｏｇｒｔｎｄｓｏｔｄｆｍｒｄｃｄａｄ１ｆｍｄｒｄｓｇｉＮａｈｅｉａｄｔｔｄｆｃｎｕａｏｅｉｒｏｅｒｐｕｔｍｏｕｒｍｏｅ．ｌｎｎｇｈｉｆｉｎｇｏｏｌＫｅｒｓＣａｈ；ｍｏｕａｅｉ；ｃｎｇｒｔｎｄｓｇ；ｓｓｍｄｌｙｗｏｄ：ＮＣｌｅｔｄｒｄｓｌｎｇｏｕａｉｅｉｉｆｏｎｙｔｍｏｅｅ

机床产品设计中的模块化技术研究

再由基型派生出轻型产品，大系列内
以数控双柱立式铣车床，可划分
如图１所示的模块。３重型机床产品模块化设计方法．
采用模块化设计方法，设计不再只是针对一种产品，而是充分考虑扩展的可能、变型的可能，在结构、尺寸等方面统筹考虑，留有空间，各部件间保持相对的独立性，设计出的是一组系列产品。这样的产品具有配置灵活性大、供货周期短、质量容易保证等特点，适应市场的能力大大增
也是可行的。
图数控立式车床的系２列图谱的模块化设计步骤如下：第一步就是选用模块，并以选定的模块为中心展开产品的总体设计和详细设计。总体设计的任务和通常的产品设计是一样的，但需全面消化模块系列的构成特点，各模块的功能和接口参数，验证模块组合后的效果。除了选用通用模块以外，还必须进行基型模块改型和专用模块的设计。有时为适应顾客的个性化需求，要增加一些个性化功能和参数，此时，可以将通用模块视为基型模块，对其进行改型设计。只有那些不能从基型模块改型的或改型不经济的特殊功能才设计专用模块。
基本实现了全系列、全规格的数控化，其中尤为立式车床的系列规格最
完整。
（）１特性原则：模块的划分应尽可能考虑机床的特性要求，力求典型
化。
是变化机床工作的空间，使机床的规格在保证刚度的前提下具有变化的可
能性。
随着机床产品的系列规格的不断完善，机床设计也由以前的创新设计（即初次设计）演变为改进设计、变型设计。以双立式车床为例，主要分
的跨类产品上。以小立车系列为例，数控单柱
模块系列和大系列初步建立，利
用ＰＭ系统构建产品模块库。基于有Ｄ
一定规模的模块库后，重型机床产品
Ｒｓａｈｍｄｌｔｎｌｙｅｉｏａｈｅｓｏｕｒｈｏｇｉｄｓｎｍｃｉｔｌｅｅｒｏｃｆａｅｃｏｎｇｆｎｏｏ

数控加工技术课程的模块化教学研究

数控加工技术课程的模块化教学研究模块化教学法（MES）是以技能培训为核心的一种教学模式。

中职学校作为生产一线技术工人的培养基地，应及时合理地调整教学模式，快速高效地为现代社会培养高质量的产业工人。

本文论述的是数控加工技术课程中模式化教学策略的实施。

标签：数控编程与加工模块化教学教学策略近年来，随着机电一体化技术的飞速发展，数控机床的应用也日趋普及，从而使得数控加工技术的复合型人才奇缺。

中等职校数控专业定位于中高级技师培养，为了在短短的两年时间内达成这一目标（目前中职学校普遍实行第三年到企业实习兼试就业），应该实施模式化教学策略。

数控加工模块化教学的操作要点可分为五个基本环节。

一、编制学习小组采用动态管理方法，对学生进行分组。

在不同的模块中，根据学生的特长与特点，编入不同小组。

如在数控操作实训模块中，我校共分为三个学习小组：数车小组，针对的是对数车编程技术有兴趣的学生；数铣小组，针对的是对数铣编程技术有兴趣的学生；加工中心小组，针对的是部分数车数铣学习较好、对加工中心感兴趣的学生。

编入小组后并非一成不变，每个学习阶段结束后，学生根据自身情况，可以调整加入其它的学习小组。

二、重组教学内容将教学内容分为基础模块和专业发展模块，基础模块是不论任何专业发展方向的学生都必须掌握的内容，专业发展模块则是对某个专业方面有兴趣的学生才要求掌握的内容。

按其包含的基本技能，划分为三大模块：金工实训模块（基础模块）、模拟实训模块和数控操作实训模块（专业发展模块）。

具体内容包括：1.金工实训模块。

包括普通钳工、普通车工、普通铣工实训模块，金工实训模块要与技能考证相结合，突出以车工中级为重点，其它工种及更高级别相结合。

2.模拟实训模块。

目标是让学生掌握数车、铣、加工中心的基本编程和操作，初步掌握数控加工工艺。

主要包括数控车、铣、加工中心编程基础、程序的构成、准备功能、主轴、换刀和辅助功能、子程序及其应用、数控基本操作过程、模拟加工等。

数控立式车床的模块化结构

文章编号:1004-2539(2003)03-0040-02数控立式车床的模块化结构(湖北工学院机械工程系, 湖北武汉 430068) 刘小鹏郑新建殷燕芳(武汉重型机床厂机床研究所, 湖北武汉 430071) 张文桥摘要结合数控立式车床功能与模块的关系及其模块划分,阐述了数控立式车床的模块化结构。

关键词机床车床设计模块化引言随着机床相关技术的发展,数控立式车床的结构也在不断发展,其模块化结构必须体现增加功能,扩大工艺性能,提高控制的自动化水平[1]。

为了减少加工新零件的专用工艺设备和安装调整时间,应增加多用途刀架、刀库和直接检验零件尺寸的检测装置等(这些均代表数控立式车床模块化的发展趋势)。

本文将基于某厂数控立式车床系列的结构,阐述数控立式车床模块化结构的实现过程。

1 工作台模块工作台模块的横系列模块化按用途不同分为一般工作台、分度工作台、移动工作台和交换工作台。

而其纵系列模块化则按加工直径的不同,从1250mm到3150m m分为5个区段,因此每一种横系列工作台均有5个纵系列模块。

为了能够方便地加工工件的端面、侧面以及与毛坯回转轴线不同轴的孔,可在一般工作台的基础上增设工作台分度装置,从而得到分度工作台结构模块。

分度装置包括花盘补充拖动装置、回转读数传感器以及花盘定位夹持器。

为使刀具能作三维移动,就要设计可移动工作台。

在制造柔性加工单元和柔性加工系统时,为了自动交换工件,应增加拖换台、存贮台和找正台,形成可交换工作台。

工作台横系列的结构模块主要是增加机床功能,满足工作台多用途的需要。

2 刀架模块刀架模块的基础件为焊接件。

在进行刀架的纵系列模块化时,考虑的主要因素是最大切削力的影响。

加工直径为1250mm以下时规范为一种规格的模块,加工直径为1250m m到3150mm时,其最大切削力变化不大,规范为另一种规格的模块。

刀架横系列模块化时按其功能不同可分为车刀架和车铣刀架,其中车刀架的装刀和刀具夹紧如果是手工进行,采用四方或六方刀台转位型车刀架;如果是自动夹紧刀具,则采用单刀自动夹紧型车刀架。

数控机床技术的模块化设计与快速换型技术

数控机床技术的模块化设计与快速换型技术随着工业化进程的不断发展和制造业的快速增长，数控机床作为现代制造业中的重要设备得到了广泛的应用和推广。

数控机床在生产过程中的模块化设计与快速换型技术成为提高生产效率和灵活性的关键因素。

本文将重点探讨数控机床技术的模块化设计和快速换型技术的意义、优势以及应用。

模块化设计是指将整个数控机床系统划分为多个独立的模块，使得每个模块都具有特定的功能和任务。

这样设计的优势在于各个模块可以进行独立的设计、制造和测试，同时也使得模块的维护和升级更为方便。

模块化设计可以增加数控机床系统的灵活性和可扩展性，为用户提供更多的选择和定制化的需求。

首先，模块化设计可以提高数控机床的生产效率。

由于每个模块都可以独立设计和制造，所以可以将生产任务分配给不同的模块进行并行处理。

这样可以减少生产时间和提高生产效率。

同时，模块化设计也方便了机床系统的维护和保养。

当某个模块需要维修或更换时，只需要将该模块进行拆卸，然后更换新的模块即可，不会影响整个机床系统的运行。

其次，模块化设计还可以提高数控机床的灵活性和可扩展性。

数控机床的功能和性能要求各异，通过模块化设计可以根据不同用户的需求进行灵活定制。

用户可以根据自己的生产任务和工艺要求选择合适的模块进行组装和搭配，从而实现不同功能和性能的要求。

此外，模块化设计也可以很容易地增加或减少机床系统的功能模块，实现对设备的扩展和更新。

在模块化设计的基础上，快速换型技术进一步提高了数控机床的生产效率和灵活性。

快速换型技术是指在数控机床上实现迅速更换不同加工件的工艺装备和工作工艺。

通过快速换型技术，数控机床可以在短时间内完成不同产品的生产任务，大大缩短了换型时间和准备时间，提高了生产效率。

同时，快速换型技术也使得数控机床能够适应市场需求的快速变化，实现灵活生产。

快速换型技术的实现主要依靠数控机床的自动化和智能化技术。

通过自动化装置和智能控制系统，数控机床可以实现自动换刀、自动换夹具、自动调整工艺参数等功能，从而实现快速换型。

数控机床模块化设计---论文1

毕业设计（论文）报告纸数控机床的模块化设计摘要用户需求的个性化和多样化正成为机床制造业发展的一个重要特色，如何快速响应市场的需求对企业在竞争中占据有利地位具有重要的意义。

本文针对这一企业需求，将模块化设计思想引入了数控机床的设计当中，在研究模块化设计的一般方法的基础上针对数控机床的特点对其进行了模块的划分、建模、参数化设计等工作，并基于SolidWorks开发了数控机床参数化设计系统。

主要研究内容如下：文章首先研究并总结了模块化设计原理及其核心思想，并在此基础上提出了针对数控机床的具体的模块划分方法；其次通过对数控机床的模块划分建立了数控机床模块数据库；第三利用VB语言对三维CAD软件So1idWorks进行二次开发，完成了数控机床模块参数化设计系统，并以典型部件为例，进行测试验证。

关键词：模块化设计，数控机床，模块划分，参数化建模毕业设计（论文）报告纸Modular Design of CNC Machine ToolsAbstractPersonalization and diversification of user requirements is becoming one of the most important characteristics of manufacturing. It is significant to rapidly response to the demand of the market for enterprises taking advantageous position in competition. In order to meet this need, the modular design thought was draw into the design of numerical control machine. Based on the general method of modular design, module, modeling and configuration of CNC machine were researched according to the characteristics of it. A CNC machine parametric design system was developed by Solidworks. The main research contents are as follows.Firstly, the existing modular design theory and method was analyzed, and on this basis, a specific module partition method for CNC machine tools was put forward. Secondly, in basis of module partition, the module database was founded. Finally, parametric design of the CNC system by SolidWorks was initially completed. And the running instances of the system were also given.Key W ords：Modular Design; Numerical Control Machine Tools; Module Partition; Parametric Modeling毕业设计（论文）报告纸目录摘要 (i)Abstract (ii)第一章引言............................................................ - 1 -1.1 课题研究的背景及意义.............................................. - 1 -1.1.1 课题研究的背景............................................... - 1 -1.1.2 课题研究的意义............................................... - 2 -1.2 研究现状及存在的问题.............................................. - 2 -1.2.1国内外研究现状................................................ - 2 -1.2.2存在的问题.................................................... - 3 -1.3 论文研究内容....................................................... - 4 - 第二章数控机床模块化设计方法............................................. - 5 -2.1模块的设计的理论基础............................................... - 5 -2.1.1模块化设计的相关概念.......................................... - 5 -2.1.2模块化设计的方式和一般过程.................................... - 6 -2.2 模块的划分......................................................... - 8 -2.2.1 模块划分的原则............................................... - 8 -2.2.2 模块划分的角度............................................... - 9 -2.2.3 模块的聚类方法.............................................. - 12 -2.3 本文对数控机床采取的划分方法...................................... - 16 - 第三章数控机床模块几何建模技术研究..................................... - 17 -3.1 数控机床元件几何建模常用方法...................................... - 17 -3.2 数控机床模块几何建模的关键技术.................................... - 18 -3.2.1 数控机床零件模块的自动几何建模原理.......................... - 19 -3.2.2 数控机床组件模块的自动几何建模原理.......................... - 22 - 第四章 SolidWorks二次开发平台的设计...................................... - 24 -毕业设计（论文）报告纸4.1 SoildWorks软件简介及二次开发技术................................. - 24 -4.2数控机床参数化设计系统的结构设计.................................. - 26 -4.2.1数控机床参数化设计系统流程图................................. - 26 -4.2.2数控机床模块化设计系统数据结构............................... - 27 -4.3.1数控机床模块管理模块......................................... - 30 -4.3.2数控机床模块配置模块......................................... - 33 - 第五章总结与展望........................................................ - 35 -5.1 总结.............................................................. - 35 -5.2 展望........................................................................ - 35 -参考文献.............................................................. - 36 - 致谢................................................................ - 37 - 附录................................................................. - 38 -毕业设计（论文）报告纸第一章引言1.1 课题研究的背景及意义1.1.1 课题研究的背景当前，数控机床已成为工业发达国家普遍采用的现代化制造车间的加工单元，数控机床在我国也得到了较快的发展。

C5225立式车床数控化再改造技术可行性探讨

C5225立式车床数控化再改造技术可行性探讨黄鸣【摘要】为了进一步完善C5225立式车床功能,使其满足曲面类零件的加工要求,对其实施数控化改造处理,并进行可行性分析.研究结果表明:通过数控化改造,C5225立式车床能够扩大机床加工范围,提高生产效率和加工精度,可用于实际生产.【期刊名称】《西安文理学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(019)003【总页数】4页(P53-56)【关键词】C5225立式车床;数控化;再改造技术【作者】黄鸣【作者单位】集美大学诚毅学院,福建厦门361021【正文语种】中文【中图分类】TG515机床再改造就是在原有机床基础上，充分利用制造技术、数控技术、信息技术以及自动化技术等领域的成果，对存在某些缺陷的机床进行技术和性能的改进.它不仅可以提高机床的性能、精度与效率，还能提升其环保功能.本研究采用数控化再改造技术，对C5225立式车床实施数控化再改造处理，并对其可行性进行分析，旨在推动机床再改造技术的进一步发展.如图所示，C5225立式车床属于双柱立式车床，主要由刀架、滑座、横梁、立柱以及圆形工作台等结构部件组成.C5225立式车床主要功能参数为：工作直径2500 mm，工作台直径2 250 mm，工件高度1 600 mm，工作台转速范围 2～63 r/min，工件重量10 t，刀架垂直行程1 000 mm，刀架水平行程1 400 mm，工作台最大扭转速16级，交流主电机功率55 kW.此机床能够车削圆柱、圆锥、平面、圆锥孔等工件，同时也能够进行金属及有色金属零件的粗精加工处理[1-2].近几年，随着产品进一步发展，原来的C5225立式车床功能远远不能满足新产品的市场要求.它已无法完成复杂曲面零件的加工，其产品适应性低，生产效率不高，实际加工成本高，滞后于市场发展要求.因而，必须对原有的C5225立式车床进行技术改造，以提高其使用性能和生产效率.C5225立式车床是20世纪80年代的制造设备，优点是机床刚性比较好、精度高；缺点是液压变速为6级，工作方式采用手工变挡和交流电机形式，工作时间比较长，费时费力，不仅影响到加工精度，而且其X轴和Z轴不能实施联动，无法满足一些比较复杂的曲面零件的加工需求，产品功能范围小，运行成本高，工作效率低，很难满足新市场要求[3-4].因此，对其进行数控化改造，以有效解决上述问题，提高原有设备功能.对C5225立式车床数控化改造预计需要总投资40～50万元，而在国内购买一种类似的国产数控立式车床一般总花费为80～150万元，且购买新设备所花费的时间一般比较长，会影响到企业的生产经营.对原有机床设备实施数控改造，则可以依据企业实际经营情况，合理安排改造时间，能够最大限度地促进生产，提高企业工作效率[5].在改造车床之前，企业可以预先对其他形式的机床实施多次技术改造，比如对企业CQ5250立式机床的刀架和主轴实施数控改造，这样能够给企业机床改造提供宝贵的技术改造经验，减少C5225立式车床改造时问题的出现，缩短改造时间[6-7].显然，对C5225立式车床进行数控化改造，无论是从生产方面还是技术方面都是可行的，而且在经济方面也比较合理，能够有效提高C5225立式车床工作效率和生产性能，扩大其应用范围，同时减少企业成本投入，节约资金，提高企业的经济效益.3.1 数控系统构成分析C5225立式车床数控系统一般由输入装置、输出装置、主轴单元、驱动装置、辅助装置、数控装置等组成.数控系统一般控制角度、速度以及位置、压力等，其控制方式可以分为时间逻辑控制和数据运算处理控制.其中主控制器内的零件依据一定模式的零件程序，在信息处理的基础上对刀具进行综合分析与预算，然后利用伺服系统的位置、速度、反馈信号等控制机床各个坐标轴位置.逻辑控制一般由PLC实施，而且此过程的实施不需要轨迹上的改变，仅仅需要接受控制代码M、S、T等顺序动作信息对相应的仪器实施译码处理即可，然后再将此信息转换为开关信息，实施开关动作处理，同时接受机床操作面板的制定，完成机床控制动作[8].伺服系统直接关系着机床性能的好坏，主要由电机系统、驱动系统以及位置检索系统组成；主转动系统是机床切削交工的主要部件之一，一般由主轴驱动控制系统机械转动以及主轴电动机组成.强电控制柜是机床改造过程中实施安装的主要工具，它的主要功能是为数控、伺服系统以及各种短路、欠压等电器提供保护作用[9].3.2 PLC程序改造设计工作台PLC由主电机经变速箱直接控制和启动，正反向工作转动是为了实施工作找正处理，工作台的启动、控制、操作等需要在悬挂系统中实现.工作台的变速通过变速箱中的改动来推动滑轮龋齿完成，当工作台需要变换速度时，变速油缸的电磁阀根据档位实施通电处理，同时做好变档准备；与此同时，利用主电机低速或齿轮转动产生的动力来推动机床进行工作，以便能够较好地固定滑移齿，进而完成变档工作步骤.变档工作结束后将工作台正反操作箱上的电位器调整到合适位置，从而完成整个工作台的工作改造.为了简化PLC程序的设计工作，缩短PLC程序的设计调试周期，本次改造调用PLC初始化、急停控制、硬限位控制、手持单元控制及McP_NCK等子程序模块.操作方式的选择、手动进给以及回参考点等功能的实现则参考标准子程序模块，编写PLC控制程序.主程序结构见表1.C5225立式车床操作过程比较复杂，PLC主要作用是控制整个工作台在数控化改造实施过程中的动作.首先，工作中必须解决控制电磁阀的问题，此问题解决的关键是在技术改造时保证机床滑移齿轮的转动，而只有滑移齿轮转动的情况下才能实施变速油箱的变档处理；其次，主电机正反转和正反点速度调节控制工作也应该受到重视.除此之外，还要解决工作台工作信号的控制问题.解决这些问题必须对PLC 程序实施改造设计，保证工作台在实施操作的过程中做好操纵箱/操作台的控制.在工作的过程中，其信号灯指示输出18点，输入15点[10].3.3 主转动系统数控化技术改造C5225立式车床主转动系统改造首先要解决的问题就是机床主轴和转动机是否匹配.在通常情况下，设备的主轴恒功率变速范围比电动机恒功率变速范围要大很多，因此技术改造的过程中应注意机床的主轴和电动机间串联的变速箱，保证扩大机床工作过程中恒功率变速范围，进而满足机床对低速切削输出功率要求：车床直流电机转速为1 000 r/min，计算转速为4.73 r/min，主轴恒功率变速范围为63/4.73=13.3 r/min.利用机床主轴的功率或转矩特性进行分析，机床主轴所传递的功率或转矩与转速之间的关系，称为机床主轴的功率或转矩特性，如图2所示.需要注意的是实施的过程中必须配备分级变速箱.在对机械设备实施数控化改造时，对变速箱重新设计需要更换变速箱和液压系统两个设备，而这给改造技术带来一定的难度，延长了改造时间，提高了改造成本，不利于经济方面的技术改造要求.所以，在改造的过程中，保留原变速箱机构，将液压变速16级改造为液压变速4级.3.4 车床进给系统技术改造进给系统的改造应在用户的要求下实施，改造过程中要保留刀架体、左滑座体等零部件，并在此基础上对车床的刀架实施简单的数控化技术改造.改造中先拆除原机床的T型丝杠、进给箱，然后将车床的减速齿轮箱正确安装在原机床设备的末尾处；实施减速处理的过程中采用一级齿轮，而后将原T型丝杠改造为滚珠丝杠；承载方式采用“单推-单推”式，如图3所示.这种支撑方式不仅能够对丝杠进行预拉伸安装，以减少丝杠因自重引起的弯曲，同时还能够有效提高丝杠拉压刚度.对C5225立式车床数控化的改造是一个复杂、繁琐的过程，改造的过程中必须充分考虑各个方面的问题，比如经济、性能、效率等方面，以便能够综合提高C5225立式车床数控化技术.本研究对C5225立式车床进行的数控化改造，能够有效提高此型号车床的工作性能、效率，扩大其工作范围，同时减少经营成本，提高产品质量.改造后的机床不仅提高了机床的可维修性与机床技术性能，同时还提高了加工精度和工作效率，降低了成本.本改造应用于实际工作中能够大大提高企业经济效益.【相关文献】[1] 庄晓龙.C5225立式车床进给系统的数控化改造[J].煤矿机械,2007,28(7):137-138.[2] 庄晓龙.C5225立式车床的数控化改造[D].杭州：浙江工业大学,2006.[3] 庄晓龙.C5225立式车床刀架系统的数控化改造[J].装备制造技术,2007(4):99-100,111.[4] 苏纯,陈志伟,崔鹏飞，等.旧机床数控化再制造案例研究[J].机械设计与制造工程,2014(1):46-49.[5] 蔡泽华,于潜洋,马景新,等.PLC可编程控制器在数控立式车床中的应用研究[J].黑龙江科技信息,2015(18):110.[6] 任建生，王周.cQ5250立车之数控化改造[J].机电新产品导报，2005(11)：92-95.[7] 刘志峰，许永华，刘学平.绿色产品评价方法研究[J].中国机械工程，2009,12(9)：968-971.[8] PRITSCHOW G，DANIEL CJUNGHANS G，SPERLING W.Open system controllers-A Chanllenge for the future of the machine toll industry[J].CIRP Annals-Manufacturing Technology，1993,42(1):89-93.[9] 章尽莹,王隆太.铲齿车床改造为内旋包络式数控螺杆铣床的技术研究[J].徐州工程学院学报,2006(9)：63-66.[10]邓利红,周建华.数控机床伺服系统故障分析[J].西安文理学院学报(自然科学版),2006,9(2)：88-90.。

基于用户需求的数控机床模块化设计系统研究

图1产品设计用户需求树通过潜在用户对机床产品进行需求分析和预测；将个性需求转化成需要实现的功能目标，进行操作功能实施的权重分析；将机床产品按照功能和结构科学划分；建立相似度索引、相似矩阵进行模块组合，并通过零件之间特征指标的关联度形成模块。

[1]我们遵循国内刘晓鹏[5]等提出的划分原则进行模块划分，即以独立的功能单元为模块；以部件为模块；以组件为模块以及以机床大件为模块。

3数控机床的模块化框架设计ij表示，意为该行模块的个相结合。

[6]4.2机床主要零部件编码表机床主要零部件编码表见表2。

4.3模块化组成单元4.3.1数控系统模块数控系统模块内安装有数控装置，包括CNC装置和PLC装置，数控装置正面有LCD显示器、机床操作面板和控制键盘，完成人机交互信息的传递。

CNC装置是数控机床的中枢指挥系统。

[7]具有与数控机床功能有关的功能模块和接口单元。

数控装置背面是各种连接器，包括PLC端子、伺服接口等。

PLC装置的逻辑控制通过内部存储器实现—顺序控制、逻辑运算、计数和算数运算、定时等。

PLC 的主要功能为控制过程映像输入信号和输出信号、实现M 功能控制及数据处理等。

[10]为了考虑兼容性和适用的广泛性，数控装置可以使用图2模块化设计框架图图3连接矩阵的形式进给电机2-滚珠丝杠组件3-床身4-床身导轨5-立柱7-Z轴光栅8-电机座组件9-轴承座组件10-丝杠导轨滑座12-Y轴光栅13-防护套14-防溅挡板15-立柱导轨刀库17-刀库支架18-主轴电机座19-主轴传动系统21-主轴22-工作台23-定位夹紧机构24-防护罩26-液压泵27-检测系统28-润滑系统29-排屑管冷却装置31-滑座导轨32-控制系统33-横梁34-防护外壳校准测头36-加强肋板37-滑枕38-油泵39-气动装置图4数控机床三维模型表2机床主要零部件编码表零部件名称编码零部件名称。

基于有限元分析的模块化数控机床结构动态设计研究

基于有限元分析的模块化数控机床结构动态设计研究基于有限元分析的模块化数控机床结构动态设计研究摘要：随着制造业的不断发展和进步，数控机床在现代工业生产中的作用日益重要。

而机床结构的设计对于其运行性能和精度具有重要影响。

本文利用有限元分析方法，研究了基于模块化设计的数控机床结构的动态特性，并进行了相关的设计优化。

1. 引言数控机床是一种通过计算机数值控制方式，来控制机床进行加工的机器设备。

其具有高精度、高效率、高自动化水平等优点，已广泛应用于航空、汽车、医疗器械等领域。

而数控机床的结构设计对机床的动态特性和工作精度有着重要的影响。

因此，研究数控机床结构的动态设计是提高机床性能的关键。

2. 数控机床结构设计数控机床的结构设计是指根据机床使用要求，设计并确定机床的整体结构体系以及各个部件之间的布置。

一般而言，数控机床的结构设计应该满足以下几个方面的要求：稳定性、刚性、动态响应性和尺寸准确性。

模块化设计是一种常见的数控机床结构设计方法，它可以降低机床结构的复杂性，并有助于优化结构性能。

3. 有限元分析方法有限元分析是一种常用的结构工程分析方法，它通过将连续介质划分成为有限个单元，在每个单元内进行力学计算，最终得到整个结构的应力、位移等力学参数。

有限元分析具有高效、精确、灵活等优点，并且可以较好地模拟实际工程中的各种边界条件和载荷情况。

4. 模块化数控机床结构的动态分析本研究选取了某型号模块化数控机床的主体结构进行动态分析。

首先，利用有限元分析软件建立了数控机床的有限元模型。

然后，利用该模型进行了动态特性分析，并计算了机床在不同工况下的振动响应。

通过对模拟结果的分析可以得出结论，数控机床的主体结构在工作过程中存在一定的振动问题，且振动响应随着工况的变化而变化。

5. 结构优化设计为了解决数控机床振动问题，本研究进行了结构优化设计。

通过对机床结构的局部改进，如增加支撑结构、增加加固杆等方式，改善了机床的动态特性。

“项目课程模块化”在数控车工教学中的实践与思考

“项目课程模块化”在数控车工教学中的实践与思考【摘要】本文旨在探讨“项目课程模块化”在数控车工教学中的实践与思考。

通过分析数控车工教学现状，介绍项目课程模块化的理念与原则，并结合实践案例进行深入探讨。

在影响因素探讨部分，将重点分析模块化教学的影响因素，为提高教学质量提供参考。

结合实践与思考部分对模块化教学的优势进行总结评价，并探讨未来发展方向。

通过本文的研究，希望为数控车工教学提供新的思路和方法，促进教学改革与发展。

【关键词】数控车工教学、项目课程模块化、实践与思考、教学现状、理念与原则、实践案例、影响因素、模块化优势、未来发展方向1. 引言1.1 背景介绍数要求。

以下是关于的内容：数控车工是一门与机械制造密切相关的技术，随着制造业的发展和技术的进步，数控车工技术也日益受到重视。

传统的数控车工教学模式存在着诸多问题，包括教学内容冗杂、学习难度大、学生实践能力不足等。

为了提高数控车工教学的效果和学生的实际操作能力，采取项目课程模块化的教学方法成为一种新的趋势。

项目课程模块化教学是一种将教学内容按照模块划分，然后分阶段、分负责人地进行教学设计和实施的教学模式。

通过模块化教学，可以更好地激发学生的学习兴趣，培养学生的实践能力和创新思维。

在数控车工教学中引入项目课程模块化教学，有助于提高教学效果，激发学生的学习动力，培养学生的实践技能和解决问题的能力，为学生的就业和未来发展打下良好的基础。

本文旨在探讨项目课程模块化在数控车工教学中的实践与思考，为提升数控车工教学质量和教学效果提供一定的理论和实践指导。

1.2 研究目的项目课程模块化在数控车工教学中的实践与思考的研究目的是为了探讨如何通过模块化教学的方式提升数控车工教学质量，提高学生的学习效果和技能水平。

通过对现有数控车工教学的不足之处进行分析，结合项目课程模块化教学的理念和原则，探讨如何设计和实施符合实际需求的项目课程模块化教学，在提升教学效果的同时培养学生的学习能力、创新思维和问题解决能力。

“项目课程模块化”在数控车工教学中的实践与思考

“项目课程模块化”在数控车工教学中的实践与思考项目课程模块化是一种将教学内容分解为多个模块，并按不同顺序组合的教学方法。

在数控车工教学中，项目课程模块化的实践可以提高学生的学习效果和实际应用能力。

本文将从实践与思考两个方面探讨项目课程模块化在数控车工教学中的应用。

一、实践1.模块化教学的课程设计在数控车工教学中，可以将不同的知识点和技能要求分解为不同的模块，例如数控编程、数控机床操作、数控加工工艺等。

然后，根据学生的学习进程和实际应用需求进行组合，形成不同的项目课程。

这样一来，学生可以根据自己的学习需要，选择不同的项目课程进行学习。

2.项目课程模块化教学的实践过程在数控车工教学中，项目课程模块化的实践可以通过以下步骤进行：（1）确定模块化的教学内容和学习目标。

根据课程大纲和学生的实际情况，确定数控车工教学的不同模块和学习目标，并进行清晰的定义和说明。

（2）设计不同的教学模块。

根据不同的学习目标，设计相应的教学模块，包括理论讲解、实际操作、案例分析等。

（3）组合不同的模块。

根据学生的学习需求和实际应用需求，选择不同的教学模块进行组合，组成不同的项目课程。

（4）实施项目课程。

根据项目课程的设计，进行具体的教学实施，包括理论教学、实践操作、实际案例分析等。

（5）评估和反馈。

通过测试、考核和反馈等方式，对学生的学习效果进行评估和反馈，及时调整和改进教学模块。

二、思考1.项目课程模块化的优势项目课程模块化的教学方法可以提供更加灵活和个性化的学习机会，学生可以根据自己的学习需求和实际应用需求进行选择和组合。

这样一来，学生的学习积极性和主动性会得到更好的发挥，学习效果和实际应用能力也会得到提高。

2.项目课程模块化的挑战项目课程模块化教学需要教师具备一定的教学设计和教学管理能力。

教师需要对课程内容进行科学的分解和组合，同时根据学生的实际情况进行教学设计和教学实施。

教师还需要根据学生的学习进程和实际应用需求进行及时的教学调整和改进。

模块化设计方案数控机床结构运动仿真系统的建模

【摘要】数控车床在工业自动化控制中有着广泛的应用．数控车床的控制系统也随着计算机的不断推广而得到进一步优化．本文就是一篇关于数控车床控制系统的设计论文．它首先概述了数控车床在当今信息工业社会中所扮演的重要角色．以及它的发展简况．然后通过对数控车床工作原理的阐述引出了几种数控车床控制系统的方案论证．其中包括了过去长用的数控车床系统，及现代常用的微计算机控制系统．通过这几种方案的比较，确定了由单片机控制步进电机转速的系统设计方案．并逐一介绍了系统的硬件电路及软件程序设计．其中在硬件电路中对8031及其外部扩展电路，光电耦合器电路，功率放大电路等几部分的功能及特性进行了详细的描述及参数分析．而软件部分则进行程序设计．且每个汇编程序都附有程序流程图，内容详尽．本文还涉及到51系列单片机应用设计，计算机接口技术，模拟电路等几门课程的基础理论．最后通过实验来验证该系统的正确性与可操作性．技术要求：主控采用单片机控制，刀台用两台步进电机实现X——Y平面的自动加工，加工精度：误差≤0.01mm 完成方案的设计、论证、包括：硬件设计、软件设计关键字：数控车床单片机控制linear cutting线切割electrical sparkle电火花CNC lathe electrical design AbstractThe CNC lathe have got the extensive application in industry automate control. A control system for CNC lathe also expands continuously along with the computer but get further excellent turn. This text is a design for concerning CNC lathe controling system thesis. It said an important role for CNC lathe in now information industry society playing at first. And it of development general situation. Then pass to a project for CNC lathe working principle expatiating derivation a few controling system argument. Among them included to pass by system of progressive concle, and modern in common use microcomputer control system. Comparison them and then make sure the plan that use microcomputer to control it. And combined to introduce hardware circuit and software designs of the system one by one. In hardware circuit, to the 8031 and its peripheral expands circuit, the photo coupler circuit and power amplifier circuit etc. Several part of functionses and characteristics proceeded to describe detailedly and parameter analysis. But the software part example proceed the procedure design. And each one assembler collected flow chart, the contents is detailed. This text still involves the foundation of some subject which are 51 microcomputer application design in serieses, the computer interfacing and analogous circuit in etc..Pass the experiment finally to the accuracy that verify that system and maneuverability. Requirements of technology: the main control used by 8031 control , the cutter station used by two stepping engine to achieve X-Y flatness auto-manufacture, the precision of manufacture: tolerance ≤0.01mm The design and thesis of document including: hardware design and software design. KeyWord：CNC lathe microcomputer control 目录第一章数控车床概述 1 1.1 数控车床的分类 1 1.2 数控车床的基本结构 1 1.3 数控车床的现状与发展趋势 2 第二章单片机系统部分组成 42.1 概述 4 2.2 8031的内部结构 4 2.2.1 8031的引脚 5 2.2.2 8031的程序存储器 6 2.2.3 8031的数据存储器7 2.3 工作方式7 2.4.程序存储器的扩展设计8 2.4.1 程序存储器的扩展8 2.4.2 数据存储器的扩展9 2.5 时钟电路10 2.6 复位和看门狗11 第三章控制电路的设计123.1主电路设计12 3.2 并行接口电路12 3.3上位机接口13 3.4键盘及显示电路14 3.4.1 8279概述14 3.4.2引脚说明与接口电路14 3.4.3 时序15 3.5 检测部分光栅传感器的应用16 第四章软件设计18 总结25 致谢26 参考文献27 附录Ⅰ硬件原理图28 附录Ⅱ流程图29 第一章数控车床概述1.1 数控车床的分类数控车床可分为卧式和立式两大类。

“项目课程模块化”在数控车工教学中的实践与思考

“项目课程模块化”在数控车工教学中的实践与思考1. 引言1.1 背景介绍随着科学技术的不断发展和教育教学模式的不断变革，传统的数控车工教学方式已经渐渐不能满足现代产业发展的需求。

传统的数控车工教学往往只注重理论知识的传授，缺乏实际操作和实践能力培养，无法有效提升学生的综合素质和实际能力。

如何优化数控车工教学内容和教学方法，成为当前教育界亟待解决的问题。

本文将结合数控车工教学现状，探讨项目课程模块化在数控车工教学中的应用实践，分析模块化设计与实施过程中的问题与挑战，以及教学效果的评价，旨在为数控车工教学的改革和提升提供一定的参考和借鉴。

【此处共计203字。

】1.2 研究意义数控车工教学中项目课程模块化的研究意义体现在以下几个方面：1. 提高教学效率：通过项目课程模块化的应用，能够将整个课程划分为多个独立的模块，有利于教师根据学生的学习情况和需求进行灵活组合，提高教学效率和个性化教学水平。

2. 促进学生综合能力的培养：模块化设计能够让学生通过自主选择和拼接不同模块，提高他们的问题解决能力和综合应用能力，有利于培养学生的创新思维和实践能力。

4. 推动教师专业发展：项目课程模块化需要教师在课程设计和教学实施中进行更深入的思考和探索，促进教师专业水平的提升和发展，激发教师的教学热情和创新精神。

2. 正文2.1 数控车工教学现状分析数控车工教学是现代制造业中重要的专业技术之一，随着数控技术的不断发展，数控车工教学也逐渐成为高校工科类专业中的重要课程之一。

在数控车工教学现状分析中，我们可以看到以下几点特点：数控车工设备更新换代速度快，技术含量高，对教师和学生的要求也越来越高。

需要不断更新教学内容和教学方法，以适应数控技术的发展。

由于数控车工技术的特殊性，传统的课堂教学难以完全满足学生的学习需求，需要更加注重实践教学和实习实训环节，让学生真正掌握数控车工技术操作技能。

数控车工教学中存在着一些教学资源不足的问题，如设备不足、教师水平参差不齐等，这些问题制约了数控车工教学的效果和质量。