三坐标铣床的数控化改造设计
机床数控化改造实例
机床数控化改造实例1.引言在制造业中，机床是非常重要的设备，用于加工各种零部件和产品。
传统的机床需要操作工人手动操控，这样存在许多限制，如生产效率低、精度不高等问题。
为了解决这些问题，许多企业开始实施机床数控化改造，将传统的机床转变为数控机床。
本文将介绍一个实际的机床数控化改造实例，以帮助读者更好地了解这一过程。
2.改造目标本次机床数控化改造的目标是将一台传统的铣床转变为数控铣床。
改造后的机床能够实现自动化操作，提高生产效率和加工精度。
同时，改造后的机床还能够进行多种加工工艺，如钻孔、镗孔等，以满足不同的加工需求。
3.改造步骤3.1 设计数控系统首先，我们需要设计数控系统，包括硬件和软件部分。
硬件部分主要包括电气元件和传感器，用于实现机床的自动化操作。
软件部分则是编写控制程序，用于指导机床的运动和加工过程。
3.2 安装数控系统在设计数控系统完成后，我们需要将其安装到机床上。
这个过程涉及到各种电缆的连接和安装，以及调试数控系统的各项功能。
3.3 测试数控系统安装完成后，我们需要对数控系统进行测试。
这个过程包括检查数控系统的各项功能是否正常，如机床的定位精度、运动平稳性等。
3.4 调整数控系统在进行测试过程中，可能会发现一些问题，如机床的加工精度不高或者工作稳定性不佳。
这时，我们需要对数控系统进行调整，优化其工作性能。
3.5 操作培训当机床数控化改造完成后，我们需要对操作工进行培训，让他们熟悉新的数控系统和操作流程。
这样可以提高生产效率，减少出错率。
4.改造效果经过数控化改造，机床的生产效率显著提高。
由于数控系统的精准控制，机床的加工精度也得到了大幅度的提升。
此外，数控系统的灵活性使得机床可以进行多种加工工艺，满足不同的加工需求。
改造后的机床还具有自诊断和报警功能，可以及时发现故障并进行修复，减少停机时间。
5.总结通过本文对一个机床数控化改造实例的介绍，我们可以看到数控化改造对机床的生产效率和加工精度产生的显著影响。
用PLC改造三面铣组合机床控制系统
用PLC改造三面铣组合机床控制系统随着人们对机械设备自动化程度的要求越来越高，PLC控制系统在各种机电设备中的应用越来越普遍。
针对三面铣组合机床的控制系统，PLC的控制方式显然要比传统的控制方式更加先进和可靠，因此是进行机床改造的最佳方案。
首先，改造前需要对三面铣组合机床的控制系统进行整体剖析，找出其中可能存在的缺陷和不足之处。
在现有的控制系统中，可能会存在以下问题：1. 控制精度不高：因为传统的机床控制方式主要依靠人工操作，操作人员容易产生误差，从而导致控制精度不一致。
2. 控制速度慢：人工操作时因为需要较多的时间来熟练掌握操作步骤，从而带来了操作时间上的延误。
3. 维护困难：传统的机床控制方式需要专业人员来进行定期维护，且维护过程中需要大量的时间和人力。
基于以上问题，PLC控制系统可以显著提高机床的自动化程度，同时减少了相关问题的出现。
接下来，需要制定出改造的具体方案。
在改造方案中，可以考虑以下几点：1. 保证控制精度：PLC控制器可以对机床的行程和速度进行高精度的调控，从而实现控制精度的提升。
2. 提高操作速度：PLC控制器可以实现多路并行控制，从而提高操作速度，同时还可以设置指令优先级，使得机床可以在高优先级指令的作用下优先完成相关操作。
3. 简化维护工作：PLC控制系统可以实现运行数据监控、异常报警等多种功能，大幅减少了维护人员的工作量，从而提高维护效率。
此外，PLC控制系统的精度更高且稳定性更好，从而减少了维护的频率。
最后，在改造实施过程中需要注意一些问题:1. 确保PLC控制系统的稳定性：在改造过程中需要对PLC控制系统进行认真的调试和测试，确保系统的稳定性和可靠性才能投入正常使用。
2. 加强培训和操作：新设备上线之后，需要对操作人员进行相关的操作培训，确保人员能够充分掌握使用操作步骤。
3. 保证设备安全：因为PLC控制系统的控制方式不同于传统的控制方式，需要对系统进行充分的安全评估，包括系统漏洞、安全性能等方面的评估，以保证设备的运行安全。
(完整版)铣床改造方案
铣床三轴定位改造方案一、总体结构二、配件需求：1.XYZ驱动器械3台型号DQ2722M2.110步进马达 3台型号110BYGH201-0013.马达连轴器3套4.LPT接口板 2块5.LPT PCI接口转换卡 2块6.PC一台要求主板需有打印口，CPU双核2GHZ以上，内存1G，硬盘250G WINXP系统。
7.5V3A开关电源两个8.总电源开关2个9.总电源接触器1个10.主轴开关1个接触器1个11.急停开关2个12.主轴2个13.主轴变频器1台14.限位开关6个15.回零开关3个16.水泵1台17.积水盘1个18.冷却水喷头1个三、G 代码概要G0 快定位G1 直线切削G2 顺时针圆弧/螺旋切削G3 逆时针圆弧/螺旋切削G4 暂停G10 设定坐标原点G12 顺时针圆切削G13 逆时针圆切削G15/G16 极坐标指令G17 选择XY 平面G18 选择XZ 平面G19 选择YZ 平面G20/G21 英制单位/公制单位G28 返回基准点G28.1 定义轴基准G30 返回第二基准点G31 直探头G40 取消刀具半径补偿G41/G42 启用刀具半径补偿左/右G43 添加刀具长度偏移量G49 取消刀具长度偏移量G50 重新设定缩放比例为1G51 设置轴据输入缩放比例G52 选择临时坐标偏移G53 选择机床绝对坐标系G54 使用夹具偏移量1G55 使用夹具偏移量2G56 使用夹具偏移量3G57 使用夹具偏移量4G58 使用夹具偏移量5G59 使用夹具偏移量6 / 使用同样夹具偏移量G61/G64 精确停止模式/恒速模式G68/G69 旋转坐标系G70/G71 英制单位/公制单位G73 深孔钻削固定循环G80 取消移动模式 (包括固定循环) G81 镗孔固定循环G82 可暂停镗孔固定循环G83 深孔钻削固定循环G84 右螺旋切削固定循环G85/G86/G8 镗孔固定循环G90 绝对尺寸G91 增量尺寸G92 设置偏移量及参G92.x 取消G92 命令G93 逆时针进给G94 每分钟仅给模式G95 每转进给模式G98 返回固定循环起始点G99 返回固定循环R 点四、M 代码M0 程序停止M1 任选停止M2 程序结束M3/4 主轴正转主轴反转M5 主轴停止M6 换刀(或通过宏指令)M7 雾状冷却剂开M8 液流冷却剂开M9 冷却机关M30 程序结束并回到原点M47 从程序第一行重新开始M48 启用速度和进给修调M49 停止速度和进给修调M98 子程序调用M99 从子程序返回赵洪良2011.1.13。
普通铣床数控化改造设计
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。
三坐标铣床的数控化改造毕业设计
三坐标铣床的数控化改造毕业设计目录摘要 ..................................... 错误！未定义书签。
Abstract ................................. 错误！未定义书签。
前言 (3)第一章概论 (4)1.1数控机床的产生及发展 (4)1.2数控机床的组成及分类 (4)1.2.1 数控机床的组成 (4)1.2.2 数控机床的分类 (6)1.3数控机床的特点及应用范围 (7)1.3.1 数控机床的特点 (7)1.3.2 数控机床的应用范围 (7)第二章设计主要参数及基本思想 (8)2.1课题要求 (8)2.1.1 题目名称（包括主要技术参数）及技术要求 (8)2.1.2 课题内容及工作量 (8)2.2设计原则 (8)2.3总结构设计 (9)2.3.1 数控机床的机构设计要求 (9)12.3.2 提高机床的结构刚度 (9)2.3.3 提高进给运动的平稳性和精度 (10)第三章三坐标数控铣床的设计和计算 (11)3.1主传动系统的设计 (11)3.1.1 主传动变速系统 (12)3.2主轴系统计算 (15)3.3.1 对进给伺服系统的基本要求 (17)3.3.2 进给伺服系统的设计要求 (18)3.3.3 进给伺服系统的动态响应特性及伺服性能分析 (18)3.4进给传动的计算 (19)3.4.1 X轴滚珠丝杠副 (19)3.4.2 Y轴滚珠丝杠副 (22)3.4.3 Z轴滚珠丝杠副 (26)3.4.4滚珠丝杠的安装与使用 (29)第四章微机控制系统的设计 (32)4.1微机控制系统组成及特点 (32)4.1.1 微机控制系统的组成 (32)4.1.2微机数控系统的特点 (32)4.2 微机控制系统设备介绍 (33)4.2.1 主控制器CPU的选择 (33)4.2.2 存储器电路的扩展 (34)4.2.3 I/O口电路的扩展 (36)4.2.4 步进电机驱动电路 (38)4.2.5 其它辅助电路设计 (39)4.3程序部分 (40)结论 (43)2参考文献 (44)致谢 (45)前言随着人工智能在计算机领域的渗透和发展，数控系统引入自适应控制﹑模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程﹑前馈控制﹑模糊控制﹑学习控制﹑自适应控制﹑工艺参数自动生成﹑三维刀具补偿﹑运动参数动态补偿等功能，而且人机截面极为友好，并且有故障诊断专家系统使自诊断和故障监控功能更趋完善。
[毕业设计说明书]桌面立式3轴微细加工数控铣床设计
![[毕业设计说明书]桌面立式3轴微细加工数控铣床设计](https://img.taocdn.com/s3/m/c46f010cde80d4d8d15a4f48.png)
SHANDONG UNIVEERSITY OF TECHNOLOGY毕业设计说明书桌面立式3轴微细加工数控铣床设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师：2014年6月摘要当今制造业中，特别以医疗器械、微电子技术、航天、国防工业为代表的领域中，对精密、超精密三维微小零件的需求日益迫切。
其形状结构的特意化、零件材料的多样化、尺寸及表面质量的高精度化成为三维微小零件以及其微型装备的显著特征。
因此，微型化制造技术啊的研究已经成为现在科学研究的前沿和热点。
微型机床系统与微细制造技术受到国内外学术界和工业界的广泛关。
传统的加工系统中，即使最终产品的尺寸很小，所使用的机床依然很大。
故而浪费的空间、资源和能源，并且效率低、灵活性差，加工难度大。
所谓微细加工，就是用微小机床来加工微小零件。
微小机床有助于提高空间利用率和降低成本。
同时由于惯性较小，容易达到高速加工和高精度运动控制。
微型铣削工艺具有加工任意材料、三维复杂形状零件的能力，而数控技术是是制造业实现自动化、柔性化、集成化的基础，因此对微细加工数控铣削机床的研究具有重要的理论意义和实际应用前景。
所以我设计了这种桌面立式3轴微细加工数控铣床。
关键词：桌面铣床微细加工数控In the modern manufacturing, especially in medical apparatus and instruments, microelectronics, aerospace, defense industry, represented by domain, for precision and ultra precision 3 d micro parts demand is increasingly urgent. The shape of the structure of the specially, the diversification of parts material, size and surface quality of high precision become 3 d micro parts and micro equipment characteristic. Therefore, miniaturization manufacturing technology research has become the forefront of scientific research and hot now. Miniature machine tool system with micro manufacturing technology widely held by academia and industry both at home and abroad.Traditional machining system, even if the final product size is small, the use of machine tool remains large. So the space of the waste, resources and energy, and low efficiency, poor flexibility, processing is difficult. The so-called micro machining, is the use of tiny machine tool for processing small parts. Small machine tools can help improve the space utilization and reduce cost. At the same time due to inertia is small, easy to achieve high-speed processing and high precision motion control. Micro milling technology with any material, capable of 3 d complex shape parts, and numerical control technology is the is the foundation of manufacturing automation, flexibility, integration, so the study of micro machining CNC milling machine has important theoretical significance and practical application. So I design this desktop 3 axis micro machining vertical CNC milling machine.Key words:Desktop milling machine Micro machining CNC摘要 (I)Abstract (II)目录： (III)第一章引言 (1)1.1微型铣床 (1)1.1.1微型铣床的意义 (1)1.1.2近年来微型铣床的国内外研究现状 (1)1.1.3微型铣床设计方案的可行性分析 (2)1.2数控机床 (2)第二章铣床总体设计 (4)2.1铣床的总体布局 (4)2.2控制系统 (5)2.3传动系统 (6)2.3.1主轴及其驱动传动系统 (6)2.3.2进给系统 (8)第三章传动系统的设计计算 (9)3.1电主轴的设计计算 (9)3.2 Y轴方向进给系统的设计计算 (10)3.2.1Y轴方向直线电机的设计 (10)3.2.2Y轴方向导轨的设计计算 (12)3.3 Z轴方向进给系统的设计计算 (14)3.3.1 Z轴方向直线电机的设计计算 (14)3.3.2 Z轴方向导轨的设计计算 (15)3.4 X轴方向进给系统的设计计算 (16)3.4.1 X轴方向直线电机设计计算 (16)3.4.2 X轴方向导轨的设计计算 (18)第四章总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)第一章引言1.1微型铣床1.1.1微型铣床的意义在现代的制造业中，特别以医疗器械、微电子技术、航天、国防工业为代表的领域中，对精密、超精密三维微小零件的需求日益迫切。
毕业设计-XA6132卧式铣床的数控改造
摘要此次毕业设计中，设计任务是将一台XA6132普通升降台卧式铣床，改造成三坐标数控铣床。
采用滚珠丝杠作为传动装置。
共有三根丝杠分别在纵向，横向工作台和垂直向升降台上。
驱动元件为步进电机。
微机数控系统由CPU、存储扩展电路和I/O接口电路、伺服电机驱动电路等几部分组成。
数控系统的核心是微机，其它装置均在微机的控制下进行工作。
系统的功能和系统中所用的微机直接相关。
数控系统对微机的要求是多方面的，但主要指标是字长和速度，字长不仅影响系统的最大加工尺寸，而且影响加工的精度和运算精度。
本设计采用的是MCS—51机，并扩展2片2764芯片，1片6264芯片，3片8155可编程并行I/O等组成的控制系统。
结合毕业设计的的工作和时间的限制，机械部分主要解剖三个坐标轴，完成机械结构设计，零件和参数的选择，部分计算过程；电气和微机部分主要有硬件原理图和程序框图，以及部分程序段，共计五张A0图。
此次毕业设计中，我熟悉了机电一体化设计的基本过程，并把各门所学的知识融会贯通形成一个有机的整体，为以后的设计工作打下了良好的基础，同时我也深深的体会到了不足之处，准备在今后的工作中不断学习，不断实践。
关键词：XA6132普通升降台卧式铣床，数控，改造AbstractIn this time graduation design, the design mission is to reform a set of XA6132 common working panel lifter lying type miller into the three coordinate number controlling miller，adopting the ball guide screw as the transmission device .There are three silk bar different totally at lengthways, horizontal work pedestal and perpendicularity to ascend and descend on the stage. The driving component is the stepping electrical engineering. The tiny machine number controls the system from the CPU, save to expand the electric circuit and I/ O connects a people's electric circuit, servo electrical engineering to drive the electric circuit etc. several parts constitute. The number controls the core of the system is a tiny machine, the other equips to all carry on the work under the control of the tiny machine. The tiny machine use is directly related in the function and systems of the system. The number controls the request of system to tiny machine is various, but the main index sign is a word to grow and speed, the word is long not only affect the system biggest to process the size, and the accuracy that influence process and operation accuracy. What this design adoption is machines MCS-51s, and expand 2 slices of 2764 chips, a slice of 6264 chips, 3 slices of 8155 programmable proceed together to constitute the control system .Because the work of graduation project and restriction of time, the mechanical part dissects three coordinate axes mainly, finishes mechanical structural design, the choices of the part and parameter, some computational processes; Electric and the computer part have principle pictures of hardware and procedure block diagram , and some procedure sections mainly, it is five A0 picture altogether.In this time graduation design, I acquainted with the machine electricity integral whole to turn the basic process of design, and integrate the knowledge that each one learn to become an organic whole, is a later design work to beat to descend the good foundation, I also realized the place of the shortage deeply at the same time, preparing to study continuously in the work of the aftertime, practicing continuously.Keywords: The XA6132 universal knee-type milling machine, the number control, reform.目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第一章绪论 (1)1.1 数控机床改造的意义 (1)1.2 国内外的数控机床的比较 (1)1.3 数控未来发展的趋势 (2)1.3.1 继续向开放式、基于PC的第六代方向发展 (2)1.3.2 向高速化和高精度化发展 (2)1.3.3 向智能化方向发展 (2)第二章设计任务和总体方案的确定 (4)2.1 设计任务 (4)2.2 总体方案设计的内容 (4)2.2.1伺服驱动 (4)2.2.2数控装置 (5)2.2.3系统功能 (5)2.2.4采用环形分配器 (5)2.2.5采用滚珠丝杠螺母副 (5)第三章伺服系统机械部分设计计算 (6)3.1 确定系统脉冲当量 (6)3.2 滚珠丝杠螺母副的设计，计算和选型 (6)3.2.1纵向丝杠的选择 (7)3.2.2横向丝杠的选择 (9)3.2.3垂直向丝杠的选择 (12)3.3传动效率计算 (14)3.4 齿轮传动比计算 (15)3.4.1纵向丝杠传动比 (15)3.4.2 横向丝杠的传动比 (15)3.4.3垂直丝杠的传动比 (16)3.5 步进电机的计算和选用 (16)3.5.1 纵向丝杠步进电机的计算 (16)3.5.2 横向丝杠步进电机计算 (19)3.5.3 垂直向丝杠步进电机的计算 (21)第四章数控系统各部件的结构及其工作原理 (24)4.1主控器 (24)4.2选择芯片 (26)4.3地址分配器及译码 (26)4.4接口电路及辅助电路具体设计 (27)专题部分：控制系统软件程序设计 (32)第五章绿色设计及环保分析 (40)致谢 (41)参考文献 (42)外文资料翻译 (43)第一章绪论1.1 数控机床改造的意义企业要在当前市场需求多变，竞争激烈的环境中生存和发展就需要迅速地更新和开发出新产品，以最低价格、最好的质量、最短的时间去满足市场需求的不断变化。
三坐标数控毕业设计
三坐标数控毕业设计三坐标数控毕业设计在现代制造业中，三坐标数控技术被广泛应用于各类精密零件的测量和加工领域。
作为一种高精度、高效率的测量方法，三坐标数控具有重要的意义。
本文将探讨三坐标数控毕业设计的相关内容。
一、背景介绍三坐标数控技术是一种通过计算机控制的测量方法，可以实现对物体尺寸、形状和位置的准确测量。
它通过测量物体在三个坐标轴上的坐标数值，计算出物体的尺寸和位置信息，并将结果与设计要求进行比较，从而判断物体的质量是否合格。
二、设计目标在毕业设计中，三坐标数控技术的应用可以帮助学生提高对该技术的理解和掌握程度。
设计目标可以包括但不限于以下几个方面：1. 设计一套完整的三坐标数控系统，包括硬件和软件部分；2. 实现对特定零件的测量和检验功能；3. 提高测量精度和效率；4. 设计简洁、易于操作的用户界面。
三、设计流程三坐标数控毕业设计的设计流程可以包括以下几个步骤：1. 确定设计需求：根据实际情况确定需要测量和检验的零件类型和尺寸范围，以及测量精度要求。
2. 硬件设计：设计三坐标数控系统所需的硬件设备，包括测量平台、传感器、控制器等。
3. 软件设计：编写三坐标数控系统的控制软件，实现测量功能和用户界面设计。
4. 系统集成：将硬件设备和软件进行集成，确保系统的稳定性和可靠性。
5. 测试和优化：对设计的三坐标数控系统进行测试，发现问题并进行优化，以提高系统的性能和稳定性。
6. 结果分析和总结：对设计的三坐标数控系统进行结果分析，总结设计过程中的经验和教训。
四、技术挑战在三坐标数控毕业设计中，可能会面临一些技术挑战，如下所示：1. 测量精度：三坐标数控系统需要具备高精度的测量能力，对传感器和控制算法的要求较高。
2. 系统稳定性：三坐标数控系统需要具备良好的稳定性和可靠性，以确保测量结果的准确性。
3. 用户界面设计：设计一个简洁、易于操作的用户界面是一个挑战，需要考虑用户的使用习惯和操作需求。
4. 数据处理和分析：对测量数据的处理和分析也是一个挑战，需要设计合适的算法和方法。
三坐标数控铣床设计
三坐标数控铣床设计一、引言随着现代工业技术的不断发展，数控机床成为了制造业中不可缺少的关键设备。
其中，三坐标数控铣床以其高精度、高效率的加工能力，在航空、汽车、电子等行业中得到了广泛应用。
本文将对三坐标数控铣床的设计进行详细介绍。
二、设计目标1.提高加工精度和效率：通过引入数控系统和三坐标测量装置，实现高精度加工和自动化控制。
2.提高运行稳定性：设计合理的结构并选用高质量的材料，提高设备的稳定性和可靠性。
3.提高操作性能：设计人性化的操作界面，降低操作难度，提高操作效率。
4.节能环保：采用节能控制系统和材料，减少能耗和环境污染。
三、总体设计思路1.结构设计：采用门式结构，通过稳定的床身和纵横移动平台实现工件的定位和加工。
2.控制系统设计：采用数控系统，实现对设备运动的精确控制，并通过三坐标测量装置对加工精度进行实时监测和修正。
3.加工装置设计：采用高速电主轴，通过不同的刀具和切削参数实现对工件的不同加工需求。
4.操作界面设计：采用触摸屏操作界面，提供直观、方便的操作方式。
四、结构设计1.床身结构设计：采用整体铸造或钢板焊接的方式，保证床身的刚性和稳定性。
2.纵向移动平台设计：采用滑块导轨，通过液压或电动方式实现平台的纵向移动。
3.横向移动平台设计：采用滚珠丝杠传动方式，实现平台的横向移动，并通过伺服电机和编码器实现精确控制。
4.工作台设计：采用真空吸附方式固定工件，通过液压托举装置实现工件的上下移动。
五、控制系统设计1.采用数控系统：通过数控系统实现对设备各个动作的控制，包括平台的移动、主轴的转速和进给速度的调节等。
2.采用三坐标测量装置：通过三坐标测量装置实时检测工件的加工精度，并将数据反馈给数控系统进行修正和自动化控制。
六、加工装置设计1.主轴设计：采用高速电主轴，通过不同的刀具和切削参数实现对工件的不同加工需求。
2.刀具库设计：设计刀具库存放刀具，采用自动换刀装置，实现对不同刀具的快速切换。
基于Solidworks三坐标数控铣床的设计(图文)
基于Solidworks三坐标数控铣床的设计(图文)论文导读：实验型微型数控铣床以开放式CNC体系为指导思想，在Windows98下开发系统的硬件、软件。
本研究将用Delphi语言、Solidworks及Protel软件完成对该数控铣床整体结构的设计和控制系统的接口电路(IO/TIMER控制板)、驱动电路、有关外围电路、相应控制软件的设计。
本机床可以实现X轴、Y轴和Z轴三坐标联动。
关键词：Solidworks，开放式数控系统，数控铣床，三坐标随着数控机床的普及，采用数控机床己成为机械制造业改革的主要方向，如何能高质量、高效率、低费用的培训操作人员成为亟待解决的问题之一。
由于数控机床的教学比较抽象需要借助实验来加深对课堂知识的理解，生产用的数控机床一般价格都比较昂贵，软件也不是开放式的结构，无法用于学生的实验教学。
因此设计一种功能齐全，结构简单，软件结构开放，低成本，且具有代表性的教学实验型微型数控机床可以满足教学实验的要求。
１总体方案的确定实验型微型数控铣床以开放式CNC体系为指导思想，在Windows98下开发系统的硬件、软件。
本研究将用Delphi语言、Solidworks及Protel 软件完成对该数控铣床整体结构的设计和控制系统的接口电路(IO/TIMER控制板)、驱动电路、有关外围电路、相应控制软件的设计。
绘制出试验型数控铣床的虚拟样机，根据零件图，设计零件制造的工艺；在零件加工完成后，进行装配调试，完成微型数控铣床的制作。
2机械部分设计微型铣床的机械部分是机床的主体部分，其设计计算主要包括：总体传动方案的确定，电机、主轴、丝杠的选取等。
机械部分Solidworks 虚拟制图如图1所示图1 铣床的机械部分虚拟制图2.1 机床总体传动方案的确定本机床可以实现X轴、Y轴和Z轴三坐标联动。
X轴、Y轴的进给是通过电机带动丝杠，丝杠又与螺母传动来实现。
电机与丝杠的连接可以通过销钉来实现。
在传动过程中电机带动丝杠做旋转运动，螺母沿导轨做水平移动，从而带动工作台运动。
XA5032普通铣床的数控化改造设计
XA5032普通铣床的数控化改造设计数控化改造设计是将传统的普通铣床升级为数控铣床的过程。
数控化改造可以提高普通铣床的加工精度和生产效率，降低操作难度，提高产品质量。
本文将从以下几个方面进行数控化改造设计的介绍。
一、系统构成设计数控铣床的系统主要由硬件和软件两部分构成。
硬件主要包括数控设备、传感器和执行器等。
软件主要包括运动控制系统、编程系统和监控系统等。
硬件方面，数控化改造需要安装数控操作面板、数控系统和伺服电机等设备。
数控操作面板用来进行编程和操作，数控系统用来控制加工过程，伺服电机用来驱动工作台和刀具。
软件方面，数控化改造需要开发相应的数控系统软件。
数控系统软件主要包括运动控制系统、编程系统和监控系统。
运动控制系统用来控制伺服电机的运动，编程系统用来进行编程，监控系统用来监控加工过程。
数控系统软件可以根据实际需求进行定制开发或使用市场上已有的数控系统软件。
二、传感器和执行器设计数控化改造需要安装传感器和执行器来实现数据采集和自动控制。
传感器主要用于检测工件位置、刀具位置和切削力等参数，执行器主要用来控制工作台和刀具的运动。
对于工件位置的检测，可以使用光电开关或接触式传感器等，实时监测工件位置信息。
对于刀具位置的检测，可以使用光电开关或线性位移传感器等，实时监测刀具位置信息。
对于切削力的检测，可以使用力传感器等，实时监测切削力大小。
对于工作台和刀具的运动控制，可以使用伺服电机和驱动器等。
伺服电机可以根据接收到的信号进行精确定位和控制，驱动器可以将控制信号转化为电流和电压输出给伺服电机，实现运动控制。
三、编程系统设计编程系统是数控铣床的一个关键部分，它决定了数控铣床加工的路径和速度。
编程系统可以采用G代码编程或CAM编程。
G代码编程是基于数学坐标系和轴向刀具运动的方式，通过给出刀具在工件上的运动路径和速度等参数来控制加工过程。
CAM编程是基于CAD 模型和刀具路径生成算法的方式，通过将CAD模型转化为刀具的运动路径和速度等参数来控制加工过程。
普通铣床数控改造化毕业设计论文
目录摘要 (2)第一章三坐标数控铣床的设计和计算 (2)1.1主传动系统的设计 (2)1.2主轴系统计算 (8)1.3进给伺服系统的设计 (11)1.4进给传动的计算 (13)第二章微机控制系统的设计 .................................................................. 错误!未定义书签。
2.1微机控制系统组成及特点 .................................................................. 错误!未定义书签。
2.2 微机控制系统设备介绍 (30)2.3程序部分 (39)结论 (45)参考文献 .................................................................................................... 错误!未定义书签。
致谢 . (47)摘要我所设计的毕业课题为“普通铣床数控化改造设计”。
对于机床的设计来说，我首先对所要设计的机床进行技术调查，查阅了国内外有关文献资料，在此基础上，对其用途范围、性能指标、方案对比等进行论证分析。
对于通用机床我更是查阅了大量的国内外有关铣床的资料后，拟定了此机床的总体方案为立式铣床。
然后根据总体方案的布局形式，规格参数，精度性能等要求，对此机床的进给传动系统进行了专题设计。
首先是对进给传动的运动设计。
此设计主要功能和主要参数以及各系统的基本工作原理及其数控化。
数控化的铣床的定位精度和重复定位精度明显提高，获得了明显的经济效益。
关键词：数控化改造；定位精度；重复定位精度；无级变速；伺服传动系统。
第一章三坐标数控铣床的设计和计算1.1 主传动系统的设计主传动系统一般由动力源（如电动机）、变速装置及执行元件（如主轴、刀架、工作台），以及开停、换向和制动机构等部分组成。
三坐标数控加工中心改造设计
三坐标数控加工中心改造设计摘要：现今一些早期投入使用的数控设备早已老化，这之中包含了相当多的关键设备。
当设备老化时，设备故障种类逐渐增多，设备故障频率日益增加，数控系统运行稳定性降低，加工的可靠性降低，造成了工件报废，从而对科研生产的正常运行造成了极大的阻碍。
且一些设备厂商对过早的设备早已停止生产备件，如不改造故障时已无法修复。
因而需要对老化的设备进行升级改造以保证科研生产的顺利进行。
0、引言对于数控加工中心的改造需要从电气部分，机械部分两方面进行分析。
改造时应比照原设备的结构设计，在不破坏不降低原设备的功能的前提下进行升级改造。
电气部分包含了对新的数控系统的选用，伺服系统的匹配与连接，PLC单元的控制连接，ATC系统编入控制。
机械部分包含了机械精度的恢复，润滑系统的选用与改进，气压与液压系统的控制，立式加工中心主轴配重的平衡。
1、电气部分（1）数控系统数控系统是数控设备的核心。
数控系统的升级改造占数控设备改造的最大比重。
当今最常见的两种数控系统为SIEMENS和FANUC，这两种数控系统最为主流，技术最为成熟，市场占有量最大，备件数也最多。
因而在改造的数控系统改造选型时应从这两种数控系统中选择。
在数控系统的选型时应保证新的数控系统的系统精度不低于原数控系统精度。
由于数控系统不断的进行更新换代。
因而数控系统都具有从生产销售到停产备件的生命周期。
所以系统的版本在要求成熟稳定的同时选用较为新型系统版本，从而保证系统运行的稳定性同时具有较长的使用生命周期。
（2）伺服系统数控加工中心的伺服系统是以机床移动部件位移和速度为控制对象的自动控制系统，由伺服电机、伺服驱动装置、机械传动装置、位置检测装置等组成。
伺服驱动单元受数控系统直接控制。
在动力方面，伺服驱动装置对伺服电机起到供电作用，在精度方面，伺服驱动装置通过位置检测装置控制着伺服电机的增益控制，变速比，运行平稳性，以及运行精度。
选用新的伺服电机应在电机的扭矩和功率方面不低于原电机性能，这样保证了新电机伺服电机满足对原机械机构的拖动能力，以及运行时的稳定性。
xa6132铣床的数控化改造毕业设计论文
目录内容提要 (2)第一章绪论 (3)1.1 数控机床的发展 (3)1.2 数控改造给企业带来的好处 (3)第二章设计参数的选择 (4)2.1 设计内容 (4)2.2 资料准备 (4)第三章方案比较和选择 (5)3.1 伺服驱动 (5)3.2 CNC数控系统 (6)3.3机械部分 (7)第四章机械部分的设计与计算 (7)4.1 滚珠丝杠螺母副的选用设计 (7)4.2 选择螺纹轴直径\导程及螺母 (8)4.3精度的选择 (11)4.4 热变形的对策 (11)4.5支承轴承的选择 (11)4.6驱动电机的选择 (11)4.7锥形夹紧环结构的设计计算 (13)4.8 齿轮和同步齿型带的工况比较 (14)第五章 CNC系统硬件电路的设计 (14)一、CPU及存储器模板设计 (14)二、键盘、显示器接口模板的设计： (20)三、I/0接口模板 (23)四、直流伺服电机接口模板 (27)第六章设计体会 (32)参考文献 (33)内容提要按照毕业设计的要求，将一台XA6132普通升降台卧式铣床改造成三坐标数控铣床。
由于毕业设计的时间限制，本次设计任务的要求如下：机械部分主要解剖一个坐标轴，完成机械结构设计，零部件及参数的选择，完成部分计算过程：电气和微机部分结合机械结构的设计特点主要完成数控系统控制部分整体方案的论证和选择，使整个系统能够较完美地结合，并完成硬件接线设计以及系统框图。
最后，总结本次毕业设计，完成毕业论文撰写。
第一章绪论1.1 数控机床的发展在社会生产和科学技术迅猛发展的今天，机械产品的性能和质量不断提高，产品更新换代的周期也不断缩短，因此，对机械加工设备的要求也不断地在提高。
使它不仅具有较高的生产效率和加工精度，而且能迅速地适应加工零件的变更。
数控机庆就是在这种情况下产生和发展。
电子技术、特别是计算机技术的发展又促进了数控机床的迅速发展。
数控岂庆在当今世界已进入了批量生产，它的机械加工中所占的比重也愈来愈大，在航天、航空和汽车行业已经成为不可缺少的机械加工设备。
机床数控化改造实例
机床数控化改造实例随着科技的不断发展，机床数控化改造已经成为制造业最为重要的技术变革之一。
机床数控化改造只是一种先进的技术手段，它通过对原有机床进行改造，使其具有数控的能力，既提高了生产效率，也提高了产品精度，大大降低了材料和时间的浪费，提高了生产效率，成为现代制造企业必备的生产工具。
针对这一发展趋势，本篇文档将来展示一些机床数控化改造的实例。
1.铣床改造传统的铣床较为单一，只能完成一些简单的加工工作，在现代工业发展的今天已经无法满足市场的需求。
为此，一些企业对铣床进行了改造，使之具有多种多样的功能，提高了工作效率，降低了成本。
改造后的铣床，具有自主控制能力和自动化加工功能，可以实现平面铣削、零件成型、草绘加工等多种加工方式，效率高、精度高，受到了广泛的应用。
2.车床改造传统车床在使用过程中，存在许多设备老化和老化退化的问题，这就需要对车床进行进一步的改造和升级。
改造后的车床，能够通过控制系统自主完成工作，操作简单、高效、精确。
改造后的车床不仅可以实现常规的车削加工，还可以实现自由曲面加工和多轴联动加工，提高了生产工艺和生产效率，节约这企业的成本。
3.磨床改造传统磨床加工效率较低，精度不够高，无法满足现代工业对于制品质量的要求。
为了改变这种现状，很多企业对磨床进行了改造。
改造后的磨床，不仅可以实现自动化加工，还可实现多种加工模式，提高了工艺的自动化程度和加工质量，降低了企业的成本。
4.刨床改造传统的刨床在使用过程中存在重复性低、操作过程复杂等问题，这限制了刨床的应用范围和工作效率。
改造后的刨床，不仅能够实现更高的精度、更高的速度，还能够通过自动化加工实现多模式，应用效果显著。
5.补强型数控补强型数控是目前最为先进、最受欢迎的一种机床数控化改造方式，主要解决了数控化改造前的瑕疵和问题，提升了机床的整体性能和加工效率。
6.组合型数控组合型数控是一种通过组装多种机床构件、组合而成的数控机床。
它能够通过多种机床的组合形式实现各种复杂的加工工作，不仅加工效率高，还具有精度高、可靠性好的优点。
微型三坐标数控铣床的设计
第22卷第6期2008年11月山东理工大学学报(自然科学版)Journal of Sha ndong U nive rsity of Technology (Natural Science Edition)Vol.22No.6Nov.2008收稿日期22作者简介高玉龙(32),男,硕士研究生文章编号:1672-6197(2008)06-0072-03微型三坐标数控铣床的设计高玉龙,赵玉刚,滕一宁(山东理工大学机械工程学院,山东淄博255049)摘 要:为了提高高校及职业技术学校中相关专业的数控教学和工人的数控培训水平,解决使用大型数控机床价格昂贵问题,设计了教学实验型微型数控铣床.借助于Soli dwor ks 和Protel 等软件对数控铣床的整体结构和控制系统进行了设计,此设计满足了普通数控教学和培训的需求.关键词:开放式数控系统;数控铣床;微型;三坐标中图分类号:TG659文献标识码:ADesign o f the three coo r dinate type mini atur e numer ic al contr o l milling machi neGA O Yu 2long ,ZHAO Yu 2gang ,TEN G Yi 2ning(School of Mecha nical Engineering ,Shando ng Univer sity of Tec hnology ,Z ibo 255049,China )A bstract :In order to improve t he efficiency of numerical cont rol teaching and t raini ng i n universi 2ti es and vocat ional t echnical school s and lowe r t he p rice of t he machi ne type miniat ure numerical cont rol milli ng machi ne was desi gned.The w hole st r uct ure a nd t he cont rol syst em of numerical cont rol milling were designed by usi ng soft ware s suc h as Soli dwor ks and Protel.Thi s de si gn meet s t he demand of ordinary numerical co nt rol t rai ni ng and teac hi ng.K ey w or ds :ope n 2archit ect ure CNC ;numerical cont rol milling machine ;mi niat ure ;t hree coordi 2nat e 随着数控机床的普及,采用数控机床己成为机械制造业改革的主要方向,如何能高质量、高效率、低费用地培训操作人员成为亟待解决的问题之一.由于数控机床的教学比较抽象,需要借助实验来加深对课堂知识的理解,生产用的数控机床一般价格都比较昂贵,软件也不是开放式的结构,无法用于学生的实验教学.因此,设计一种功能齐全、结构简单、软件结构开放、成本低且具有代表性的实验型微型数控机床可以满足教学实验和数控培训的要求.1 总体方案的确定实验型微型数控铣床以开放式CNC 体系为指导思想,在Window s98下开发系统的硬件、软件.本研究将用Delphi 语言、Soli dworks 及Prot el 软件完成对该数控铣床整体结构的设计和控制系统的接口电路(IO/TIM ER 控制板)、驱动电路、有关外围电路、相应控制软件的设计.绘制出实验型数控铣床的虚拟样机,根据零件图设计零件制造的工艺;在零件加工完成后,进行装配调试,完成微型数控铣床的制作.2 机械部分设计微型铣床的机械部分是机床的主体部分,其设计计算主要包括:总体传动方案的确定,电机、主轴、丝杠的选取等.:20080708:198.2.1 机床总体传动方案的确定本机床可以实现X轴、Y轴和Z轴三坐标联动.X轴、Y轴的进给是通过电动机带动丝杠,丝杠又与螺母传动来实现.电动机与丝杠的连接可以通过销钉来实现.在传动过程中,电动机带动丝杠做旋转运动,螺母沿导轨做水平移动,从而带动工作台运动.Z轴的进给也是通过电动机带动丝杠,丝杠又与Z轴螺母传动来实现.主轴套与Z轴螺母相连,在传动过程中,电动机带动丝杠做旋转运动,螺母沿导轨做上下移动,从而带动主轴做上下运动.2.2 设计计算部分2.2.1 主轴的选取和校核1)主轴选取立式铣削切削力的计算:对高速钢圆柱铣刀[1]F Z=9.81C FZ×a e0.88×a f0.72×a p×Z×d0-0.86(1)其中:F z为主切削刀;C FZ为由加工金属和切削条件决定的系数;a e为铣削宽度;a f为每齿进给量;a p为切削深度;z为铣刀齿数;d0为刀具直径.上述参数按实际加工过程中平均铣削条件为准选取.工件为碳钢时,取C FZ68.2,a e=5mm,a f=0.1mm, a p=4mm,Z=3,d0=10mm.所以F Z=9.81×68.2×50.88×0.10.72×4×3× 10-0.86=88.4N综合考虑其它因素,按F Z=100N计算.对圆柱铣刀逆加工[1]P H一般取(1～2)F Z,P V取(0.2～0.3)F Z,所以此时取P H=110kW,P V=25kW,则 P=P H2+P V2=112.8kW(2)主轴材料为45#钢,取C=102.估算轴径d≥1023P/n=17.2mm,取d= 18m m2)主轴校核主轴材料为45#钢、调质处理时,σB=650M P a,σS=360MP a,[σ-1b]=60MP a对主轴受力分析校核得dⅠ=3MπI/0.1[σ-1b]=3637/(0.1×60) =4.735m m<18mm(3)dⅡ=3M I/0.1[σ-1b]=32344/(0.1×60) =7.3mm<18mm(4)式中M′I为当量弯距;M I为合成弯距 滚珠丝杠的选取最大动负载 Q=P max3L f n f h(5)其中:f n为载荷系数,取1;f h为硬度系数,取1.1; P max为最大工作载荷;L为使用寿命. P max=k P x+f(P z+2P y+G)(6)其中:k为实验系数,取1.1;f为导轨摩擦系数,取0.15;P x,P y,P z为3个方向的切削力,分别取20N, 0N,37.5N;G取100N.代入(6)式得P max=42.6N. L=60n T/106(7)其中:n为转速,取225r/min;T为使用寿命取15000h.代入(7)式得L=202.5.将P max=42.6N, L=202.5代入(5)式得:Q=275N根据最大动载荷Q和导程P选择的滚珠丝杠的型号为CWM165-2.5-P3.3 机床控制部分设计3.1 系统硬件组成本三坐标数控系统采用单CPU结构(采用的控制PC机主频达到797MHz).由于该三坐标数控铣床主要用于教学演示,故对精度要求不是特别高,因此采用开环控制方式,用步进电机驱动输出,设计数控接口电路进行定时中断、脉冲输出以及其它开关量的输入输出.数控系统硬件组成如图1所示[224].图1 三坐标CNC系统硬件图3.1.1 接口电路设计本数控接口电路主要完成外部开关量的输入和步进电机的控制以及一些机床辅助功能,性能优良、工作可靠.接口电路的结构如图2所示[527].3.1.2 步进电机驱动器输出控制电路为了输出脉冲去控制3个方向的步进电机,以及接收机床行程开关等开关量信号,在电路设计中设计了两片可编程接口芯片55,可以对点数字量进行I O操作但本微型数控铣床三坐标数控37第6期 高玉龙,等:微型三坐标数控铣床的设计:.2.2.28248/.图2 接口电路结构图系统中仅用到了一片8255,另一片暂时未用,用于以后的功能扩展.使用的8255的PA口、PB口、PC 口均工作在基本输入输出方式.8255控制字格式如下:D7:1,D6:0,D5:0,D4:0,D3:0,D2:0,D1:0, D0:0,即控制字为80H.用Delphi编写CNC程序,初始化8255:procedure TForm1.Form Create(Sende r:Ob2 ject);beginasm mov al,80H mov dx,0213H out dx,al……end;在实时中断服务程序中,用8255经光电隔离向3个方向的步进电机驱动器输出控制信号,进而控制3个方向步进电机的运动,如图3所示.图3 输出控制电路4 结束语微型数控铣床具有体积小、价格低、功能完善、安全系数高等优点,是三坐标驱动,与生产型数控铣床工作原理相同,且具有开放的软硬件结构.因此,微型数控铣床将具有广泛的应用前景.参考文献:[1]邱宣怀.机械设计[M].北京:高等教育出版社,1997.[2]赵玉刚,宋现春.数控技术[M].北京:机械工业出版社,2003.[3]赵国勇,赵玉刚,赵福玲,等.基于Windows98磁粒光整加工CNC系统的开发研究[J].大连理工大学学报,2005,(1):75278.[4]赵玉刚,王 敏.基于IPC和Wi ndo ws的激光加工CNC系统[J].机电一体化,1999,(5):24227.[5]郑学坚,周 斌.微型计算机原理及应用[M].北京:清华大学出版社,2001.[6]王平嶂,赵玉刚.基于Win dow98的数控火焰切割机CNC系统[J].新技术新工艺,2005,(8):11212.[7]李 刚,杨继东.基于PC的开放式数控系统的开发[J].机床与液压,2006,(4):82283.47山东理工大学学报(自然科学版)2008年 。
X6130铣床的数控化改造设计
摘要数控技术作为现代制造业的核心技术之一，在各行各业得到了广泛的应用，在机械制造行业当中，数控铣床由于可以以较高的精度实现多工种加工已经成为现代机械制造业中不可缺少的加工设备。
据原有的普通铣床X6130铣床，将其数控化改造确定电动机的功率，根据其具体结构选择合适的变频器，PLC,直流驱动器等，根据精度的要求和转速，确定机床的电器设计和私服系统的设计，并进行一定的参数效核，并完成改造后机床部件的结构设计；完成铣床数控化的电气设计；完成电器原理设计和机床结构设计；完成改造所需的电器部件的选择和其参数的效核；完成相应的设计说明书；完成于本设计相关的论文一篇；完成铣床的结构设计，以装么配图的方式表述；完成改造后的装配图。
关键词：数控技术；铣床；改造；控制电路ABSTRACTOne of the key technology of NC technology as the modern manufacturing industry, has been widely used in all walks of life, in the mechanical manufacturing industry, CNC milling machine can realize the high precision work processing has become indispensable to modern processing equipment in mechanical manufacturing. According to the original general milling machine, X6130 milling machine, the numerical control transformation to determine the motor power, and according to the specific structure of choosing suitable frequency converter, PLC, DC drive, according to the required accuracy and speed, to determine the design of electrical machine design and PW system, and the effect of some parameters of nuclear, structure design and complete after the transformation of the machine tool components; complete electrical design milling CNC; complete electrical design principle and structure of machine tool design; complete the transformation of the electrical components selection and the parameter effect nucleus; completed the design of the corresponding instructions; to complete the design related to a paper; structure design milling machine, in order to install do some way; the assembly after the completion of the transformation.Keywords: Numerical Control Technology;Milling Machine；Reform；The Control Circuit目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第1章绪论 (5)1.1 数控铣床 (5)1.1.1 数控铣床的简介 (5)1.1.2数控的加工过程 (5)1.1.3数控铣床的组成 (5)1.1.4 数控铣床的分类 (6)1.1.5 数控铣床的用途和工艺特点 (6)1.2我国的数控产业 (7)1.2.1我国数控产业的现状 (7)1.2.2数控产业发展面临的问题 (7)1.2.3数控产业的发展趋势 (7)1.3数控机床的优点 (8)第2章总体改造方案的设计 (9)2.1 X6130普通铣床的用途 (10)2.2总体设计任务 (10)2.3总体设计方案 (10)2.4横纵向进给系统的设计 (12)2.4.1纵向进给系统设计 (12)2.4.2铣削力的计算 (12)2.4.3滚珠丝杠所受的平均轴向载荷的计算 (13)2.4.4丝杠副工作负荷计算及丝杠型号的选择 (14)2.4.5传动效率的计算 (15)2.4.6纵向进给系统计算 (17)第3章电气原理图设计 (19)3.1概述 (19)3.2主电路 (20)3.3控制电路 (21)3.3伺服电气图 (22)3.4 主轴电机电路 (23)3.5 内置PLC输入电路 (24)3.6 内置PLC输出电路 (25)3.7 本章小结 (26)第4章数控铣床内置PLC控制系统设计 (26)4.1 Programming Tool PLC介绍 (26)4.2 Programming Tool PLC软件的安装 (28)4.3 Programming Tool PLC项目管理 (30)4.3.1 建立新项目 (31)4.3.2 保存项目 (32)4.4 Programming Tool PLC与系统通讯 (32)4.5 数控铣床系统PLC I/0分配和子程序库的调用 (34)4.5.1 I/0点分配 (34)4.5.2 MCP面板功能分配 (35)4.5.3 内部子程序库调用 (36)4.5 数控铣床辅助装置PLC程序的设计 (42)4.6 本章小结 (42)总结 (43)致谢 (44)参考文献 (45)第1章绪论1.1 数控铣床1.1.1 数控铣床的简介科学技术的发展以及世界先进制造技术的兴起和不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求；超高速切削、超精密加工等技术的应用，对数控机床的数控系统、伺服性能、主轴驱动、机床结构等提山了更高的性能指标；FMS的迅速发展和CIMS 的不断成熟，又将对数控机的可靠性、通信功能、人工智能和自适应控制等技术提出更高的要求。
三坐标测量机的升级改造和多功能化
三坐标测量机的升级改造和多功能化三坐标测量机（CMM）使加工车间能够对用户要求日益严格的零件公差进行检测。
但是，用CMM进行精密测量所耗费的时间和精力（取决于CMM的服役年限和复杂程度）往往可能成为生产流程中的一个瓶颈。
通过有选择地对CMM进行升级改造和采用多功能CMM技术，有助于提高CMM的测量速度和检测柔性。
CMM的升级改造对CMM进行升级改造时，首先必须考虑的问题是CMM的机械性能。
为此，需要检查CMM 的使用状态，如果机械部分状况良好，能够校准和保持精度，那么就适合对其进行升级。
如果机械系统已经损坏，丧失了精度，就没有必要对其进行升级改造。
如果一台CMM机械性能完好，比较经济实惠的升级方式就是更新其测量软件。
软件升级是CMM改造的工作重点。
一个典型实例是升级改造一台已使用了15年，硬件状态良好但软件运行平台仍为DOS操作系统的CMM。
用基于Windows操作系统的新型测量软件（如Zeiss公司的Calypso软件包）对其进行更新升级后，就能输入CAD文件，选择测量范围，并自动创建测量程序。
这种面向操作者的软件允许脱机编程，可在不中断测量的情况下为检测新的零件进行编程准备。
如果一个加工车间有多台不同品牌的CMM，可以将它们升级到同一个测量软件包，这样操作人员就可以方便地在多台CMM之间轮换操作。
软件的标准化还有利于新购置CMM设备，因为可以将测量软件直接移植到新增的CMM上。
完成软件升级后，下一个步骤是升级更新CMM控制器。
通过更换新型控制器，可以显著提高数据采集的速度和精度，还能为CMM提供信息采集、随机诊断等功能和预检修程序。
完成软件和控制器升级后，更新测头技术也可以显著改善CMM的性能。
CMM的标准测头为触发式测头，它的探针与被测工件接触一次，就激活一次发讯开关，记录一个数据点。
现在许多触发式测头的性能不断提高和完善，如接触式扫描测头可在触测点与工件保持接触并提供模拟量反馈，连续而快速地记录大量数据点。
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摘要毕业设计是在原有普通铣床的基础上,对其进行改造,成为三坐标数控铣床。
该机床能通过三轴联动，实现曲线直线等不同的加工路线。
所设计的三坐标数控铣床，三个坐标方向的移动均由步进电机带动，主轴电机采用交流电机，所有电机均由单片机进行控制。
设计主要对数控铣床的机构进行设计，了解单片机的工作原理，主要有以下几个方面：X、Y,Z工作台的传动机构设计，主要是滚珠丝杠的运用；机床整体结构的设计，了解优缺点，充分考虑主要矛盾，择优选取；单片机控制系统的设计，进一步熟悉其应用。
在数控机床系统中，加工精度和加工可靠性是伺服系统决定的，本文对普通铣床的数控化改造进行了分析和设计，通过对普通铣床的数控化改造，提高了普通铣床的加工能力和加工范围，节省了直接购买机床的部分资金，具有很好的经济效益。
关键词：铣床, 数控, 三坐标目录摘要 (1)Abstract (2)前言 (5)第一章概论 (6)1.1数控机床的产生及发展 (6)1.2数控机床的组成及分类 (6)1.2.1 数控机床的组成 (6)1.2.2 数控机床的分类 (8)1.3数控机床的特点及应用范围 (9)1.3.1 数控机床的特点 (9)1.3.2 数控机床的应用范围 (9)第二章设计主要参数及基本思想 (10)2.1课题要求 (10)2.1.1 题目名称（包括主要技术参数）及技术要求 (10)2.1.2 课题内容及工作量 (10)2.2设计原则 (10)2.3总结构设计 (11)2.3.1 数控机床的机构设计要求 (11)2.3.2 提高机床的结构刚度 (11)2.3.3 提高进给运动的平稳性和精度 (12)第三章三坐标数控铣床的设计和计算 (13)3.1主传动系统的设计 (13)3.1.1 主传动变速系统 (14)3.2主轴系统计算 (17)3.3.1 对进给伺服系统的基本要求 (19)3.3.2 进给伺服系统的设计要求 (20)3.3.3 进给伺服系统的动态响应特性及伺服性能分析 (20)3.4进给传动的计算 (21)3.4.1 X轴滚珠丝杠副 (21)3.4.2 Y轴滚珠丝杠副 (24)3.4.3 Z轴滚珠丝杠副 (28)3.4.4滚珠丝杠的安装与使用 (31)第四章微机控制系统的设计 (34)4.1微机控制系统组成及特点 (34)4.1.1 微机控制系统的组成 (34)4.1.2微机数控系统的特点 (34)4.2 微机控制系统设备介绍 (35)4.2.1 主控制器CPU的选择 (35)4.2.2 存储器电路的扩展 (36)4.2.3 I/O口电路的扩展 (38)4.2.4 步进电机驱动电路 (40)4.2.5 其它辅助电路设计 (41)4.3程序部分 (42)结论 (46)参考文献 (47)致谢 (48)前言随着人工智能在计算机领域的渗透和发展，数控系统引入自适应控制﹑模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程﹑前馈控制﹑模糊控制﹑学习控制﹑自适应控制﹑工艺参数自动生成﹑三维刀具补偿﹑运动参数动态补偿等功能，而且人机截面极为友好，并且有故障诊断专家系统使自诊断和故障监控功能更趋完善。
伺服系统智能化的主轴交流驱动和智能化进给伺服装置，能自动识别负载并自动优化调整参数。
直线电机驱动系统以使用化。
用数控铣床加工零件时，首先应编制该零件的加工程序，这是数控铣床的工作指令。
将加工程序输入数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速﹑启动﹑停止﹑进给运动的方向﹑速度和位移量，以及工件装夹和冷却润滑的开关等动作，使刀具与被加工零件以及其它辅助装置严格按照加工工序规定的顺序﹑运动轨迹加工出符合要求的零件。
三坐标数控铣床的进给运动是数字控制的直接对象，不论点位控制还是连续控制，被加工工件的最后坐标精度和轮廓精度都受到进给运动的传动精度﹑灵敏度和稳定性的影响。
为此，要注意以下三点进给运动要求：(1) 减少运动件的摩擦力。
进给系统虽有许多元件，但摩擦阻力主要来自丝杠和导轨。
丝杠和导轨结构的滚动化是减少摩擦的重要措施之一。
(2) 提高传动精度和刚度。
在进给系统中滚珠丝杠和支承结构是决定其传动精度和刚度的主要部件，因此，必须首先保证它们的加工精度。
(3) 减少运动惯量。
进给系统中每个元件的惯量对伺服机构的启动和制动特性都有直接的影响。
尤其是处于高速运转的零件，其惯性的影响更大。
设计是在原有普通铣床的基础上,对其进行改造,成为三坐标数控铣床。
该机床能通过三轴联动，实现曲线直线等不同的加工路线。
所设计的三坐标数控铣床，三个坐标方向的移动均由步进电机带动，主轴电机采用交流电机，所有电机均由单片机进行控制。
此设计主要对数控铣床的机构进行设计，了解单片机的工作原理，主要有以下几个方面：X、Y、Z工作台的传动机构设计，主要是滚珠丝杠的运用；机床整体结构的设计，了解优缺点，充分考虑主要矛盾，择优选取；单片机控制系统的设计，进一步熟悉其应用。
第一章概论1.1 数控机床的产生及发展随着社会生产和科学技术的发展，机械产品日趋精密复杂，且需频繁改型。
特别是在宇航、造船、军事等领域所需的零件，精度要求高，形状复杂，批量小。
普通机床已不能适应这些需求。
为了满足上述要求，一种新型的机床——数字程序控制机床（简称数控机床）应运而生。
最早进行数控机床研制的是美国人。
1952年，美国麻省理工学院成功地研制出一套三坐标联动，利用脉冲乘法器原理的数控机床。
但这台数控机床仅是一台试验性的机床，当时用的电子元件是电子管。
直到1954年11月，第一台工业用的数控机床才生产出来。
从此以后，世界上其他一些工业国家也多开始开发、生产及应用数控机床。
我国数控机床的研制是从1958年起步的。
1965年国内开始研制晶体管数控系统。
从70年代开始，数控技术广泛应用于车、铣、钻、镗、磨、齿轮加工、点加工等领域，数控加工中心在上海、北京研制成功。
在这一时期，数控线切割机床由于结构简单，使用方便、价格低廉，在模具加工中得到了推广。
1985年，我国数控机床品种有了新的发展。
早期的数控机床控制系统采用电子管，体积大、功耗高，只在军事部门应用。
只有在微处理机用于数控机床后，才真正使数控机床得到了普及。
目前数控技术的主要发展趋势是：实现高速度，高可靠性，高精度，大功率，多功能；采用微处理机和微型计算机，向着增强功能、降低造价、方便使用的目标进展；积极应用计算技术、系统工程理论和控制技术的最新成果，像这综合自动化方向变革。
1.2 数控机床的组成及分类1.2.1 数控机床的组成数控机床的种类繁多，但从组成一台完整的数控机床上讲，它由控制介质、1）所示。
图1.1 数控机床组成示意图1．控制介质控制介质是指零件加工信息传送到数控装置去的信息载体。
控制介质有多种形式，它随着数控装置的类型不同而不同，常用的有穿孔纸带、穿孔卡、磁带、磁盘等。
另外，随着CAD/CAM技术的发展，有些数控设备利用CAD/CAM软件在其他计算机上编程，然后通过计算机与数控系统通信，将程序和数据直接传送给数控装置。
2. 数控装备数控装置是数控机床的控制中心。
它由输入装置、控制装置和输出装置等组成。
如图（2）所示，划线框内位数控装置。
输入装置受控制介质上的信息，经过识别与译码之后，送到控制运算器。
这些信息将作为控制与运算的原始依据。
控制运算器根据输入装置送来的信息进行运算，并将控制命令输送往输出装置，输出装置将控制器发出的控制命令送到伺服系统，经功率放大，驱动机床完成相应的动作。
图1.2 数控装置组成示意图3.伺服系统伺服系统，亦称随动系统，是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从而获得精确的位置、速度或力输出的自动控制系统。
它是数控机床的执行机构，包括驱动和执行两大部分。
伺服系统接受数控系统的指令信息，并按照指令信息的要求带动机床移动部件运动，以加工出符合要求的零件。
指令信息是以脉冲信息体现的，每一脉冲使机床移动部件产生的位移叫脉冲当量(常用的脉冲当量为0.001mm～0.01mm)。
从自动控制理论的角度来分析，无论多么复杂的伺服系统，都是有一些功能元件组成的。
图（3）是由各功能元件组成的伺服系统基本结构方框图。
图1.3 伺服系统基本结构方框图目前数控机床的伺服系统中，常用的位移执行机构有功率步进电机、直流伺服电动机和交流伺服电动机，后两者都带有光电编码器等位置测量元件。
4. 机床本体机床本体是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分，它是在原有的普通机床的基础上改进而得到的，具有以下特点：（1）数控机床采用了高性能的主轴及伺服系统传动系统，机械传动结构简化，传动链较短。
（2）数控机床机械结构具有较高的刚度，阻尼精度及耐磨性，热变形小。
（3）更多地采用高效传动部件，如滚动丝杠副，直线滚动导轨等。
除了上述四个主要部分外，数控机床还有一些辅助装置和附属设备，如电器，液压，气动系统与冷却、排屑、照明、储运等装置以及编程机、对刀块等。
1.2.2 数控机床的分类1．刀具相对于工件移动的轨迹分类（1）点位控制数控机床点位控制机床的特点是只控制移动部件的终点位置，即控制移动部件由一个位置到另一个位置的精确定位，而对它们运动过程中的轨迹没有严格的要求，在移动和定位过程中不进行任何加工。
（2）点位直线控制数控机床直线控制数控机床的特点是刀具相对于工件的运动不仅要控制两点间的准确位置（距离），还要控制两点之间移动的速度和轨迹。
（3）轮廓控制数控机床轮廓控制又称连续控制，大多数数控机床具有轮廓控制功能。
其特点是能同时控制两个以上的轴，具有插补功能。
（4）执行机构的控制方式分类2．按驱动装置的特点分类（1）开环控制系统它是指不带反馈装置的控制系统。
它是根据穿孔带上的数据指令经过控制运算发出脉冲信号输出到伺服驱动装置，使驱动伺服装置转过相应的角度，然后经过减速齿轮和丝杠螺母机构，转换为移动部件的直线位移。
（2）闭环控制系统它是指在机床的运动部件上安装位移测量装置，将加工中测量到的实际位置值反馈到数控装置中，与输入值的指令相比较，用比较的差值控制移动部件，直到差值为零，即实现移动部件的精确定位。
（3）半闭环控制系统它是在开环控制系统的丝杠上或进给电动机的轴上装有角位移检测装置。
通过检测伺服机构的滚珠丝杠转角间接测移动部件的位移，然后将数据反馈给比较器进行比较，输出比较后的差值进行控制。
3. 按加工方法分类（1）金属切削类数控机床；（2）金属成型类数控机床；（3）数控特种加工机床；（4）其它类的数控机床4. 按数控机床的性能分类(1)低档数控机床；(2) 中档数控机床；(3) 高档数控机床；1.3 数控机床的特点及应用范围1.3.1 数控机床的特点数控机床是一个装有程序控制系统的机床。
它是一种高度机电一体化的产品。
特点如下：（1）适应性强，加工精度高，质量稳定（2）生产率高（3）减轻劳动强度、改善劳动条件（4）良好的经济效益（5）有利于生产管理的现代化1.3.2 数控机床的应用范围从最经济的方面出发，数控机床适用于加工：（1）多品种小批量零件；（2）结构较复杂，精度要求较高的零件；（3）需要频繁改型的零件；（4）价格昂贵，不容许报废的关键零件；（5）需要小生产周期的急需零件。