X525立式铣床的数控改造—进给系统设计
X502型立式铣床数控改装课程设计2018
X502型立式铣床微机数控改装一、设计任务将X502型立式铣床改造成用AT89S51单片机控制的经济型数控铣床。
该铣床用于加工中型或小型零件的平面或成型表面，也可加工具有一定斜度的平面。
改装的目的一方面要提高加工精度，另一方面利用数控方法加工任意圆弧面或凸轮的曲面。
二、已知条件1、机床型号：X502型立式升降台铣床2、主要参数1)工作台面积（长×宽）：750×225(mm×mm)2)工作台最大行程纵向：500mm横向：200mm3)主轴中心（端面）至台面距离：80×300mm4)进给量：纵向：20mm~540mm横向：14mm~380mm5)工作台及夹具总重量：G=800N6)快速进给速度：纵向：2400mm横向：1600mm7)导轨类型：纵向：综合性导轨横向综合性导轨8)立铣头最大回转角：45度9)主轴转数级数：8级10)主轴转数公比：1:4111)主轴转数：n=47.5,67,95,132,190,265,375,530r/min12)驱动电机功率：N=2.2KW13)主轴的传动功率：N=1.45kW14)主轴孔径：24mm15)铣刀最大直径：32mm16)加速时间：30ms3、工件材料1）碳钢，合金钢2）铸铁4、刀具材料1）硬质合金2）高速钢三、设计要求改装后数控车床应具有的性能：改装要方便，原铣床的改动应尽可能少，如果数控部分发生故障时仍能手工半自动操作，如果不需数控时，能很快改回原状。
控制部分要求运行可靠，维修方便，须防尘及抗干扰，改造成本低。
1、改装后应具有的基本功能及技术指标1）工艺范围：保持原有的铣床的工艺范围外，增加任意弧面和凸轮曲面的数控加工2）控制轴数：二坐标(纵向X、横向Y)3）同时控制纵、横向进给运动进行圆弧面和凸轮面加工4）脉冲当量：0.01mm/step5）重复定位精度：0.01mm6）定位精度：0.01mm7）加工精度：2级2、采用步进电机开环控制3、对微机数控系统的要求：微机控制系统要有可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强，可在线编程、具有很高的性能价格比等特点。
x502型立式铣床数控化改造
x502型立式铣床数控化改造1. 引言立式铣床是一种常见的铣床类型，它具有结构简单、工作台固定、适合加工小型零件等特点。
然而，在传统的立式铣床中，操作人员需要手动操作工作台和刀具的位置，效率低下，且精度受到操作人员经验和技能的限制。
为了提高生产效率和加工精度，可以对x502型立式铣床进行数控化改造。
2. 数控化改造的步骤数控化改造是将传统的机械设备转变为数控设备的过程，它可以通过自动化控制和程序控制来提高加工的精度和效率。
2.1 分析需求在对x502型立式铣床进行数控化改造之前，首先需要分析和确定改造的具体需求。
根据实际生产需求，可以确定改造后的数控立式铣床需要具备的功能和性能。
2.2 设计数控系统在确定数控化改造的需求之后，需要设计数控系统。
数控系统包括硬件和软件两个局部。
硬件方面，需要选择适宜的数控装置和驱动器，并根据机械结构进行适配。
软件方面，需要编写数控程序，并将其与数控装置相连接。
2.3 安装数控设备在设计数控系统之后，需要进行数控设备的安装。
安装数控装置和驱动器，连接机械结构，并进行相关的软硬件调试。
2.4 进行调试和测试安装数控设备之后，需要对其进行调试和测试。
通过测试可以验证数控设备的性能和功能是否到达要求，并进行相应的调整和改良。
2.5 进行培训和使用在数控化改造完成之后，需要对操作人员进行相关的培训，确保他们能够熟练地操作数控立式铣床，并正确使用数控系统进行生产。
3. 数控化改造的优势数控化改造可以带来许多优势，包括但不限于以下几点：•提高加工效率：数控铣床具有自动化控制和程序控制的特点，可以大大提高加工的效率和生产能力。
•提高加工精度：传统的手动操作容易受到操作人员经验和技能的限制，而数控铣床能够精确地执行程序控制，使加工精度大大提高。
•减少人力本钱：数控铣床可以减少人力投入，降低人力本钱，提高生产效率。
•提高工作环境：数控铣床具有低噪音、低振动等优点，改善了工作环境。
4. 结论x502型立式铣床数控化改造可以提高加工效率和加工精度，降低人力本钱并改善工作环境。
立式车床的数控化改造
目录第一章绪论 (2)1.1课题研究背景 (2)第二章机床数控系统 (4)2.1改造方案 (4)2.2相关技术 (4)2.2.1变频技术 (4)2.2.2伺服控制 (6)2.3 PLC技术 (7)2.3.1基础知识 (7)2.3.2发展趋势 (8)2.4小结 (8)第三章 PLC编程技术 (9)3.1概述 (9)3.1.1语言特点 (9)3.1.2编程语言的形式 (10)3.2程序设计 (11)3.2.1程序结构 (11)3.2.2变量表 (22)3.3小结 (22)第四章PLC接口与通信技术 (23)4.1自由口模式下PLC与计算机的通信 (23)4.1.1通信协议 (23)4.1.2通信技术 (25)4.2 PLC与控制系统通信 (33)4.3 PLC与人机界面HMI (34)4.4小结 (35)第五章总结 (36)论文总结 (36)致谢 (37)参考文献 (38)第一章绪论1.1课题研究背景由于机床一般都具有较长的使用时间，在上个世纪70、80年代制造的普通机床都采用的是接触器-继电器控制，到目前有很大一部分还在使用，该系统具有体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是由触点控制，在控制复杂时可靠性降低。
在如今的加工环境中已经越来越不适应精确，高效率的要求。
可编程序控制器(PLC)是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。
PLC是一种用于自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式，PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。
机床采用了PLC控制，用软件实现对机床运行的自动控制，可靠性大大提高。
控制系统结构简单，外部线路简化。
另外可方便地增加或改变控制功能。
也可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。
鉴于其种种优点，目前，普通机床的继电器控制方式已逐渐被PLC控制代替。
同时，由于电机交流变频调速技术的发展，机床的调速方式已由原来的齿轮箱固定档位调速改为直接由伺服电机拖动的无级调速。
立式数控铣床进给传动系统设计说明书.doc
目录1.概述 (1)1.1技术要求 (1)1.2总体设计方案 (1)2.滚珠丝杠螺母副的选型和计算 (1)2.1主切削力及其切削分力计算 (1)2.2导轨摩擦力的计算 (2)2.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (2)2.4滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 (3)3.工作台部件的装配图设计 (7)4.滚珠丝杠螺母副的承载能力校验 (7)4.1滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验 (7)4.2滚珠丝杆螺母副临界转速的校验 (7)4.3滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验 (8)5.计算机械传动系统的刚度 (8)5.1机械传动系统的刚度计算 (8)5.2滚珠丝杠螺母副扭转刚度的计算 (9)6.驱动电动机的选型与计算 (9)6.1计算折算到电动机轴上的负载惯量。
(9)6.2计算折算到电动机轴上的负载力矩 (10)6.3 计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需力矩 (11)6.4选择驱动电动机的型号 (12)7.确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (12)7.1确定滚珠丝杠螺母副的精度等级 (12)7.2滚珠丝杠螺母副的规格型号 (13)8. 课程设计总结 (13)9.参考文献 (13)1.概述1.1技术要求工作台、工件和夹具的总质量m=918kg，其中，工作台的质量510kg；工作台的最大行程Lp=600 mm;工作台快速移动速度18000mm/min；工作台采用贴塑导轨，导轨的动摩擦系数为0.15，静摩擦系数为0.12；工作台的定位精度为30μm，重复定位精度为15μm；机床的工作寿命为20000h（即工作时间为10年）。
机床采用主轴伺服电动机，额定功率为5.5kw，机床采用端面铣刀进行强力切削，铣刀直径125mm，主轴转速310r/min。
切削状况如下：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。
X502型立式铣床横向进给系统数控改造(PLC控制)资料
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。
立式数控铣床进给系统设计
立式数控铣床进给系统设计
立式数控铣床的进给系统是数控铣床中至关重要的一个系统，
其主要作用是控制刀具的进给量和进给速度，以确保加工效率和精度。
以下是立式数控铣床进给系统的设计要点：
1. 选择适当的进给机构：进给机构是实现进给运动的关键部分，应该选择高精度、高刚性的进给机构，如球螺丝、滚珠丝杠等。
2. 设计合适的静态刚度：立式数控铣床在加工过程中会产生较
大的载荷和切削力，因此进给系统需要足够的静态刚度以保证加工
精度和稳定性。
3. 设计合理的动态响应：进给系统的设计应考虑动态响应，以
确保切削过程中刀具可以及时响应，保证加工质量。
4. 控制进给速度：进给速度的控制是进给系统的核心，通常通
过数控系统实现，可以根据加工件的不同要求选择不同的进给速度。
5. 添加自动调整功能：为了提高加工效率和精度，进给系统应
具有自动调整功能，例如动态补偿、自适应控制等。
6. 考虑安全和可靠性：进给系统的设计应考虑到安全和可靠性，例如添加保护装置、检测设备等，以避免意外事故的发生。
立式铣床的数控改造—进给系统设计
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。
(任务书)立式数控铣床进给传动系统设计
日期
工作内容（指导和检查记录、学生表现评语、课题进度建议，等等）
2015.12.1 2015.12.15 2015.12.23 2016.1.1 2016.1.8 2016.1.15 2016.1.23 2016.2.1 2016.2.8 2016.2.15 2016.2.23
完成任务书的书写 查找选题相关资料了解选题设计方法 初写选题开题报告 完成别业设计开题报告 论文目录的排版及理解 完成论文将近三分之一进度 完成论文三分之一以上进度并且开始绘制图纸 绘制A0CAD图纸以及零件图 完成图纸部分零件图的绘制 论文编写三分之二以上进度并且交由指导老师检阅 用过指导老师给出意见进行对论文的修改
3.主要参考文献: 顾京《现代机床设备》化学工业出版社2012年6月; 刘春玲徐森《数控铣床操作入门》安徽科学技术出版社; 王兵《数控机床结构与使用维护》化学工业出版社2012年10月1日; 晏初宏《数控机床》机械工业出版社; 范超毅《数控技术课程设计》华中科技大学出版社; 王爱玲《机床数控技术》高等教育出版社; 黄靖远《机械设计学》第三版 机械工业出版社 2006年4月 4.毕业设计（论文）进度计划：
毕业设计（论文）任务书
本科 12 级 机械 系 机械工程及自动化 专业 1 班 设计（论文）题目立式数控铣床师 xxx
学号 xxxxxx 职称
2015 年 12 月 6 日
1.毕业设计（论文）的目的： ①培养学生运用数控技术及有关课程的知识,结合生产实习中学到的实践知识,独 立 地分析和解决问题,初步具备设计一个数控机床设备的进给传动系统的能力。 ②能根据技术要求,运用数控机床结构设计的基本原理和方法,进行数控机床功能 部 件的选型与设计计算,提高结构设计能力。 ③培养自身熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。 ④进一步培养自身识图、制图、运算和编写设计说明书等基本技能。
X502型立式铣床数控改装课程设计2018
实用标准文案X502型立式铣床微机数控改装一、设计任务将X502型立式铣床改造成用AT89S51单片机控制的经济型数控铣床。
该铣床用于加工中型或小型零件的平面或成型表面，也可加工具有一定斜度的平面。
改装的目的一方面要提高加工精度，另一方面利用数控方法加工任意圆弧面或凸轮的曲面。
二、已知条件1、机床型号：X502型立式升降台铣床2、主要参数1)工作台面积（长×宽）：750×225(mm×mm)工作台最大行2)程纵向：500mm横向：200mm3)主轴中心（端面）至台面距离：80×300mm进给量：4)纵向：20mm~540mm横向：14mm~380mm5)工作台及夹具总重量：G=800N：度速给6)进速快精彩文档．实用标准文案纵向：2400mm横向：1600mm7)导轨类型：纵向：综合性导轨横向综合性导轨8)立铣头最大回转角：45度主轴转数级数：8级9)10)主轴转数公比：1:4111)主轴转数：n=47.5,67,95,132,190,265,375,530r/min12)驱动电机功率：N=2.2KW13)主轴的传动功率：N=1.45kW14)主轴孔径：24mm15)铣刀最大直径：32mm16)加速时间：30ms3、工件材料1）碳钢，合金钢2）铸铁4、刀具材料1）硬质合金2）高速钢精彩文档．实用标准文案三、设计要求改装后数控车床应具有的性能：改装要方便，原铣床的改动应尽可能少，如果数控部分发生故障时仍能手工半自动操作，如果不需数控时，能很快改回原状。
控制部分要求运行可靠，维修方便，须防尘及抗干扰，改造成本低。
1、改装后应具有的基本功能及技术指标1）工艺范围：保持原有的铣床的工艺范围外，增加任意弧面和凸轮曲面的数控加工2）控制轴数：二坐标(纵向X、横向Y)3）同时控制纵、横向进给运动进行圆弧面和凸轮面加工4）脉冲当量：0.01mm/step5）重复定位精度：0.01mm6）定位精度：0.01mm7）加工精度：2级2、采用步进电机开环控制3、对微机数控系统的要求：微机控制系统要有可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强，可在线编程、具有很高的性能价格比等特点。
X52K型立式铣床的数控改造设计(控制部分) 毕业设计.doc
Abstract
X52k is vertical lift desktop milling machine,inthis paper,on the basis of thenumericalcontrol transformation(control section).Itstransformation into economical nc milling machine.The main moduletransformation;control part of the numerical control transformation.The main part ofthe reform;NC system selection,servo system selection,hardware systemcomponents selection and wiringand software programming design, and finally theoverall reconstruction results of the assessment.
X5025立式升降台铣床设计
对普通铣床进行数控改造时，为提高其自动化程度，或者批量相对集中，需在加工过程中自动变换切削速度，可用双速电机代替原铣床的主电动机。一般采用由直流或交流调速电动机作为驱动的电气无级调速。但由于数控铣床的运动调速范围较大，单靠调速电机无法满足这么大的调速范围，另一方面调速电机的功率扭矩特性也难于直接与机床的功率和转矩要求相匹配。为扩大调速范围，适应低速大转矩的要求，也可以用齿轮有级调速和电动机的无级调速相结合的调速方式，以满足机床要求的调速范围和转矩特性。
将一台X5025型立式升降台铣床改造成数控铣床，改造目的主要能完成铣、镗、钻等切削运动，能在没有模板的情况下完成凸轮、样板、模具等形状复杂零件加工。所要达到的技术要求：主轴转速80 r/min-5440 r/min，为提高其自动化程度，或者批量相对集中，需在加工过程中自动变换切削速度。如何将机械传动的进给改造成数控系统控制的自动进给，还应具有更好的精度要求。驱动部件具有高性能，伺服电机要可靠，输出力矩要大，高低速性能要好，系统具备手动回机械零点功能，机床的定位精度和重复定位精度要高，能在不需要模具的情况下能确保零件的加工精度。
（4）机床的改造
包括对机床改造部分的现场施工、安装和连接；机床联调实验；机床及控制系统各部分功能联动实验；工作可靠性运行；机床定位精度、重复定位精度、各种补偿功能的调试；机床的加工切削实验。
（5）改造完成后的验收
一般验收要做以下工作：外观检查、机床及系统的各种功能检测、机床精度检测（定位精度、重复定位精度等）、机床的负荷实验、标准试件的切削、典型零件的加工等。
立式数控铣床进给系统课程设计
立式数控铣床进给系统课程设计
1.引言
立式数控铣床是现代制造业中常见的机床之一，掌握其进给系统的原理与设计方法对提高企业的加工效率和产品质量至关重要。
本文将围绕立式数控铣床进给系统的课程设计展开，主要内容包括进给系统的原理、进给系统的设计、性能测试与优化。
2.进给系统的原理
立式数控铣床的进给系统包括伺服电机、进给控制器、滚珠丝杠等组成。
伺服电机负责提供动力，进给控制器接收指令并控制伺服电机运动，滚珠丝杠则传递运动力到工件上。
进给系统的原理就是通过控制伺服电机的运动实现工件在X、Y和Z三个方向上的进给运动。
3.进给系统的设计
进给系统的设计主要包括选型、传动方式、控制系统的设计等。
首先需要根据加工要求选取合适的伺服电机和滚珠丝杠，以满足所需的进给速度和精度。
然后确定进给系统的传动方式，常见的有螺旋齿轮传动、皮带传动等。
最后设计控制系统，包括编程、运动控制、位置检测等，确保进给系统的稳定性和准确性。
4.性能测试与优化
完成进给系统的设计后，需要进行性能测试与优化。
性能测试包括进给速度、定位精度、负载能力等方面的测试。
通过与设计要求进行比较，发现不足之处并进行相应的优化调整，以达到更好的性能指标。
5.结论
本文围绕立式数控铣床进给系统的课程设计进行了详细介绍。
进给系统的原理、设计和性能测试与优化是设计中重要的环节，只有掌握这些知识，才能设计出稳定性能好的进给系统，提高工件加工效率和产品质量。
X502型立式铣床横向进给系统数控改造(PLC控制)资料
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。
普通立式铣床的经济型数控改造设计毕业设计
摘要本次设计主要是普通立式铣床的经济型数控改造设计，在本设计中，采用AT89C51、2764、6264、8155等芯片扩展成简单的开环单片机控制系统，通过铣削参数的计算确定步进电机。
软件采用模块式，主要包括主程序模块、键盘显示模块、串行通信模块、凸轮程序处理模块、报警中断模块等。
有键盘输入用户加工程序，存入外部程序存储器（2764），根据加工程序内容控制步进电机驱动工作台的径向（X向）和周向（Y向）联动，从而加工出相应的凸轮轮廓。
同时，设计中也考虑到系统的精确性和稳定性，采用双片齿轮错齿法调整滚珠丝杠的轴向间隙，选用光电隔离电路去除强电干扰，选择大功率场效应晶体管斩波驱动电路实现脉冲的放大。
本设计造价低、适应能力强、应用范围广。
采用本机床加工可大幅度降低工人劳动强度，有效提高加工生产率和提高工件精度。
关键词：数控技术，数控改造，单片机，，机床改造，凸轮加工ABSTRACTThe design is General economic vertical milling machine design of NC, in this design, use of AT89C51, 2764,6264,8155, and other chip expansion into simple open-loop control system microcontroller, through the milling parameters Calculation determine stepper motor. Use of modular software, including the main program modules, keyboard modules, serial communication module, Cam process of the module, the police interrupted module. A keyboard input users processing procedures, into the external program memory (2764), in accordance with procedures for processing the content control of the stepper motor-driven table radial (X to) and the Zhou (Y to) linked to processing the corresponding cam Contour. At the same time, also taking into account the design of the system accuracy and stability of a dual-gear tooth wrong ball screw adjustment of the axial gap, the choice of optoelectronic circuits to remove segregation-interference, select high-power field-effect transistor chopper Driver circuit pulse amplification.The design of low cost, strong adaptability and wide application. Using this machine tool workers can be significantly reduced labor intensity, effectively enhance the productivity and improve processing accuracy of the workpiece.Keywords:NC, NC transformation, SCM, machine transformation, processing Cam目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (2)1.2现实意义 (2)1.3设计任务 (2)1.4总体设计方案分析 (2)1.5总体设计方案确定 (2)1.5.1 伺服系统 (2)1.5.2 控制信号 (2)1.5.3 辅助功能 (2)第2章步进电机的确定 (1)2.1 步进电机的选用 (2)2.1.1 铣削用量 (2)2.1.2切削层参数 (2)2.1.3 铣削力和功率 (2)2.1.4计算 (2)第3章消隙方法与预紧 (2)3.1消隙方法 (2)3.1.1 偏心轴套调整法 (2)3.1.2 锥度齿轮调整法 (2)3.1.3 双片齿轮错齿调整法 (2)3.2预紧 (2)第4章步进电机接口电路及驱动 (1)第5章数控系统设计 (1)5.1 确定机床控制系统方案 (2)5.2主要芯片配置 (2)5.2.1 主要芯片选择 (2)5.2.2 主要管脚功能 (2)5.2.3EPROM的选用 (2)5.2.4 RAM的选用 (2)5.2.5 8031存储器及I/O的扩展 (2)5.2.6 8155工作方式查询 (2)5.2.7 状态查询 (2)5.2.8 8155定时功能 (2)5.2.9 芯片地址分配 (2)5.3键盘设计 (2)5.3.1 键盘定义及功能 (2)5.3.2 键盘程序设计 (2)5.4显示器设计 (2)5.4.1 LED的显示原理 (2)5.4.2 LED显示器与8155的连接 (2)5.4.3 显示缓冲区 (2)5.5光电隔离电路 (2)5.6越界报警电路 (2)5.6.1 主要电子器件 (2)5.7总体程序控制 (2)5.7.1 数据处理程序 (2)5.7.2 串行通信的软件设计 (2)5.7.3 加工程序的设计 (2)5.7.4 流程图 (2)5.7.5 总程序 (2)结论 (1)参考文献 (1)致谢 (1)第1章绪论1.1 课题背景在美国、日本和德国等发达国家，它们的机床改造作为新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄金时代。
X502型立式铣床数控改装(纵向)
第一章和最后的设计总结自己写吧，还有我总结的这些内容可能不完全正确，大家仔细看下，顺便加上自己的部分文字。
第二章机床进给伺服系统机械部分(纵向)的设计计算第一节工作载荷分析及计算根据指导书的分析，对于数控铣床来说，可采取按切削用量计算切削力法和按主电机功率法计算切削力计算切削力法两种。
一般来说，对于经济型数控铣床，可采用按主电机功率计算切削力法。
一、铣削抗力分析通常都假定铣削时铣刀受到的铣削抗力是作用在刀齿的某一点上。
设刀齿受到的切削抗力的合力为F,将F沿铣刀轴线、径向和切向进行分解，则分别为轴向铣削力Fx，径向铣削力Fy和切向铣削力Fz。
切向铣削力Fz是沿铣刀主运动方向的分力，它消耗铣床主电机功率(即铣削功率)最多，因此，切向铣削力Fz可按铣削功率P(kw) 或主电机功率Pe( kw)算出。
对于现有的机床的改装设计，可以从已知机床的电机的功率和主轴上的功率反推出工作台进给时的铣削力。
若该机床的主传动和进给传动均用一个电机，进给传动的功率较小，可在主传动功率上乘以一个系数。
由机床设计手册查得铣床传动系数k=0.85。
主传动功率N包括切削功率Nc、空载功率Nmo、附加功率Nmc 三部分，即：N=Nc + Nmo + Nmc。
空载功率Nmo是当机床无切削负载时主传动系统空载所消耗的功率，对于一般轻载高速的中、小型机床，可达总功率的50%,现取Nmo = 0.5N，附加功率Nmc是指有了切削载荷后所增加的传动件的摩擦功率，它直接与载荷大小有关。
可以用下式计算，Nmc = (1 -n )NC，所以总功率为：N=Nc + 0.5N + (1 - n )Nc ( KW)则：Nc二(KW)2 — n在进给传动中切削功率Nct = kNc 二(KW)2 — n上式中k----铣床的传动系数，查《机床设计手册》得 k=0.85 n 为传动效率，可由下式计算主轴上的传动功率 n=主电机的功率由题设给定的已知条件可知，主轴上的传动功率 N=1.45 KW ,主电机的功率 N 电机= 2.2 KW 。
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韶关学院本科生毕业设计说明书题目：X525立式铣床的数控改造──进给系统设计姓名：孔智文学号：0711********专业班级： 2007级机械设计制造及其自动化（1）班指导教师：李小平X525立式铣床的数控改造摘要我所设计的毕业课题为“X525立式铣床的数控改造──进给系统设计”。
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，查阅了很多有关文献资料，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有关铣床的资料后，拟定了此机床的总体方案。
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。
该X525立式铣床的数控改造后具有以下特点：1、采用高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，机械传动结构大为简化，传动链缩短。
2、采用刚度和抗振性较好的机床新结构，如钢板焊接结构的支承件等。
3、采用在效率、刚度、精度等各方面较优良的传动元件，如滚珠丝杠螺母副、塑料滑动导轨等。
4、采取减小机床热变形的措施，保证机床的精度稳定，获得可靠的加工质量。
5、能完成曲面等复杂面的加工。
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。
目录摘要 (1)前言 (4)第一章概述 (6)1.1 数控机床的发展史 (6)1.1.1 国外数控机床的发展 (3)1.1.2 国内数控机床的发展 (4)1.1.3 未来数控机床的发展趋势 (4)1.2 数控铣床的功能和特点及组成原理 (6)1.2.1 数控铣床的主要功能 (6)1.2.2 数控铣床的主要特点 (8)1.2.3 数控铣床的组成…………………………………………………………… ..91.2.4 数控铣床的工作原理 (11)1.3 本设计的内容及特点 (12)1.4 本设计的控制方式 (12)1.5 本设计的总体方案 (13)第二章结构设计 (14)2.1 传动系统设计 (14)2.2 滚珠丝杠螺母副设计与原理 (15)2.3 直流电机的结构 (16)第三章设计计算 (17)3.1 力能参数的计算 (17)3.1.1 滚珠丝杠螺母副的选用设计 (17)3.1.2 轴成的选择 (21)3.2 伺服电机的选择及计算 (23)3.2.1 选择伺服电机 (23)3.2.2 最大切削负载转矩计算 (23)3.2.3负载惯量计算 (24)3.2.4 空载加速转矩计算 (25)3.2.5 伺服系统增益 (25)3.2.6 精度验算 (28)3.3.1 键的选择 (29)3.3.2 键的强度校核 (29)第四章辅助元件的选择 (31)4.1 导轨的选择 (31)4.1.1 滑动导轨的特点 (31)4.2 脉冲编码器的选用 (32)4.2.1 脉冲编码器的工作原理 (32)4.3 数控系统的冷却系统 (33)4.4 数控系统的润滑系统 (35)4.5 数控铣床排屑装置 (35)4.6 数控系统的选择 (36)第五章价值分析 (38)5.1 价值的概念 (38)5.2 LOM价值分析 (38)第六章结束语 (39)6.1 设计中的结论性的问题 (39)6.2 设计体会 (39)参考文献 (43)前言对于培养工程技术人才的工科性大学来说，我们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，要求我们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“X525立式铣床的数控改造──进给系统设计”。
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。
本次设计在李小平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X525立式铣床的数控改造──进给系统设计这项设计，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。
2 伺服系统的选择（1）伺服电机的选择，（2）计算转动惯量（3）计算转矩3 滚珠丝杠的选择（1）丝杠型号的选择（2）丝杠强度的校核（3）系统的刚度计算4 传动系统的设计进给系统应能在X，Y两个坐标方向实现行程为500mm的自动进给，定位精度±0.02mm, 重复定位精±0.01mm。
主传动系统能在Z坐标方向实现行程400mm自动进给，定位精度±0.02mm, 重复定位精±0.01mm。
5主轴传动系统的设计通过设计的主轴传动系统，可以使主轴箱能在Z轴方向上下移动，从而扩大了机床的加工范围。
在我这次的设计过程中得到了李小平老师的精心指导，在此表示衷心的感谢，同时也对其他组的老师和同学对我们提供帮助表示诚挈的感谢。
由于我个人水平有限，再加时间紧迫，在我的设计中还存在许多错误和不妥之处，敬请各位老师，同学批评指正。
第一章概述1.1数控机床的发展史1.1.1国外数控机床的发展机床的信息化随着网络技术日益普遍运用，互联网进入车间只是时间问题，这将是数字化制造的主要标志。
从另一角度来看，企业资源计划如果仅仅局限于业务管理部门(人、财、物、产、供、销)或设计开发等企业上层的信息化是远远不够的，车间最底层的加工设备——数控机床不能够连成网络或信息化，就必然成为制造业信息化的制约瓶颈。
所以，对于现代制造工厂来说，除了要提高机床的数控化率外，更要使所拥有的数控机床具有双向、高速的联网通讯功能，以保证信息流在车间的底层之间及底层与上层之间通信畅通无阻。
例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心不仅实现了加工过程和刀具交换的自动化，还配备一个称为信息塔(e-Tower)外部设备，包括计算机、手机、机外和机内摄像头等，能够实现语音、图形、视像和文本的通信功能。
该机床与生产计划调度联网，实时反映机床工作状态和加工进度。
操作者需指纹确认权限，在屏幕上观察加工过程、故障报警显示、在线帮助排除。
它是独立的、自主管理的制造单元。
企业的生产计划调度系统安排一周的加工任务，发送到信息塔。
信息塔向操作者发出指令，并在屏幕上显示机床的实时工作状态。
操作者按照屏幕指示进行操作。
遇到问题时，可随时查阅计算机中的操作手册。
正常情况下，机床自动工作，操作者与机床在时间和空间上都是分离的。
管理者和操作者皆配备有手机，通过手机可以查询生产工况，预计加工完成时间以及延期报告和故障报警。
机床发生故障时，屏幕会显示排除故障的方法，Mazak公司维修中心能同时看到问题所在，远距离及时提供帮助，尽可能减少机床的停机时间。
新一代数控系统德国Andron公司的最新产品是新一代基于微机的、在Windows平台上的开放式数控系统。
它采用由两个Intel处理器，通过PCI-PCI桥进行相互通信。
一个处理器承担数控运算(NC计算机)，另一个作为人机界面计算机。
NC计算机中插有NC CPU卡、NC 机床卡。
NC机床卡与数控驱动装置连接，并通过2块带PCI桥的总线卡与人机界面计算机通信。
人机界面计算机的内部总线卡与数控系统操作面板和外部接口连接。
人机界面计算机的CPU卡控制触摸式LCD显示屏以及计算机外设和网络通信。
传统的数控系统是将编程系统的数字信号转换成为电压模拟信号，再以电压的大小控制驱动电动机的转速，事实上仍是模拟量控制。
新一代数控系统的最大特点还在于采用串行实时通信接口SERCOS和皮米级插补技术。
它可将位置控制、速度控制、精密插补以及伺服电动机的控制集成在一个集成电路中。
数字伺服驱动技术借助SERCOS接口将数控系统与伺服控制器用光纤连接起来，大幅度提高系统的传输率和响应速度，可达到纳秒级。
数控系统性能以及数控机床的加工精度和效率的提高与插补精度是分不开的。
Andron公司采用SERCOS接口技术后，开发了皮米级插补技术，将插补精度从1×10-7m提高到0.6×10-12 m。
插补精度越高，机床加工零件的尺寸精度也越高，表面粗糙度越小，机床运动越平稳，刀具磨损也越小，可进一步降低加工成本。
1.1.2．国内数控机床的发展我国从1958开始研究数控技术，到20世纪60年代中期处于研制、开发阶段。
1965年进入晶体管数控装置的研制。
60年代末至70年代初研制成功了数控铣床。
从20世纪70年代开始，数控技术在车、铣、磨、齿轮加工、电加工等领域全面展开。
但由于电子元件的质量和制造工艺水平低，致使数空系统的可靠性、稳定性没有得到解决，因此未能广泛推广。
20世纪80年代，中国先后从日本、美国等国家引进了部分数控装置和伺服单元技术，并于1981年开始批量生产数控系统，包括数控装置和伺服单元。
在此期间，中国在引进、消化吸收的基础上，跟踪国外先进技术的发展，开发出了一些高档的数控系统，如多轴联动数控系统、数字仿形系统、为柔性单元配套的数控系统等。
为了适应机械工业不同层次的需要，还开发出多种经济型数控系统，并得到了广泛应用。
现在，中国已经建立了以中、低档数控机床为主的产业体系。
1.1.3．未来数控机床的发展趋势随着科学技术的发展，制造技术的进步，以及社会对产品质量和品种多样化的要求越来越强烈。
中、小批量生产的比例明显增加，要求现代数控机床成为一种精密、高效、复合、集成功能和低成本的自动化加工设备。