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X52K数控铣床改造设计说明书.doc

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X52K数控铣床改造设计说明书.doc

成都理工大学毕业设计(论文)1X52K数控化改造内容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,以MCS51型单片机为控制处理芯片,实现X、Y两坐标联动改造,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。最后再对系统的误差及精度进行分析,并提出改进的方法、建议。关键词X52k数控化改造单片机成都理工大学毕业设计(论文)2ABSTRACTInthispaper,inbaseofourcountrysecomomicconditionandtheexpensiveCNC,inordertoextendmachiningscope,highaccuracy,smallbatch,andhasagoodconditioninexcitelycomplicativemarket.So,thenumerizationrebuildingofX52Kissonecessaryandfeasible.ThispaperprovidesawayofhowtoimplementthesynchroniedmotionofthetwoaxesintheXandYplanewithCNCsystemandanopenloopcontrolwhichusesteppingmotorsasactuatorsonaX52Kmill,andthemicrocomputerisMCS51.ThenumerizationrebuildingofX52Kmillingmachinenotonlyisusedformachiningkeyway,planeandholeetc,butalso,itcanmanufactingcomplicatedshapandtheaccuracyishigh.ThetechnologyofCNChasbecamethekeyandbasictechnologyinthemanufacturingindustry.KeywordsX52Kmillnumerizationrebuildingsinglechipcomputer成都理工大学毕业设计(论文)3目录前言.............................................................5正文.............................................................101.整体改造方案.................................................101.1总体设计方案..............................................101.1.1机床改造的方案比较....................................101.1.2实现的目标............................................121.2主传动的系统改造..........................................131.2.1机械部分的数控化改造..................................131.2.2电气部分的数控化改造..................................131.3进给系统的改造..........................................131.3.1进给机构的改造........................................131.3.2X52K的改造要求........................................131.4微机系统的硬件与软件设计..................................141.4.1系统软件的设计.......................................141.4.2硬件系统设计.........................................141.5改造后的布局..............................................152.横纵向系统的设计,计算过程...................................152.1纵向方向(X轴)的设计....................................152.1.1铣削力CF的计算.......................................162.1.2滚珠丝杠所受的平均轴向载荷mF的计算.................182.1.3丝杠副工作负荷计算及丝杠型号的选择....................192.1.4传动效率的计算......................................202.1.5刚度验算..............................................202.1.6稳定性的验算..........................................21成都理工大学毕业设计(论文)42.1.7齿轮传动设计的有关计算...............................222.1.8齿轮材料的选用及许用应力.............................232.1.9直齿圆柱齿轮副的计算.................................232.1.10步进电机型号的计算选择..............................252.2横向Y轴的设计.........................................313数控部分设计.................................................323.1系统硬件设计.............................................333.1.1主控制器(CPU).......................................333.1.2存储器扩展电路.......................................343.1.3扩展I/O接口.........................................353.1.4步进电机驱动电路.....................................353.1.5行程控制.............................................363.1.6键盘与显示...........................................363.1.7复位电路.............................................373.1.8紧急停车.............................................373.2编程时应注意的问题.......................................373.3步进电机系统软件控制.....................................374误差来源及精度分析...........................................384.1误差的来源...............................................384.1.1机械结构原因.........................................384.1.2数控部分原因.........................................384.2误差补偿措施...........................................384.2.1齿轮副误差补偿分析...................................384.2.2数控系统误差补偿分析...............................394.2.3滚珠丝杠副误差补偿分析.............................39结论............................................................41致谢............................................................42参考文献........................................................43

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