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机电一体化毕业设计(论文)-C618型卧式车床横向进给数控化改造.doc

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机电一体化毕业设计(论文)-C618型卧式车床横向进给数控化改造.doc

xxxxxxx毕业设计(论文)设计(论文)题目C618型卧式车床横向进给数控化改造2010年4月7日1摘要20世纪中叶数控技术和数控机床的诞生标志着生产和控制领域的一个崭新时代的到来。科学技术和社会生产力的迅速发展,对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程的自动化成为实现上述要求的最重要的措施之一。它不仅能够提高产品的质量、提高生产率、降低生产成本,还能够极大地改善生产者的劳动条件。数控机床的工作过程是将加工零件的几何信息和工艺信息进行数字化处理,即对所有的操作步骤和刀具与工件之间的相对位移,以及进给速度等都用数字化的代码表示。而经济型的数控改造则对数控机床有了更新的要求。即在不改变原来功能的前提条件下,还要特别讲究经济性、可靠性、性能优越等。所以,在改造的同时,尽量不要改变原来的结构。本设计是对C618普通卧式车床进行数控化改造。为了实现把C618普通卧式车床改造成经济型数控车床,我针对此车床的主传动系统,X向进给系统进行数控改造,并增加了CNC装置和伺服系统。对进给系统,我把原先的滑动丝杠换成滚珠丝杠,以提高精度和效率,并由原先的手动控制,改造成由电动机控制。通过变频器实现主轴传动和进给机构的无级变速。通过单片机的设计,构成控制系统。关键词数控改造,滚珠丝杠.2ABSTRACTNaissancethat20centurymiddleperiodfewtechniqueiswiththefewmachinethebedscribetoproducewithcontrolcomingofabrandnewagesofrealm.Thesciencetechniquebringuppedwithrateofproductiontothequantityofthemachineproductwiththequickdevelopmentofthesocialproductivitymoreandmorehighrequest.Theautomationthatmachineprocessthecraftprocessoneofthemostimportantmeasureofbecomingtorealizestheaboverequests.Itcannotonlyincreasetheproductquantity,increasetherateofproduction,lowertheproductioncost,andcanbestillbiggestameliorativeproductionoflaborterm.Workprocessthatfewmachinethebedwillprocessthesparepartsseveralwhytheinformationproceedswiththecraftinformationsthearithmeticfigurehandle,thenoperationalllythestephavewithknifewithoftheworkpiecethecodeforofoppositemoving,andenteringgivingthespeedwaitingallusingthearithmeticfiguremean.Butfewoftheeconomictypesthenreformthelogarithmsachinebedcontainnewrequest.Namelystillwantthesuperioretc.ofparticularaboutandeconomic,dependable,functionundernotchangesoriginallythefunctionspriorcondition.Therefore,atreformatthesametime,andasfaraspossibledontchangeoriginalconstruction.ThisdesignisC618ordinaryverticalhorizontalmachineNCtransformation.InordertoachievetheC618verticalhorizontalmachineintothegeneraleconomyCNCmillingmachine,Iamagainstthishorizontalthemaindrivesystem,XtothefeedsystemNCtransformation,andtoincreasetheCNCservodevicesandsystems.Thefeedsystem,Ireplacedtheoriginalslidingscrewballscrews,toimproveaccuracyandefficiency,andtheoriginalmanualcontrol,intothemotorcontrol.ConvertertoachievethroughthemaintransmissionandfeedtheCVT.SCMthroughthedesignofacontrolsystem.KeywordsNCtransformation,ballscrew.3目录摘要..................................................................................................................1ABSTRACT.....................................................................................................2第一章普通机床数控化改造的概况............................................................11.1数控机床的产生..........................................11.2普通机床数控化改造的必要性...............................11.3数控在改造中的机械部件改造...............................21.4数控在改造中的电气部分改造...............................2第二章绪论..................................................................................................42.1机电一体化系统的基本组成要素.............................42.2设计方案................................................5第三章进给伺服机械部分设计与计算........................................................73.1设计方案的确定..........................................73.2横向进给系统的设计与计算.................................73.3齿轮传动比的计算.......................................103.4步进电机的选择.........................................13第四章机械部分结构设计改造..................................................................224.1主轴脉冲发生器的加装....................................224.2主轴脉冲发生器的安装....................................224.3主轴脉冲发生器的传动联接方式............................2344.4主轴脉冲发生器安装注意事项..............................234.5进给伺服系统的装配图....................................23第五章经济型数控车床数控系统单片机控制原理..................................255.1系统的功能.............................................255.2单片机的构造...........................................265.3步进电机的软件控制及转程序设计..........................27第六章机床的加工程序编制......................................................................31致谢................................................................................................................33参考文献........................................................................................................341第一章普通机床数控化改造的概况1.1数控机床的产生为满足多品种、小批量的自动化生产,迫切需要一种灵活的、通用的、能够适应产品频繁变化的柔性自动化机床。数控机床就是这样的背景下产生的。它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化加工手段。但是数控机床的应用也受到其他条件的限制。首先,数控机床价格昂贵,一次性投资巨大,中小企常是心有余而力不足目前,各企业都有大量的普通机床,完全用数控机床替换根本不可能,而且被替代下的机床闲着起来又会造成浪费在国内,订购新数控机床的交货周期一般较长,往往不能满足生产急需通用数控机床对具体生产存在冗余功能。要较好的解决上述我问题,要走普通机床数控改造之路。低成本普通车床数控化改造是一项适合我国实际情况的先进适用技术,也是一项提升我国机床数控化率的有效途径。1.2普通机床数控化改造的必要性数控机床比较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。由于计算机有高超的运算能力,可以瞬时准确的计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量,因此可以复合成复杂的曲线或曲面。(2)可以实现加工的自动化,而且是柔性自动化,从而效率可以比传统机床提高37倍。(3)加工零件的精度高,尺寸分散度小,使装配容易,不再需要修配。(4)可以实现多工序的集中,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)数控机床能够降低操作人员的劳动强度,节省劳动力,减少工装,缩短新产品调试周期和生产周期,可对市场需求做出快速反应等。数控机床改造一般是对普通机床某些部位做一定的改造,配上数控装置,从而使机床具有数控加工能力。对现有的普通车床进行改造,主要应该解决的问题是如何将机械传动的进给和手工2控制的刀架转位进给改造成由数控系统控制的刀架自动转位以及自动进给的自动加工车床即经济性数控车床。经济性数控车床,主要依靠两方面来保证和提高被加工零件的精度一是系统的控制精度二是机床本身的机械传动精度。数控车床的进给传动系统,由于必须对进给位移的位置和速度同时实现自动控制,所以,数控车床与普通车床相比,应具有更好的精度以确保机械传动系统的传动精度和工作平稳性。1.3数控在改造中的机械部件改造机床数控改造时应尽量达到上述要求,应对主要部件进行相应的改造,使其达到要求,这样才能达到预期的改造目的。不能认为将数控装置与普通机床联系在一起就达到了数控机床的要求。对机械部分的改造主要包括下列部分(1)对车床的传动系统进行改造去掉冗余的齿轮。改动后的齿轮具有消除反向死区误差的功能。(2)将主轴进行改造,使之能与标准部件KEF250型动力卡盘相配套同时具有符合数控车床的加工精度。(3)将带动溜板箱的纵轴丝杠传动更换成滚珠丝杠,用步进电动机驱动(4)将移动刀架的横向丝杠传动更换成滚珠丝杠,用步进电动机驱动(5)更换原刀架为电动刀架,并选用标准部件相配,使之适应数控机床的需要。改造后的车床,应具有高的静、动态刚度运动副之间的摩擦因数小传动无间隙功率大便于操作和维修。1.4数控在改造中的电气部分改造保留原有电气控制主电路,所有输入、输出设备不变。对电气系统作局部改造,则应对保留电气部分进行保养和最佳化调整。新的电气系统改造完成后,进行调试以及确定合理的验收标准。改造原则(1)最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求(2)在满足要求的前提自爱,力求系统简单经济、操作方便(3)保证控制系统工作安全可靠

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