X5032普通铣床的数控改造设计

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数控改造铣床外观图.dwg

数控铣床主轴零件图.dwg

数控铣床立式进给图.dwg

数控铣床纵向进给图.dwg

电路图.dwg

设计说明书.doc

X5032普通铣床的数控改造

                                    摘  要

本文主要对X5230普通铣床进行改造，首先分析铣床的加工特点和加工要求确定其主参数，运动和动力参数；根据主参数和改造要求进行主运动系统、进给系统和控制系统硬件电路设计。主要进行主运动系统和进给系统的机械结构改造及滚珠丝杠和伺服电机的选型和校核；对于控制系统由于这里的改造要求是经济型数控铣床，所以采用伺服电机控制，计算机系统采用高性价比的MCS-51系列单片扩展系统，主要进行中央处理单元的选择、存储器扩展和接口电路设计。

关键词： 数控技术；普通铣床；硬件电路

目   录

摘  要 IV

Abstract   V

绪 论 1

第一章 数控化改造的意义 2

第一节 国内外数控化改造的现状 2

第二节 项目的来源及研究意义 3

第三节 改造方案的可行性分析 3

第四节 本文研究的主要内容 4

第二章 X5032立式铣床总体设计 6

第一节 X5032立式铣床数控化改造的调查研究与方案设计 6

一、国内立式铣床数控改造的成功案例调查 6

三、 主传动轴系统改造方案 8

第二节 X5032立式铣床数控改造的总体方案 9

第三节本章小结 10

第三章 X5032立式铣床主传动系统的改造 11

第一节 交流主轴驱动装置的特性 11

一、  交流变频主轴驱动装置的特性 11

二、 交流伺服主轴装置的特性 12

第二节 主轴驱动装置的接口 12

第三节 主轴驱动装置的选型 15

一、主轴系统的特点和适用范围 16

二 、功率选择 17

第四节 数控机床的主轴系统 18

一、 数控机床主传动系统的要求 18

二、  主轴的传动方式 19

三、  主轴换挡 19

四、  主轴定向功能 20

五、  主轴进给功能 23

第五节 本章小结 24

第四章 X5032立式铣床伺服进给系统的改造 25

第一节 伺服进给系统基础 25

第二节 滚珠丝杠螺母副 26

第三节   X5032立式铣床进给系统的改造思路 27

第四节 进给部件的配置计算与选配 28

一、  X、Y轴滚珠丝杠和伺服电机的选择与计算 28

二、  Y、Z轴丝杠和伺服电机选择与计算 37

第五节 本章小节 37

第五章 X5032立式铣床数控系统设计 39

第一节华中世纪星21M数控系统简介 39

第二节  数控电气系统的组成及连接 39

第三节 主控电路的设计 41

第四节  数控系统中的PLC程序设计 43

一、  数控系统中PLC的作用 43

二、  X5032铣床数控系统PLC控制框架设计 44

第五节 系统调试与误差补偿 45

一、  HNC-21M系统调试步骤 45

二、  改造后数控系统的初上电 46

三、  PLC编制程序的调试 46

四、 华中HNC-21M参数设定 46

第六节 本章小结 50

第六章 结论和展望 51

第一节 结论 51

一、  操控性与机床精度方面 51

二、  加工范围与经济性方面 51

第二节 工作展望 52

结束语 53

参考文献 55

外文资料 56

中文译文 59

致  谢 62

                 NC transformation of X5032 ordinary milling machine  

                                Abstract  

This article mainly carries on the transformation to the X5230 general milling machine, first analyzes the vertical milling machine the processing characteristic and the processing request determines its host parameter, including movement and dynamic parameter; Carry on the host kinematic scheme according to the host parameter and the design request, enters for the system and the control system hardware circuit design. Mainly carries on the host kinematic scheme and enters for the system mechanism design and the ball bearing guide screw and electric stepping motor shaping and the examination; Regarding control system because here mainly aims at the economy numerical control milling machine the transformation of requirements, here uses electric stepping motor open-loop control, the computer system uses the high performance price compared to the MCS-51 series monolithic expansion system, mainly carries on the central processing element the choice, the memory expansion and the connection circuit design .

Key words: Numerical control technology；General milling machine；Hardware circuit

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