数控机床的改造论文

摘要 了解数控机床的概念，所谓数控是按照含有机床 (刀具 )运动信息程序所指定的顺序自动执行操作的过程。而计算机数控机床就是数控机床在计算机监控下进行工作。它的优点很多 ,如 可以在同一机床上一次装夹可完成多个操作，生产率显著提高等优点， is in in as by is it is is a lf on in is 目录 车床主轴由传统的两轴改为带 C/S 功能的四轴联动电控系统 数控车床主轴的电气设计 床的总体介绍 车床主轴需要重新设计的部分 数控系统控制电路的的总体分析 数控系统电路的部分设计 三菱 控系统的总体连线图 三菱 控系统的输出与输入接口连接 机床控制电路的设计 机床部分电路的设计 第一章：绪 论 1、毕业设计的目的 毕业设计是培养我们理论联系实际，解决生产实际问题能力的重要步骤，它系统的检验了我们是否是合格的毕 业生。它通过对机床数控系统电气设计总体方案的拟定，计算控制系统硬件电路的设计，使我们综合运用所学的电子和微机的知识 ,进行一次机电结合的全面训练，从而培养了我们的自学能力，初步设计计算的能力以及分析和处理生产中所遇到的机电方面技术问题的能力。 2 毕业设计的内容 1、车床主轴由传统的两轴改为带 C/S 功能的四轴联动电控系统 2、机床总体设计（以 床为例） 3、数控系统控制电路的设计 4、机床控制电路的设计 第二章 ： 车床由传统的两轴改为带 C/S 功能的四周联动电控系统 数控机床的运行在数控系统的严密监控下，处在不断的计算、输入、输出、反馈等控制过程中，从而保证数控机床能严格按照输入程序的要求来执行动作 。 主轴运动 ： 和普通机床一样，主轴运动主要完成切削任务，其动力约占整台机床动力的70%80%。基本控制功能是主轴的正、反转和停止，课自动换挡及无级变速；对于有些数控车床，还要求主轴进行高精度准停和分度功能。 进给运动 进给运动是 数控车床区别于普通车床最主要的地方，即用电气驱动替代了机械驱动，数控车床的进给运动是伺服系统完成的进给伺服系统由进给伺服驱 动装置、伺服电动机、进给传动连及位置反馈装置等组成，如图 1 所示 图 1 数控车床进给伺服系统 一般来说，数控车床功能的强弱主要是取决于计算机数控系统（ 置，而数控机床性能的优劣，如运动精度等，主要 是取决于进给伺服伺服驱动系统。而我们本次所用于设计的 控机床本身就具有良好的进给伺服驱动系统以及伺服驱动装置 。而用于设计的 控系统本身就具有四轴联动控制能力 ，我们只需要对车床的伺服系统与数控装置的连接以及优化设计就能得到相应的四轴联动控制能力。 本次用于设计的车床型号为 控车床 ， 控卧式车床的电气控制 系统是由 控装置、交流伺服驱动系统、主轴系统、强电控制部分等构成。本次 控系统采用内含 64 位 高性能数控系统，型号为三菱 控系统。 装上该系 统后， 使机床的性能价格比十分的优越。机床的主视图如图 2 图 2 如何实现 控车床的又传统的两轴改为带 C/S 功能的四轴联动系统 ， 第 三章： 机床的总体设计（以 床为例） 1、概述 数控机床本体结构是数控机床的主体部分，虽然也有普通机床所具 的床身、立柱、导轨、工作台 、刀架等部件，但是为了与数控加工的高加工精度、高速切削性能相匹配，数控机床在机械结构性能方面形成了独特的风格： （ 1） 为了简化机械传动结构，缩短传动链，数控机床多数采用了高性能的无级变速主轴及伺服传动系统。 （ 2） 为了适应连续的自动化加工和提高生产效率，数控机械结构具有较高的静、动刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小。 （ 3） 为了减少摩擦、消除传动间隙和获得高加工精度，数 控机床更多地采用了高效传动部件，如：滚珠丝杆螺母副、静压蜗杆副、塑料导轨、滚动导轨，静压导轨等。 （ 4） 为了改善劳动条件、改善操作性能、提高劳动生产率，数控机床采用了多刀架结构以及刀具与工件的自动夹紧装置、自动换刀装置、自动排屑装置及自动润滑冷却装置等。 （ 5） 为了保证机床精度的稳定性、获得可靠的加工质量，数控机床多采取减小热变性的措施。 2、数控车床的优点 工对象改型的适应性强： 由于在数控车床上加工零件时，只需要重新编制程序就能实现对零件的加工，它不同于传统的车床，不需要制造、更换许多工具、夹具和检具 ，更不需要重新调整车床。因此 数控车床可以快速地从加工一种零件转变为加工另一种零件，这样就为单件、小批以及试制新产品提供了极大的便利，它不仅 缩短了生产准备周期，而且节省了大量工艺装备费用。 工精度高： 数控车床是以数字的形式给出的指令进行加工的，由于 目前数控装置的 脉冲当量一般达到了 且进给传动链的反向间隙与螺距误差等均可由数控装置进行补偿，因此，数控车床能够达到比较高的加工精度和质量稳定性。 产效率高 零件加工所需要的时间包括机动时间与辅助时间两部分。数控车床能够有效地减少这两部分时间，因而加工生产效率比一般车床都高得多。数控车床主轴转速和进给量得范围比普通车床的范围大，每一道工序否能选用最有利的切削用量，良好的结构刚性准许数控车床惊醒大切削用量的强力切削，有效的节省了机动时间。数控车床西东部件的快速移动和定位采用了加速与减速措施，因而选用了很高的空行程运动速度，小号在快速、快进和定位的时间要比一般机床少得多。 动化程度高 数控车床对零件的加工是按照事先编好的程序自动完成的，操作者除了 操作面板、装卸零件、关键工序的中间测量以及观察机床的运行之外，其他的机床动作直至加工完毕，都是自动来连续完成，不需要进行繁重的、重复的手工性操作，劳动强度与紧张程度均大为减小，劳动强度也得到相应的改善。 好的经济效益 使用数控车床加工零件时，分摊在每个零件上的设备费用是非常昂贵的。但在单件、小批量生产的情况下，可以节省工艺装备费用、辅助生产工时、生产管理费用及降低废品率等，因此能够获得良好的经济效益。 利于生产管理的现代化 用数控车床加工零件，能够准确的计算加工工时，并且有效的简 化了检验和夹具、半成品的管理工作。这点有利于使生产管理更加的现代化。 3、数控车床的设计步骤 数控车床的设计内容及步骤大致可以概括为如图 示 图 要技术指标设计 注意啊技术 设计指标是后续设计的前提和依据 。设计任务的来源不同，如工厂的规划产品，或用用户订货等，虽然具体的要求不同，但所要进行的内容大致相同。主要有以下技术指标。 （ 1） 用途：之数控车床的工业范围，包括加工对象的材料、质量、形状及尺寸等。 （ 2） 生产率：包括加工对象的种类、批量及所要求的生产率。 （ 3） 性能指标：包括加工对象所要求的精度（用户订货设计）或数控车床的精度、刚度、热变形、噪声等性能指标 （ 4） 主要参数：即确定数控车床的加工空间和主要参数 （ 5） 驱动方式：数控车床驱动方式分为步进电动机驱动与伺服电动机驱动。驱动方式的确定不仅与机床的成本 有关，还将直接影响传动方式的确定。 （ 6） 生产成本及生产周期：无论是订货还是工厂规划的产品，都应确定成本及身产周期 方面的指标。 体方案设计 总体方案的设计主要包括以下几个方面设计 （ 1） 运动功能设计：包括确定数控车床所需要运动的个数、形式（直线运动、回转运动）、功能（主运动、进给运动、其他运动）及排列顺序，最后画出数控车床的运动功能图。 （ 2） 基本参数设计：包括尺寸参数、运动参数 和动力参数的设计。 （ 3） 传动系统设计：包括传动方式、传动原理图及传动系统图设计。 （ 4） 总体结构布局设计：包运动功能 分配、总体布局结构形式及总体结构方 案图设计。 （ 5） 控制系统设计：包括控制方式及控制原理、控制系统图设计。 体方案综合评价与选择：在总体方案设计阶段，对其各种方案进行综合评价，从中选择较好的方案。 体方案的设计修改或优化：对所选择的方案进行进一步的修改或优化，最终确定方案。 机综合评价：对所设计的数控那个车床进行整机性能分析和综合评价。 4、此 次数控车床的总体设计 控车床所要达到的基本设计要求以及外形尺寸 术参数 床身上的最大回转直径 520托板上的最大回转直径 250最 大加工长度 8501500 可选） 主轴头形式 主轴通孔直径 75X Z 轴重复定位精度 X 轴最大行程 320Z 轴最大行程 920X 轴快进速度 10m Z 轴快进速度 10m 主轴转速 150尾座套筒直接 75尾座套筒行径 110尾座套筒锥度莫氏 5 号 刀架形式 4 工位电动刀架 主电机功率 机床外形尺寸（厂宽高）（ 2940 1300 1680） 机床重量 2800次我们的机床总体设计主要是在 控车床的基础上开展设计的，所以只需要对机床的某些 第三章 ：数控系统控制电路的设