卧式车床数控化改造设计横向进给系统设计开题报告

毕业设计(论文)开放报告学生姓名：学号：全职：机械工程和自动化设计(论文)标题：卧式车床数控改造设计-水平进给系统设计盖登斯：建立问题报告的需求1.毕业设计(论文)答辩委员会关于学生回答资格审查的基础资料之一，包括“文献审查”在内的提问报告。该报告应在讲师指导下，让学生在毕业设计(论文)工作前，由讲师对意见和该学科进行专门的探讨后撰写。2.开题报告内容必须用黑墨水笔整齐地写，或在教务处统一设计的电子文件标准格式(可从教务处网页下载)打印，禁止在其他纸张上打印后剪贴，完成后必须提交给指导教师签署意见；3.“文献复习”要以论文形式写，在本开题报告第一段直接写(或打印)的话，学生写文献考察的参考文献要比15个科学论文的信息量多，一般一个参考书籍最多相当于3个科学论文的信息量(词典、手册除外)。4.年月日等日期记载必须按照国家标准时间GB/t7408-94 数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定总是用阿拉伯数字填写。如2009年3月15日或2009-03-15。开设正式的计策(论文)报告问题1.结合毕业项目(论文)课题情况，根据阅览的文献资料各自写2000字左右的文献回顾：语句提供摘要摘要论文介绍了机床数控改造的必要性、机械改造方案和数控改造的优点。生产过程中处理精度大大提高，准确可靠定位，操作方便，性价比高。机床的数控改造成为一种趋势。关键词机床数控转换水平进给随着我国市场经济的发展，国内、国际市场竞争越来越激烈，产品更新更快、中小型生产越来越多。普通机床不适合多种、小批量生产要求，数控机床结合数控技术、微电子技术、自动检测技术等先进技术，最适合加工小批量、高精度、复杂形状、生产周期要求短的零件。变更加工物件时，无需调整加工刀具，只需更换零件加工程序即可，从而很好地满足产品变更频繁的加工需求1。对于机械制造企业，单纯购买新的数控机床所需的投资很大。为了节约资金和降低成本，利用原部分普通机床进行数控改造，提高机械设备数控率的有效方法2。1数控转换的必要性1.1微视图转换的必要性从微观上看，数控机床比传统机床具有以下卓越的优点，这些优越性都来自数控系统中包含的计算机的威力。允许加工无法用现有机床加工的复杂零件，如曲线和曲面。计算机计算能力强，可以瞬间准确计算每个坐标轴需要瞬间移动的动量，使其成为复杂的曲线或表面。自动化加工，灵活自动化，比传统机床效率提高3 7倍3。电脑有记忆力和存储能力，所以可以记住输入的程序，保存后，按照程序规定的顺序自动执行。数控机床只要更换一个程序，就会自动加工另一个工件，自动化单批和小批生产，称为“灵活自动化”。加工零件精度高，尺寸分散度小，装配容易，不再需要“修理”。通过集中多个步骤，可以经常减少机床之间的零件移动。具有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自主功能，可以长时间无人加工。以上5种派生利益。例如：降低劳动者的劳动强度，节省劳动力(一个人可以管理多台机床)，减少工装，缩短新产品试制周期和生产周期，迅速响应市场需求4。这种优越性是前人无法想象的重大突破。此外，CNC机床还具有柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统(CIMS)数控技术成为制造自动化的关键技术和基本技术5。1.2宏观经济改革的必要性宏观上，工业发达国家的军队、民机产业在70年代末和80年代初期开始大规模应用数控机床。其本质是利用信息技术，企图改变包括军队、民机产业在内的传统产业的技术。除了在制造过程中使用CNC机床、FMC、FMS外，还包括在产品开发中引入CAD、CAE、CAM、虚拟制造和生产管理中的管理信息系统(MIS)、CIMS等。而且，在该产品上添加人工智能等信息技术。利用信息技术对外国军队、民机工业进行了深入改造(称为信息化)，最终他们的产品在国际军品和民品市场上的竞争力大大提高。而且，我们在信息技术革新传统产业领域落后于发达国家约20年。在我国机床拥有量中，数控机床的比重(数值控制率)只有1995年的1.9%，但日本到1994年的20.8%，每年进口大量机械和电气产品。这也从宏观上说明了机床数控改造的必要性6，7。2机床数控化改造方案数控机床由三部分组成：机床、数控系统和周边技术。普通车床改造的目的是利用数控系统控制柜自动化机械加工工作，提高车床的加工精度和生产率。考虑经济型数控机床改造的具体方案时遵循的原则是尽量减少现有车床的变更量以满足要求，从而降低改造成本。转换需要解决的问题是，将机械传动部分的进给和手动控制的转塔电位转换为由CNC设备控制的转塔自动转送和自动进给CNC加工车床。根据机床相关信息，总体计划如下：使用Nc系统操作输入的加工程序，通过I/O界面输出到x轴和z轴步进电动机的进给命令在齿轮减速后驱动滚珠丝杠的旋转，螺母以直线运动驱动刀架，从而实现纵向和横向自动进给运动。刀具交换命令通过刀柄控制器控制三相电动机，实现刀柄转发功能，并通过脉冲编码器调整车削功能，如图1所示。图1整体方案机床和生产线数控改造的主要内容如下：(1)恢复原始功能，诊断和修复机床、生产线的故障部分。(2)向NC加工刀具添加数字显示设备或添加CNC系统，将其转换为NC机器、cNC机器；(3)为了提高再生、精度、效率和自动化，对机器、电气部分进行改造，对机器部分进行重组，进行加工，恢复原精度。不符合生产要求的CNC系统将更新为最新的CNC。(4)在原始基础上进行相对大规模的技术更新或技术创新，以提高技术更新、性能或等级，或使用新技术、新技术，进行水平和等级的更新改造8，9。3数控转换的优点(1)投资减少，短期交付与购买新机床相比，通常可以节省60%到80%的成本，改造成本更低。特别大，特别的机床特别明显。普通大型机床改造只需购买新机床费用的三分之一，交货期短。但是，与购买新机床相比，高速主轴、托盘自动交换机的制作和安装过剩成本、成本较高的一些特殊情况下，只能投资50%左右的改造成本增加了2 3倍左右10。(2)机械性能稳定可靠，结构有限使用的床、柱等基础部件比一种焊接部件重、坚固的铸造部件，变形机床性能好，质量好，可以继续用作新设备很多年。但是受到原有机械结构的限制，做出划时代的变化是不可取的。(3)熟悉设备理解，易于操作和维护购买新设备时，不知道新设备是否能满足相应的加工要求。否则，可以准确计算机器的加工能力。另外，由于多年的使用，工人们已经知道机床的特性，对于操作的使用和维修，训练时间短，效果快。安装改造后的机床，即可实现满载运行。(4)充分利用现有条件可以充分利用现有基础，不必像购买新设备那样重建基础。(5)可以使用最新的控制技术根据技术革新的发展速度，及时提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备的质量和等级，将旧机床变成今天的水平机床12。4结束语转换为Cnc的机床成为CNC机床的特征，例如CNC机床本身的高速、高效和高精度、工艺集中、高可靠性特性。但是，变形的机床也有一定的局限性。主要有限制变形机床加工精度和加工性能的机器原始结构精度。机器的原始结构限制了改造后机床的加工范围和数控程度。这些不利条件最终影响了变形后机床的速度和精度13。随着数控产业整体水平的提高，数控系统的性能、伺服电动机及其驱动设备等附件产品的性能也有很大提高，对于在数控转换中提高机床的速度和精度非常有利。在我国现有的机床中，近几年需要技术革新的约25%有无限的机会。机床变形主要采用CNC及计算机控制技术，中国的数控机床开发及机床数控变形应紧跟世界潮流，开发多轴联动CNC系统，开发高速、高精度、高效率加工中心等关键技术，向智能化方向发展14，15。考生文传1严秀珍。声发射技术及其应用J。西安航空技术大学学报，2002年。2梁家辉，贤友。声发射机构开发J。无损检测，1998年。3顾静。NC加工编程和操作M。北京：高等教育出版社，2002年。4夏季展位宏。32通道声发射特性参数的实时提取J。无损检测，2003。5尹作佑。声发射采集系统的设计与研究J。辽宁理工大学学报，2004年。6 gaoqin和。可编程控制器应用技术和设计M。北京：人民邮件和通信出版社，2005年。7量论标准，高英界。模糊数学原理与应用M。广州：华南理工大学出版社，2001。8往返布，浩启王。变频技术在空压机电机上的应用J。马达技术，2002。9 sun zengxu。智能控制理论和技术M。北京：清华大学出版社，2003年。【10】张申顺。经济型数控机床系统设计M。北京：机械工业出版社，1994年。11李红。实用机床设计手册M。沈阳：辽宁科技出版社，1999年。12陈宏俊，马素民。金属快车速记簿M。北京：机械工业出版社，1994年。【13】泛云上升，真祖年。金属切削机械设计简明手册M。北京：机械产业出版社，1994年。14王七义，蔡群里，侯进。金属切削机床设计M。沈阳：东北工业大学出版社，1989年。15黄朱德。机械设计M。北京：北京理工大学出版社，1992年。开设正式的计策(论文)报告问题2.本课题需要研究或解决的问题，以及采取的研究手段(路径):一、本主题中需要研究或解决的问题：本课题应在对地平线的改造工作及功能要求进行仔细分析的基础上，做好整体改造方案设计和水平输送系统的详细设计。具体内容和要求如下：(1)调查、调查、翻译文学资料，制作开放报告。(2)重建任务和功能要求分析；(3)整体改革方案的决定；(4)水平输送系统机械部分和控制部分的详细设计；(5)整理文件，编写毕业设计手册和使用手册。相关设计技术条件和要求如下：(1)床的最大加工直径：400mm；最大加工长度：1000mm；(2)侧馈脉冲当量：0.005毫米/脉冲，纵向馈脉冲当量：0.01毫米/脉冲；(3)最快横断面速度：400mm/min，最快垂直行驶速度：800mm/min；(4)刀柄速度：30r/min；(5)使用单片机的5)CNC系统主CPU。二、要使用的研究手段(方法):由于此设计是经济型数控转换，考虑特定方案时需要遵循的基本原则是在满足使用要求的同时，尽可能少地更改机床以降低成本。(1)机械部分变形水平输送机构的改造：拆卸原始手动刀架和小拖把，安装CNC刀架。拆卸普通螺钉、光杆进给盒和滑槽，更换滚珠丝杠螺母对。保持原来的手动机构，调整操作，保持原来的支撑结构，减速到单档齿轮，步进电机、齿轮箱安装在中间拖带的后部。(2)数控系统部分设计Nc系统按运动加工具有点控制系统、点直线控制系统、连续(轮廓)控制系统设计要求的复杂零件轮廓，CA6140车床在每个轴上的运动取决于函数关系。根据设计要求，该计算机数控系统采用连续控制系统。由步进电动机驱动的开环控制。开环控制具有简单的结构、简单的设计和制造控制功能。具有系统精度好、调试容易、价格便宜、维修方便等优点。开环控制主要用于负荷变化不大或要求不高的经济型数控设备。采用简单的数控装置，将步进电机作为驱动机构，实现计算机控制下的自动加工。工作原理是根据加工部件的模式和工艺方案，以指定的代码和程序格式编写处理程序，通过CNC设备的键盘输入计算机，计算机在显示器管理下工作，通过特殊控制程序将用户处理程序转换为恒定频率和数量的脉冲信号，通过驱动电路放大后，驱动器以两个步进电动机垂直和水平方向旋转，通过机器接口传输螺杆实现刀架垂直和水平两个方向的频率。自动旋转刀架由单片机执行刀具交换命令，用自动刀架驱动的电源驱动三相电动机松开、提起或旋转后自动锁定刀架，完成重新定位过程。这种经济型微机水平进给系统试图使用步进电机作为驱动元件，如图1所示。微型计算机通过I/O接口发射驱动脉冲，通过光电隔离进入步进电动机的驱动控制线，驱动控制线接受CNC车床控制系统的供给脉冲信号，将该信号转换为控制步进电动机的每个定子绕组依次通电和断电的信号，从而使步进电动机工作。步进