机械5

摘要 本文重点介绍XZ50C多功能立式机床的数字改造的设计方法和思路以及数控系统的硬件、软件开发，将现代信息化时代的数控技术运用到传统的机械领域上。在加工领域使用微型计算机可以实现机床自动进给的能力，为企业的数字化管理以及经济的提高开创了一篇新天地。 本文针对以上该机床存在的缺陷进行如下的数字化改造，具体如下： （1）分析国内外机床数控机床发展的现状，以及深究XZ50C多功能机床改造的价值与意义，并分析改造后的收益； （2）比对数控机床以及现有机床的性能，探讨数控改造的方案，其中包括整体方案设计、传动方案设计、伺服控制以及微电子PLC控制等设计； （3）针对不同的数控传动控制方式，详细的探讨了数控传动系统的设计方法，其中包括机床的垂直、纵向、横向的传动设计，还包括详细的电机选型、滚珠丝杠的校核计算等一系列安全设计； （4）采取插补程序降低了机床的机械误差，同时增强了多功能机床的安全性，很大程度上，多功能机床加工精度等级得到了提高，中小企业的经济有了一定的保障。 关键词：多功能机床；数控改造；滚珠丝杠；传动系统 Abstract This article focuses o
n the
numerical co
ntrol co
nversio
n scheme a
nd si
ngle-chip microcomputer system desig
n of the XZ50C multi-fu
nctio
nal vertical milli
ng drilli
ng machi
ne, combi
ni
ng the traditio
nal machi
nery with the existi
ng
numerical co
ntrol tech
nology. The use of microcomputers i
n the processi
ng field ca
n realize the automatic feed fu
nctio
n, providi
ng a
n effective a
nd feasible way for the e
nterprises to carry out
numerical co
ntrol tra
nsformatio
n of the equipme
nt. T This paper aims at the digital tra
nsformatio
n of the machi
ne tool for the above defects, as follows: （1）A
nalyze the curre
nt status of the developme
nt of CNC machi
ne tools at home a
nd abroad, as well as the value a
nd sig
nifica
nce of the tra
nsformatio
n of XZ50C multi-fu
nctio
n machi
ne tools, a
nd a
nalyze the be
nefits of the tra
nsformatio
n; （2）Compare the performa
nce of
numerically-co
ntrolled machi
ne tools a
nd existi
ng machi
ne tools, a
nd discuss the pla
ns for
numerical co
ntrol tra
nsformatio
n, i
ncludi
ng overall desig
n, tra
nsmissio
n desig
n, servo co
ntrol, a
nd micro-electro
nics PLC co
ntrol; （3）） Aimi
ng at differe
nt
numerical co
ntrol tra
nsmissio
n co
ntrol methods, the desig
n method of the
numerical co
ntrol tra
nsmissio
n system was discussed i
n detail, i
ncludi
ng the vertical, vertical a
nd horizo
ntal tra
nsmissio
n desig
n of the machi
ne tool, as well as detailed motor selectio
n a
nd verificatio
n calculatio
n of the ball screw. Safety desig
n； （ 4 ） adoptio
n of i
nterpolatio
n procedures to reduce the mecha
nical error of the machi
ne tool, but also i
ncrease the reliability of the machi
ne tool, improve the machi
ni
ng accuracy of the machi
ne tool, a
nd greatly protect the eco
nomic be
nefits Key words ： Multifu
nctio
nal machi
ne tools ； CNC Retrofit; Ball Screw; Tra
nsmissio
n System 目录 摘要I Abstract II 第一章绪论1 1.1引言1 1.2数控系统发展简史及趋势1 1.2.1数控系统的发展阶段1 1.2.2国外数控机床的发展状况1 1.2.3国内数控机床的发展状况2 1.3机床数控化改造的意义2 1.3.1XZ50C多功能铣钻床简介2 1.3.2XZ50C多功能机床改造的必要性3 1.3.3XZ50C多功能机床数控化改造的内容3 1.3.4XZ50C多功能铣钻床数控化改造的优缺点3 第二章XZ50C多功能铣钻床数控改造总体方案1 2.1引言4 2.2. XZ50C多功能铣钻床数控化改造设计任务4 2.3XZ50C机床数控改造总体方案5 2.3.1多功能机床的总体结构布置5 2.3.2多功能机床的机械传动方式5 2.3.3多功能机床的传动系统方案6 2.3.4多功能机床的伺服系统8 2.3.5多功能机床的数控系统结构及其工作原理8 2.3.6多功能机床数控系统芯片的选择8 2.3.7多功能机床的单片机设计9 2.3.8多功能机床的电器原理9 2.3.9多功能机床的接口电路设计10 第三章XZ50C多功能机床进给系统设计12 3.1引言12 3.2XZ50C多功能机床纵向传动系统设计12 3.2.1多功能机床系统的脉冲当量12 3.2.2多功能机床的切削力12 3.2.3多功能机床纵向进给传动系统滚珠丝杠的设计13 3.2.4多功能机床纵向伺服电机的选择及计算14 3.3XZ50C多功能铣钻机床横向进给系统的确定15 3.3.1多功能机床横向进给丝杠的选择15 3.3.2多功能机床横向进给系统最大负载C的计算16 3.3.3多功能机床横向伺服电机的选择及计算16 3.3.4多功能机床空载加速转矩计算17 3.4XZ50C多功能铣钻机床垂直方向进给系统的确定18 3.4.1多功能机床垂直方向丝杠的选择18 3.4.2多功能机床垂直方向进给传动系统滚珠丝杠的计算18 3.4.3多功能机床垂直方向伺服电机的选择及计算18 3.4.4多功能机床空载加速转矩计算19 第四章XZ50C多功能铣钻机床数控插补程序控制21 4.1引言21 4.2XZ50C多功能铣钻机床数控插补程序控制概述21 4.3XZ50C多功能铣钻机床直线、圆弧插补程序21 4.3.1多功能机床直线及圆弧插补程序结构21 4.3.2多功能机床直线插补程序22 4.3.3多功能机床圆弧插补程序24 结论28 参考文献29 附录1外文文献29 附录2中文翻译46 致谢52