毕业论文：普通车床数控化改造论文 ㊣ 精品文档 值得下载

出可用于模拟主轴的使能控制。

接口用于连接主轴编码器作为速度反馈。

数控机床伺服系统的选择数控机床按伺服控制主要有三种类型，改造时，应根据具体情况进行选择。

开环控制系统系统的伺服驱动装置主要是步进电机功率步进电机电液脉冲马第页达等。

由数控系统送出的进给指令脉冲，经驱动电路控制和功率放大后，使步进电机转动，通过齿轮副与滚珠丝杠副驱动执行部件。

只要控制指令脉冲的数量频率以及通电顺序，便可控制执行部件运动的位移量速度和运动方向。

这种系统不需要将所测得的实际位置和速度反馈到输入端，故称该之为开环系统，该系统的位移精度主要决定于步进电机的角位移精度，齿轮丝杠等传动元件的节距精度，所以系统的位移精度较低。

该系统结构简单，调试维修方便，工作可靠，成本低，易改装成功。

该机床数控化改造纵向和横向进给伺服驱动选择开环步进电机控制闭环控制系统该系统与开环系统的区别是由光栅感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号，随时与给定值进行比较，将两者的差值放大和变换，驱动执行机构，以给定的速度向着消除偏差的方向运动，直到给定位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。

闭环进给系统在结构上比开环进给系统复杂，成本也高，对环境室温要求严。

设计和调试都比开环系统难。

但是可以获得比开环进给系统更高的精度，更快的速度，驱动功率更大的特性指标。

可根据产品技术要求，决定是否采用这种系统。

由于闭环控制代价高，适用于精密和高精密数控机床，对于经济型数控第页机床选择此系统，无疑提高了它的成本和调试难度。

半闭环控制系统半闭环系统检测元件安装在中间传动件上，间接测量执行部件的位置。

它只能补偿系统环路内部部分元件的误差，因此，它的精度比闭环系统的精度低，但是它的结构与调试都较闭环系统简单。

在将角位移检测元件与速度检测元件和伺服电机作成个整体时则无需考虑位置检测装置的安装问题。

由于它的性价比高，大部分普通机床数控化改造都采用此系统。

机械部分的改造为了充分发挥数控系统的技术性能，保证改造后的车床在系统控制下重复定位精度，微机进给无爬行，使用寿命长外型美观，机械部分作了如下改动。

床身为了使改造后的机床有较高的开动率和精度保持性，除尽可能地减少电器和机械故障的同时，应充分考虑机床零件部件的耐磨性，尤其是机床导轨的耐磨性。

增加耐磨性的方法有增加导轨的表面强度如淬火降低摩擦系数等。

第页当前国内外数控机床的床身等大件多采用普通铸铁。

而导轨则采用淬硬的合金钢材料，其耐磨性比普通铸铁导轨高至倍。

据此，在改造中利用旧床身，采用淬火制成导轨，贴塑用螺钉和粘剂固定在铸铁床身上。

粘接前的导轨工作表面采用磨削加工，表面粗糙度，以提高粘接强度。

主轴变速箱选用数控系统，主运动方式和传统机床样都要求有十分宽广的变速范围来保证加工时选择合理的切速，从而获得较高的生产率和表面质量，所以要根据具体情况对主轴变速箱进行改造。

拖板拖板是数控系统直接控制的对象，不论是点位控制还是连续控制，对被加工零件的最后坐标精度将受拖板运动精度灵敏度和稳定性的影响。

对于应用步进电机作拖动元件的开环系统尤其是这样。

因为数控系统发出的指令仅使拖板运动而没有位置检测和信号反馈，故实际移动值和系统指令值如果有差别就会造成加工误差。

因此，除了拖板及其配件精度要求较高外，还应采取以下措施来满足传动精度和灵敏度要求。

第页在传动装置的布局上采用减速齿轮箱来提高传动扭矩和传动精度分辨率为。

传动比计算公式为式式中为步进电机的步距角度为丝杠螺距为脉冲当量，即要求的分辨率，。

在齿轮传动中，为提高正反传动精度必须尽可能的消除配对齿轮之间的传动间隙，其方法有两种，柔性调整法和刚性调整法。

柔性调整法是指调整之后的齿轮侧隙可以自动补偿的方法，在齿轮的齿厚和齿距有差异的情况下，仍可始终保持无侧隙啮合。

但将影响其传动平稳性，而且这种调整法的结构比较复杂，传动刚度低。

刚性调整法是指调整之后齿轮侧隙不能自动补偿的调整方法，它要求严格控制齿轮的齿厚及齿距误差，否则传动的灵活性将受到影响。

但用这种方法调整的齿轮传动有较好的传动刚度，而且结构比较简单。

在设备改造中应用的配对齿轮侧隙方法是刚性调整法。

采用滚珠丝杠代替原滑动丝杠，提高传动灵敏性和降低功率步进电机力矩损失。

自动换刀装置第页为了满足在台机床上次装夹完成多工序加工，可采用自动刀架。

自动刀架不但可代替普通车床手动刀架，还可用作数控机床微机控制元件。

刀架体积小，重复定位精度高，适用于强力车削并安全可靠。

拖板箱采用数控系统控制。

拆除原拖板箱，利用此位置安装新拖板箱以前的小设计中，有些能马马虎虎过去的问题，就糊里糊涂过去了，可这次是切正规化，不能有半点含糊，因此压力又大了很多，但是只要有个明确的目标，乐在其中，特别是把以前学过的知识又温习了下，而且把很多门课程都串联在起，形成个大的框架，这样确实是有种豁然开朗焕然新的感觉。

通过这最后的毕业设计，我从开始的只要完成任务的心态到后来的主动去学习，去努力的学习态度，这是个不小的进步，并且把以前学过的知识融会贯通，看到了自己的许多不足之处。

老师在我们设计中也给我们提出了很高的要求，它要求我们每个零部件都要按照标准去查手册。

另外，我们也学会了互相帮助，互相学习，合作的团体精神，严格要求自己，形成严谨治学的学习态度，这将会带到我们以后的工作中去。

参考文献吴振彪机电综合设计指导中国人民大学出版社余英良机床数控改造设计与实例机械工业出版社第页机床设计手册编写组编机床设计手册第，三，四册机械工业出版社明兴祖主编数控加工技术化学工业出版社胡占齐杨莉机床数控技术机械工业出版社黄调赵松年机电体化技术基础及应用机械工业出社杨有君数字控制技术与数控机床机械工业出版社王先逵机械制造工艺学机械工业出版社廖念钊古莹庵互换性与技术测量中国计量出版社中国机械工程学会，中国设计大典编委会李壮云主编中国机械设计大典第五卷江西科学技术出版社，陈碧秀等主编实用中小电机手册。

辽宁科学技术出版社王槐德主编中国标准出版社普通车床的说明书蔡天作车床的数控改造江西教育学院学报彭士永参加生产实践的几点体会辽宁农业职业技术学院学报王学东开放式数控系统步进电机的控制研究邢台职业技术学第页院，汪程彭晓兰优化两年制数控高职人才培养方案机械职业教育杨丰普通车床的数控改造长沙航空职业技术学院学报陆红伟汪木兰数控系统实验装置的研制南京工程学院学报曹锦江数控系统综合实验装置平台研制中国现代教育报张涛王文霞生物学教学要注重与生产实践的结合生物学教学袁振荣可编程控制器及其应用龙岩师专学报赖志刚普通车床数控化改造技术研究萍乡高等专科学校学，王洪章普通车床数控化改造初探张家口职业技术学院学，郝用兴提升机控制系统平原大学学报第页柳青在产品自动检验系统中的应用湖南工业职业技术学院学，周云波是机电体化的极佳选择新疆石油教育学院学报童志宝系列定时器编程探讨浙江万里学院学报致谢在本设计即将结束之际，我衷心地感谢指导老师刘凌老师对我的谆谆教诲在这过程中每当我遇到问题时，不论何时找到老师，她总能耐心地给出详尽的解答，这使我感激不尽，铭记于心在此我衷心地祝愿刘老师事业蒸蒸日上，家庭美满幸福再次要感谢我的父母和亲人对我的鼎力相助。

设计的过程就是将四年知识串联起来所以在此要感谢西安文理学院机电系的领导和老师，感谢他们在这四年中对我的培养，同时感谢我的同学在我遇到困难的时候给我帮助，这使我在这期间积累了扎实的专业理论基础知识，同时也形成了积极的世界观和人生观在此我也感谢西安文理学院为我提供的良好的生活和学习环境。

第页附录附录说明书中各符号览表名称符号单位步进电机的步距角脉冲脉冲当量滚珠丝杠导程转动惯量车床的切削功率机床电机功率进给方向载荷，拖板上垂直方向载荷，拖板上横向方向载荷，扭矩稳定系数最大静转矩名义启动转矩空载启动转矩第页最大动负载最大工作载荷主轴恒功率调速范围电动机恒功率调速范围译文数控机床改造数控系统发展简史及趋势年诞生了世界上第台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。

它与人类在农业工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。

年后，即在年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第台数控机床。

从此，传统机床产生了质的变化。

近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。

数控阶段年早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。

人们不得不采用数字逻辑电路搭成台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控第页，简称为数控。

随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即年的第代电子管年的第二代晶体管年的第三代小规模集成电路。

计算机数控阶段年现在到年，通用小型计算机业已出现并成批生产。

于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控阶段把计算机前面应有的通用两个字省略了。

到年，美国公司在世界上第次将计算机的两个最核心的部件运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在块芯片上，称之为微处理器，又可称为中央处理单元简称。

到年微处理器被应用于数控系统。

这是因为小型计算机功能太强，控制台机床能力有富裕故当时曾用于控制多台机床，称之为群控，不如采用微处理器经济合理。

而且当时的小型机可靠性也不理想。

早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。

由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。

到了年，机的性能已发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统核心部件的要求。

数控系统从此进入了基于的阶段。

总之，计算机数控阶段也经历了三代。

即年的第四代小型计第页算机年的第五代微处理器和年的第六代基于也就是为。

数控未来发展的趋势继续向开放式基于的第六代方向发展基于所具有的开放性低成本高可靠性软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。

至少采用机作为它的前端机，来处理人机界面编程联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。

机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。

远程通讯，远程诊断和维修将更加普遍。

向高速化和高精度化发展这是适应机床向高速和高精度方向发展的需要。

向智能化方向发展随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控