„„伺服系统结构改造设计方案„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„进给伺服机构机械部分的设计计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„四同步带传动设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„同步齿形带的选择和校核„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主轴组件的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„五数控系统驱动的电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„硬件电路的基本组成„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„控制系统的功能„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„六润滑系统的改造„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„普通车床数控化改造摘要中国是个传统的机械制造大国，但其装备水平落后，特别是些老的机械制造厂大多还是比较旧的机床，远远不能满足加工的要求。针对目前制造业的技术装备现状，对传统机械制造业装备进行改造，解决机械制造业中的些技术问题，用现代先进技术对旧的设备进行改造和提升，是我国制造业的发展方向。本课题是针对普通废旧车床进行数控化改造，其现实意义在于如何寻找种可行的有推广价值的设备改造方法，对传统机械制造行业的技术装备进行技术提升，以解决目前设备老化所带来的问题。本课题研究过程中，首先对目前工厂所使用的常规数控机床进行了全面的调查和分析。在结合原车床本身的结构和运动特性，对其主传动部分进行重新计算设计，设计出符合改造要求的主传动系统，在满足正常加工的条件下，选择合适的动力与控制系统，使整个主传动系统能在控制系统下完成设计所要求动力运转，并实现数控车床的无级调速的性能。关键字普通车床数控车床改造设计前言随着科学技术的发展，现代机械制造要求产品的形状和结构不断改进，对零件的加工质量的要求也越来越高。随着社会对产品多样化要求的增强，产品品种增多，产品更新换代加速。数控机床代替普通机床被广泛应用是个必然的趋势。同时，数控机床将向着更高的速度精度可靠性及完善性的功能发展。机床作为机械制造业的重要基础装备，它的发展直引起人们的关注，由于计算机技术的兴起，促使机床的控制信息出现了质的突破，导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新代机床数控机床的诞生和发展。计算机的出现和应用，为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。随着计算机的发展，数控机床也得到迅速的发展和广泛的应用，同时使人们对传统的机床传动及结构的概念发生了根本的转变。数控机床以其优异的性能和精度灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，并开创机械产品向机电体化发展的先河。数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置，机床电机的启动和停止，主轴变速，工件松开和夹紧，刀具的选择，冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上，然后将数字信息送入数控装置或计算机，经过译码，运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件，加工出所需的工件。数控机床与普通机床相比，其主要有以下的优点适应性强，适合加工单件或小批量的复杂工件在数控机床上改变加工工件时，只需重新编制新工件的加工程序，就能实现新工件加工。加工精度高生产效率高减轻劳动强度，改善劳动条件良好的经济效益有利于生产管理的现代化。数控机床已成为我国市场需求的主流产品，需求量逐年激增。我国数控机机床近几年在产业化和产品开发上取得了明显的进步，特别是在机床的高速化多轴化复合化精密化方面进步很大。但是，国产数控机床与先进国家的同类产品相比，还存在差距，还不能满足国家建设的需要。我国是个机床大国，有三百多万台普通机床。但机床的素质差，性能落后，单台机床的平均产值只有先进工业国家的左右，差距太大，急待改造。数控车床主轴箱结构分析机床主轴箱是个比较复杂的传动件表达主轴箱各传动件的结构和装配关系时常用展开图展开图基本上是按各传动链传递运动的先后顺序，沿轴心线剖开，并展开在个平面上的装配图如图花键套带轮法兰箱体钢球齿轮销螺母齿轮滑套元宝销制动盘制动带齿条拉杆拨叉齿扇圆键型车床主轴箱展开图如上图所示该图是沿轴的轴线剖切面展开的。展开图把立体展开在个平面上，因而其中有些轴之间的距离拉开了。如轴画得与轴较远，因而使原来相互啮合的齿轮副分开了。读展开图时，首先弄清楚传动关系。卸荷带轮电动机经皮带将运动传至轴左端的带轮见图的左上部分。带轮与花键套用螺钉连接成体，支承在法兰内的两个深沟球轴承上。法兰固定在主轴箱体上，这样带轮可通过花键带动轴旋转，皮带的拉力则经轴承和法兰传至箱体。轴的花键部分只传递转距，从而可避免因皮带拉力而使轴产生弯曲变形。这种带轮是卸荷的既把径向载荷卸给体。二数控车床头箱结构分析主传动系统数控车床主运动要求速度在定范围内可调，有足够的驱动功数控控制板。考虑到经济型数控改造的特点，数控板采用块以单片机为核心的数控控制板。它主要成实性任务，如机床状态检测紧急情况处理细插补运算脉冲分配等。机利用标准并行打印口与进行通信，将预处理后的数控加工信息通过数控控制板完成对机床的控这种结构省去了打开机箱的麻烦，方便安装和维护。为提靠性和处理速度，采用硬件环形分配器产生脉冲控机的运转。为增强系统的抗干扰能力，输入输出信号要经电隔离。机床本体。为满足数控加工的要求，对原机床机械的改造主要有进给系统。拆除原机床进给箱溜板箱内的零部件及光杠滑动丝杠挂轮。纵横向以步进电机作为驱动元件，经级齿轮减速后由滚珠丝杠传动。原横向手动机构仍保留，以方便机床的手动调整。主变速系统。保持原机床的主舳手动变速，数控系统仅控制主轴电机的起停和正反转。为实现螺纹加工功能，往机床主轴末端安装脉冲发生器作为主轴位信号的反锁元件。刀架部分，原机床手动转位刀架保留不变。驱动电路。采用离低压驱动方式。接口硬件设计机的标准并行打印口是个具有个引脚，个端址的控制接口。本系统只需把机插补后的数据快速的下传，而上传的只是机床的少量状态信息，机床的动作主要由来控制完成。这种情况很适合打印机接口的通信特点。利用打印机接口在和数控控制板之间通信，不需增加额外硬件，只要把并行打的个端口根据数控加工的需要重新定义即可利用，尤其适于经济型数控改造。二控制系统的功能和存储器采用芯片芯片內部具有字节数据存储器，地址为佳，用作工作寄存器。堆栈，软件标志和数据缓冲器，对内部有较为有效的操作指令。另加有字节的特殊功能寄存器，地址为。是用于对片内各功能模块进行管理，控制，监视等。芯片内部虽然没有程序存储器，只有字节，在组成该系统时不够用。现外接片芯片来扩展的存储器。是个无的。单片机的不能满足设计要求，不能够成完整的计算机。外接两片，片作为系统存储器，片作为加工程序存储器。的输入输出口线不多，不能满足设计要求，现外接两片芯片以扩展口。芯片的和接口用来传送外部存储器的地址和数据。口传送高位地址，口传送低位地址和数据，故要采用地址锁存器，锁存底位。作为选通信号，当为高电平，锁存器的输入和输出透明，既输入的低位存储器地址在输出端出现。此时不需锁存。当从高电平变为低电平，出现下降沿时，低位地址存入地址锁存器重中，的输出不再随输入变化，即地质被锁存。这样口就可以传送读写的树据。芯片的口和送出的口共同组成它的地址，和芯片都是，需要根地址线。低接芯片的输出，接芯片的，系统采用全地译码，两片芯片片选信号分别接译码器的和，系统复位以后从开始执行。芯片的片选信号接的。单片机扩展系统允许程序存储器和数据存储器编址即地址重叠。在本次设计并没有地址重叠。芯片的控制信号接的引脚，作为外部程序存储器的选通信号。读写控制信号和分部接芯片的和。以实现对外部数据存储器的读写。由于芯片内部无，故要选外部程序存储器，且其必须接地。采用接口电路二隔离电路和功率放大电路在步进电机驱动电路中，脉冲信号经功率放大电路后控制步进电机励磁绕组。由于步进电机需要的驱动电压较高，电流较大几安到几十安，如果将输出信号与功率放大器直接相联，将会起强电干扰。轻则影响计算机程序的正常工作，重则导至计算机和接口电路损坏。所以般在接口电路与功率放大电路之间接上隔离电路，采用的光电隔离电路。功率放大电路分为单电源和双电源型。单电源型线路简单，效率不高，所以选双电源型。双电源型采用高低压供电电路。在功率放大器导通初始，均导通，并使脉冲变压器的副边产生定宽度的脉冲电流，使导通。高压电源通告为步进电机相绕组供电，使其电流上升沿变逗。经过时间后脉冲电流消失，使截止，高电压电源与绕组之间被切断，通过为绕组供电，提供所需的额定电流。通过调节脉冲变压器的磁芯和可改变高压供电的时间宽度。七润滑系统的改造对其改造重点是对其润滑方式的改造，这次改造采用油气润滑方式，油气润滑方式不同于油雾润滑方式，油气润滑是用压缩空气把小油滴送进轴承空隙中，油量大小可达最佳值。压缩空气有散热作用，润滑油可回收，不污染周围空气。根据轴承供油量的要求，定时器的循环时间可从定时，两位两通气阀每定时开通次，压缩空气进入注油器，把少量油带入混合市，经节流阀的压缩空气，经混合室把油带入塑料管道内，油液沿管道壁被风吹入轴承内，此时形成小油滴状，易于轴承充分润滑。课程设计体会本课题以车床的数控改造为例。通过对此型号车床的研究开发，随着科学技术水平和人类生活水平的提高，对机械产品的质量要求越来越高，产品品种越来越多，中大批量的产品需求越来越少，而单件小批量生产模式迅速增加，作为实