铣床的数控化改造设计摘要控装置，整个改造方案如图图总体改造方案示意图伞齿轮直流伺服电机滚珠丝杠滚珠丝杠螺母.主传动系统的改造电气部分的改造般中小型机床的主传动采用普通交流电机拖动，大型机床多用直流电机拖动。直流电机拖动可以实现无级平滑调整，变速范围宽，主轴箱体结构简单，振动和噪音较小，加工工件精度较高，不需要改造如果自动化程度要求较高，经常要求变速并且变速特征较好的场合，可用交流异步电动机的变频系统，增加个变频器，实现主轴的自动无级变速。机械部分的数控化改造主传动的改造主要是主轴支承或工作台导轨的改造。普通机床的主轴支承多为滚动轴承或滑动轴承。为了提高工作台的承载能力和精度，消除低速爬行现象，可将传统的动压导轨改为先进的恒流静压导轨。.给传动系统的改造改造设计要求进给伺服系统的改造式这次改造设计的重点，因此它改造后的性能的好坏将直接影响到整个系统性能的好坏。也因此对进给伺服系统提出了改造设计要求高精度由于伺服系统控制数控机床的速度和位移输出，为保证加工质量，要求它有足够的定位精度和重复定位精度。般要求定位精度为，速度控制要求较高的调节精度和较强的抗负载抗干扰能力，以保证动静态精度都较高。快速响应，无超调快速响应是伺服系统动态品质的重要指标，它反映了系统的跟踪精度。它主要要求伺服系统跟随指令信号不仅跟随误差小，而且响应要快，稳定性要好。调速范围宽由于工件材料刀具以及加工要求不同，要保证数控机床在任何情况下都能达到最佳切削条件，伺服系统就必须有足够的调速范围。这样既能满足高速加工要求，又能满足底速加工要求。在低速切削时，还要伺服系统能输出较大功率的转矩。系统可靠性好数控机床的使用率很高，常常是小时连续加工不停机，因而要求系统稳定，其工作可靠。其平均无故障时间越长，系统性能越好。进给传动系统的改造方案电气部分的改造进给传动是按数控系统的指令，经放大后使刀具精确定位或按规定的轨迹运动如直线圆弧等，加工出符合要求的工件。因此要求进给传动具有较高的定位精度和垂直定位精度，响应快调整范围宽输出功率大。般中小型机床的数控化改造多用微机控制的开环步进电机驱动，这种方式简单经济安装调试方便，但是控制精度和速度较低。大型机床多用直流电机半闭环控制方式，控制精度和速度比开环控制方式高，但是价格较高，维修较困难。机械部分的数控化改造进给系统的改造主要是提高移动部件的灵活性，减少或消除传动间隙，通常是改造导轨副进给箱和移动元件。导轨副的改造方法有两种是把滑动导轨改为滚动导轨或静压导轨，用以消除传动间歇提高定位精度，但工艺复杂，改造费用大，实现起来比较困难。二是在进给移动部件在粘接聚四氟乙烯软带，改造为粘塑导轨副。进给箱的改造主要是减少进给箱内的齿轮对数往往是取消进给箱或仅是级减速进给箱，并增有消除或减少间隙的装置如双片齿轮结构。在机床进给传动中，需将旋转运动变成直线运动。普通机床采用普通丝杠副实现，其摩擦阻力大，传动效率低动摩擦系数相差大低速容易出现爬行。采用滚珠丝杠副可以满足数控机床的要求，其精度高反应快无爬行。数控系统的硬件与软件设计计算机数控系统是世纪年代发展起来的机床数控系统，它是用台计算机代替原先的硬件数控系统所完成的功能。他之所以取代以前的系统和当前设计选用的原因，是因为系统具有系统无法比拟的优点活性大。系统是用硬件逻辑电路来实现对机床的控制功能。这种固定的接线的电路旦制成后，就难以改变，而系统的数控功能大多由软件在通用性较强的硬件的支持下来实现的，其功能的修改扩充和适应性方面都具有较大的灵活性，如果要改变扩充其功能，只需通过对软件的修改和扩充便可实现。通用性强。系统的软件和硬件大多是采用模块化的结构。按模块化方法组成的系统基本配置部分是通用的，不同的数控机床如车床铣床磨床加工中心等，只要配置相应的功能模块，就可满足这些机床的特定控制功能，这对数控机床的培训和学习以及维护维修也是十分方便的。数控功能丰富。系统利用计算机的高度计算能力，可实现许多复杂的数控功能，如高次曲线插补动静态图形显示多种补偿功能数字伺服控制功能等。可靠性高。装置的零件程序在加工前次送入存储器，并经过检查后方可被调用，这就避免了在加工过程中由纸带输入机的故障产生的停机现象。许多功能由软件实现，硬件结构大大简化，采用大规模和超大规模通用和专用集成电路，使可靠性进步提高。易于实现机电体化。由于采用计算机，使硬件数量相应减少，加之电子元件的集成度越来越高，使硬件的体积不断缩小，同时控制柜的尺寸也相应减少。数控系统的结构非常紧凑，使其与机床结合在起成为可能，减少占地面积，方便操作。由于通讯功能的增强，容易组成数控加工自动生产线，如和等。使用维护方便，操作使用方便。目前大多数数控机床的操作采用了菜单结构，用户只需根据菜单的提示，进行正确操作。编程方便。大多数数控机床具有多种编程的功能，并且都具有程序自动校验和模拟仿真功能。维护维修方便。数控机床的许多日常维护工作都由数控装置承担而且，数控机床的自诊断功能，可迅速使故障定位，方便维修人员。正是由于以上的优点和本着经济成本低的原则，设计经济型数控系统是本设计的主要方案。改造方案总体可以从硬件软件两部分来着手设计。设计总图如图。图数控改造设计总图系统主要由单片机速度检测元件直流伺服电机，及相应的接口电路组成。总体数控系统电路原理框图如图.图数控系统电路原理框图软件的设计包括系统软件和应用软件的设计。系统软件其作用主要是检测系统状态并提供基本操作管理，其中包括接口初始化，单片机定时器计数器初始化，键盘数