铣床数控化设计后是升降台式的。床身的上部内装主轴传动系统为主轴变速系统，这部分采用原机床的主轴传动系统即保留原机床的电动机等等，还有添加的变速箱。床身的底部是可作冷却液箱的底座，数控系统显示器及按键位于操作者的右边，便于调试和操作观察。床身右侧的电器箱内装有两坐标的进给伺服控制系统，床身左侧的电器箱内装有主控器和强电系统。显示器采用，用以显示输入的程序，机床的实际位置和已存储的各种信息。手动操作时，显示器可作为数字读出装置使用。数控系统采用为两坐标开环控制，由步进电机经级齿轮变速箱后减速驱动。可实现两坐标直线插补和两坐标圆弧插补。采用系列单片机组成微机控制系统，它的可靠性高能在恶劣的环境下工作，适应能力较好，且功能强，速度高。数控系统还具有刀具长度偏移和半径补偿功能，自诊断功能，可进行自动加减速，并具有备用电池，停电时可做存储已编程序的电极。采用微机对数据进行计算处理，由接口输出脉冲信号，经光电隔离电路，功率放大再传给步进电机，步进电动机驱动滚珠丝杠转动，从而实现两个方向的进给运动，加工零件。总体设计如图所示图无反馈控制电路放案将数控化设计后，使系统能够控制主轴的转速，并实现其正反转控制工作台，实现其纵横向进给运动以及垂直方向的运动，控制冷却和润滑。通过键盘输入加工程序。铣床数控化设计后是升降台式的。如果床身的下部内装主轴传动系统为主轴变速系统，这部分采用原机床的主轴传动系统即保留原机床的电动机等等，还有添加的齿轮变速箱。如果床身的上部是可作冷却液箱的底座，数控系统显示器及按键位于操作者的左边。床身左侧的电器箱内装有两坐标的进给伺服控制系统，床身左侧的电器箱内装有主控器和强电系统。显示器采用，用以显示输入的程序，机床的实际位置和已存储的各种信息。手动操作时，显示器可作为数字读出装置使用。假如数控系统采用为两坐标闭环或者半闭环控制，那么必须要有电路反馈信息，反馈位移或角位移的电路，这样可以有更加精确的加工路线，更加便于操作者了解机床的行经过程。仍由步进电机经级齿轮变速箱后减速驱动。可实现两坐标直线插补和两坐标圆弧插补。采用系列单片机组成微机控制系统，它的可靠性高能在恶劣的环境下工作，适应能力较好，且功能强，速度高。数控系统还具有刀具长度偏移和半径补偿功能，自诊断功能，可进行自动加减速，并具有备用电池，停电时可做存储已编程序的电极。采用微机对数据进行计算处理，由接口输出脉冲信号，经光电隔离电路，功率放大再传给步进电机，步进电动机驱动滚珠丝杠转动，从而实现两个方向的进给运动，加工零件。如图所示．图有反馈控制电路方案的取舍比较两者的设计方案，方案的布置比较合理，完全按照机床的正常布置而设计，没有其他什么多余的功能，是经过了市场调查后而进行的，依照原机床的特点，适当的进行了数控设计，比较符合大多数工厂的生产需要，可以说适应性还是比较强的，也很符合当前社会市场上竞争的需求。虽然没有位移的反馈信息电路，加工精度也不如方案高，但是却可以节约资金，在很多加工要求不必太高，不需要反馈信息进行控制的电路时，也是能够达到精度要求的，所以在本设计中无须反馈电路，即采用开环系统。在很多的小工厂里也是可以进行这种数控设计，其范围广。并且对和控制作比较，的功能比强大许多，在现在软件发展如此之快的情况下，已经完全取代了，采取不但经济，而且功能又符合机床的数控设计。综合上诉，在本设计中，方案是可行的方案。实现的目标在论文中主要讨论在对立式铣床进行数控化设计。铣床是铣削键槽平面及铣孔的通用机床，它没有准确可靠的定位装置，铣孔与铣键槽的位置精度般靠模板的精度和人工划线的精度来保证，故其加工精度低于数控机床。由于普通铣床的柔性差，不能满足市场对形状复杂精度高小批量多品种零件需求。而数控化设计后系统采用步进电机为驱动执行元件的开环系统，并且采用数控系统控制工作台，即采用以单片机为控制系统，实现两坐标联动设计,使得设计后的机床能加工除了铣削键槽平面及孔等简单的零件外，还能加工形状复杂如加工圆弧面斜面及凸轮等的零件，且加工精度高效率高，满足市场的需求，且价格较廉，增加了市场的竞争力。.主传动的系统设计机械部分的数控化设计数控机床机械结构的主要特点结构简单，操作方便，自动化程度高广泛采用高效无间隙传动装置和新技术新产品具有适应无人化柔性化加工的特殊部件对机械结构零部件的要求高。主传动系统不变，还是采用原有的电动机.。进给系统采用滚动丝杠副螺母副代替原有丝杠副，以提高机床运行精度和传动效率。考虑到设计的目标及成本的原因，决定铣床的主轴支承仍采用滚动轴承支承，导轨仍使用动压导轨。电气部分的数控化设计由于是将铣床设计成为经济型的开环控制的数控铣床，机床加工的零件多属中小型，且加工精度要求不是很高，原有的交流电机就能够满足加工要求。因此其主传动系统的电气部分仍采用其原来配置的.的交流电动机驱动。.进给系统的设计进给机构的设计考虑到该数控系统是开环控制，没有位置反馈电路，故进给系统尽可能的要减少中间传动环节。本铣床的两轴进给系统去掉了原来的进给系统的中间传动环节，直接采用了步进电机级减速齿轮滚珠丝杆的传动方案。拆除原来的丝杆，增加少量的机械附件，就可安装步进电机及滚珠丝杆螺母副。本设计选用步进电机的型号为，步进电机步距角选用，扭距是.，电机脉冲当量。的设计要求进给伺服系统设计后性能的好坏将直接影响到整个系统的性能的好坏。也因此对进给伺服系统提出了设计设计要求提高传动部件的刚度，减小传动部件的惯量减小传动部件的间隙，并减小系统的摩擦阻力高精度就是说伺服系统的输出量能复现输入量的精确程度。稳定性好指系统在给定输入或受外界干扰作用下，能在短暂的调节后，达到新的或者恢复到原来的平衡状态。快速响应，无超调它是衡量伺服系统动态品质的重要指标，反映了系统的跟踪精度。低速大转矩机床加工的特点是在低速时进行重切削。因此，要求伺服系统在低速时要有大的转矩输出。调速范围宽指机械要求电机能提供的最高转速和最低转速之比。在数控机床中，由于加工用刀具被加工材质及零件加工要求的不同，为保证在任何情况下都能得到最佳切削条件，就要求伺服系统具有足够宽的调速范围。导轨副的设计铣床采用的是铸铁淬火钢滑动导轨，动静摩擦系数相差较大，低速易出现爬行，平稳性和定位精度较低，能量损失大。在数控设计中可采用在原导轨上粘贴聚四乙炔软带涂层的方法，以减小摩擦系数，增加耐磨性，且具有良好的自润滑性和抗震性，该方法实现易费用低。.微机系统的硬件与软件设计控制系统设计的总体考虑确定功能指标明确硬软件分工重视接口设计认真选择微机。系统软件的设计本系统采用单片机对步进电机进行控制，使机床移动部件沿坐标方向移动，实现刀具与工件的相对运动，完成零件加工。软件系统由初始化模块键盘处理模块显示模块输入输出处理模块等组成。其中步进电机控制程序由软件实现脉冲分配由单片机实现环形分配，通过改变相应端口的状态完成控制过程。硬件系统设计本系统采用系列单片机芯片为控制器，片的作为程序存储器扩展芯片数据存储器扩展芯片用片的而选用片可编程并行接口芯片作为系统扩展的口，对轴步进电机及主轴进行控制,通过键盘的命令可使工作台联动，并可以灵活地输入切削程序和数据。用片做为机床开关刀架控制信号及主轴编码器反馈信号口用片作为键盘显示器接口，识别键盘按键信号，对显示器自动扫描，完成键盘输入和显示控制功能采用做为统地址译码器寻址，并用为地址锁存器，并由对各步进电机脉冲信号进行环形分配，如图所示。图数控系统硬件结构框图为避免强电干扰可采用光电耦合电路进行光电隔离。因为输出的信号功率很小，故用功率放大器对输出的脉冲信号放大，以驱动步进电机工作。.设计方案论证机床的数控设计，主要是对原有机床的结构进行创造性的设计，最终使机床达到比较理想的状态。数控铣床是机电体化的典型代表，其机械结构同普通的机床有相似之处。然而，现代的数控机床不是简单将传统机床配备上数控系统即可，也不是在传统机床的基础上，仅对局部加以改进而成。传统机床存在着些弱点，如刚性不足，抗震性差，热变形大，滑动面的摩擦阻力大及传动元件之间存在间隙等，难以胜任数控机床对加工精度，表面质量，生产率以及使用寿命等要求。现代机床的部件结构，整体布局，外部造型都已经形成了数控机床独特的机械部件。因此，我们在对数控机床进行数控设计的过程中，应在考虑各种情况下，使普通机床的各项性能指标尽可能的与数控机床相接近。机床的设计主要应具备两个条件.机床基础件必须有足够的刚度.改装的费用要合适，经济性好。改装前要对机床的性能指标做出决定，改装后其各项指标能达到数控加工的要求。将台铣床改装成微机数控铣床，要求原机床的改动尽量少，以降低成本，提高性价比。根据这个要求保留原机床的主轴旋转运动以及纵横向进给的机动部分，设计后的数控铣床要求结构简单经济实用易于推广普及。因此采用步进电机为饲服元件，用来驱动纵横向工作台的进给运动。拆除机床上原有的纵横向丝杠螺母元件，改用步进电机和减速齿轮驱动的滚珠丝杠螺母副。并选择合适的数控系统，使其扩大加工范围，适用于现阶段我国的中小型机械加工企业。机械部分数控化设计需涉及电机的选择工作台进给结构传动比分配与计算等方面的内容。伺服驱动元件进给电机选用混合式步进电机，其不仅步距角小运行频率高且功耗低低频噪音小等优点。广泛用于开环控制系统，不需要反馈装置，结构简单可靠，寿命长。横垂直进给电机均选用同型号以便于设计和日后维修。脉冲当量.脉冲，选用步距角.。对原机床的主传动系统均维持不变，以节约资金及缩短改装时间。机床导轨的选择由于原机床采用滑动导轨，在低速时容易发生“爬行”现象，直接影响运动部件的定位精度。较经济的处理方法是采用贴塑滑动导轨。进给传动系统数控机床要求进给部分移动元件灵敏度高精度高反应快低速时无爬行。因此本设计中采用滚珠丝杠可以满足要求。滚珠丝杠螺母副由丝杠螺母滚珠反向器组成。