后，日本数控机床的生产量占所有机床生产量的八成，而且数控机床普遍都是高档机床。我国在近世纪年代起研发数控机床技术，研发的主要任务是对国外先进数控机床的拆解，研究，最终仿制。年左右，国内的零件制造水平低，电子元件质量不过关，导致不稳定，不可靠的国产数控机床始终得不到技术的突破。而且，价格也超出了般企业的承受范围，没能普及开来。进入年以后，我国重新拾起数控机床技术的研发。到世纪年代初产量已经翻了几千倍，数控化产值从原先的不足百分之上升到成以上。数控机床上的生产已经形成定规模，北京机床研究所作为领头羊，陆续涌现出些数控机床研发的机床厂。其主要数控系统产品型号有等。随后许多机床厂家又研发出经济型数控系统，如武汉华中数控有限公司沈阳第机床厂西安微电子研究所等。数控机床正逐渐发展为两个分支个向大型高性能发展，个向经济型数控机床发展。经济型数控机床就是指用户能快速了解其操作流程，而且售价上低于同类产品，对于我国来说，符合生产需求，具有较高性价比的自动化机床。由上文可知，我国的数控机床发展在各方面都远落后于世界流数控机床制造水平，而也我国工业水平发展落后也有很大部分原因是数控机床制造技术的落后。国内外数控机床改造概况随着数控机床占领市场，数控系统的价格日渐便宜，这无疑增加了普通机床数控化改造的优势，许多机械加工厂也确实逐渐把数控化改造当成个新的扩展经营项目。各种品牌的机床翻新改造公司像雨后春笋般在包括很多工业发达国家在内的各个国家成立，接受普通或者旧机床的改造业务，甚至些大型和重型机床也不在话下。在世纪年代初的德国希斯公司成功把台曾是世界上最大的机床，超重型立式车床改装成数控机床。改装列表有，工作台导轨，主传动系统，刀架导轨，重量感应器以及数控装置等。而成功改造后的机床总花费仅相当于重新购买台新机床价格的三成，而且其中机床维修费外加个新的数控装置费用就占了总费用的近。这家公司还有另外的光荣事迹改造了台稍小的超重型车床，而这次的总花费才相当于购买台同规格新机床价格的两,机床,数控,电气,改造,设计,毕业设计,全套,图纸摘要在机电液气体化设备中，数控机床是种经典的设备。在机械制造中，生产零件结构复杂要求高精度产品的批量生产零件外形多变的问题，用数控机床都能得到很好的解决，并且数控机床还具有稳定的加工质量，生产效率水平高的优点。作为条提升企业生产效率和生产质量的有效途径购买新的数控机床具有高成本的缺点，许多企业都因资金不足而望而却步，这大大拖慢了企业换代旧设备的进度。所以对于普通或者旧机床的数控化改造，是条降低成本，但同时又能增加产品质量及生产效率的方便路径，通过数控化改造能增加企业竞争力，在我国制造业飞速发展的道路上，数控化改造是个重要方面。第章阐述了课题的研究内容和意义以及数控化改造的研究现状，国内外的发展史第二章主要阐述了车床数控化改造的总体方案第三章主要论述了数控系统特点，设计第四章主要对机床电气部分进行了改造，设计了机床的主电路和控制电路第五章对机床机械部分进行了改造，对滚珠丝杠和步进电机进行了设计以及选型。关键词数控化改造摘要目录绪论.本课题的研究内容和意义.国内外的发展概况国内外数控机床的发展概况国内外数控机床改造概况.本章小结普通车床数控改造总体方案的设计.设计任务.原机床简介原机床功能原机床传动系统原机床电气控制.总体改造方案实现主轴变频调速进给系统的改造数控系统选择.本章小结数控车床电气控制设计.车床电气控制车床运动形式电力拖动特点和控制电路.数控化改造的电气控制设计数控车床主电路设计数控车床控制电路设计.本章小结车床数控化改造的数控系统.数控改造的控制方式选择.数控系统的选择.输入输出输入接口输出接口电源输入输出点的统计.主拖动系统变频调速改造车床主拖动系统主轴变频控制的基本原理变频器的选用.梯形图编程.本章小结进给系统的改造设计.纵向向进给系统的设计与计算纵车外圆切削力的计算纵向向滚珠丝杠的计算和选型纵向向步进电机的计算和选型.横向向进给系统的设计与计算横切端面切削力的计算横向向滚珠丝杠的计算和选型横向向步进电机的计算和选型.本章小结总结与展望.论文总结.展望致谢参考文献绪论.本课题的研究内容和意义本课题研究的内容是了解数控机床的工作原理，完成机床的主拖动系统变频调速系统改造并利用完成控制系统设计，完成有关零部件的选型计算程序设计，并提供电气原理图，接线图等设计图纸。本课题研究的意义是伴随着科学技术的提升，普通机床的生产力越来越不能满足市场的需求，而且普通机床需要高强度的劳动力，还伴随着高危险性，并且如今众多产品所需要的批量生产也得不到满足。所以普及数控化机床成为越来越多企业所追求的“潮流”。但是许多企业“心有余而力不足”，他们所使用的机床大多还是陈旧的普通机床，如果大批量引进全新的数控化机床必将“伤筋动骨”。元件的节距或者导程精度决定，因此系统的位移精度相对较低。但是这个系统具有调试简单，结构易懂，工作稳定，维修方便，容易改装成功，成本低廉的优点。交直流伺服电机驱动，光栅测量反馈的闭环数控系统该系统与开环系统具有以下区别实际位置由位置检测装置测得并发送反馈信号，随时将给定值与测得值进行比较，放大和变换两者的差值，驱动执行机构，向着消除偏差的方向以给定的速度运动，当给定位置与反馈的实际位置的差值等于零时停止。闭环进给系统在结构上比开环进给系统要复杂，成本也相对贵，并且严格要求了环境室温。设计和调试都比开环系统难。但是与此同时得到的是比开环进给系统更高的精度，更快的速度，更大的驱动功率。交直流伺服电机驱动，编码器反馈的半闭环数控系统检测元件安装在半闭环系统的中间传动件上，间接测量执行部件的位置。它只能补偿系统环路内部分元件的误差。所以，虽然它的结构与调试都比闭环系统相对简单，但它的精度比闭环系统的精度低。本课题决定采用开环数控系统。因为开环数控系统既便宜又易改造，同时也能满足改造后的性能要求。.数控系统的选择依据机床数控化改造后车床所要达到的精度性能等，选择性价比高的，合适的数控系统，要考虑原车床的精度和改造的成本周期难易程度等各方面因素来避免选择的数控系统性能过剩。在我国，虽然经济型数控系统生产厂家众多，而且价格上占有优势，但性能和稳定性不是那么理想，所以本课题决定采用国外的数控系统。最终决定采用西门子数控系统。西门子数控系统是种将数控系统和驱动控制系统的所有部件集成在起的操作控制系统。全数控键盘垂直型或水平型可直接连接。结构简单体积小可靠性高，系统软件功能比较完善有免维护性能的，面板控制单元是该数控系统的核心部件，它将人机界面和通讯等功能集成于体。可靠性高易于安装能控制个进给轴和个数字或模拟主轴。通过生产现场总线将驱动器输入输出模块连接起来集成了内置系统，可对机床采取逻辑控制。其控制逻辑设计使用标准的的编程语言，并且为了简化制造厂设计过程以及缩短设计周期，它随机提供标准的子程序库和实例程序。车床具有全面的实用性，可以对各种轴类套筒类零件进行加工，甚至盘类零件上的回转表面也能适用，对于车削端面和各种常用螺纹的加工轻而易举，在这些零件上还能进行钻孔扩孔铰孔滚花等加工。原机床传动系统原机床的传动系统有两大部分构成。主运动传动链。主运动传动链的作用是将能量源电动机的动力传递给主轴，让工件跟主轴起做旋转运动，从而实现机床的主运动。进给运动传动链，进给运动传动链的作用是带动刀架的纵向和横向移动及车螺纹运动。动力是从电动机传递给进给运动传动链溜板传再传至刀架，实现刀架运动。原机床电气控制图.车床电气图主电路图图.电气图控制电路图主电路分析如图.所示接触器和分别控制主轴电动机的正转和反转，热继电器为主轴电动机提供过载保护。接触器控制冷却泵电机的启动，是为冷却泵电机提供过载保护的热继电器。接触器控制刀架快速移动，因为快速移动电机是短期工作，所以可以不加过载保护。控制电路分析如图.所示主轴电动机的控制。按下起动按钮开关，线圈通电，接触器闭合，控制主轴电动机正转，按下起动按钮开关，线圈通电，接触器闭合，控制主轴电动机反转。按下停止按钮开关，电动机停转。冷却泵电动机的控制。只有当线圈或者获电，然后触点或者闭合，主轴电动机启动后，再合上开关，使线圈获电，然后触点闭合，冷却泵电动机才能起动。刀架快速移动电动机的控制。刀架快速移动电动机的启动，是由安装在进给操纵手柄顶端的按钮开关来控制，它与交流接触器组成电动控制环节。将操纵手柄扳到所需的方向，压下按钮开关，接触器获电吸合，电动机获电起动，刀架就向指定方向快速移动。图中为机床的低照明灯，由开关控制，为电源信号灯。.总体改造方案数控化改造设计时，根据改造的经济性和简易性的原则，可以尽量利用原来车床上的零部件，来减少不必要的改动量。特别是车床上相对大点的部件，比如床身工作台等，尽可能地利用原有的组件，这样只需要做少量的维修加工改造，可以极大得降低成本，缩短改造的周期。不到。放眼我国，作为各国公认的培训机床制造业技术人员的模范，香港理工大学的工业中心拥有的数控机床占其所有机床总量的七成以上，而这些数控机床中大概有成是从旧的普通机床经过数控化改造改造成的。而从这些设备的改造费用和改造后的成果来看，结果是叫人满意的。我国浙江捷运柴油机股份公司改造过台铣床，比新买台机床节约了近万的成本费用。改造完成后，这台机床用来加工铸模，在短短的两个多月里面，完成的工作量是以前五个月都不定能完成的量。后来这家公司又陆续改造了十多台加工中心，这些数控化改造的机床投入生产后的产值已超过了千万元。经济收益可见斑。失败乃成功之母，既然有成功，那肯定也有过失败。在上世纪年家国营企业曾对台七十年代的型旧机床进行数控化改造。最终因为当时的数控化改造技术以及制造工艺不成熟，选用的数控系统没有达到预期效果等等意外因素，改造没有成功。自年以后我国致力于研究和普及机床数控化改造技术，已经积累了三十年的经验。虽然有过失败的惨痛经历，但是在远的将来，这项技术定会被国人所熟练掌握。而目前来说，数控化改造技术以及制造工艺依然是竖立在眼前的堵墙，阻碍了我国数控化改造技术在大型，超重型机床上的应用。这几年来，机床行业在我国飞速发展，而我国的数控机床产量也正稳步提升。但是我国各类普通机床的基数仍然庞大，其中有近三成是已经使用了近四十年，这些机床都已过于陈旧，不适宜数控化改造这些机床，要更新换代。但余下的机床还是具有数控化改造的价值。而这些普通旧机床的维修与数控化改造有巨大的潜在市场需求，对经济的可持续发展有很大的帮助。现阶段，普通机床还是占有我国机床市场的大流。而对于基础庞大的普通机场，其中存在的安全隐患是不可忽视的。所以，我国机床市场扩大规模的个重要制约因素就是安全隐患。我们要着力于机床安全性的提升，着力于最本质的机床安全水平的提升，着力于提升机床的数控化水平着力于减少机床的事故发生率提高安全水准提升生产效率的问题。我们发现，普通的机床在接受了系列的数控化改造之后，机床的智能化，生产效率，安全程度都会得到不同的提升。在如此的宏观局面下，数控化改造是有效提高工厂数控化率，控制经济成本的捷径。本文以普通车床为例，预计数控化改造后能具备的优点改造后的机床延长了服役时间，提高了精度，提升了自动化能力，具有较强的针对性，能满足生产的需求。在改造前，根据原老旧机床所存在的问题可以得出改造方案，需要改的部分，如何修改，最终能改造成什么状态都可以做出预估，最终能将科学技术转化为有效生产力。原机床的绝大部分在改造中还可以保留使用，所需要的材料和资金都可以节省许多，而且能缩短生产周期，可满足生产急需。因为改造后的机床上大部分零