普通铣床数控化改造设计(铣床数控化改造设计说明书)

http://www.itjxue.com  2023-03-19 05:50  来源:未知  点击次数: 

数控专业毕业设计

普通车床数控研究及改造设计

中文摘要:针对现有常规CA6140普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计,提高加工精度和扩大机床使用范围,并提高生产率。本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程,较详尽地介绍了CA6140机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理,由I/O接口输出步进脉冲,经一级齿轮传动减速后,带动滚动丝杠转动,从而实现纵向、横向的进给运动。

关键词:数控机床,单片机数控系统,改装设计

一、引言

机床作为机械制造业的重要基础装备,它的发展一直引起人们的关注,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一代机床-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。

二、概述

工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一体化发展的先河。数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品,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:

1.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。

2.加工精度高;

3.生产效率高;

4.减轻劳动强度,改善劳动条件;

5.良好的经济效益;

6.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。我国是一个机床大国,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1/10左右,差距太大,急待改造。旧机床的数控化改造,顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置,使其具有一定的自动化能力,以实现预定的加工工艺目标。随着数控机床越来越多的普及应用,数控机床的技术经济效益为大家所理解。在国内工厂的技术改造中,机床的微机数控化改造已成为重要方面。许多工厂一面购置数控机床一面利用数控、数显、PC技术改造普通机床,并取得了良好的经济效益。

我国经济资源有限,国家大,机床需要量大,因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床,而我国的旧机床很多,用经济型数控系统改造普通机床,在投资少的情况下,使其既能满足加工的需要,又能提高机床的自动化程度,比较符合我国的国情。1984年,我国开始生产经济型数控系统,并用于改造旧机床。到目前为止,已有很多厂家生产经济型数控系统。可以预料,今后,机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。所以说,本毕业设计实例具有典型性和实用性。

三、总体方案的设计

3.1设计任务

本设计任务是对CA6140普通车床进行数控改造。利用微机对纵、横向进给系统进行开环控制,纵向(Z向)脉冲当量为0.01mm/脉冲,横向(X向)脉冲当量为0.005mm/脉冲,驱动元件采用步进电机,传动系统采用滚珠丝杠副,刀架采用自动转位刀架。

3.2总体方案的论证

对于普通机床的经济型数控改造,在确定总体设计方案时,应考虑在满足设计要求的前提下,对机床的改动应尽可能少,以降低成本。

1)数控系统运动方式的确定

数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位直线控制系统、连续控制系统。由于要求CA6140车床加工复杂轮廓零件,所以本微机数控系统采用两轴联动连续控制系统。

2)伺服进给系统的改造设计

数控机床的伺服进给系统有开环、半闭环和闭环之分。因为开环控制具有结构简单、设计制造容易、控制精度较好、容易调试、价格便宜、使用维修方便等优点。所以,本设计决定采用开环控制系统。

3)数控系统的硬件电路设计

任何一个数控系统都由硬件和软件两部分组成。硬件是数控系统的基础,性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。有了硬件,软件才能有效地运行。在设计的数控装置中,CPU的选择是关键,选择CPU应考虑以下要素:

(1)时钟频率和字长与被控对象的运动速度和精度密切相关;

(2)可扩展存储器的容量与数控功能的强弱相关;

(3)I/O口扩展的能力与对外设控制的能力相关。

除此之外,还应根据数控系统的应用场合、控制对象以及各种性能、参数要求等,综合起来考虑以确定CPU。在我国,普通机床数控改造方面应用较普遍的是Z80CPU和MCS-51系列单片机,主要是因为它们的配套芯片便宜,普及性、通用性强,制造和维修方便,完全能满足经济型数控机床的改造需要。本设计中是以MCS-51系列单片机,51系列相对48系列指令更丰富,相对96系列价格更便宜,51系列中,是无ROM的8051,8751是用EPROM代替ROM的8051。目前,工控机中应用最多的是8031单片机。本设计以8031芯片为核心,增加存储器扩展电路、接口和面板操作开关组成的控制系统。

3.3总体方案的确定

经总体设计方案的论证后,确定的CA6140车床经济型数控改造示意图。CA6140车床的主轴转速部分保留原机床的功能,即手动变速。车床的纵向(Z轴)和横向(X轴)进给运动采用步进电机驱动。由8031单片机组成微机作为数控装置的核心,由I/O接口、环形分配器与功率放大器一起控制步进电机转动,经齿轮减速后带动滚珠丝杠转动,从而实现车床的纵向、横向进给运动。刀架改成由微机控制的经电机驱动的自动控制的自动转位刀架。为保持切削螺纹的功能,必须安装主轴脉冲发生器,为此采用主轴靠同步齿形带使脉冲发生器同步旋转,发出两路信号:每转发出的脉冲个数和一个同步信号,经隔离电路以及I/O接口送给微机。

四、微机数控系统硬件电路设计

4.1微机数控系统硬件电路总体方案设计

本系统选用8031CPU作为数控系统的中央处理机。外接一片2764EPROM,作为监控程序的程序存储器和存放常用零件的加工程序。再选用一片6264RAM用于存放需要随机修改的零件程序、工作参数。采用译码法对扩展芯片进行寻址,采用74LS138译码器完成此功能。8279作为系统的输入输出口扩展,分别接键盘的输入、输出显示,8255接步进电机的环形分配器,分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。另外,还要考虑机床与单片机之间的光电隔离,功率放大电路等。

各引脚功能简要介绍如下:

1)源引脚 VSS:电源接地端。 VCC:+5V电源端。

2)输入/输出(I/O)口线 8031单片机有P0、P1、P2、P3

4个端口,每个端口8根I/O线。当系统扩展外部存储器时,P0口用来输出低8位并行数据,P2口用来输出高8位地址,P3口除可作为一个8位准双向并行口外,还具有第二功能,各引脚第二功能定义如下:P3.0

RXD:串行数据输入端。P3.1 TXD:串行数据输出端 P3.2 INT0:外部中断0请求信号输入端。P3.3

INT1:外部中断1请求信号输入端。 P3.4 T0:定时器/计数器0外部输入端 P3.5 T1:定时器/计数器1外部输入端 P3.6

WR:外部数据存储器写选通。P3.7 RD:外部数据存储器读选通。 在进行第二功能操作前,对第二功能的输出锁存器必须由程序置1。

3)信号控制线

RST/VPD:RST为复位信号线输入引脚,在时钟电路工作以后,该引脚上出现两个机器周期以上的高电平,完成一次复位操作。8031单片机采用两种复位方式:一种是加电自动复位,另一种为开关复位。ALE/PROG:ALE是地址锁存允许信号。它的作用是把CPU从P0口分时送出的低8位地址锁存在一个外加的锁存器中。

外部程序存储器读选通信号。当其为低电平时有效。

VPP:当EA为高电平且PC值小于0FFFH时CPU执行内部程序存储器中的程序。当EA为低电平时,CPU仅执行外部程序存储器中的程序。XTAL1:震荡器的反相放大器输入,使用外部震荡器时必须接地;XTAL2:震荡器的反相放大器输出,使用外部震荡器时,接收外围震荡信号;

4.2片外三总线结构

单片机在实际应用中,常常要扩展外部存储器、I/O口等。单片机的引脚,除了电源、复位、时钟输入以及用户I/O口外,其余的引脚都是为了实现系统扩展而设置的,这些引脚构成了三总线形式:

1)地址总线AB

地址总线宽度为16位。因此,外部存储器直接寻址范围为64KB。由P0口经地址锁存器提供16位地址总线的低8位地址(A7~A0),P2口直接提供高8位地址(A15~A8)。

2)数据总线DB

数据总线宽度为8位,由P0口提供。

3)控制总线CB

控制总线由第二功能状态下的P3口和4根独立的控制线RST、EA、ALE和PSEN组成。8255A可编程并行I/O口扩展芯片

8255A可编程并行I/O口扩展芯片可以直接与MCS系列单片机系统总线连接,它具有三个8位的并行I/O口,具有三种工作方式,通过编程能够方便地采用无条件传送、查询传送或中断传送方式完成CPU与外围设备之间的信息交换。

8255A的结构及引脚功能: 8255A的结构

8255A的内部结构包括三个8位并行数据I/O端口,二个工作方式控制电路,一个读/写控制逻辑电路和一个8位数据总线缓冲器。各部分功能介绍如下:

(1)三个8位并行I/O端A、B、C

A:具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。可编程为8位输入、或8位输出、或8位双向寄存器。

B:具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位输入或输出寄存器,但不能双向输入/输出。

C:具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入缓冲器,C口可分作两个4位口,用于输入或输出,也可作为A口和B口选通方式工作时的状态控制信号。

(2)工作方式控制电路

A、B两组控制电路把三个端口分成A、B两组,A组控制A口各位和C口高四位,B组控制B口各位和C口低四位。两组控制电路各有一个控制命令寄存器,用来接收由CPU写入的控制字,以决定两组端口的工作方式。也可根据控制字的要求对C口按位清“0”或置“1”。

(3)读/写控制逻辑电路

它接收来自CPU的地址信号及一些控制信号,控制各个口的工作状态。

(4)数据总线缓冲器

它是一个三态双向缓冲器,用于和系统的数据总线直接相连,以实现CPU和8255A之间信息的传送。

五、总结

普通车床数控改装方案和单片机系统设计,提高加工精度和扩大机床使用范围,并提高生产率。采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理,由I/O接口输出步进脉冲,经一级齿轮传动减速后,带动滚动丝杠转动,从而实现纵向、横向的进给运动。

六、致谢

毕业论文暂告收尾,这也意味着我在九江职业大学的三年的学习生活既将结束。回首既往,自己一生最宝贵的时光能于这样的校园之中,能在众多学富五车、才华横溢的老师们的熏陶下度过,实是荣幸之极。在这三年的时间里,我在学习上和思想上都受益非浅。这除了自身努力外,与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的

什么是数控铣床?

 数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的,两者的加工工艺基本相同,结构也有些相似,但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床,所以其结构也与普通铣床有很大区别.

如图所示,数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成:

1、主轴箱

包括主轴箱体和主轴传动系统,用于装夹刀具并带动刀具旋转,主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。

2、进给伺服系统

由进给电机和进给执行机构组成,按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动,包括直线进给运动和旋转运动。

3、控制系统

数控铣床运动控制的中心,执行数控加工程序控制机床进行加工。

4、辅助装置

如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。

5、机床基础件

通常是指底座、立柱、横梁等,它是整个机床的基础和框架

谁能帮助我查个东西!重要的!

完善数控车床的手动方式

用普通车床加工带长键槽的细长轴的方法

高精度外球面的切向进刀加工

用粗车循环功能编制程序并加工

零件圆柱面车削误差在线补偿技术

CX6112车铣复合机床设计方案的研究与探讨

超薄壁厚非标准轴承外圈止动槽与密封槽的车削

轴颈车床改精密轴颈磨床

将通用卧式车床改装为焊接钢管的专用轧辊车床

重型卧车主轴瓦强力润滑

车床自动进给钻孔工装

数控车床的液压刀架工作原理与常见故障分析

在车床上加工七级蜗母牙条

采用直线电机驱动的新一代DMG车床

C5225双柱立式车床电控系统PLC改造

粮油机械细长轴车削加工研究

普通车床数控化改造及其设计计算

数控车削加工中工件坐标系的建立及其应用

应用静压技术改造C650车床主轴

CA6140型车床刹车机构及控制电路的改进

C620普通车床的数控化改造

司太立合金堆焊件的车削加工

普通车床的数控化改造

车削加工中切削用量的分层多目标最优化模型

基于Mastercam车削加工的用户刀具库建立

车床数控化改造中主轴变频调速系统的选型

浅析数控车床操作安全及防护

滚珠丝杠断裂原因分析

卡尔曼滤波器在数控非圆车削系统中的应用与仿真

一种难加工材料的车削力模型的实验研究

数控系统圆柱车削的虚拟仿真实现

外圆车削表面纹理建模与仿真分析

数控车削加工的试切对刀法

数控车削平面机床的运动方程及仿真研究

我国首台重型龙门车铣床交付使用

典型方程曲线轮廓的车削

CJK_6136E数控车床的故障与处理

NURBS曲线构成的回转面数控车削循环加工的自动编程

对CA6140和CA6150车床螺距的开发

高效数控车床产业化工程关键支撑技术的研究

数控车床设计制造共性基础技术研究

数控车床在汽车制造业中的应用

双刀架四轴对置式数控车床的开发

立车横梁与工作台的有限元分析计算

普通车床数控改造应注意的一些问题

CQ61100普通车床主轴的改造

大切深车削蜗杆工艺技术应用

数控车床刀架的故障分析与维修

提高车床主轴套料效率的对策

FANUC-0i数控系统在车铣床技术改造中的应用

数控车床故障分布的两重威布尔分段模型

数控重型卧式车床机械增力卡爪的研制

基于AutoCAD2000的数控车床图形自动编程

卧式车床床身导轨的直线性对加工件的影响

在立式车床上精确加工凸形半椭球形冲模

细长轴的加工工艺分析

基于数控车床的斜轧辊动态测量研究

应用频谱分析技术诊断C5235立车故障

正交车铣表面形貌的计算机仿真

T42车削中心撞车故障分析及恢复

高强度石油套管调质后定径工艺的实验研究

普通车床C620的数控改造

细长轴的车削加工

CK61100HX3010Q数控高速卧车尾座测力机构的设计与应用

经济型数控车床自动回转刀架的常见故障分析及排除

用宏程序在数控车床上实现自动对刀计算功能

加工中心和数控车床故障分析与维护

C534J立式车床主电动机传动机构的改进

驱动轮轴加工工艺改进及新型刀具的推广应用

西门子OP170B操作面板在重型车床上的应用

精确控制轴阶台长度的一组高效简易装置

细长轴加工方法探讨

在立式车床上精确加工凸形半椭球形冲模

恩格哈车床数控系统在外圆磨数控改造中的应用

数控车床加工编程典型实例分析

论矿用截齿的数控加工方法

普通车床的电子化升级换代

CA6140普通车床的数控化改造

球头车削专用数控车床的电气设计

工件表面三维形貌建模与仿真分析

虚拟数控车削表面形貌的仿真与表面粗糙度预测

用微机数控系统改造CA6140车床

Meso车床主轴组件的结构设计与计算

细长轴车削技术的探讨

基于IGBT_PWM直流调速系统在丝杠机床中的应用研究

车铣加工中心刀塔结构的动力学建模

基于OpenGL的虚拟车削加工图形建模

数控车床非标准机床坐标系中程序编制分析与参数化编程

用车圆弧工具加工大直径轴承圈

机床数控圆头车刀的编程与补偿

相序接反造成机床损坏的事故分析及防范措施

颗粒增强铝复合材料切削力特性研究

运用能耗制动原理设计与制作车床防撞装置

数控车床常见故障诊断与分析

CW61100B车床主轴套料工艺的改进

在数控车床上加工大直径薄壁零件

正交车铣高强度钢表面粗糙度的研究

简易回转曲面现场检测技术研究

H13淬硬模具钢精车过程的数值模拟

普通车床改为数控机床

变频调速技术在数控车床中的应用

基于单片机控制的普通车床数控化改造设计

基于面阵CCD的二维几何尺寸非接触测量及其在CNC轮对车床中的应用

车削加工信息融合的神经网络误差补偿技术

轴向车铣切屑仿真的研究

高速车铣已加工表面粗糙度的理论与实验研究

DDF2a滚子仿形车床送料稳定装置的设计

数控车床使用陶瓷刀具提高气门锻模精度

圆锥轴承双滚道内圈车加工尺寸的计算

数控全自动车床的开发和应用

适用于多种HSC加工的小型高频电主轴

关于车床数控化改造中主轴变频调速系统的选型分析

基于PLC和变频器的C650_2型车床改造

开放式数控系统在车床上的应用研究

数控车床G71复合循环使用中常见错误分析

CA6140型普通车床的数控化改造

车床加工长轴尾轴方法的探讨

基于AutoCAD的数控车床自动编程系统

软件抗干扰在车床控制系统中的应用

虚拟NC车削加工过程中刀具磨损技术研究

智能化车削力测试系统研究

圆锥轴承套圈车削自动线的研制

C6132普通车床的数控改造

数控机床主轴伺服系统故障分析

异常刀纹产生的原因

CXHA6130车铣复合加工中心

车床加工多边形的实现与精度分析

C516A立车主轴变速故障修理

偏心孔零件在普通车床上的加工方法

基于OpenGL七轴五联动车铣复合机床仿真系统研究

华中世纪星数控车床的几种精确对刀方法

普通车床球刀架的设计及应用

西门子802D数控系统在车床改造中的应用

卧式车床车削圆环装置的设计

C336K—1型回轮式六角车床电路改进方案

用西门子数控立车加工大导程多头螺纹数控编程

经济型数控车床自动刀架故障分析

7_1米立车数控系统及伺服系统改造的研究

PLC在立式车床中的应用

离心泵叶轮车削系数统计与分析

PWM脉宽调速在丝杠车床中的控制实践

基于多体系统理论的车铣中心空间误差模型分析

数控车床编程中子程序编程指令的应用

弱刚度细长杆正交车铣加工的研究

叶片曲面车铣加工工艺的研究

正交车铣高强度钢表面纹理的研究

数控车铣中心电主轴系统的温升控制

基于功能方法树的车床刀架概念设计及评价

虚拟NC车削系统加工精度仿真技术研究

轴类零件加工的鼓形误差预报与补偿

中凸变椭圆活塞车削控制参数优化

数控车床编程中子程序指令的应用

西门子802D数控系统在小卧车改造中的应用

大型容器车削加工工艺参数优化专家系统

FANU COTDⅡ系统螺距误差补偿在数控车床上的应用

车床中心孔加工技术改造

数控编程的步骤及注意问题

普通车床增设卡盘扳手互锁安全装置的必要性和使用效果

基于模糊综合评判的Meso车床概念设计演绎方法

数控车床可靠性增长措施的应用研究

立式车床卸荷装置中横梁的设计及有限元仿真研究

数控车床空转试验研究

高刚度外球面车床的新设计

CA6150型车床双向片式摩擦离合器拉杆轴的改进

高速高精度数控车床主轴系统的热特性分析及热变形计算

水泵叶轮车削系数的探索

数控车床坐标系向量分析法

数控车削中车刀对加工品质的影响及应对措施

全数字直流调速装置在车床改造中的应用

关于逆向车削加工细长轴误差的力学分析

冷硬材料的硬车削技术浅析

数控车床图形自动编程系统设计

利用子程序在简易数控车床中实现复合循环功能

用宏程序在数控车床上实现自动对刀计算功能

CJK6125数控车床的主轴部件设计

Graziano公司的高技术车床及其控制

普通车床精车外圆表面出现“视角波纹”的原因分析

在经济型数控车床上自动钻中心孔

TND360型数控车床主轴振动的检修

7_1米立车CNC数控系统及伺服系统改造的研究

CH61250卧式车削加工中心的设计制造

车床主轴箱前轴承孔变形的原因分析

数控车床变频调速低速启动时转矩提升的设计

细长轴车削加工的振动及其补偿控制

轧辊车床的数控化改造

WNC490数控车床转塔刀架PLC程序设计

CJK6132数控车床主传动的无级调速设计

圆体成形车刀数控加工刀具路径规划

母线含非圆曲线的超声变幅杆精确加工的研究

CNC车削中刀具磨损实时监控的试验研究

卧式车床数控化改造进给机构

数控车中刀尖圆弧半径对车削精度的影响

数控立车动压导轨刚度对加工精度的影响

卧式车床进给机构数控改造CAD系统开发

Sinumerik802Ce在直流模拟伺服数控车床改造中的应用

运用CAXA电子图板解决CNC车床编程中的难点问题

CIMATRON在轮廓数控车削编程中的应用

车削加工毛刺形成模型及其形态转换的研究

直线电动机高速进给单元在数控车床上的应用

CA6140型车床进给系统及刀架的数控改造

薄壁工件在夹紧力作用下变形量的计算

C630车床用于镗孔加工的改进设计

CK3263数控系统改造选型与应用

大型立车复合型横梁的研制

数控车削加工仿真系统结构研究

NC车削加工仿真体系结构研究及实例设计

一种新型活塞环内外圆车床的可行性分析

圆锥滚子轴承内圈油沟及挡边车削工艺

数控车床编程模拟加工系统开发与研制

MasterCAM在数控车床自动编程中的应用

数控车床维修技术研究

SSCK系列数控车床的致命度分析

基于数控车床加工编程的应用分析

大型壳体法兰密封面的整体加工

高速车铣加工中心的智能控制

经济型数控车床的闭环控制

球轴承套圈沟道数控车削的轮廓误差分析

优化涂层和基体材料提高钢材车削效率

采用SINUMERIK 802D改立式车床为数控磨床

自动CNC精车活塞椭圆专机控制系统的研制

CIMS在数控车床中的应用

MasterCAM车削刀具库的开发及应用

基于表面建模技术的数控车床动态加工仿真模型研究

凹球面的车削加工

高速高精度数控车床主轴系统三维稳态温度场的数值分析

基于动力学特征的车铣机床横梁的优化设计

非敏感方向误差对数控车削加工精度的影响

扩大普通车床加工范围的教学

提高数控车床主轴运转精度设计方法的探讨

VTM180龙门式车铣复合加工中心

非球面曲面光学零件超精密车削工艺研究

高精度长轴类零件的加工误差分析与数控车削加工编程的编程对策

基于CAD的车床智能专家设计系统

立卧式车床系列新型谱研制成功

一种汇流环环芯加工工艺参数的优化选择

步进电机性能对经济型数控车床加工质量的影响

电主轴的结构设计与应用

改造CW61100机床刻轧辊槽底牙型

CK_I型车床闭环控制系统的软件抗干扰设计

高速车铣加工中心刀具系统平衡的智能控制仿真

可进行车铣削加工的车床数控改造

CA6140车床切削功率检测

普通车床增加拉削功能的改进

Sinumerik 840D在苏制AT-600B_2车床数控改造中的应用

立式车床的主轴电气、机械特性及选用

三菱FR_SF主轴控制器的几种常见故障维修

SYYS_203数控轧辊车床的故障诊断与维修

经济型数控车床调试故障剖析

PLC技术在车床电气控制系统改造中的应用

西门子802D数控系统在C8011B车轮车床数控改造上的应用

BDS5及6RA27在大卧车改造中的应用

车削加工中振动对表面轮廓影响的仿真分析

经济型数控车床的试切法对刀策略

数控机床滑动导轨故障分析和维修

关于数控车床Sinumerik_802s系统圆弧编程探讨

基于Visual Basic 6_0的数控车削仿真系统

PLC技术在车床电气控制系统改造中的应用

弧形零件的数控编程及其加工

硬态车削表面白层厚度的影响因素分析

超声振动车削组合系统的共振分析

步进电机在CT5235车床数控改造中的应用研究

对车床废刀架的改进利用

数控车削工具系统的发展

基于用户宏程序的卡口槽的数控精密加工

C620车床主轴系统的改造方案

利用GSK980T数控系统改造报废的S291数控车床

虚拟数控车削加工系统结构初探

用SINUMERIK850 CNC系统改造C620车床方案

关于数控车技能人才培养的思考

数控车床车刀的安装高度对径向尺寸误差的影响

车削阶梯形零件的切削速度选择

浅谈普通车床的数控化改造

数控机床常见故障的诊断与维修

车削表面形貌仿真技术的研究

活塞环加工与新型数控车床方案研究

三爪自定心夹盘加工偏心件方法及工艺改进

工件的安装及工件的车削

圆弧车刀降低球面表面粗糙度值实践

车床磨镗技术在深孔加工中的应用

车削加工毛刺的形成及其形态转换

复杂回转体类零件的计算机辅助数控编程

编制数控车床加工程序的设计原则

车床数控的故障诊断与维修

提高车削加工生产率的方法

新型连续分度液压马达的优化设计与研究

活塞销双端面切削自动送料装置的优化设计

模糊数学在CA6140车床材料选择中的应用

三米数控车床实现螺补功能的原理及方法

8098单片机控制的车床主轴回转误差在线检测系统

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非对称型球面滚子车加工圆形样板刀设计

可逆向车削细长轴加工误差的力学分析

普通铣床数控化改造设计 开题报告 (以下是任务书和开题报告报告应该有的能容)

很多将要写毕业论文的毕业生,开始都要面对一个问题:怎么写开题报告。

那么开题报告应该怎么写呢?一般的开题报告分为以下几个步骤写?

(一)毕业设计名称

毕业设计名称就是课题的名字

第一,名称要准确、规范。准确就是毕业设计的名称要把毕业设计研究的问题是什么,研究的对象是什么交待清楚,毕业设计的名称一定要和研究的内容相一致,不能太大,也不能太小,要准确地把你研究的对象、问题概括出来。

第二,名称要简洁,不能太长。不管是毕业设计或者课题,名称都不能太长,能不要的字就尽量不要,一般不要超过20个字。

(二) 毕业设计研究的目的、意义

研究的目的、意义也就是为什么要研究、研究它有什么价值。这一般可以先从现实需要方面去论述,指出现实当中存在这个问题,需要去研究,去解决,本毕业设计的研究有什么实际作用,然后,再写毕业设计的理论和学术价值。这些都要写得具体一点,有针对性一点,不能漫无边际地空喊口号。主要内容包括:⑴ 研究的有关背景(课题的提出): 即根据什么、受什么启发而搞这项研究。 ⑵ 通过分析本地(校) 的教育教学实际,指出为什么要研究该课题,研究的价值,要解决的问题。

(三) 本毕业设计国内外研究的历史和现状(文献综述)。

规范些应该有,如果是小课题可以省略。一般包括:掌握其研究的广度、深度、已取得的成果;寻找有待进一步研究的问题,从而确定本课题研究的平台(起点)、研究的特色或突破点。

(四)毕业设计研究的指导思想

指导思想就是在宏观上应坚持什么方向,符合什么要求等,这个方向或要求可以是哲学、政治理论,也可以是政府的教育发展规划,也可以是有关研究问题的指导性意见等。

(五) 毕业设计写作的目标

毕业设计写作的目标也就是课题最后要达到的具体目的,要解决哪些具体问题,也就是本毕业设计研究要达到的预定目标:即本毕业设计写作的目标定位,确定目标时要紧扣课题,用词要准确、精练、明了。

常见存在问题是:不写研究目标;目标扣题不紧;目标用词不准确; 目标定得过高, 对预定的目标没有进行研究或无法进行研究。

确定毕业设计写作目标时,一方面要考虑课题本身的要求,另一方面要考率实际的工作条件与工作水平。

(六)毕业设计的基本内容

研究内容要更具体、明确。并且一个目标可能要通过几方面的研究内容来实现,他们不一定是一一对应的关系。大家在确定研究内容的时候,往往考虑的不是很具体,写出来的研究内容特别笼统、模糊,把写作的目的、意义当作研究内容。

基本内容一般包括:⑴对毕业设计名称的界说。应尽可能明确三点:研究的对象、研究的问题、研究的方法。⑵本毕业设计写作有关的理论、名词、术语、概念的界说。

(七)毕业设计写作的方法

具体的写作方法可从下面选定: 观察法、调查法、实验法、经验总结法、 个案法、比较研究法、文献资料法等。

(八)毕业设计写作的步骤

毕业设计写作的步骤,也就是毕业设计写作在时间和顺序上的安排。毕业设计写作的步骤要充分考虑研究内容的相互关系和难易程度,一般情况下,都是从基础问题开始,分阶段进行,每个阶段从什么时间开始,至什么时间结束都要有规定。课题研究的主要步骤和时间安排包括:整个研究拟分为哪几个阶段;各阶段的起止时间。

参考资料:百度搜索 阿里设计

普通铣床数控化改造都有哪些条件步骤?

随着科学技术的不断发展,对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求,产品的更新换代也不断加快,因此,对数控机床的改造也就显得比较重要,数控机床的设计与改造也成为工业发展的一个重要方面。铣床的应用十分广泛,主要用于加工面或成型表面。若要在立式铣床上加工圆弧、凸轮等特殊类平面时,就要借助于圆工作台、分度头等机床附件,并对机床进行整体调整,加工精度较低,基础调整工作费事。所以,为提高工件的加工精度,保证产品质量,便于加工圆弧面和凸轮的曲面等,可以利用数控方法对铣床进行数控化改造。

一、普通铣床数控化改造的条件

并不是所有的普通机床都适合于数控改造。改造的机床应具备如下几个条件:

(一)机床基础件必须有足够的刚度

数控机床属于高精密机床,要求有很高的移动精度。通常闭环系统的脉冲当量为0.001mm,开环系统的脉冲当量为0.005mm或0.01mm。高的定位精度和轮廓加工精度要求机床的基础件具有很高的动、静刚度,基础件刚性不好则受力后容易变形,且这种变形具有很大的不确定性,无法用数控系统中的补偿功能进行补偿。因此,基础件刚性不好的机床不适宜改造为数控机床。

(二)改造费用合适、经济性好

机床改造费用分为机床和电气两部分。一方面是维修和改动原机床部分,更换已磨损的部件;另一方面是更换原机床控制柜,用新的数控系统和强电装置代替。改造费用与原机床零件的利用多少有关,也与采用何种控制系统有关。由于经济上的考虑,目前通常采用步进电机驱动的经济型数控系统进行机床改造。改造总费用多少才算合适要因用户而异,一般来说,不超过同类规格设备价格的一半,在经济上就算合适。

二、普通铣床数控化改造的一般步骤

(一)机械部分设计

对数控机床的改造最主要的部分就是对其纵、横进给机构的改造及控制系统的设计改造,以便使其具有更加合理的结构和更全面的控制系统,便于其真正的应用于实际的生产中。

1、工作台的进给运动

因为改造后主要加工圆弧、凸轮一类的平面曲线轮廓,所以采用微机数控实现三坐标两轴联动控制,工作台纵向(轴)、横向(轴)及垂直方向(轴)的运动,分别由步进电动机经过一级齿轮减速后,由滚珠丝杠螺母副拖动。由于铣削时作用在电动机轴上的负载转矩较大,所以要选择大功率的步进电动机。而大功率的步进电动机的驱动较困难,步进电动机没有过载能力,在高速运动时转矩下降很多,容易丢步。要使改造后的铣床进给伺服性能较好,在改造时采用直流伺服电动机驱动。

2、机械部分结构设计

(1)保留原机床的主轴旋转运动,工作台升降运动仍采用手动操作,纵、横向进给改造后既可机动进行复杂零件的计算机数控加工,又可手动操作完成简单零件的加工或用于数控加工前的对刀工作。

(2)保留原机床纵向进给的机动部分,将离合器脱开,去掉手轮,将手轮轴通过一对齿轮与步进电机相联,用微机数控系统控制纵向进给运动。加工时,将离合器脱开,使原来的机动进给停止工作。

(3)工作台横向运动方面,在原手轮安装位置,安装减速齿轮及步进电机,用微机数控系统控制横向进给运动。

(4)采用直流伺服电动机作驱动元件,伺服电动机的轴端为光轴,齿轮与电动机轴,电动机轴与传动轴采用锥环无键连接消除连接器的结构。这种连接的特点是不需要开键槽,而且两连接件的相对角度可任意调节。由于锥环之间的楔紧作用,内外环分别产生径向弹性变形,靠磨擦力与套连接,消除配合间隙,保证对中性。

(二) 数控系统硬件设计

数控部分采用MCS-51系列的8031单片机实现对整个系统的主控制。用8031外接3片2764(E-PROM),一片6264(RAM)及一片8255(扩展I/O),一片8155芯片,扩展成一个较简单的微机控制系统。2764用作程序存储器,6264用来扩展8031的RAM存储器, 8155用作键盘和显示接口,8255用于接收控制面板上多路转换开关的控制信号。

当单片机系统控制X、Y轴某一台步进电机单动时,可实现铣床横向、纵向的直线进给;当控制X-Y轴配合联动时,可实现水平面内直线、斜线、圆弧及复合轨迹的加工,可以近似地复合出水平面内非圆曲线。在铣床原有加工功能的基础上,其控制精度和加工精度远高于普通铣床。

普通车床的数控改造问题

1 普通车床的数控化改造设计

机床的数控改造,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。数控车床是机电一体化的典型代表,其机械结构同普通的机床有诸多相似之处。然而,现代的数控机床不是简单地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(那些受资金等条件限制,而将传统机床改装成建议数控机床的另当别论)。传统机床存在着一些弱点,如刚性不足、抗振性差、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。现代的数控技术,特别是加工中心,无论是其支承部件、主传动系统、进给传动系统、刀具系统、辅助功能等部件结构,还是整体布局、外部造型等都已经发生了很大变化,已经形成了数控机床的独特机械结构。因此,我们在对普通机床进行数控改造的过程中,应在考虑各种情况下,使普通机床的各项性能指标尽可能地与数控机床相接近。

2 数控车床的性能和精度的选择

并不是所有的旧机床都可以进行数控改造,机床的改造主要应具备两个条件:第一,机床基础件必须有足够的刚性。第二,改造的费用要合适,经济性好。在改装车床前,要对机床的性能指标做出决定。改装后的车床能加工工件的最大回转直径以及最大长度、主电动机功率等一般都不会改变。加工工件的平面度、直线度、圆柱度以及粗糙度等基本上仍决定于机床本身原有水平。主要有下述性能和精度的选择需要在改装前确定。

1)轴变速方法、级数、转速范围、功率以及是否需要数控制动停车等。

2)进给运动:

进给速度:Z向(通常为8~400mm/min);X向(通常为2~100 mm/min)。

快速移动:Z向(通常为1.2~4m/min);X向(通常为1.2~3m/min)。

脉冲当量:在0.025~0.005mm内选取,通常Z向为X向的2倍。

加工螺距范围:包括能加工螺距类型(公制、英制、模数、径节和锥螺纹等),一般螺距在10mm以内都不难达到。

3)进给运动驱动方式(一般都选用步进电机驱动)。

4)给运动传动是否需要改装成滚珠丝杠传动。

5)刀架是否需要配置自动转位刀架,若配置需要确定工位数。

6)其他性能指标选择:

插补功能:车床加工需具备直线和圆弧插补功能。

刀具补偿和间隙补偿:为了保证一定的加工精度,一般需考虑设置刀补和间隙补偿功能。

显示:采用数码管还是液晶或者显示器显示,显示的位数多少等问题要根据车床加工功能实际需要确定,一般来说,显示越简单成本越低,也容易实现。

诊断功能:为防止操作者输入的程序有错和随之出现的错误动作,可在数控改造系统设计时加入必要的器件和软件,使其能指示出机床出现故障或者功能失效的部分等,实现有限的诊断功能。

以上是车床数控改造时需要考虑的一些通用性能指标,有的车床改造根据需要还会有些专门的要求,如车削大螺距螺纹、在恶劣的环境下工作的防尘干扰、车刀高精度对刀等,这个时候应有针对性的专门设计。

3 车床数控改造方案选择

当数控车床的性能和精度等内容基本选定后,可根据此来确定改造方案。目前机床数控改造技术已经日趋成熟,专用化的机床数控改造系统所具备的性能和功能一般均能满足车床的常规加工要求。因此,较典型的车床数控改造方案可选择为:配置专用车床数控改造系统,更换进给运动的滑动丝杠传动为滚珠丝杠传动、采用步进电机驱动进给运动、配置脉冲发生器实现螺纹加工功能、配置自动转位刀架实现自动换刀功能。

目前较典型的经济型专用车床数控改造系统具有下列基本配置和功能:

1)采用单片微机为主控CPU,具有直线和圆弧插补、代码编程、刀具补偿和间隙补偿功能、数码管二坐标同时显示、自动转位刀架控制、螺纹加工等控制功能。

2) 配有步进电机驱动系统,脉冲当量或控制精度一般为:Z为0.01mm,X向为0.005mm(要与相应导程的丝杠相配套)。

3)加工程序大多靠面板按键输入,代码编制,掉电自动保护存储器存储;可以对程序进行现场编辑修改和试运行操作。

4)具有单步或连续执行程序、循环执行程序、机械极限位置自动限位、超程报警,以及进给速度程序自动终止等各类数控基本功能。

4 车床数控改造实例

如图1-1所示为CA6140型普通车床数控化改造例,它采用了一种比较简单但是较为典型的改装方案,改造后的车床进给运动由步进电机A和B驱动,它们分别安装在床头箱内(或床身尾部)和拖板后方,通过减速齿轮和纵横向丝杠带动车床的纵横进给运动。(插图1-1)

为使改造后的车床能充分发挥数控车床的效能,纵横向丝杠螺母副一般需要调换成滚珠丝杠螺母副。当利用原丝杠螺母副时,为了减少改造工作量,纵向驱动电机及减速箱一般装在床身尾部,这时连接车床原传动系统(主轴系统)和纵向丝杠传动的离合器尚未拆除,工作时应使处于脱开位置。同理,脱落蜗杆等原横向自动进给机构若未拆除,工作时也应使其处于空档(空挡)位置。改造后的进给脉冲当量的量值靠步进电机步距角、减速齿轮比、丝杠导程三者协调确定。三者之间换算关系可以以下式表示:

(θ/360)×(ac/bd)×T=δ

式中θ——步进电机步聚角(度);

T——所驱动丝杠导程(mm);

a,b,c,d——齿轮齿数,当单级减数时,令c、d等于1;

δ——脉冲当量值(mm)。

步进电机的参数根据阻力矩及切屑用量的大小和机床型号来选择,普通车床(如C6140、C620等)的数控改造中多采用0.08——0.15(N·m)静力矩的步进电机,如选0.08(N·m)的作为横向进给电机;选0.15(N·m)的作为纵向进给电机。

若需要,可将原刀架换成自动转位刀架,则可以用程序数控转换刀具进行切屑加工。如图1-2所示为自动转位刀架结构图,图1-3所示为自动转位刀架控制原理。当数控系统发出换刀信号时,首先继电器K1动作,换刀电动机正转驱动蜗轮蜗杆机构,使上刀体上升。当上刀体上升到一定的高度时,离合转盘起作用,带动上刀体旋转进行选刀。刀架上方的发信盘中对应每个刀位都安有一个传感器,当上刀体旋转到某个刀位时,该刀位的传感器向数控系统输出信号,数控系统将刀位信号与指令刀位信号进行比较,当两信号相同时,说明上刀体已旋转到所选刀位。此时数控系统控制继电器K1释放,继电器K2吸合,换刀电动机反转,活动销在反靠盘上初定位。在活动销反靠的作用下,螺杆带动上刀体下降,直到齿牙盘咬合,完成精定位,并通过蜗轮蜗杆锁紧螺母,使刀架紧固。此时数控系统控制继电器K2释放,换刀电动机停转,完成换刀动作。也可以保留原刀架仍采用手动转换刀具,但在换刀时必须设置程序暂停。如果需要加工螺纹,则要在主轴外端或其他适当部位装上一个脉冲发生器C,用它发出脉冲使步进电机准确地配合主轴的旋转而产生相应的进给运动,即保证主轴每转一转,车刀移动一个导程。插图(1-2 1-3)

上述改造方案中,不更换丝杠方法当数控系统出现故障时,仍可以加工,但滑动丝杠螺母副容易磨损故需要经常检修,而且功率和加工精度均不如滚珠丝杠螺母副驱动方式。另外,拖板与床身的导轨不够平行或垂直,以及两者之间摩擦力过大,丝杠轴线与导轨间存在平行度误差等问题均会使驱动阻力增加。为了减阻力以提高步进电机的力矩有效率和加工精度.

机床改造完毕后,还应该对其进行安装调试及验收。一般来说,应特别注意安装的位置和基础,使机床处于良好稳定的工作环境。其次是全面检查各器件、插件的连接情况以及各油路、电路的情况,再进行数控系统的连接。当完成数控系统的调整,具备了机床联机通电试车的条件,可切断数控系统的电源,连接电动机的动力线,恢复报警设定,准备通电试车。试车的目的是考核机床的安装是否稳固,各传动、操纵、控制、润滑、液压、气动等系统是否正常和灵敏可靠。改造后的数控机床的验收是和安装调试工作同步进行的。一台机床数控改造完好后的检测验收工作是一项复杂的工作,其试验检测手段及技术要求也很高,它需要使用各种高精度的仪器,对机床的机、电、液、气各部分及整机进行单项性能综合性能检测,包括运行刚度和热变形等一系列试验,其中应特别注意机床数控功能的检验,最后得出该机床的综合评价。

5 结论

经过大量实践证明普通机床数控化改造具有一定经济性、实用性和稳定性。其改造涉及到机械、电气、计算机等领域,是一项理论深、实践强的系统工程。在进行数控改造时,应该做好改造前的技术准备。改造过程中,机械修理与电气改造相结合,先易后难、先局部后全局。

参考文献:

〔1〕王爱玲主编. 现代数控机床结构和设计. 北京:兵器工业出版社,2003.

〔2〕张柱良主编. 数控原理与数控机床. 北京:化学工业出版社,2003.

〔3〕朱正伟主编. 数控机床机械系统. 北京:中国劳动社会保障出版社,2004.

(责任编辑:IT教学网)

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