x5032普通铣床的数控化改造——毕业设计

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1、毕业设计（论文）课题名称X5032普通铣床的数控化改造姓名学号系(分院)专业班级指导教师企业指导教师2014年5月10日目录摘要I第一章绪论11.1国内外数控化改造的现状11.2项目的来源及研究意义21.3改造方案的可行性分析21.4本文研究的主要内容3第二章X5032立式铣床总体设计42.1X5032立式铣床数控化改造的调查研究与方案设计42.1.1国内立式铣床数控改造的成功案例调查42.1.2数控系统及进给伺服驱动系统的选择52.1.3主传动轴系统改造方案62.2X5032立式铣床数控改造的总体方案72.3本章小结8第三章X5032立式

2、铣床主传动系统的改造93.1交流主轴驱动装置的特性93.1.1交流变频主轴驱动装置的特性93.1.2交流伺服主轴装置的特性103.2主轴驱动装置的接口103.3主轴驱动装置的选型133.3.1主轴系统的特点和适用范围133.3.2功率选择153.4数控机床的主轴系统153.4.1数控机床主传动系统的要求163.4.2主轴的传动方式163.4.3主轴换挡173.4.4主轴定向功能183.4.5主轴进给功能213.5本章小结22第四章X5032立式铣床伺服进给系统的改造234.1伺服进给系统基础234.2滚珠丝杠螺母副244.3X5032立式铣

3、床进给系统的改造思路254.4进给部件的配置计算与选配264.4.1X、Y轴滚珠丝杠和伺服电机的选择与计算264.4.2Y、Z轴丝杠和伺服电机选择与计算[4]354.5本章小节35第五章X5032立式铣床数控系统设计375.1华中世纪星21M数控系统简介375.2数控电气系统的组成及连接375.3主控电路的设计395.4数控系统中的PLC程序设计415.4.1数控系统中PLC的作用415.4.2X5032铣床数控系统PLC控制框架设计425.5系统调试与误差补偿435.5.1HNC-21M系统调试步骤435.5.2改造后数控系统的初上电44

4、5.5.3PLC编制程序的调试445.5.4华中HNC-21M参数设定445.6本章小结48第六章结论和展望496.1结论496.1.1操控性与机床精度方面496.1.2加工范围与经济性方面496.2工作展望50参考文献52致谢53吉林工业职业技术学院摘要本文从经济实用、稳定可靠性等方面考虑对X5032普通立式铣床进行数控改造立项研究时，结合X5032型立式铣床进行主运动、进给运动传动系统、电路改造设计、PLC设计与编程、数控装置分析、计算以及选型匹配。使机床数控改造后，数控铣床具备程序存储和编辑等功能；主轴变频交流电机达到50-3000R

5、PM/min的无级调速；机床实现三轴联动；系统可控制起止和故障报警；能够进行微机通讯等；数控化改造的机床具有刚性良好；摩擦小，传动间隙可以控制等。X5032数控铣床改造主要包括伺服驱动系统、滚珠丝杠螺母传动副设计的计算，传动系统结构设计选型与参数计算。去除原机床纵、横向与垂向的齿轮进给传动系统、进给手柄等，将伺服电机与滚珠丝杠连接。主传动系统设计拆除机床主轴，重新设计主轴。使用交流变频调速器来对主轴电机进行变频调速。配置的华中世纪星HNC-21M数控系统是一个基于开放式体系结构，内置嵌入式工业PC数控系统。具备低价格、配置灵活、高性能、使用

6、简单容易的特点。华中数控系统由输入输出模块、主轴变频驱动模块、三轴伺服进给运动驱动控制模块、网络数控传递模块、润滑与冷却系统等模块。克服以往简易数控系统功能的缺点，具备手工编程简单，机床操作容易、加工适用范围广，并可通过CAM软件编程实现各种复杂曲面的轨迹逻辑控制，实现对复杂零件曲面的完美加工。此项改造通过试运行、试切以及机床误差调整，总结出该机床系统存在的问题，以及相对应的改进措施方案与实施。从而系统地进行了软、硬件的联合调试，并对实验结果进行全面分析与总结；并提出了改进的措施。通过不断的完善与修正，达到更可靠、安全与稳定运行的使用目的需

7、要。关键词：数控化改造伺服驱动数控系统调试与检测误差调整45吉林工业职业技术学院第一章绪论1.1国内外数控化改造的现状现代机械制造业的一次伟大的革命那就是数控技术的应用及快速发展，东西方工业发达的国家相继都把发展应用数控技术作为工业技术革新的重点战略。数控机床的设备状况、机床分布情况，以及制造企业数控机床的拥有量，标志着一个国家工业现代化水平的高低。当前，数控技术已经广泛应用于在国内的航空军事、机械加工、汽车制造、化工生产、公共交通、医药卫生等领域等方面得到迅速而广泛地应用。数控机床己经覆盖金属切割机床的大多数品种，为国民经济提供了一批先进

8、适用的技术装备。随着数控机床应用范围的逐渐扩大，现代机械制造业正面临着解决零件批量小，产品形状复杂，结构多变，加工精度要求却较高的生产工艺要求，所以越来越多的企业将目光投向数控机