普通车床的数控改造—横向进给系统的设计毕业论文

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1、1前言1.1数控技术与数控机床1.1.1数字控制与数控技术数字控制（NumericalControlNC）是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。数控技术（NumericalControlTechnology）采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。数控机床（NumericalControlMachineTools）是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。数控系统（NumericalControlSystem）实现数字控制

2、的装置。计算机数控系统（ComputerNumericalControlCNC）以计算机为核心的数控系统。数控化技术就是以数字程序的形式实现控制的一门技术，它是随着电子计算机的发展而发展起来的，综合了各个技术领域里的新成就，具有广泛的通用性，是高自动化程度的工业自动控制技术。现代数控技术所涉及到的技术领域、学科很多，范围较广，需要信息技术来解决问题。计算机在数控技术方面的应用，出现于70年代，突出的应用产品就是CNC。计算机数控技术多以通用的小型或微型计算机为核心，再增加适当的接口电路及外围设备，来代替NC

3、数控柜中的专用电子计算装置。计算机数控系统不仅比原来的NC数控系统使用范围广、功能全，而且还有相当大的通用性，改善了对机床操作的控制。计算机数控系统具有以下特点：灵活性强,这是CNC系统的突出特点，对于传统的NC系统，一旦提供了某些控制，就不能改变，除非改变相应的硬件。而对于CNC系统，硬件是通用的、标准化的，对于各种不同的机床进行控制的要求，只需改变相应的控制程序即可，不必制造新的硬件；通用性好；可靠性高，在CNC系统中，加工程序常常是一次送入计算机存储器内，避免了在加工过程中由于纸带输入机的故障而产生的

4、停机现象，由于许多功能均由软件实现，硬件系统所需元器件数目大为减少，整个系统的可靠性大大改善，特别是随着大规模集成电路和超大规模集成电路的采用，系统的可靠性大为提高；易于实现多功能、高复杂程度的控制，由于计算机有丰富的指令系统，能高速的进行复杂的计算，所以实现多功能高复杂程度控制比用硬件系统方便的多；使用维修方便；具有通信功能。1.1.2数控系统与数控机床的组成数控系统与数控机床的组成如图1所示，它可分为六个部分。计算机数控系统操作面板PLC机床I/O电路和装置主轴伺服单元主轴驱动装置输入输出设备计算机数控

5、装置进给伺服单元测量装置进给驱动装置机床主进辅运给助动传控机动置构机机构构图1.1数控系统与数控机床的组成（1）操作面板它是操作人员与数控装置进行信息交流的工具。组成：按钮站、状态灯、按键阵列和显示器，它是数控车床特有部件。（2）控制介质与输入输处设备控制介质是记录零件加工程序的媒介。输入输出设备是CNC系统与外部设备进行交互装置。交互的信息通常是零件加工程序。即将编好的记录在控制介质上的零件加工程序输入CNC系统或将调试好了的零件加工程序通过输出设备存放或记录在相应的控制介质上。（3）CNC装置组成：计算

6、机系统、位置控制板、PLC接口板、通讯接口板、特殊功能模块以及相应的控制软件。作用：根据输入的零件加工程序进行相应的处理，然后输出控制命令到相应的执行部件，所有这些工作是由CNC装置内硬件和软件协调配合，合理组织，使整个系统有条不紊的进行工作的，CNC装置是CNC系统的核心。（4）伺服单元、驱动装置和测量装置1）伺服单元和驱动装置主轴伺服驱动装置和主轴电机进给伺服驱动装置和进给电机2）测量装置位置和速度测量装置，以实现进给伺服系统的闭环控制。作用：保证灵敏、准确的跟踪CNC装置指令。进给运动指令：实现零件加

7、工的成形运动。主轴运动指令：实现零件加工的切削运动。（5）PLC、机床I/O电路和装置PLC：用于完成与逻辑运算有关顺序动作的I/O控制，它由硬件和软件组成。机床I/O电路和装置：实现I/O控制的执行部件，由继电器、电磁阀、行程开关、接触器等组成的逻辑电路。功能：接受CNC的M、S、T指令，对其进行译码并转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成机床相应的开关操作。接受操作面板和机床侧的I/O信号，送给CNC装置，经其处理后，输出指令控制CNC系统的工作状态和机床的工作。（6）机床机床：数控机床的主体，是实现制

8、造加工的执行部件。组成：主要由主运动部件、进给运动部件（工作台、托板以及相应的传动机构）、支承件（立柱、床身等）以及特殊装置(刀具自动交换系统、工件自动交换系统)和辅助装置（如排屑装置等）组成。1.1.3数控机床特点(1)数控车床的优点数控机床的操作和监控全部在这个数控单元完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点：1）加工精度高，具有稳定的加工质量；2）可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件