X5032铣床主传动系统数控改造.doc
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4、章)年 月 日河南理工大学毕业设计(论文)评阅人评语题目 评 阅 人 职称 工作单位 年 月 日河南理工大学毕业设计(论文)评定书题目 指导教师 职称 年 月 日河南理工大学毕业设计(论文)答辩许可证答辩前向毕业设计答辩委员会(小组)提交了如下资料:1、设计(论文)说明 共 页2、图纸 共 张3、指导教师意见 共 页4、评阅人意见 共 页经审查, 专业 班 同学所提交的毕业设计(论文),符合学校本科生毕业设计(论文)的相关规定,达到毕业设计(论文)任务书的要求,根据学校教学管理的有关规定,同意参加毕业设计(论文)答辩。 指导教师 签字(盖章)年 月 日根据审查,准予参加答辩。答辩委员会主席(组
5、长) 签字(盖章) 年 月 日河南理工大学毕业设计(论文)答辩委员会(小组)决议 学院 专业 班 同学的毕业设计(论文)于 年 月 日进行了答辩。根据学生所提供的毕业设计(论文)材料、指导教师和评阅人意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况,毕业设计(论文)答辩委员会(小组)做出如下决议。一、毕业设计(论文)的总评语二、毕业设计(论文)的总评成绩: 三、答辩组组长签名:答辩组成员签名:答辩委员会主席: 签字(盖章)年 月 日摘 要本文在X5032数控铣床改造设计时主要从经济性、方便性、实用性、可靠性四方面因素出发,对X5032型铣床进行了数控铣床主传动机械系统设计。使改造后的机床的机械传动部分具
6、有高静态、动态刚度;运动副之问的摩擦因数小,传动无间隙;功率大;便于操作和维修。改造后的数控铣床可以实现主传动系统电机正、反转,转速分为两档,并在各档内可以实现无级调速;可以在平面或空问范围内按设定曲线(直线、圆弧等)恒速或变速运行;可以实现数值的任意设定并显示;可以实现辅助控制系统的任意起停和故障报警;可以实现与上位机的通讯。X5032数控铣床机械系统设计包括伺服驱动系统的设计计算,丝杠螺母副的设计计算,主传动系统的参数计算,主传动系统结构设计。进给传动系统设计中,全部拆除纵向、横向、垂向进给箱齿轮,拆除纵向、横向、垂向进给手柄,在该处将手轮轴通过一对减速齿轮和纵向、横向及垂向步进电机相连。
7、丝杠拆去,换上滚珠丝杠,并由齿轮箱与滚珠丝杠连接,改造后的X5032铣床的定位精度为0.01mm,重复定位精度为0.005mm。X、Y电机能够拖动工作台以6-3200rmin的切削进给速度进行X向、Y向运动,Z相电机能使主轴箱获得3-1600rmin的进给速度。主传动系统设计拆除机床主轴,重新设计主轴。为了保证主轴在运动时有准确的定位,安装主传动的定位检测装置。采用电气式主轴准停装置,利用磁力传感器检测定位。只要数控系统发出指令信号,主轴就可以准确的定位。将主传动改为采用变频交流电动机无级调速。低档转速为270-1500r/min,高档转速为1500-4500r/min,在各档内可以实现无级调
8、速。与原立式铣床的机械结构相比比较简单,这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担,省去了复杂的齿轮变速机构,主传动系统是一个开环控制的交流变频调速系统,通过软件来实现它的调速。数控系统是一个基于单片机的采用模块化设计的数字型控制系统。采用较小体积的单片机来实现复杂的逻辑功能,充分利用中断及第二功能口,使端口的利用程度达到最大,使整体结构简单。系统从总体上分为人机界面模块、坐标进给模块、变频调速控制模块、串行通信模块、液压系统、冷却系统、润滑系统及基于89C58单片机的主控模块。克服了传统的经济型数控系统的缺点,具有编程灵活,自由度大,可用软件编程实现各种复杂的逻辑控制。通过插补
9、算法实现步进电机的准确定位以便达到工件的精确度;通过键盘利显示模块,实现了程序的编辑和显示;通过其他辅助系统的设计,实现了机床功能的完善化。关键词:X5032铣床 数控变频调速 模块化设计AbstractBased on the aspects of the improvement on X5032 milling machine as follows: the Economy, convenience, function and reliability. This dissertation conducts the systematic design,hardware circuit des
10、ign and software design .These work improve the functions of milling machine on some aspects as follows:The large static and dynamic stiffness of the mechanical drive parts,the little friction factor of the motion pairs,no clearance in driving,the large power and the convenient operation and mainten
11、ance . The improved milling machine have some special functions as follows:the program store and compile,the backward and forward rotate of main Drive system, the two grades rotating speed which has continuous speed variation with in each grade,the operation in variable or constant speed according t
12、o the setting curve in the area of plane and space ,the random setting value and display data , the flee start-stop and the failure alarm and the communication with the master computer.The system design of X5032 numerical machines mechanical include the design and the calculation of the servo drive
13、system, of the lead screw nut pair, parameters calculation of the main drive system, and its structure design. in the design of the feed motions drive system ,it should be removed that all the longitudinal and the traverse and the vertical feed change gears. Joint the handle wheel axle with the vert
14、ical stepping motor through a pair of reduction gear there. The ball screw is used instead of the leads crew, which is connected with the gearbox. Accuracy of position of the improved X032 milling machine is 0.01mm,its precision of repeat ability is0.005 mm.The motors for X and Y directions are able
15、 to draw the working table to have cutting and feeding motion in X and Y directions in the speed of 6-3200r/minThe main axle box is enabled to acquire a feed speed of 3-1600r/min .given by motor for Z direction. During the design of the main drive system, the machines main axle is removed and redesi
16、gned. In order to ensure the main axles accuracy of position in the motion. The main drives localization checking device should be installed. In this way, making use of the electrical main axles stop device,and the magnetic sensor will check localization. The main axles accurate localization is to b
17、e realized, As soon as the numerical control system sends the instruction signals. The frequency conversion and alternating current motor is substituted with step less speed regulation to the main drive. Rotation speed of lower grade is 15-83r/min and higher grade83-4500r/minStep less speed regulati
18、on can be realized within all the grades. Compared to the mechanical structure of the original upright milling Machine, it is suppleness, because the function of speed conversion is taken mainly or all by main axle motors step less speed regulation, which skips the complicated gear wheels speed conv
19、ersion structure. The main drive system is a system of alternating current and frequency conversion controlled by open loop, whose speed regulation is done by software. The numerical system is a data control system designed by model block based on single chip microcomputer The single chip microcompu
20、ter of smaller volume is adopted to realize the complicated logical function, Making full use of the interrupt and the second functional entrance to make the usage of the entrance to the highest degree and the whole structure easier. As a whole, the system can be divided into man-machine interface m
21、odel block, the serial communication model block, the hydraulic system, the cooling system, the lubrication system and the main control model block based on the 89C58 single chip microcomputer. Overcoming the traditional economy numerical control systems shortcoming, it has a programmed flexibility
22、and a higher free-degree. By programming, various complicated logical control is realized. And by interpolation algorithm. It makes stepper motor realize accurate location in order to achieve the work precision; through the keyboard and the display model, it has realized the procedure edition and th
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