X5025立式升降台铣床的数控改造设计
X502型立式铣床数控改装课程设计2018
X502型立式铣床微机数控改装一、设计任务将X502型立式铣床改造成用AT89S51单片机控制的经济型数控铣床。
该铣床用于加工中型或小型零件的平面或成型表面，也可加工具有一定斜度的平面。
改装的目的一方面要提高加工精度，另一方面利用数控方法加工任意圆弧面或凸轮的曲面。
二、已知条件1、机床型号：X502型立式升降台铣床2、主要参数1)工作台面积（长×宽）：750×225(mm×mm)2)工作台最大行程纵向：500mm横向：200mm3)主轴中心（端面）至台面距离：80×300mm4)进给量：纵向：20mm~540mm横向：14mm~380mm5)工作台及夹具总重量：G=800N6)快速进给速度：纵向：2400mm横向：1600mm7)导轨类型：纵向：综合性导轨横向综合性导轨8)立铣头最大回转角：45度9)主轴转数级数：8级10)主轴转数公比：1:4111)主轴转数：n=47.5,67,95,132,190,265,375,530r/min12)驱动电机功率：N=2.2KW13)主轴的传动功率：N=1.45kW14)主轴孔径：24mm15)铣刀最大直径：32mm16)加速时间：30ms3、工件材料1）碳钢，合金钢2）铸铁4、刀具材料1）硬质合金2）高速钢三、设计要求改装后数控车床应具有的性能：改装要方便，原铣床的改动应尽可能少，如果数控部分发生故障时仍能手工半自动操作，如果不需数控时，能很快改回原状。
控制部分要求运行可靠，维修方便，须防尘及抗干扰，改造成本低。
1、改装后应具有的基本功能及技术指标1）工艺范围：保持原有的铣床的工艺范围外，增加任意弧面和凸轮曲面的数控加工2）控制轴数：二坐标(纵向X、横向Y)3）同时控制纵、横向进给运动进行圆弧面和凸轮面加工4）脉冲当量：0.01mm/step5）重复定位精度：0.01mm6）定位精度：0.01mm7）加工精度：2级2、采用步进电机开环控制3、对微机数控系统的要求：微机控制系统要有可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强，可在线编程、具有很高的性能价格比等特点。
铣床的PLC改造
摘要X25K铣床是一种应用广泛的多用途机床，它可以进行平面、斜面、螺旋面等多种表面的加工，它原是采用继电接触器电路来实现其电气控制，但是在电气控制系统中，故障的查找与排除是非常困难的，特别是在继电器接触式控制系统，由于电气控制线路触点多、线路复杂、故障率高、检修周期长，给生产与维护带来诸多不便，严重的影响生产。
PLC 是专为工业应用而设计，其可靠性高，抗干扰能力强。
可将X25K铣床电气控制线路改造为基于S7-200的可编程控制器控制，可以提高铣床的整个电气控制系统的工作性能及参数指标，具有较高的可靠性与灵活性，减少工人维护、维修的工作量。
本文介绍了用PLC 取代X25K铣床的继电器控制电路，阐述了PLC的设计方案；根据控制要求，确定PLC的输入输出点数，对I/O地址进行了分配，并画出了I/O接线图；根据控制原理，进行系统的软件设计，画出了梯形图。
关键词：X25K铣床；电气控制；PLC控制；梯形图第一章绪论可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
他采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工作控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计[5]。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC的内部继电器可代替所有用于逻辑控制的中间继电器，噪音低、使用设备寿命长、体积小，这是PLC的最大特点之一。
因此PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的未来，是无法取代的。
根据实际情况，在铣床的电气改造过程中，保留原有的机械操作不变，将原来继电器控制的线路用PLC控制系统取代，本文采用西门子公司的S7-200作为控制器。
西门子公司SIMATIC S7-200系列，从形状说，属于小型PLC，可用于代替继电器的简单控制场合，也可用于复杂的自动化控制系统。
普通立式铣床的数控改造最新毕业设计
xxxxxxxxxxxxxxxx课程设计（论文）设计(论文)题目：XA5032普通立式铣床的数控改造姓名：学号：系部：本科机电工程系专业: 机电一体化年级：06级11班指导教师：2010年4月20日摘要数控机床是装备制造业的工作母机，是实现制造技术和装备现代化的基石，是保证高新技术产业发展和国防军工现代化的战略装备。
在全球倡导绿色制造的大环境下，机床数控化改造成为了热点。
它包括普通机床的数控化改造和数控机床的升级本设计是对XA5032普通立式铣床进行数控化改造。
为了实现把XA5032普通立式铣床改造成经济型数控铣床，我针对此铣床的主传动系统，X,Y,Z向进给系统进行数控改造，并增加了CNC装置和伺服系统。
对主传动系统，我选用FANUC AC 电动机通过带传动驱动主轴。
对进给系统，我把原先的滑动丝杠换成滚珠丝杠，以提高精度和效率，并由原先的手动控制，改造成由电动机控制。
通过变频器实现主轴传动和进给机构的无级变速。
通过单片机的设计，构成控制系统。
关键词：数控改造，滚珠丝杠，伺服系统ABSTRACTNC machine tools is the Machine Tools and equipment manufacturing, is to achieve manufacturing technology and the cornerstone of modern equipment is to ensure that of the military strategy and equipment. Green Manufacturing in the global advocacy of the environment, transformation of CNC machine tools to become a is XA5032 ordinary vertical milling machine NC transformation. In order to achieve the XA5032 vertical milling machine into the general economy CNC milling machine, I am against this milling the main drive system, X, Y, Z to the feed system NC transformation, and to increase the CNC servo devices and systems. The main drive system, I choose FANUC AC motor drive through the belt drive spindle. The feed system, I replaced the original sliding screw ball screws, to improve accuracy and efficiency, and the original manual control, into the motor control. Converter to achieve through the main transmission and feed the CVT. SCM through the design of a control system.Key words: NC transformation, ball screw, Servo System目录第一章概论 (3)1.2 机床数控化改造的意义 (5)1.3 机床数控化改造的必要性和迫切性 (5)第二章铣床机械结构的改造设计 (6)2.1 介绍 (6)2.1.1 数控铣床机械结构的主要特点 (6)2.1.2 数控铣床对机械结构的基本要求 (7)2.2 铣床主传动系统的数控化改造 (9)2.2.1 主传动系统的基本要求和变速方式 (9)2.2.2 XA5032型铣床数控化改造主轴系统的设计 (9)2.3 XA5032型铣床数控化改造主轴系统计算设计 (11)2.3.1 主传动中同步带传动设计 (11)2.3.2 主轴的设计 (13)2.4 铣床进给传动系统的数控化改造 (17)2.4.1 数控铣床对进给传动系统的基本要求 (18)2.4.2 数控铣床的进给传动系统的基本型式 (19)2.4.3 数控改造铣床进给系统的型式及介绍 (20)2.4.4 数控改造铣床进给传动系统的计算设计 (22)2.5 主轴的驱动元件的选择 (27)第三章铣床的电气改造部分 (28)3.1 计算机数控装置 (28)3.2.1 单片机的介绍 (31)3.2.2 系统的扩展 (32)3.3 键盘 (37)3.4 步进电机控制电路设计 (38)3.4.1 脉冲当量和传动比的确定 (38)3.4.2 步进电机的选择及其驱动方式 (39)3.5 光电隔离电路设计 (42)3.6 控制系统的软件设计 (43)3.6.1 步进电机控制程序设计 (43)3.6.2 LED动态显示接口程序设计 (46)谢辞 (48)参靠文献： (49)第一章概论1.1 数控机床的组成如图1.1所示，数控机床由一下几个部分组成。
X502型立式铣床横向进给系统数控改造(PLC控制)资料
X502型立式铣床横向进给系统数控改造（PLC控制）一．总体方案的确定首先先查出X502的参数如下表：X520立式铣床主要参数［机床用途］：Ｘ５０２型立式铣床适用于加工中、小型零件的平面或成形表面，其使用范围如下：（１）加工与主轴中心线平行的平面（２）加工与主轴中心线垂直的平面（３）利用主轴头的回转，加工具有一定斜度的平面（在±４５度范围内）（４）加工成形表面（５）铣切沟槽［机床特点］：结构简单，有足够的强度和刚性，保险装置较完善，并有较多的主体运动速度和进刀速度，主要适合中、小型零件的加工，如采用某些附件或夹具，使用范围广泛。
[技术参数]主轴端面到工作台最大３３０mm 最小30mm面的距离主轴中心线到床身垂直导轨的距离工作台的侧边到床身垂直导轨的距离最大１９５mm 最小45mm 工作台台面尺寸（长×宽）750×225工作台最大移动距离纵向（手动或机动）４５０mm 横向（手动）150mm 升降（手动）300mm刻度盘一格的移动量纵向0.05mm 横向及垂直0.05mm 刻度盘每转移动量纵向6mm 横向4mm 垂直3mm 工作台上的T型槽数目3个T型槽宽度14mm主轴锥孔锥度7:24主轴孔直径24mm主轴头最大回转角度±45度主轴头回转盘上的刻度值1度机床外形尺寸(长×宽×高)1200×1135×1630mm机床重量约1010kg主轴变速数8主轴转速47.5/67/95/132/190/265/375/530转/分主轴驱动功率 1.45kw工作台纵向进刀数目8工作台纵向进刀量26/38/54/77/117/169/240/347mm/分进刀机构容许最大抗力1010kg主电机型号JO2-31-4型功率2.2kw 转数1430r/min电压220/380v冷却泵电机功率0.125kw 转数2800r/min 电压220/380v 将一台X502立式铣床改装成微机数控铣床，要求原机床的改动尽量少，以降低成本，提高性价比，根据这个要求保留原机床的主轴旋转运动以及纵向进给的机动部分。
X502铣床机械部分数控改造设计
滚珠丝杠受工作负载 Ｐｍ 引起的导程变化量
ΔＬｉ
＝
Ｐｍｌ０ ＥＦ
＝１．２６×１０－ ５＝０．１２６μｍ
ｌ０ 为滚珠丝杠的基本导程， ｍｍ； Ｅ 为弹性模量， 钢的弹性 模量 Ｅ＝２１０ ＧＰａ； Ｆ 为滚珠丝杠截面积； 滚珠丝杠受扭矩
引起的导程变化量 Δｌ２ 很小，可忽略， 因此 Δｌ＝Δｌ１， 所以 导
ＣＡＤ／ＣＡＭ 等领域的教学与科研工作。
收稿日期： ２００６－ ０３－ ２２
７０ 机械工程师 ２００６ 年第 ９ 期
３结语
２．３ 横向减速齿轮的选用
对机床进行了机械部 分 的 改 造 以 后 ， 再配 以 ＪＷＫ－
根 据 前 面 确 定 的 步 距 角 θｂ＝１．５°／ｓｔｅｐ ， 脉 冲 当 量
δｐ＝０．０１ｍｍ／ｓｔｅｐ， 以 及滚 珠 丝 杠 螺 距 ｔ＝５ｍｍ， 得 到 Ｘ 向 减
速 齿 轮 的 传 动 比 ｉ＝ ３６０δｐ ＝ ３６０×０．０１ ＝０．４８。 选 择 齿 数
２．２ 步进电机选用
２．２．１ 确定脉冲当量 δｐ、步距角 θｂ 脉冲当量 δｐ 可选 ０．０１ ｍｍ／ｓｔｅｐ； 初步定步距角 θｂ 为
１．５°／ｓｔｅｐ。
２．２．２ 步进电机转矩上启动力矩的计算
Ｔｑ
＝
３６δ［ｐ
Ｆｓ＋μ（ Ｇ＋Ｆｚ） ２πθｂη
］
＝１５９Ｎｍｍ
式中， Ｆｓ： 运动方向的切削抗力， Ｆｓ＝１．１×２９８８＝３２８６．８ Ｎ；
最大动载荷 Ｑ＝ !３ Ｌｉ ｆｗ ｆＨＰｍ
式中， 取 ｆｗ＝１．２， ｆＨ＝１；
则， Ｑ＝ !３ Ｌｉ
ｆ
ｗ
ｆ
Ｈ
Ｐｍ＝
３
!
９
X52K型立式铣床电气控制系统的PLC改造设计课程设计
本科学生课程设计任务书注：任务书由指导教师填写。
摘要铣床的PLC改造主要是方便工业自动化生产，减轻劳动强度和提高工作效率。
过去有不少人对铣床进行改造设计，并取得了不错的成绩，例如采用三菱控制软件控制的PLC设计等。
X52K型立式铣床的PLC控制设计采用了西门子软件S7-200，这是一款小型的控制系统。
设计过程中充分考虑工厂生产实际情况和铣床的运动要求、加工精度等一些列条件，采用S7-200软件进行仿真，满足设计的各项要求。
改造后的系统便于柔性生产的需要，在工厂有更强的适应力。
如生产任务或工艺发生变化，普通X52K机床需改变硬件结构，从而造成时间和资金的浪费。
PLC是一种新型的工业自动化控制装置，其控制功能是通过软件编程来实现的。
当生产工艺和任务发生变化时，不必改变PLC硬件设备，只需改变PLC中的程序，因而该控制系统更具灵活性。
且PLC控制系统体积小、可靠性高、更易于维护。
通过对X52K型立式铣床进行改造,并用S7-200软件仿真，实现了自动化控制,从而可以提高整个电气控制系统的工作性能。
关键词 PLC,电气控制系统,X52K,S7-200ABSTRACTThe Milling machine PLC transformation mainly is convenient industrial automation production, reduce labor intensity and improve work efficiency. In the past, there was a lot of people to milling machine modification design, and has made the good progress, such as the control software of PLC control design, etc.X52K type vertical milling machine PLC control software was designed using Siemens S7-200, it's a small control system. The design process of fully considering the actual production condition of the factory and on the movement of the milling machine, machining accuracy and other terms and conditions, the S7-200 software simulation, meet the design requirements. After the transformation of the system to the needs of the production of the soft, in the factory has stronger adaptability. Such as production task or process changes, ordinary X52K machine need to change the hardware structure, resulting in the waste of time and money.PLC is a new type of industrial automation control device, the control function is achieved through software programming. When the production process and task change, don't need to change the PLC hardware equipment, just change the PLC program, thus the control system more flexibility. PLC control system and small size, high reliability and easier to maintain.Through the X52K type vertical milling machine modification, and S7-200 software simulation, realized the automation control, which can improve the electrical control system performance.Keywords PLC, electric control system, X52K, S7-200目录摘要 (II)ABSTRACT (III)第1章铣床简介 (1)1.1铣床介绍 (1)1.2 X52K型立式铣床简介 (1)第2章 X52K型铣床控制系统分析 (6)2.1 X52K电气原理图 (6)2.2 主轴电动机的控制 (6)2.2.1 主轴启动 (7)2.2.2 主轴停止 (7)2.2.3 主轴变速时的瞬时点动 (7)2.3 进给运动的电气控制 (7)2.3.1 工作台纵向进给运动控制 (7)2.3.2 工作台横向、升降进给运动控制 (8)2.3.3 工作台快速移动、进给变速瞬时点动控制 (8)2.3.4 圆形工作台的控制 (8)第3章 PLC简介 (10)3.1 PLC的简史 (10)3.2 PLC的基本组成及特点 (11)3.3 PLC的基本工作原理 (12)第4章 PLC输入输出地址分配 (14)4.1改造的目的 (14)4.2 PLC设计方案的确定 (14)4.3 PLC的选择 (15)4.4 地址分配 (15)第5章 PLC电器元件选择 (18)第6章 PLC编程 (20)6.1 PLC梯形图 (20)6.2 PLC语句表 (21)第7章 PLC程序仿真 (23)总结 (26)参考文献 (27)致谢 (28)第1章铣床简介1.1铣床介绍在机器的的制造业中用锻造、铸造、压力加工等方法制成的金属毛坯都是很粗糙的，而且形状和尺寸也不太准确。
X502型立式铣床横向进给系统数控改造(PLC控制)资料
X502型立式铣床横向进给系统数控改造（PLC控制）一．总体方案的确定首先先查出X502的参数如下表：X520立式铣床主要参数［机床用途］：Ｘ５０２型立式铣床适用于加工中、小型零件的平面或成形表面，其使用范围如下：（１）加工与主轴中心线平行的平面（２）加工与主轴中心线垂直的平面（３）利用主轴头的回转，加工具有一定斜度的平面（在±４５度范围内）（４）加工成形表面（５）铣切沟槽［机床特点］：结构简单，有足够的强度和刚性，保险装置较完善，并有较多的主体运动速度和进刀速度，主要适合中、小型零件的加工，如采用某些附件或夹具，使用范围广泛。
[技术参数]主轴端面到工作台最大３３０mm 最小30mm面的距离主轴中心线到床身垂直导轨的距离工作台的侧边到床身垂直导轨的距离最大１９５mm 最小45mm 工作台台面尺寸（长×宽）750×225工作台最大移动距离纵向（手动或机动）４５０mm 横向（手动）150mm 升降（手动）300mm刻度盘一格的移动量纵向0.05mm 横向及垂直0.05mm 刻度盘每转移动量纵向6mm 横向4mm 垂直3mm 工作台上的T型槽数目3个T型槽宽度14mm主轴锥孔锥度7:24主轴孔直径24mm主轴头最大回转角度±45度主轴头回转盘上的刻度值1度机床外形尺寸(长×宽×高)1200×1135×1630mm机床重量约1010kg主轴变速数8主轴转速47.5/67/95/132/190/265/375/530转/分主轴驱动功率 1.45kw工作台纵向进刀数目8工作台纵向进刀量26/38/54/77/117/169/240/347mm/分进刀机构容许最大抗力1010kg主电机型号JO2-31-4型功率2.2kw 转数1430r/min电压220/380v冷却泵电机功率0.125kw 转数2800r/min 电压220/380v 将一台X502立式铣床改装成微机数控铣床，要求原机床的改动尽量少，以降低成本，提高性价比，根据这个要求保留原机床的主轴旋转运动以及纵向进给的机动部分。
X52立式升降台铣床数控化改造
技术路线技术路线选用国外数控系统。该技术路线的优 点是技术成熟，风险小，可靠性有保证。可选择的国外 数控系统有SIEMENS810C数控
系统和FANUC-OiMC数控系统。据掌握的资料，这两种数 控系统在技术成熟度和可靠性基本相当。该技术路线的 缺点是设备改造总费用较高。
改造后，一旦设备的使用时间超出保修期，其维修、技 术服务的费用相当昂责。技术路线二：选用华中HNC21M 型数控单元+华中伺服单元+登奇
的基础部件和结构件是否仍然完好；考察各坐标轴的机 械传动结构及导轨副的形式等是否适用；测量机床目前 的各项精度并与出厂精度进行对比，看是
否存在差距；综合总结目前机床存在的故障和历史上出 现过的重大故障。根据分析的结果，对照改造目标和典 型工件，编写改造设计说明书，做到改造
后的机床达到一定的先进性和实用性。下面以X52立式升 降台铣床的数控化改造为例，介绍旧机床改造的技术方 案设计。2铣床数控化改造技术方案
机床的状态及工艺要求来选择数控系统。首先是选择数 控制造厂商，目前世界上性能及信誉较好的有：西门子 （德国）、发那科（曰本）、三菱（曰本
）、NUM（法国）、FAGOR（西班牙）等。用户可在洋 细了解上述厂商数控系统的特点及性能价格比等指标的 基础上，选择一个比较适合的数控
系统。其次是根据机床的功能要求选择相应控制系统的 类型，做到既能满足机床全部功能要求又不提高标准。 在选择数控系统方面，要特别注意以下两
使用方便容易。成本低。总费用较技术路线的总费用低， 且当设备的使用时间超出保修期，其维修、购买配件、 得到技术服务的费用同采用国外系统相
比低得多。综合以上考虑，选择技术方案二。4华中数控 系统结构详析华中数控系统硬件结构如所示，系统由数 控单元、控制电柜和机床三部分组成。
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目录第一章前言 (4)1.1 概述 (4)1.2 普通铣床数控化改造的条件 (4)1.3 普通铣床数控化改造的一般步骤 (4)第二章总体方案的确定 (6)第三章主传动系统设计 (7)3.1 确定主轴传动功率 (7)3.2 电动机的选择 (8)3.3 主传动的调速过程 (8)第四章伺服进给传动系统设计 (10)4.1 滚珠丝杠螺母副的设计和选用 (10)4.1.1滚珠丝杠螺母副的计算 (10)4.1.2 滚珠丝杠的安装 (16)4.1.3滚珠丝杠螺母副的支承方式 (16)4.2轴承的选用和计算 (17)4.2.1轴承的载荷计算 (17)4.2.2轴承的派生轴向力计算 (19)4.2.3轴承的轴向载荷计算 (19)4.2.4轴承的当量动载荷计算 (19)4.2.5验算两轴承的寿命 (20)4.3同步带轮传动的设计和计算 (20)4.3.1确定梯形齿同步带轮的基本参数 (20)4.3.2确定带的中心距 (21)4.3.3选择带的类型 (22)4.4电机的选择和计算 (22)4.1.1确定电机的类型 (22)4.4.2伺服电机的计算 (23)4.4.3电机的安装 (25)第五章数控铣床的PLC控制 (26)5.1 电气接口 (26)5.2 铣床的安全互锁 (27)第六章数控机床的润滑系统 (29)6.1 润滑的作用 (29)6.2 数控铣床的润滑系统 (29)小结 (30)参考文献 (31)[摘要］本文对一台普通铣床进行数控化改造，在改造后要达到高的静、动刚度；传动副之间的摩擦系数小，反向传动无间隙；输出转矩大等要求。
对主传动部分不作太大的变动，保留原有传动链，为了满足调速范围和转矩特性，采用调速电机的无级变速和机械的有级变速相结合的配置方式。
进给传动需作较大改动才能满足数控加工的要求，文中对滚珠丝杠、电机的选用等方面进行了详细的设计分析。
通过对铣床的数控改造设计，对机床的机械结构有了进一步的感性认识，为以后的发展作了铺垫。
[关键字］数控改造主运动伺服进给系统滚珠丝杠第一章前言1.1 概述随着现代工业的迅猛发展，普通机床已越来越不能满足现代加工工艺及提高劳动生产率的要求，数控机床已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。
目前大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大多数是普通机床，机床数控化比较低。
如果大量添置全新的数控机床，不仅资金投入量大、成本高，而且又会造成原有设备的闲置浪费。
把普通机床改造为数控机床则不失为一条提高数控化率的有效途径。
普通机床的数控化改造，就是在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。
这种机床改造花费少，改造针对性强，时间短，改造后的机床大多能克服原有机床的缺点和存在的问题，生产效率高。
在实际生产中铣床的应用十分广泛，主要用于加工平面或成形表面。
例如，在立式铣床上加工圆弧、凸轮一类的平面曲线时，就要借助于圆工作台、分度头等机床附件，并对机床进行相应调整。
加工精度较低，机床调整困难。
所以对铣床进行数控化改造的实际应用有很多，改造的目的一方面提高加工精度，另一方面可以利用数控方法加工任意圆弧面和凸轮的曲面。
1.2 普通铣床数控化改造的条件并不是所有的旧机床都适合于数控改造。
改造的机床应具备如下几个条件：（1）机床基础件必须有足够的刚度数控机床属于高精度机床，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。
（2）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有机床部分，更换已磨损的部件；另一方面是更换原有机床控制柜，用新的数控系统和强电装置代替。
改造费用与原有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。
1.3 普通铣床数控化改造的一般步骤（1）旧机床的设备选型通常对一台旧机床，是否需要进行数控化改造，首先应对设备进行基础估价，这也就是设备选型。
以判断该设备是否具有改造价值，改造后能不能满足要求，改造成功的可能性等，这些都与设备的选择密切相关，所以选型是设备改造的首要环节。
（2）确定改造的技术方案设备选择确定后，就要制定、落实明确的技术改造方案。
通常需要从以下两个方面论证；一是明确该设备改造后的加工对象及预期目标；二是资金投入的估算。
上述两项的确定，最好综合考虑，因为投入的改造费用主要与以下几点有关。
①数控系统的选择。
②机床本身固有几何精度的修复及保养。
③机床电器及附件的更换。
④机床辅助系统（主轴系统、液压系统、冷却系统等）的维修及保养。
⑤机床外观质量的修复。
⑥机床改造的技术劳务费用。
⑦机床改造后的综合调试、检测、参数补偿等。
（3）改造前的准备工作技术改造方案确定以后，应对机床进行检测，若机床精度低，就必须对机床本身的精度进行恢复。
主要有两方面：一是机械进度的恢复；二是电气部分的恢复。
如主轴精度的恢复、机床导轨精度的恢复（平行度、垂直度等），以提高传动精度和效率。
对机电系统、液压系统、机械接口进行测绘、设计、制造、修复、保养。
同时要做好对改造机床机械及电气部分的准备工作，如数控系统及相应配置的准备、机械改造条件（传动箱连接件、滚珠丝杠等）的准备。
（4）机床的改造包括对机床改造部分的现场施工、安装和连接；机床联调实验；机床及控制系统各部分功能联动实验；工作可靠性运行；机床定位精度、重复定位精度、各种补偿功能的调试；机床的加工切削实验。
（5）改造完成后的验收一般验收要做以下工作：外观检查、机床及系统的各种功能检测、机床精度检测（定位精度、重复定位精度等）、机床的负荷实验、标准试件的切削、典型零件的加工等。
第二章总体方案的确定将一台X5025型立式升降台铣床改造成数控铣床，改造目的主要能完成铣、镗、钻等切削运动，能在没有模板的情况下完成凸轮、样板、模具等形状复杂零件加工。
所要达到的技术要求：主轴转速80 r/min-5440 r/min，为提高其自动化程度，或者批量相对集中，需在加工过程中自动变换切削速度。
如何将机械传动的进给改造成数控系统控制的自动进给，还应具有更好的精度要求。
驱动部件具有高性能，伺服电机要可靠，输出力矩要大，高低速性能要好，系统具备手动回机械零点功能，机床的定位精度和重复定位精度要高，能在不需要模具的情况下能确保零件的加工精度。
为了满足主传动的要求，需更换原有的主轴电机；对进给系统而言，将原来的手动进给的手柄、刻度盘、轴承、轴承支座、普通丝杠、螺母支座等零件拆除。
为了满足高的定位精度和重复定位精度，需将在原来的导轨表面粘接聚四乙烯软带，对其表面还要进行铲、刮，才能到达所需的精度要求。
第三章 主传动系统改造设计对普通铣床进行数控改造时，为提高其自动化程度，或者批量相对集中，需在加工过程中自动变换切削速度，可用双速电机代替原铣床的主电动机。
一般采用由直流或交流调速电动机作为驱动的电气无级调速。
但由于数控铣床的运动调速范围较大，单靠调速电机无法满足这么大的调速范围，另一方面调速电机的功率扭矩特性也难于直接与机床的功率和转矩要求相匹配。
为扩大调速范围，适应低速大转矩的要求，也可以用齿轮有级调速和电动机的无级调速相结合的调速方式，以满足机床要求的调速范围和转矩特性。
3.1 确定主轴传动功率数控铣床的加工范围一般都比较大，所传动的额定功率可以根据典型切削工艺的情况计算，根据设计的铣床主要的加工范围，查机床设计手册确定如下典型加工工艺：用高速刚圆柱平刀铣削灰铸铁工件平面，刀具直径D=100㎜，刀齿数为5，工件材料为HT200，硬度190HBS ，切削速度v =20.5min m ，进给速度为120min m ，背吃刀量a p ＝5㎜，切削宽度为65㎜。
n =Dv π1000 式中 n —主运动的转速（s r ）v —切削速度（s m ）D —刀具的最大直径（㎜）代入数值得：n =65r ／min则每齿进给量 =⨯==390010120zn F Sz 0.18㎜ 根据典型切削工艺公式： P 切＝2.8×102-·t 9.0·s z 74.0·B ·z ·n ·190HB 式中： t —切削厚度，即被吃刀量（㎜）s z —每齿进给量（㎜）B —切削宽度（㎜）Z —刀具齿数HB —材料硬度代入数值得：P 切=2.8×102-×59.0×0.0037574.0×65×10×3200×190190 =1760W=1.76KW 主传动的总效率一般可取为η=0.70～0.85,数控机床的主传动多用调速电机和有限的机械变速传动实现，传动链较短，因此效率可取较大值，由此可求得主轴传递的功率为： P=ηp 切=80.076.1=2.2kw 3.2 主轴电动机的选择现在数控铣床常用的无级变速机构为直流或交流调速电动机。
本设计中采用交流调速电动机，它是靠调节供电频率的办法调速。
因此，常称为调频主轴电动机。
这种电机的功率、转矩特性见图3-1。
通常，额定转速n d 为1500min r ，额定转速向上至最高转速n max 为恒功率，如图所示区域Ⅰ；额定转速n d 至最低转速n min 为恒转矩，如图所示区域Ⅱ。
图3-1交流电动机的功率、转矩特性Ⅰ—恒功率区；Ⅱ—恒转矩区这种电机由于体积小，转动惯性小，动态响应快，没有电刷，能达到的最高转速比同功率的直流电动机高，磨损和故障也少。
现在，在中、小功率领域，交流调速电动机占优势，应用更加广泛。
3.3 主传动的调速过程为了实现数控铣床的无级变速，本机床的主轴电机采用双速电机，通过双速开关可实现主轴正转高速，低速和反转高速，低速四档功能，而每一种功能状态下，又可通过机械齿轮变速达到调整的目的。
当手柄处于OUT时离合器脱离，主电动机由宝塔式带轮带动同步带轮进行减速再经小齿轮和大齿轮减速带动主轴旋转；当手柄处于IN时离合器吸合，小齿轮和大齿轮脱离，主电动机由宝塔式带轮直接带动主轴旋转，从而达到调整的目的。
第四章 伺服进给系统的设计根据设计的目的，将原来的手动进给改换成由电机经同步带轮带动丝杠进行控制，为提高传动精度和工作平稳性将普通丝杠改换成滚珠丝杠传动。
与普通丝杠相比滚珠丝杠具有以下优点：摩擦力低及效率高，其传动扭矩只有普通丝杠的1/3，所以滚珠丝杠的机械效率远高于普通丝杠，即使在低速情况下也不会出现爬行现象。