普通铣床X6132的数控化改造设计
X6132型普通铣床经济型数控化改造设计
X6132型普通铣床经济型数控化改造摘要随着计算机技术的飞速发展，发展现代计算机化数字控制（CNC）机床，是当前机械制造业进行技术改造，技术革新的必由之路，是未来工厂自动化的基础。
因此，这次对普通机床进给系统的数控改造设计更显得重要。
本文是对X6132铣床进行数控改造，主要分五个部分进行了介绍。
第一部分是数控机床的概述，第二部分是进给系统的总体设计方案，第三部分是伺服进给机械部分设计计算，第四部分是经济与环保性能的简要分析，第五部分是机械结构三维造型。
基于步进电机的机械改装减少了人的工作量，把手动转变为电动。
本次改造用了三个步进电机，分别控制机床的三个方向（纵向、横向和垂向）的进给，通过齿轮或带轮带动滚珠丝杠轴向运动。
用滚珠丝杠螺母副传动结构代替原有传动结构，在综合性能上得到了较好的改善。
关键词：铣床,丝杠,步进电机,数控The Economic Digital Control Retransformation of the MillingMachine X6132AbstractAs the development of computer technology, producing the modern computer numerical control(CNC) machine becomes the trend of technique transformation and reformation in the manufacturing industry and the foundation of automation factories in the future. Therefore, the project of automating the machine is important to the prospective study and work.The paper describes the digital control retransformation of X6132 miller and the introduction has been mainly underway by five branches. The introduction on computer numerical control (CNC) machine will be presented in Section 1. The overall designing scheme will be proposed in Section 2. The calculation and data of mechanical parts is in Section 3 and in Section 4 the economy is analyzed against the environmental protection performance profile. In section 5 is mechanical three-dimensional modeling. The reformation of the machine based on the stepping motor decreases the workload by turning the hand operation to electric control. Three motor controlling three directions respectively move the ball screws by gears and strap wheels. Replacing original drive composition with the ball leading screw nut pair drive composition can make the overall performance better improved.Key words: milling machine, ball screw, stepping motor, computer numerical control目录1 绪论 (1)1.1数控机床的发展 (1)1.1.1 数控机床的历史和现状 (1)1.1.2 数控机床的发展趋势 (2)1.2 机床数控技术的概述 (4)1.2.1 数控技术在机械制造业的应用 (4)1.2.2 数控技术优越性 (6)1.2.3数控机床分类 (7)2 总体方案设计 (8)2.1 铣床改造方案的确定 (8)2.1.1 计算机系统的选择 (8)2.1.2系统运动方式的确定 (8)2.1.3伺服系统的选择 (8)2.1.4 执行机构传动方式的确定 (9)2.2 进给机构传动方案拟订 (9)3 进给系统机械部分设计计算 (10)3.1设计要求 (10)3.2确定系统脉冲当量 (10)3.3 纵向进给系统的确定 (10)3.3.1 切削力的计算 (10)3.3.2纵向丝杠的选择 (11)3.3.3齿轮传动比计算 (14)3.3.4 纵向步进电机的计算和选择 (14)3.4 横向进给系统确定 (17)3.4.1横向丝杠的选择 (17)3.4.2齿轮传动比计算 (19)3.4.3横向步进电机的计算和选择 (19)3.5垂向进给系统的确定 (22)3.5.1垂向丝杠的选择 (22)3.5.2 同步带及带轮的选择 (23)4 机械结构三维造型 (27)4.1 SolidWorks软件介绍 (27)4.2 绘制草图 (28)4.3装配体设计 (30)4.4 三维造型 (32)5 经济环保性分析 (32)5.1 经济性分析 (33)5.2 环保性分析 (33)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (37)1 绪论1.1数控机床的发展1.1.1 数控机床的历史和现状采用数字控制技术进行机械加工的思想，最早是40年代初提出的。
XA 6132铣床的数控化改造
摘要按照毕业设计的要求，将一台XA6132普通升降台卧式铣床改造成三坐标数控铣床。
由于毕业设计的时间限制，本次设计任务的要求如下：机械部分主要解剖一个坐标轴，完成机械结构设计，零部件及参数的选择，完成部分计算过程：电气和微机部分结合机械结构的设计特点主要完成数控系统控制部分整体方案的论证和选择，使整个系统能够较完美地结合，并完成硬件接线设计以及系统框图。
最后，总结本次毕业设计，完成毕业论文撰写。
关键字:电气，微机ABSTRACTAccording to the requirements of the graduation design, will be a XA6132 ordinary lift platform horizontal milling machine transformed into three coordinates CNC milling machine. Due to the time limit for the graduation design, the design of the task requirement as follows: the mechanical parts of the main anatomy a coordinate transformation, complete mechanical structure design, spare parts and the selection of parameters, finish part calculation process: electrical and mechanical structure of microcomputer with the design characteristics of main complete numerical control system of the whole scheme of argumentation and choose, make the whole system can be a perfect combination of, and complete the wiring diagram of the system hardware design and. Finally, summarizes the graduation design, complete the graduation thesis.Keywords :Electrical，Microcomputer目录摘要 (2)第一章绪论 (4)1.1 数控机床的发展 (4)1.2 数控改造给企业带来的好处 (4)第二章设计参数的选择 (6)2.1 设计内容 (6)2.2 资料准备 (6)第三章方案比较和选择 (8)3.1 伺服驱动 (8)3.2 CNC数控系统 (9)3.3 机械部分 (11)第四章机械部分的设计与计算 (12)4.1 滚珠丝杠螺母副的选用设计 (12)4.2 选择螺纹轴直径\导程及螺母 (12)4.3 精度的选择 (15)4.4 热变形的对策 (15)4.5 支承轴承的选择 (16)4.6 驱动电机的选择 (16)4.7 锥形夹紧环结构的设计计算 (17)4.8 齿轮和同步齿型带的工况比较 (19)第五章 CNC系统硬件电路的设计 (20)第六章设计体会 (37)总结 (39)致谢 (40)参考文献 (40)第一章绪论1.1 数控机床的发展在社会生产和科学技术迅猛发展的今天，机械产品的性能和质量不断提高，产品更新换代的周期也不断缩短，因此，对机械加工设备的要求也不断地在提高。
X6132纵向垂直数控改造
摘要:目前加快数控机床技术研发越来越成为机床企业的发展重点。
企业纷纷采用加快技术创新，优化生产管理等方式，不断提升其加工效率和质量，有效地推动了机床制造业的健康有序发展。
本文主要研究了X6132纵向垂直数控改造技术，并提出了具体的设计方案，进行了经济技术性与环保分析。
关键词:铣床丝杠数控改造设计方案伺服驱动1普通铣床改造的意义随着市场竞争的日趋激烈，企业要想在激烈的竞争环境下保证竞争优势，实现可持续发展，就必须加快科技创新，优化内部管理，构建良好的产品和服务能力领先策略，不断提升其知名度和影响力。
目前，普通铣床技术已无法适应小批量、多品种、高质量的生产要求。
普通铣床改造已成为必然趋势。
而数控铣床技术的出现则解决了这一问题，它不仅能够适应现代化生产需求，生产出高质量的机械部件，而且还能很好地满足产品变化频繁的加工要求，提升加工质量和效率。
与普通铣床相比，数控铣床技术具有适应性好、灵活度高、加工精度高、加工质量稳定可靠等优势。
数控铣床是在普通铣床的基础上发展起来的，它继承和发展了普通铣床的生产工艺与技术特点，并针对传统生产方式中存在的问题进行了处理和分析，极大地提高了产品品质和劳动效率。
随着数控铣床的不断发展，其逐渐呈现出以下两方面发展趋势：一是全功能与高性能；二是低成本，简便耐用。
经济型数控铣床的自动化加工水平较高，同时其维修与保养难度较小，符合企业的具体发展要求。
同时，经济型数控铣床的系统定位精度更高，误差率小，能够满足加工的精度需要。
经过技术改造后，普通铣床的加工效率显著上升。
但总体来看，其故障发生率仍居高不下。
为解决这一问题，技术人员依据传统修理方案进行了修整与改造，但效果不理想。
传统的修理方案不仅成本高，而且难以满足大修验收标准。
因此，为提高普通铣床改造质量，保证机床的稳定性和安全性，技术人员合理选择数控系统改造普通铣床，并将微机控制技术应用至改造当中，有效地提高了产品质量和工艺水平，减轻了操作人员的工作量。
X6132铣床数控化改造
摘要本设计说明书包括：概论、总体设计和结论三大部分。
通过对我校教学实习基地的一台X6132铣床结构和性能的研究，针对盘式凸轮加工的特点，并结合现有条件，确定了铣床的数控化改造方案，介绍了滚珠丝杠、步进电动机的计算和选型设计及铣床数控改造的方法、改造部位、数控系统设计及机床改造时应注意的问题。
改造后的铣床，进给传动实现自动变速，纵向、横向、垂直进给系统进行数控控制，并要求达到纵向最小运动单位为0.01 /脉冲，横向最小运动单位0.005 /脉冲，垂直方向最小运动单位0.005 /脉冲并且可以提高生产效率，保证产品质量和减轻工人的劳动强度。
关键词：铣床；数控改造；滚珠丝杠；步进电动机ABSTRACTThis introduction of the design included three main parts: The draw-up of the general outline, the decision and the conclusion. After studying the construction and capability of X6132 milling machine in our college’S teaching practice basement，the rebuilding method of X6132 milling machine was introduced，including the selection and design of ball screw and step electromotor. It also introduces the method and changing parts of milling machine’S numerization rebuilding，the design of numerical system are also discussed and it inquires into the relevant questions of the numerization rebuilding. After the transformation of the milling, feed speed automatic transmission, vertical, horizontal, vertical feed CNC control systems and requirements to achieve the minimum vertical movement of 0.01 units / pulse, the minimum lateral movement 0.005 units / pulse, vertical movement smallest unit 0.005 / pulse and can increase productivity and ensure product quality and reduce labor intensity of workers.Keywords：Milling machine ；Numerization rebuilding; Ball screw; Step electromotor目录序言 (4)第1章绪论 (6)1、1数控系统发展史 (6)1、2国内数控机床的状况分析 (7)1、3数控机床的改造的必要性 (11)1、4数控机床改造的经济性技术分析 (12)1、5数控机床改造的可行性分析 (15)第2章、数控铣床总体方案的拟定 (16)2、1设计目的和意义 (16)2、2设计任务与要求 (17)2、3设计应注意的问题 (19)2、4总体设计方案的拟订 (19)第3章、伺服进给系统机械部分的设计计算和选型 (20)3、1工作台总质量的估算 (20)3、2确定系统的脉冲当量 (20)3、3切削力的计算 (21)3、4机床导轨的选择 (23)3、5滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (23)3、6齿轮传动比计算 (33)3、7步进电动机的计算和选型 (34)3、8控铣床加工程序的编制 (49)第4章、滚珠丝杠副间隙的调整 (52)4、1滚珠丝杠副的调整方法 (52)4、2滚珠丝杠螺母副在数控机床上的使用 (55)第5章数控操作系统 (55)5、1“世纪星”HNC-21/22数控系统简介 (56)5、2“世纪星”HNC-21/22数控系统使用技巧 (58)5、3“世纪星”HNC-21/22数控系统编程指令特点 (59)第6章设计总结 (61)第7章参考文献 (62)第8章致谢辞 (63)第9章附录 (64)序言经济型数控是我国80年代科技发展的产物。
XA6132普通升降台卧式铣床基于plc的数控化改造
摘要此次课程设计中，设计任务是将一台XA6132普通升降台卧式铣床，改造成三坐标数控铣床。
采用滚珠丝杠作为传动装置。
共有三根丝杠分别在纵向，横向工作台和垂直向升降台上。
驱动元件为步进电机。
采用PLC 控制、存储扩展电路和I/O接口电路、伺服电机驱动电路等几部分组成。
数控系统的核心是PLC，其它装置均在微机的控制下进行工作。
系统的功能和系统中所用的微机直接相关。
数控系统对微机的要求是多方面的，但主要指标是字长和速度，字长不仅影响系统的最大加工尺寸，而且影响加工的精度和运算精度。
结合设计的工作量和时间限制，机械部分主要解决一个坐标轴，完成机械结构设计，零件及参数的选择和部分计算过程；电气和微机部分主要有硬件原理图和程序框图，此次课程设计中，我熟悉了机电一体化设计的基本过程，并把各门所学的知识融会贯通形成一个有机的整体，为以后的设计工作打下了良好的基础，同时我也深深的体会到了不足之处，准备在今后的工作中不断学习，不断实践。
关键词：XA6132普通升降台卧式铣床， PLC, 数控，改造AbstractIn this time graduation design, the design mission is to reform a set of XA6132 common working panel lifter lying type miller into the three coordinate number controlling miller，adopting the ball guide screw as the transmission device .There are three silk bar different totally at lengthways, horizontal work pedestal and perpendicularity to ascend and descend on the stage. The driving component is the stepping electrical engineering. The tiny machine number controls the system from the CPU, save to expand the electric circuit and I/ O connects a people's electric circuit, servo electrical engineering to drive the electric circuit etc. several parts constitute. The number controls the core of the system is a tiny machine, the other equips to all carry on the work under the control of the tiny machine. The tiny machine use is directly related in the function and systems of the system. The number controls the request of system to tiny machine is various, but the main index sign is a word to grow and speed, the word is long not only affect the system biggest to process the size, and the accuracy that influence process and operation accuracy. What this design adoption is machines MCS-51s, and expand 2 slices of 2764 chips, a slice of 6264 chips, 3 slices of 8155 programmable proceed together to constitute the control system .Because the work of graduation project and restriction of time, the mechanical part dissects three coordinate axes mainly, finishes mechanical structural design, the choices of the part and parameter, some computational processes; Electric and the computer part have principle pictures of hardware and procedure block diagram , and some procedure sections mainly, it is five A0 picture altogether.In this time graduation design, I acquainted with the machine electricity integral whole to turn the basic process of design, and integrate the knowledge that each one learn to become an organic whole, is a later design work to beat to descend the good foundation, I also realized the place of the shortage deeply at the same time, preparing to study continuously in the work of the aftertime, practicing continuously.Keywords: The XA6132 universal knee-type milling machine, the number control, reform.目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第一章绪论 (1)1.1数控机床改造的意义 (1)1.2国内外的数控机床的比较 (1)1.3数控未来发展的趋势 (2)1.3.1 继续向开放式、基于PC的第六代方向发展 (2)1.3.2 向高速化和高精度化发展 (2)1.3.3 向智能化方向发展 (2)第二章设计任务和总体方案的确定 (3)2.1设计任务 (3)2.1.1进给伺服系统设计计算 (3)2.1.2PLC控制系统设计 (3)2.2总体方案设计的内容 (3)2.2.1伺服驱动 (3)2.2.2数控装置 (4)2.2.3系统功能 (4)2.2.4采用环形分配器 (4)2.2.5采用滚珠丝杠螺母副 (4)第三章伺服系统机械部分设计计算 (5)3.1确定系统脉冲当量 (5)3.2滚珠丝杠螺母副的设计，计算和选型 (5)3.2.1纵向丝杠的选择 (6)3.2.2横向丝杠的选择 (9)3.2.3垂直向丝杠的选择 (11)3.3传动效率计算 (13)3.4齿轮传动比计算 (14)3.4.1纵向丝杠传动比 (14)3.4.2 横向丝杠的传动比 (14)3.4.3垂直丝杠的传动比 (14)3.5步进电机的计算和选用 (15)3.5.1 纵向丝杠步进电机的计算 (15)3.5.2 横向丝杠步进电机计算 (18)3.5.3 垂直向丝杠步进电机的计算 (20)四．控制系统硬件设计 (23)4.1XA6132型卧式普通铣床的基本结构和控制要求 (23)4.1.1主轴电动机 (23)4.1.2工作台驱动电动机 (23)4.1.3主轴与工作台 (24)4.1.4机床电气原理 (24)4.2PLC的选择和硬件电路设计 (25)4.3PLC和硬件电路设计 (26)4.4PLC的控制软件设计 (27)部分参考文献 (29)第一章绪论1.1 数控机床改造的意义企业要在当前市场需求多变，竞争激烈的环境中生存和发展就需要迅速地更新和开发出新产品，以最低价格、最好的质量、最短的时间去满足市场需求的不断变化。
X6132铣床的数控改装与设计
X6132铣床的数控改装与设计 许吉庆(济南机械职工大学 250100) 谭 颖(济南第一机床厂)X6132(X62W)是万能卧式升降台铣床。
它主要由底座、床身、主轴、工作台、回转盘、床鞍、升降台组成。
工作台可以单独左右移动,称为纵向进给运动,另外工作台和回转盘又随从滑鞍前后移动,称为横向进给运动,工作台还同升降台一起上下运动,称为垂直进给运动。
工作台台面宽度为320mm,长度为1250mm,主电机功率为7 5kW,进给电机功率为1 5kW,主轴转速级数为18级,转速范围为30r/min~1500r/min。
把X6132铣床改造成数控铣铣床,主要改造的部位是:在主电机端面加一电磁式离合器,以便用M05指令控制主轴停转;把工作台的纵横向进给运动改造成分别用步进电机来控制;垂直进给运动仍采用机动和手动方式。
下面主要介绍横向进给系统的改造和数控系统的硬件设计。
1 横向进给系统设计横向进给系统的改造:拆掉原机床的丝杠螺母机构,更换上用步进电机和一对齿轮驱动的滚珠丝杠螺母副。
1 1 工作台质量的估算纵向工作台约为100kg,床鞍和回转盘约为206.12kg,总质量m=100+206.12=306.12kg。
1 2 切削力计算切削功率:Pc=P K(1)式中:P 主电机功率(7.5kW);主传动系统总效率,取0.6;K 进给系统功率系数,取0.96。
根据公式(1)可得:Pc=7.5 0.6 0.96=4.32kW=4320W又因为P c=F z vFz=P c/v式中:v 切削线速度,取1.667m/s。
所以主切削力:Fz=4320/1.667=2591N=2.59kN通常: F H=(0.6~0.9)F zFV=(0.45~0.7)F zFO=(0.5~0.55)F z则取纵向切削分力:F纵=F H=0.6F z=0.6 2.59=1.55kN垂直切削分力:F垂=F V=0.45F z=0.45 2.59=1.165kN横向切削分力:F横=F O=0.5F z=0.5 2.59=1.295kN1 3 滚珠丝杠设计工作台横向进给丝杠的轴向力F轴:F轴=K F横+f (F垂+G)(2)式中:K 考虑颠复力矩影响的实验系数,K=1.1;F横 横向切削分力;f 导轨上的摩擦系数,f =0.15;G 工作台作用在导轨上的重力。
X6132铣床数控化改造及垂直进给机构设计(最正确的Z向设计图)
毕业设计(论文)Ｘ6132万能升降台铣床数控化改造总体及垂直进给伺服系统设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日毕业设计任务书题目：Ｘ6132万能升降台铣床数控化改造总体及垂直进给伺服系统设计学生姓名：王俊杰班级：学号：题目序号：指导教师：胡世军一、设计参数1、工作台尺寸(长×宽)： 1100mm×300mm2、工作台最大行程：纵向 680mm 横向 270mm 垂直 380mm3、快速移动速度： 10m/min4、工作台定位精度 x、y、z ±0.03mm；5、工作台重复定位精度 x、y、z ±0.02mm；6、纵向、横向及垂直进给为微机控制，采用步进电机或直流伺服电机驱动，滚珠丝杠传动，脉冲当量0.010mm/脉冲。
7、实现功能：铣削平面、斜面、沟槽、齿轮等。
8、操作要求：起动、点动、单步运行、自动循环、暂停、停止二、设计内容及及要求(一)设计说明书1、数控机床发展概述（1）数控机床及其特点。
（2）数控机床的工艺范围及加工精度。
（3）数控机床的经济分析。
（4）数控机床的发展趋向。
II2、数控机床总体方案的制订及比较3、确定切削用量及选择刀具4、传动系统图的设计计算5、机床硬件电路图的设计（二）、图纸部分1、机床尺寸联系图 A0一张2、机床传动系统图 A0一张3、垂直进给伺服系统装配图 A0一张（三）基本要求：能按时独立完成毕业设计规定的全部内容，方案选择正确，论据充分，对设计中的主要问题分析深入，解决合理，有独立见解，能很好运用所学理论和提供的资料解决设计中的问题，能独立查阅和正确引用中外文参考资料，说明书文字通顺、清楚、选用数据论证合理、计算准确，图面整洁。
三、各阶段时间安排（2012年月日——月日共15周）序号主要任务时间1 查阅文献，收集资料0.5周2 工厂调研、参观1周——2周3 机床总体方案图1周——2周4 机床传动系统图1周——2周5 主要部件装配图1周——2周6 机床硬件电路图1周7设计说明书1周III摘要针对现有常规X6132万能升降台铣床的缺点提出数控改造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。
xa6132铣床的数控化改造
一、工件资料
本铣床改造后主要为加工几个品种的制动凸轮轴，轴最长为650mm；该制动凸轮轴所需加工的轮廊外形含有直线、圆弧和渐开线；要求的轮廊公差0.1 mm，对称度公差为0.1 mm，表面粗糙度Ra1.6；工件材料为40Cr锻件；设计生产节拍为7nin/件。
二、原机床资料
由于轴是细长杆件，决定选择卧式铣削加工。采用XA6132升降台卧式改造，原机床有关资料为：进给电机1.5KW/1400 rpm，最大水平拖动力1500kgf；快进速度横向、纵向为2.3m/min；升降台快进速度为0.77m/min；工作最大重量为500kg；机动范围纵向为680mm、横向为240mm、升降为300mm。
数控机床代表着现代制造业科技发展的方向和水平，目前已由单台机床数控发展到FMS（柔性制造系统），CAMS（计算机集成制造系统），从而使数控机床成为组成现代生产系统，实现设计（CAD）、制造（CAM）、检验（CAT）与生产管理等全部生产过程自动化的基本设备。我国从1958年开始研制数控机床，在研制与推广数控机床方面取得了一定的成绩。近年来，由于收进了国外的数控系统与伺服系统的制造技术，我国数控机床在品种数量和质量方面得到了迅速发展。目前，我国数控机床的发展不仅从技术水平上已研制出五坐标数控铣床；加工中心：CNC系统和自动编程系统等，同时也拥有了一定数量的数控机床。但我国目前数控机床的开发、生产、使用及拥有量仍与先进国家有较大差距，要达到世界先进水平，还需迅速发展我国数控机床行业。
数控机床在机械制造业中得到日益广泛的应用，因为它具有以下特点：
（1）能适应不同零件的自动加工：数控机床按照被加工零件的程序自动加工，要改变零件只需改变程序，而不必改变有关工装。
（2）生产效率和加工精度高，质量稳定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
毕业设计题目:X6132普通铣床数控改造姓名；学号：专业：年级：指导教师：完成时间：内容摘要普通铣床数控化改造是运用现代数控技术，对现有普遍铣床进行局部结构改造，以实现半自动化或全自动，改善铣床的技术性能指标，解决机械制造中普通铣床，其加工精度较低、不能批量生产、自动化程度不高，自适应性差的问题，拓展加工结构复杂、精密、批量、零件多变的功能，提高质量稳定和生产效率，使之局部或全部达到新数控铣床的水平。
同时，普通铣床数控化改造，能解决许多企业在短时间内无法实现全部更新数控设备，是一条投资少、提升产品质量、生产效率和企业竞争力的捷径。
通过对X6132普通铣床的数控化改造，掌握数控设备改造的基本方法, 学会分析设备机械、电气部分的改造方案和零部件选用规则，对将来到企业中进行普通铣床的数控化改造具有一定的指导意义，为促进我国数控设备运用和发展, 提高民族高技术机电设备的技术水平, 具有良好的社会效益和经济效益。
关键词：数控；改造；铣床目录1. 普通铣床数控化改造概论1.1 普通铣床数控化改造的意义1.2 普通铣床数控化改造优点2．X6132普通数控改造总体方案的设计2.1设备改造后的要求2.2.数控铣床改造的总方案设计3.机械传动部分的改造与设计3.1主电动机功率的计算3.2 纵向进给系统的改造与设计3.2横向进给系统的改造与设计4.电控系统的改造与设计4.1国内外数控系统的发展趋势4.2数控系统的类型和特点4.3数控系统选型因素4.4西门子数控系统的特点、功能、主要参数4.5变频器选择4.5.1变频器的作用和类型4.5.2变频器的选择原则和方法4.6驱动器的选型4.7编码器的选型4.8铣床数控化改造的数控系统功能5. X6132普通数控化的电控改造与设计5.1主电机控制电路设计5.2进给系统的控制设计6.X6132数控化铣床安装与调试6.1 X6132数控化铣床机、电系统的安装6.2 X6132数控化铣床的调试与运行7.设计小结8.致谢9.参考文献10.X6132普通数控化改造的主要零配件的清单11. 附X6132普通铣床控化改造的主要图纸11.1．X6132普通数控化的接口电路图、控制电路图、主电路图11.2．X轴进给系统的机械装配图；11.3．Z轴进给系统的机械装配图；11.4、主要零件的零件图X6132普通铣床数控改造1.普通铣床数控化改造概论1.1 普通铣床数控化改造的意义随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品日趋精密复杂，且需频繁改型，普通铣床已不能适应这些要求，数控铣床应运而生。
这种新型铣床具有适应性强、加工精度高、加工质量稳定和生产效率高等优点。
它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型机械结构等多方面的技术成果，是今后铣床控制的发展方向。
在过去的几十年，虽然金属切削的基本原理变化不大，但随着社会生产力的发展，要求制造业向自动化和精密化方向发展，而刀具材料和电子技术的进步，特别是微电子技术、电子计算机的技术进步，运用到控制系统中，既能帮助铣床的自动化，又能提高加工精度。
这些都要求对旧铣床进行改造。
另外，在经济方面，用铣床的数控改造比更新设备节约50%的资金。
再加上市场的原因，由于目前铣床市场供给无法满足大量的铣床设备的更新需要，因此更显示出铣床数控改造的必要性。
对于我国的实际情况，大批量的购置数控铣床是不现实也是不经济的，只有对现有的铣床进行数控改造。
数控改造相对于购置数控铣床来说，能充分发挥设备的潜力，改造后的铣床比传统铣床有很多突出优点，由于数控铣床的计算机有很高的运算能力，可以准确的计算出每个坐标轴的运动量，加工出较复杂的曲线和曲面。
其计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记忆和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。
数控铣床只要更换一个程序，就可以实现另一工件的加工，从而实现“柔性自动化”。
改造后的铣床不象购买新机那样，要重新了解铣床操作和维修，也不了解能否满足加工要求。
改造可以精确计算出铣床的加工能力，另外，由于多年使用，操作者对铣床的特性早已了解，操作和维修方面培训时间短，见效快。
另外，数控改造可以充分利用现有地基，不必像购入新机那样需要重新构筑地基，还可以根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和档次，将铣床改造成当今水平的铣床。
数控技术改造铣床是以微电子技术和传统技术相结合为基础，不但技术上具有先进性，同时在应用上比其他传统的自动化改造方案有较大的通用性和可用性，且投入费用低，用户承担得起。
由于自投入使用以来取得了显著的技术经济效益，已成为我国设备技术改造中主要方向之一，也为我国传统机械制造技术朝机电一体化技术方向过渡的主要内容之一。
1.2 普通铣床数控化改造的优点铣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，促使铣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铣床－数控铣床的诞生和发展。
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，数控铣床也得到迅速的发展和广泛的应用，同时使人们对传统的铣床传动及结构的概念发生了根本的转变。
数控铣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。
数控铣床是以数字化的信息实现铣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，铣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，发出各种指令控制铣床伺服系统或其它的执行元件，加工出所需的工件。
数控铣床与普通铣床相比，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；在数控铣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，具有稳定的加工质量；(3) 可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；(4) 加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；(5)铣床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产效率高（一般为普通铣床的3~5倍）；(6) 铣床自动化程度高，可以减轻劳动强度改善劳动条件；(7) 对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。
数控铣床一般由下列几个部分组成：(8) 主机，他是数控铣床的主题，包括铣床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。
他是用于完成各种切削加工的机械部件。
(9) 数控装置，是数控铣床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。
(10) 驱动装置，他是数控铣床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。
他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。
当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。
(11)辅助装置，指数控铣床的一些必要的配套部件，用以保证数控铣床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。
它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和(12) 编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。
还具有良好的经济效益；有利于生产管理的现代化；数控改造费用低；机械性能稳定可靠，结构受限；可充分利用现有的条件；可以采用最新的控制技术；交货期短，可满足生产急需等优点。
数控铣床已成为我国市场需求的主流产品，需求量逐年激增。
我国数控机铣床近几年在产业化和产品开发上取得了明显的进步，特别是在铣床的高速化、多轴化、复合化、精密化方面进步很大。
但是，国产数控铣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。
我国是一个铣床大国，有三百多万台普通铣床。
但铣床的素质差，性能落后，单台铣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。
旧铣床的数控化改造，顾名思义就是在普通铣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。
随着数控铣床越来越多的普及应用，数控铣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，铣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铣床一面利用数控、数显、PC技术改造普通铣床，并取得了良好的经济效益。
我国经济资源有限，国家大，铣床需要量大，因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控铣床，而我国的旧铣床很多，用经济型数控系统改造普通铣床，在投资少的情况下，使其既能满足加工的需要，又能提高铣床的自动化程度，比较符合我国的国情。
从上世纪，我国开始生产经济型数控系统，并用于改造旧铣床。
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，铣床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。
所以说，对我们本科毕业设计进行设备改造具有典型性和实用性。
2．X6132普通铣床数控改造总体方案的设计2.1设备改造后的要求对X6132普通铣床在我国机械制造业中得到广泛的应用, 它的床身上最大工件回转直径400mm, 最大工件长度 750 mm,主要用于对小型轴类、盘类以及螺纹零件的加工,数控化改造后应具备如下的工作性能：( 1) 实现齿轮正反转和齿轮变速。
( 2) 刀架能实现纵向和横向的进给运动, 可自动改变刀位, 完成刀具的选择。
( 3) 冷却泵、润滑泵的启停。
( 4) 刀具回参考原点的对刀方式。
( 5 ) 在 x, z 轴正、反向极限位置具有硬件限位保护。
( 6) 加工过程中的故障显示并报警。
对X6132普通铣床进行数控化改造的铣床能进行生产加工，其加工质量和精度（误差δ≤0.03mm）达到或改造前铣床出厂时的水平，接近同档次数控铣床的水平，数控改造的铣床其生产效率、安全性超过改造前普通铣床出厂是的水平。
因此, 对普通铣床X6132数控化的改造, 在确定总体改造方案的前提下, 对现有的机械、电气部分结构进行重新设计, 并选用性能可靠、价格合理的零配件。
2.2.数控铣床改造的总方案设计2.2.1项目调研通过到学校实训基地参观各类数控铣床结构和市场数控铣床配件调研，走访相关老师、以及网上访问、网上查资料等形式，基本搞清楚了用普通铣床改为数控铣床的基本结构、大体技术规范、数控系统与相关配件及零件等种类、型号、性能及大体价格，为方案初步设计及预算创造了条件，并为以后项目实施作技术准备。
2.2.2主要配置该方案采用德国的西门子802D数控系统，主轴电机为7KW步进电机，LF2000-G5-5R5T3变频器（国产技术），主轴传动直接实现无级变速；纵向、横向采用伺服电动机+弹性联轴器+滚珠丝杠副的传动方式，可实现自动换刀控制，带螺纹加工方式，整机采用半防护设计，外形美观大方、操作方便。