C6150普通车床主传动系统的数控改造设计
CA6150普通车床的数控技术改造
南昌工程学院毕业设计(论文)机械动力工程系系数控专业毕业设计（论文）题目CA6150普通车床的数控技术改造学生姓名刘志林班级数控《三》班学号00415139指导教师唐刚完成日期2007 年 6 月15 日南昌工程学院毕业设计目录第一章绪论 ························································································································ - 3 - 数控技术和装备发展趋势 ····························································································· - 3 - 第二章数控机床系统总体设计·························································································· - 8 - 一总体方案设计内容 ································································································· - 8 - 二总体方案确定········································································································· - 8 - 第三章进给系统设计计算 ······························································································· - 10 - 一选择脉冲当量······································································································· - 10 - 二计算切削力··········································································································· - 10 - 三滚珠丝杠螺母副的计算和选型 ············································································ - 11 - 四齿轮进给齿轮箱传动比计算················································································ - 20 - 五步进电机的计算和选型························································································ - 21 - 第四章微机数控系统的设计 ··························································································· - 26 - 一微机数控系统的设计纲要···················································································· - 26 -[一] 硬件电路设计····························································································· - 26 -[二] 软件电路设计····························································································· - 27 -二8031单片机及其扩展··························································································· - 27 -[一] 8031单片机的简介 ···················································································· - 27 -[二] 8031单片机的系统扩展············································································· - 28 -[三] 存储器扩展································································································· - 30 -[四] I/O口的扩展 ······························································································ - 31 -三步进电机驱动电路 ······························································································· - 32 -[一] 脉冲分配器（环行分配器）······································································ - 32 -[二] 光电隔离电路····························································································· - 33 -[三] 功率放大器································································································· - 33 -[四] 其他辅助电路····························································································· - 34 -四数控系统的软件设计 ··························································································· - 35 -[一] 软件脉冲分配器························································································· - 35 -[二] 逐点比较法插补程序 ················································································· - 37 -[三] 步进电机升降速软件设计·········································································· - 38 - 第五章数控机床零件加工程序························································································ - 40 - 第六章总结与展望··········································································································· - 41 -- 2 -南昌工程学院毕业设计第一章绪论数控技术和装备发展趋势当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状，在此基础上讨论了在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下，发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性，并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。
机械机床毕业设计16CA6150数控车床主轴箱及传动系统系统的设计业设计
机械机床毕业设计16CA6150数控车床主轴箱及传动系统系统的设计业设计一、设计背景目前，数控车床是机械加工行业中常用的一种设备。
其主要作用是通过数控系统控制刀具的运动轨迹，对工件进行加工。
本设计的目标是设计一个适用于16CA6150数控车床的主轴箱及传动系统，以提高车床的加工准确性和效率。
二、设计要求1.主轴箱及传动系统要具备足够的刚性和稳定性，以确保整个车床在工作过程中不发生振动和变形；2.主轴箱传动系统的设计应使得主轴的旋转速度能够达到要求，并且有一定的速度范围可调；3.主轴箱传动系统的设计应保证传动效率高，噪音低，并且易于维护和保养；4.主轴箱和传动系统的设计应满足机械加工的要求，对于各个工件的加工均能保证高精度和高质量。
三、主轴箱设计主轴箱是数控车床中的核心部件，其作用是连接主轴和机床床身，并提供主轴的旋转运动。
为了保证主轴和工件的高精度加工，主轴箱设计应满足以下要求：1.主轴箱整体结构应具备足够的刚性和稳定性；2.主轴箱应具备一定的自冷却和监测功能，以保证主轴的温度和振动处于合理范围内；3.主轴箱应具备一定的调节装置，方便对主轴进行润滑和保养。
四、传动系统设计传动系统是主轴箱的重要组成部分，其作用是将动力传递给主轴，使得主轴能够旋转。
在设计传动系统时，应满足以下要求：1.传动系统应选择合适的传动方式，如齿轮传动、带传动等；2.传动系统的设计应保证传动效率高、噪音低，且易于维护和保养；3.传动系统应满足主轴旋转速度的要求，并具备一定的速度调节范围；4.传动系统应具备自动化控制功能，以便实现数控车床的自动操作。
五、总结本设计对16CA6150数控车床的主轴箱及传动系统进行了设计，并提出了相应的要求。
在设计主轴箱和传动系统时，应注重刚性和稳定性的提升，以及传动效率的提高。
同时，还应考虑主轴箱的自冷却和监测功能，以及传动系统的自动化控制功能。
通过合理设计和选用适当的材料和部件，可以提高数控车床的加工准确性和效率，满足机械加工的要求。
C6150车床数控化改造总体机械部件设计开题报告
柔性化包括两个方面的柔性：一是数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，便于不同用户的需求；二是DNC系统的柔性，同一DNC系统能够依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥DNC系统的效能。
③工艺复合化和多轴化
数控机床的工艺复合化，是指工件在一台机床上装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或旋转工作台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。已经出现了集钻、镗、铣功能于一身的数控机床，可完成钻、镗、铣、扩孔、铰孔、攻螺纹等多工序的复合数控加工中心，以及车削加工中心，钻削、磨削加工中心，电火花加工中心等。此外数控技术的进步也提供了多轴控制和多轴联动控制功能。
毕业设计（论文）开题报告
论文题目:c6150型普通机床的数控改造
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一、选题依据
随着计算机、微电子、信息、自动控制、精密检测及机械制造技术的高速发展，机床数控技术有了长足的进步。近几年一些相关技术的发展，如刀具及新材料的发展，主轴伺服和进给伺服、超高速切削等技术的发展，以及对机械产品质量的要求越来越高等，加速了数控机床的发展。目前数控机床正朝着高速度、高精度、高工序集中度、高复合化和高可靠性等方向发展。世界数控技术及其装备发展趋势主要体现在以下几个方面。
①高速高效高精度
高生产率。由于数控装置及伺服系统功能的改进，主轴转速和进给速度大大提高，减少了切削时间和非切削时间。加工中心的进给速度已达到80m/min～120m/min，进给加速度达9.8m/s2～19.6m/s2，换刀时间小于1s。高加工精度。以前汽车零件精度的数量级通常为10μm，对精密零件要求为1μm，随着精密产品的出现，对精度要求提高到0.1μm，有些零件甚至已达到0.01μm，高精密零件要求提高机床加工精度，包括采用温度补偿等。微机电加工，其加工零件尺寸大小一般在1mm以下，表面粗糙度为纳米数量级，要求数控系统能直接控制纳米机床。
C6150普通车床主传动系统的数控改造设计
摘要随着科学技术的迅猛发展，数控机床已是衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志。
采用经济型数控系统对普通机床进行数控改造，尤其适应我国机床拥有数量大，生产规模小的具体国情。
本文对C6150普通车床数控化改造进行了深入研究，包括对机床关键部件参数的计算、对机床主传动系统结构的设计、对机床改造方案优化选择、选择合适的机床伺服系统，以及在改造中应注意的事项等进行了详细的论述。
经过改造后的机床已达到预期的功能和精度，完全能实现加工外圆、锥度、螺纹、端面等的自动控制，提高了原机床的生产效率。
降低了劳动强度。
关键词：普通车床，数控技术，数控化改造AbstractWith the rapid devlopment of science and technology, CNC is becoming an important symbol to measure a country，s machinery manufaucturing level .Using economic numerical control system to transform General machine tools, adapts to our country which has large number General machine tools and is small scale production.The paper studied thoroughly the retrofitting technology on C6150 universal lathe ,including thecomutating of parameters of key components, the design of lathe structure ,optimization of the retrofitting scheme,as well as matters needing attention of reform in detail ,etc.The result shows that the machine tools achieveed expected function and precision after retrofitting ,the machine can sufficienfly execute automatic control on outside diameter taper screw ends etc, it important the production rate of the machine and decreases the labor stress from the operator.Key words: Unversal Lathe Numerical Technology Numerical Control Transformation目录1 绪论 (1)1.1概述 (1)1.1.1国内外数控机床的发展状况 (1)1.1.2 国内外数控机床改造的状况 (2)1.1.3机床数控化改造的优点 (3)1.1.4 机床数控化改造的必要性和可能性 (4)1.2本课题的目的和意义 (5)2 CA6150普通车床主传动系统数控化改造 (6)2.1C6150车床简介 (6)2.1.1 原机床功能 (6)2.1.2 原机床精度 (6)2.1.3 原机床的主要技术参数 (7)2.1.4 原机床的传动系统 (8)2.1.5 普通车床的数控化改造 (8)2.2总体方案的确定 (9)2.3数控机床主传动系统 (9)2.3.1 概述 (9)2.3.2 与普通机床比较，数控机床主传动系统具有下列特点: (10)2.3.3 数控机床主传动系统配置方式 (10)2.3.4 主传动系统可按不同的特征来分类 (12)2.4数控改造对机械传动系统的要求 (13)2.5无极变速传动链的设计 (13)2.5.1 主运动参数计算 (13)2.5.2 主轴最大切削功率及电动机的确定 (14)2.5.3 主传动系统的设计 (16)2.5.4 确定各级传动副齿轮的齿数 (18)2.5.5 轴及齿轮计算转矩的确定 (20)2.5.6 各齿轮副模数计算 (21)2.5.7 各轴间中心距的计算 (23)2.5.8 确定各轴最小直径 (23)2.5.9 齿轮参数的计算 (24)3 主轴组件的设计 (26)3.1主轴组件的基本要求 (26)3.2主轴 (28)3.2.1 主轴的构造 (28)3.2.2 主轴的材料和热处理 (28)3.2.3 主轴的技术要求 (29)3.3主轴部件轴承的配置 (30)3.4主轴主要结构参数的确定 (36)3.5主轴组件校核 (37)3.6主轴脉冲编码器的加装 (42)4 刀架及导轨部分的改造设计 (44)4.1刀架改造设计 (44)4.1.1 电动刀架的选择 (44)4.1.2 电动刀架的工作原理及控制 (44)4.1.3 电动刀架的安装 (46)4.2机床尾座的改造设计 (46)4.3机床导轨部分的改造设计 (47)4.3.1 聚四氟乙烯基软带的主要性能 (47)4.3.2聚四氟乙烯基软带的粘接工艺 (48)4.4伺服驱动系统的选择 (49)4.5数控改造的控制方式选择 (50)4.5.1 步进电机拖动的开环方式 (50)4.5.2 交/直流伺服电机拖动，编码器反馈的半闭环数控方式 (51)4.5.3 异步电动机或直流电动机拖动，光栅测量反馈的闭环控制方式 (51)结束语 (53)致谢 (54)参考文献 (55)1 绪论1.1概述1.1.1国内外数控机床的发展状况1946年第一台计算机在美国诞生，1952年世界第一台数控机床也在美国诞生，用于三轴镗铣床的加工，自此，数控机床的发展紧随着微电子技术和计算机技术的发展而发展，近60年来，数控机床经历了两个阶段，六个时代的发展过程。
西安石油大学机电一体化课程设计论文--C6150普通车床机电一体化改造
毕业设计说明书设计题目：普通车床的数控化改造学生班级学号指导教师二零一一年十二月C6150普通车床的数控化改造作者: 指导老师:【摘要】数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好的解决了现代机械制造中机构复杂，精密，批量小，多变零件的加工问题，我国作为机床大国，拥有大量的普通机床。
因此，对普通机床数控化改造不失为一种较好的选择。
【关键词】机电一体化开环控制纵向进给系统设计滚珠丝杠螺母副步进电动机1.前言数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量一个国家工业现代化的重要标志。
数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。
但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。
如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。
因此，普通机床的数控化改造大有可为。
针对现有常规CA6140普遍车床的缺点提出数控改装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。
本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了CA6140机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。
采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。
2机床改造的内容及意义2.1 802S数控系统的组成SINUM ER IK802D是德国SIEMENS公司推出的全数字化数控系统，它可控制4个数字进给轴和一个主轴。
它由PCU（控制面板单元）、键盘、PP72/48（输入输出模块）、24V电源、驱动器SMODRIVE611UE、1FK6系列数字伺服电机和1PH7系列数字主轴电动机等部分组成。
系统的各个部件通过现场总线PROFBUS连接。
C6150普通车床数控化改造毕业设计论文
第一章绪论1.1本文选题的背景及意义1.1.1 概述整个人类社会的文明史，就是制造技术不断演变和发展的历史。
任何国家的制造业都是国民经济的基础产业，也是国民经济的主要来源。
没有发达的制造业，就不可能有国家真正的繁荣和强大。
制造技术是制造业的技术支柱，是一个国家科技水平、综合国力的重要体现，制造技术的发展是一个国家经济增长的根本动力。
而制造业中机床是其基础装备。
我国是一个机床大国，有三百多万台普通机床。
但机床的素质差，性能落后，单台机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。
旧机床的数控化改造，顾名思义就是在普通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。
随着数控机床越来越多的普及应用，数控机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，机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机床一面利用数控、数显、PC技术改造普通机床，并取得了良好的经济效益。
我国经济资源有限，国家大，机床需要量大，因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床，而我国的旧机床很多，用经济型数控系统改造普通机床，在投资少的情况下，使其既能满足加工的需要，又能提高机床的自动化程度，比较符合我国的国情。
1984年，我国开始生产经济型数控系统，并用于改造旧机床。
到目前为止，已有很多厂家生产经济型数控系统。
可以预料，今后机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。
1.1.2数控机床的优越性数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物,是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备。
它与普通机床相比,其优越性是显而易见的,不仅零件加工精度高,产品质量稳定,且自动化程度极高,可减轻工人的体力劳动强度,大大提高了生产效率,特别值得一提的是数控机床可完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工,因而数控机床在机械制造业中的地位愈来愈显得重要。
C6150车床数控改造主传动系统设计
C6150车床数控改造主传动系统设计谢 红1,薛丽蓉2,陈 明2,何利成2(11同济大学机械系,上海200092;21上海市高级技校)摘要:本文介绍了作者在C6150型普通车床数控改造过程中,结合本单位实际情况,对主传动部分的改造。
改造后的主传动系统能无级调速,主轴采用静压轴承以适应高速转动,原有的手柄操纵齿轮变速改为液压油缸控制的自动操纵。
关键词:数控改造;主传动系统;静压轴承 普通机床改造成数控机床是指对普通机床某些部位机械结构做一定的改造,加上数控装置,从而使机床具有数控加工能力。
其优点是能发挥机床的原有功能和改造后的新增功能,提高普通机床的使用价值。
本文作者结合本单位实际情况,作了C6150型车床数控改造,目的用于教学和培训。
C6150型车床是一种加工效率高,操作性能好,社会拥有量大的普通车床。
把这种车床改造为数控车床,会收到了良好的经济效益。
这里主要介绍作者对主传动部分所作的改造,改造后的主传动系统能无级调速,主轴采用静压轴承,原有的手柄操纵改为液压油缸控制的自动操纵。
1 主传动系统的改造本机床电机仍采用原来的单速三相交流电机,功率为515kW 。
改造后增加一个变频器,通过变频器改变电机频率来改变电机的转速。
原来的电机频率为50H z ,假如变到200H z ,则转速就提高4倍。
用这种方法调速,倍率高,且平稳。
由原来的有级变速(19级)改为无级变速。
为了在主轴低速区保持恒功率传动,主轴计算转速和原来的保持一致,仍保留两对双联齿轮变速,齿轮箱中传动轴位置不变,实际使用的轴为1号轴,3号轴,主轴和7号轴。
齿轮变速滑移由原来的手柄操纵改为液压油缸控制的自动操纵,油缸及活塞安装在7号轴上来操纵齿轮拨叉。
见图1。
图1 主轴箱展开图2 主轴组件的改造为了配合主传动系统的改造,主轴支承由原来的滚动轴承改成静压轴承支承。
(1)静压轴承的特点静压轴承处在纯液体摩擦状态下工作,能承受高速旋转。
静压轴承的油膜刚度高,通常要比轴本身的刚度高好几倍,因此轴承的抗振性比滚动轴承好得多。
C6150普通车床的数控化改造设计
C6150普通车床的数控化改造摘要：与普通车床相比较，数控机床作为机电液气一体化的典型产品，可以解决在机械加工中结构比较复杂多变的零件加工的问题，而且加工质量好，生产效率也高。
随着科学技术的快速发展，数控机床的占有率已经成为衡量一个国家机械制造业水平的重要标志。
购买新的数控机床或者从国外进口是提高产品质量和效率的主要方法，但是费用高，许多工厂在较短时间内没有办法实现，这样就严重阻碍企业设备更新的脚步。
采用经济型数控系统对普通机床进行数控化改造，特别适合我国普通机床拥有量大，生产规模小的具体国情。
本次设计是对C6150普通车床的数控化改造设计计算，主要是对原有机床的结构进行创造性的设计，最终使机床达到比较理想的状态。
其中主要对伺服系统、数控系统等方面做了详细的计算和设计。
设计时我先对数控机床系统进行了总体方案的设计，然后对进给系统、齿轮箱传动比及步进电机进行了设计、选型和计算，最后对微机数控系统硬件电路进行了设计。
关键词：数控改造步进电动机单片微机Reforming design of NC for C6150 general l-atheAuthor’s Name: Qi Yan-ting Tutor: XueXiao-lanABSTRACT: As a representative production of mechanical, electronic, hydraulic and pneumatic integration, numerically controlled machines have a stabilization quality and high efficiency, and can solve problems such as complex structure, high precision, mass production, part variety in machining.Along with the science technical fast fierce development, numerical controlling tool machine has already become the important marking which measures a national machine manufacture industry level.Purchasing new numerically controlled machines is an important way to improve production precision and efficiency, but it may not come true to many enterprises because it cost much. Adopt the economic number controls system to carry on a number to control to turn a reformation to the common tool machine, particularly in keeping with our country the common tool machine own to have great capacity, the small concrete state of the nation of the production scale.This design is to control to turn a reformation to the number of C6150 common lather，mainly on the creative design of original structure of lathe to make lathe relative perfect. While in the process, we do detailed calculation and design of servo system, NC and so on. Design when I first CNC machine tool system, the overall design, and then calculated the feeding system, the gearbox ratio and the stepper motor, computer numerical control system hardware circuit design.KEYWORDS：Numerical transformation of Mechatronics Stepping motor Single chip microcomputer目录1 绪论 (4)2 机床改造总体设计方案的拟定 (5)2.1 设计任务 (5)2.2 总体方案设计内容 (5)2.3 总体方案确定 (6)3 机床伺服系统机械部分设计和计算 (7)3.1 确定系统的脉冲当量 (7)3.2 计算切削力 (7)3.3 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (9)3.4 齿轮箱的计算 (16)3.5 步进电动机的选型和计算 (17)3.6 绘制进给传动机构的装配图 (23)4微机数控系统硬件电路的设计 (24)4.1硬件电路的设计 (24)4.2 8031单片机的简介及其扩展 (26)4.3 步进电机驱动电路 (31)4.4 数控系统的软件设计 (34)5总结 (41)参考文献 (42)1 绪论一个企业要在当前竞争激烈的环境中存活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。
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摘要随着科学技术的迅猛发展，数控机床已是衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志。
采用经济型数控系统对普通机床进行数控改造，尤其适应我国机床拥有数量大，生产规模小的具体国情。
本文对C6150普通车床数控化改造进行了深入研究，包括对机床关键部件参数的计算、对机床主传动系统结构的设计、对机床改造方案优化选择、选择合适的机床伺服系统，以及在改造中应注意的事项等进行了详细的论述。
经过改造后的机床已达到预期的功能和精度，完全能实现加工外圆、锥度、螺纹、端面等的自动控制，提高了原机床的生产效率。
降低了劳动强度。
关键词：普通车床，数控技术，数控化改造AbstractWith the rapid devlopment of science and technology, CNC is becoming an important symbol to measure a country，s machinery manufaucturing level .Using economic numerical control system to transform General machine tools, adapts to our country which has large number General machine tools and is small scale production.The paper studied thoroughly the retrofitting technology on C6150 universal lathe ,including thecomutating of parameters of key components, the design of lathe structure ,optimization of the retrofitting scheme,as well as matters needing attention of reform in detail ,etc.The result shows that the machine tools achieveed expected function and precision after retrofitting ,the machine can sufficienfly execute automatic control on outside diameter taper screw ends etc, it important the production rate of the machine and decreases the labor stress from the operator.Key words: Unversal Lathe Numerical Technology Numerical Control Transformation目录1 绪论 (1)1.1概述 (1)1.1.1国内外数控机床的发展状况 (1)1.1.2 国内外数控机床改造的状况 (2)1.1.3机床数控化改造的优点 (3)1.1.4 机床数控化改造的必要性和可能性 (4)1.2本课题的目的和意义 (5)2 CA6150普通车床主传动系统数控化改造 (6)2.1C6150车床简介 (6)2.1.1 原机床功能 (6)2.1.2 原机床精度 (6)2.1.3 原机床的主要技术参数 (7)2.1.4 原机床的传动系统 (8)2.1.5 普通车床的数控化改造 (8)2.2总体方案的确定 (9)2.3数控机床主传动系统 (9)2.3.1 概述 (9)2.3.2 与普通机床比较，数控机床主传动系统具有下列特点: (10)2.3.3 数控机床主传动系统配置方式 (10)2.3.4 主传动系统可按不同的特征来分类 (12)2.4数控改造对机械传动系统的要求 (13)2.5无极变速传动链的设计 (13)2.5.1 主运动参数计算 (13)2.5.2 主轴最大切削功率及电动机的确定 (14)2.5.3 主传动系统的设计 (16)2.5.4 确定各级传动副齿轮的齿数 (18)2.5.5 轴及齿轮计算转矩的确定 (20)2.5.6 各齿轮副模数计算 (21)2.5.7 各轴间中心距的计算 (23)2.5.8 确定各轴最小直径 (23)2.5.9 齿轮参数的计算 (24)3 主轴组件的设计 (26)3.1主轴组件的基本要求 (26)3.2主轴 (28)3.2.1 主轴的构造 (28)3.2.2 主轴的材料和热处理 (28)3.2.3 主轴的技术要求 (29)3.3主轴部件轴承的配置 (30)3.4主轴主要结构参数的确定 (36)3.5主轴组件校核 (37)3.6主轴脉冲编码器的加装 (42)4 刀架及导轨部分的改造设计 (44)4.1刀架改造设计 (44)4.1.1 电动刀架的选择 (44)4.1.2 电动刀架的工作原理及控制 (44)4.1.3 电动刀架的安装 (46)4.2机床尾座的改造设计 (46)4.3机床导轨部分的改造设计 (47)4.3.1 聚四氟乙烯基软带的主要性能 (47)4.3.2聚四氟乙烯基软带的粘接工艺 (48)4.4伺服驱动系统的选择 (49)4.5数控改造的控制方式选择 (50)4.5.1 步进电机拖动的开环方式 (50)4.5.2 交/直流伺服电机拖动，编码器反馈的半闭环数控方式 (51)4.5.3 异步电动机或直流电动机拖动，光栅测量反馈的闭环控制方式 (51)结束语 (53)致谢 (54)参考文献 (55)1 绪论1.1概述1.1.1国内外数控机床的发展状况1946年第一台计算机在美国诞生，1952年世界第一台数控机床也在美国诞生，用于三轴镗铣床的加工，自此，数控机床的发展紧随着微电子技术和计算机技术的发展而发展，近60年来，数控机床经历了两个阶段，六个时代的发展过程。
第一阶段叫逻辑数字控制阶段，其经历了电子管、晶体管和小规模集成电路三个时代；第二阶段计算机数字逻辑控制阶段，其经历了小型计算机、微处理器和PC机三个时代。
目前世界上数控机床每隔2-3年就发展一代，日本、美国、德国、西班牙等国家在数控机床的研制、开发方面走在世界的前列，其中德国SIEMENS系列、日本FANUC系列、西班牙FAGOR系列、美国CINCINNATI系列以其高的的可靠性和卓越的性能在世界各地赢得了用户的青睐。
进入八十年代以来，市场竞争激烈，产品更新换代极为迅速，规模生产效益显著，而且随着航空工业、汽车工业以及轻工业生产的高速增长，复杂型面零件越来越多，对精度要求越来越高，这就迫切要求加工这些零件的机床向高度柔性的数控机床方向发展，其在加工设备中所占比例越来越高，其拥有量是衡量一个国家工业水平的标准。
因此，世界其他各国也在大力开发机械制造自动化技术。
我国从1958年开始数控机床的研制，其主要工作是剖析国外数控机床。
70年代中期，由于电子元器件的质量和制造工艺水平差，致使国产数控机床的稳定性和可靠性未从根本上得到解决。
另外售价也贵，未能及时推广。
我国数控机床从八十年代重新开始起步发展，到1993年产量已增长1828倍，产值数控化率从1%增到12%。
数控机床生产逐渐形成批量，开始出现了一批以北京研究所为龙头的机床厂。
主要生产BF7、BF3、MTC-1等数控系统，后来又组建了许多经济型数控系统的生产厂家，如：武汉华中数控有限公司、南京大方股份有限公司等等。
数控机床一方面向大型多功能方向发展；一方面向经济型方向发展。
所谓经济型数控机床是指价格低廉，操作使用方便，适合我国国情的装有数控系统的自动化机床。
由此可见，我国在作为机械制造自动化的数控机床设备，无论是在品种上、质量上，还是在使用上，同世界先进水平比均有很大差距，这也是制约我国机械工业发展的重要因素。
1.1.2 国内外数控机床改造的状况数控机床的逐渐普及，数控系统的价格不断降低，使得旧机床进行数控化改造的优点更明显，促使越来越多的机械加工厂选择旧机床数控改造作为设备更新的途径。
世界各国，包括许多工业发达的国家相继成立了机床修复公司，翻新公司或改造公司，承担旧机床数控改造的任务，并成功地改造了一些大型和重型机床。
德国的Schiess公司在1981年吧一台加工直径为19m的超重型立式车床改装成数控机床。
该机床是1929年生产的，当时曾是世界上最大的机床，其改造内容有：工作台导轨改装成静压导轨，承载能力增加了50%；主传动采用半导体可控硅控制，取代老式机组的传动刀架的滑动导轨改为滚动导轨；增加测量显示装置，配置数控系统等。
该机床的全部改造费用仅为当时同类规格新机床价格1200万马克的28.9%，其中大修费用占7.9%数控改造费占20.8%。
该公司还改造了一台最大直径为14m的超重型立式车床，全部改造费用为当时同类规格新机床价格800万马克的19.1% 。
我国常柴股份公司曾改造一台仿形铣床，改造费用40万，节约投资近250万元，用其加工N485柴油机铸造用模具，每套外协加工费用270万元，不到三个月时间，此台仿形铣床完成了两套N485模具和20套空调模具的加工。
根据常柴股份公司对已完成数控化改造的11台加工中心和1台仿形铣床投入运行后统计，新增产值达到3000多万元，取得了良好的经济效益。
我国从八十年代初期开始进行数控化改造技术研究和推广，到现在已有三十多年的历史。
这中间取得了不少经验，但失败的教训也不少。
由于机床数控化改造工艺不完善，使得改造目前大都局限在中小型车铣床的数控改造上，这和工业发达国家的水平尚有很大差距。
1.1.3机床数控化改造的优点采用国内外先进工艺、先进技术对旧机床进行改造有以下优点： 1. 机床改造针对性强，容易适宜生产的要求。
因为机床的改造方案是根据原机床中存在的问题提出的，需要改哪些地方，改到什么程度都有的放矢，能与生产紧密结合，可以直接将科学技术转化为生产力。
2. 机床改造可以充分利用原机床的绝大部分，大大节约原材料和资金，同时见效快，改造周期短，与新机床制造相比只需要其1/10-1/15的时间，工期大大缩减，从而节约了成本，解决了生产急需。
3. 改造后的机床性能稳定可靠，机床应用范围的到扩大，适应多品种、小批量的零件生产。
这是因为机床的大型结构件一般是铸铁制成的，而铸铁件年代越久则时效越充分，精度比新铸件更加稳定。
改造不需要改变支撑累大型构件，只需修复或更换若干中小部件就可获得与新机床类似效果。
改造后的机床功能有较好的提高，除了保留原有功能外，还可以满足各种复杂型面累零件加工，极大地扩大了机床的应用范围。
4. 经过数控改造，可以有效提高工件加工精度和声产效率。