立式铣床数控化改造
数控铣床自动换刀化改造(刀库式加工中心)
第一章绪论1.1 数控设备的发展历史>第一代数控系统：1952年至1959年，采川电子管元件。
>第二代数控系统：1959年开始，采刖晶体管元件。
>第三代数控系统：1965年开始，采川集成电路。
>第四代数控系统：1970年开始，采刖人规模集成电路及小型通用计算机。
>第五代数控系统：1974年开始，采用微处理机和微型计算机。
1.2 自动换刀系统的意义从换刀系统发展的历史米看，1956年日本富士通研究成功数控转塔式冲床，美国IBM公司同期也研制成功了“APT”（刀具程序控制装置）。
1958年美国K&T公司研制出带ATC(自动刀具交换装置)的加工中心。
1967年出现了FMS（柔性制造系统）。
1978年以后，加工中心迅速发展，带有ATC装置，可实现多种工序加工的机床，步入了机床发展的黄金时代。
1.1.1 加工中心加工中心机床的出现，加之CAD技术、信息技术、网络控制技术以及系统工程学的发展，为单机数控自动化向计算机控制的多机制造系统自动化方向发展，创造了必要的条件．计算机群控系统即直接数控(Direct NC-DNC)系统，就是这一发展趋向的具体体观。
DNC系统使用一台较大的计算机，控制与管理多台数控机床和数控加工中心，能进行多品种、多工序的加工。
加工中心机床配备有装载多把刀具的刀具库，有自动更换刀具的功能，一次装夹中可以完成钻、镗、铣、铰等工序，特别适用于箱体类零件的多面、多工序加工。
它能完成车削加工的同时，兼有铣、镗、钻孔、攻丝等功能。
1.1.2 柔性制造单元柔性制造单元(FMC)是由中心控制计算机、加工中心与自动交换工件(AWC，APC)装置所组成。
工件一次装夹后可在柔性制造单元中的加工中心上加工，使得加工的柔性（可编程性）、加工精度和生产效率更高。
在柔性制造单元中，中心控制计算机负责作业调度、自动检测与工况自动监控等功能。
工件装在自动交换工件装置（工作台）上在中心控制计算机控制下传送到加工中心上加工；加工中心接收中心控制计算机传送来的数控程序进行加工，并将工况数据送中心控制计算机处理，如工件尺寸自动检测和补偿，刀具损坏和寿命躲控等。
数控铣床系统的改造
数控铣床系统的改造一、背景介绍数控铣床是一种通过电脑控制的现代化铣床设备。
在许多工业领域中，数控铣床已经成为加工零件的首选设备。
然而，随着科技的不断进步和市场需求的变化，现有的数控铣床系统可能无法满足新的加工要求。
因此，对数控铣床系统进行改造已经成为一种必要的措施。
二、改造目标数控铣床系统的改造旨在提升设备的加工精度、效率和可靠性。
具体目标如下：1.提高加工精度：通过优化控制算法和升级传感器，提高数控铣床的加工精度，以满足更高要求的零件加工。
2.提高加工效率：改进切削工具的设计和选择，降低加工时间，提高数控铣床的加工效率，提高生产效益。
3.提升设备可靠性：增加设备的自动化程度，减少操作人员的参与，降低人为错误和设备故障的概率，提高设备的可靠性和稳定性。
三、改造方案1.升级数控系统数控系统是数控铣床的核心部件，对加工精度和效率具有重要影响。
因此，我们可以考虑升级数控系统的硬件和软件。
硬件方面，可以考虑使用更先进的数控系统，提供更强大的计算和控制能力。
同时，加强电气和机械部分的接口设计，提高数控系统对机床的控制精度和稳定性。
软件方面，可以通过优化控制算法，进一步提高加工精度和效率。
同时，引入智能化的自适应控制方法，提高系统对切削工况变化的自适应能力。
2.优化切削工具切削工具是影响加工效率的关键因素。
通过优化切削工具的设计和选择，可以提高数控铣床的加工效率和精度。
首先，可以考虑使用高硬度、高耐磨的切削材料，如金刚石涂层刀具，提高切削工具的使用寿命和稳定性。
其次，根据加工需求选择合适的刀具形状和尺寸，合理调整刀具进给速度和切削深度，以提高加工效率和降低工具磨损。
3.引入自动化设备引入自动化设备可以提高设备的自动化程度，减少操作人员的参与，降低人为错误和设备故障的概率。
可以考虑安装自动化送料机构、自动夹具和自动换刀装置，实现零件的自动加工和生产流程的自动化控制。
此外，可以考虑引入远程监测和故障诊断系统，及时发现和修复设备故障，提高设备的可靠性和稳定性。
立式车床的数控化改造
目录第一章绪论 (2)1.1课题研究背景 (2)第二章机床数控系统 (4)2.1改造方案 (4)2.2相关技术 (4)2.2.1变频技术 (4)2.2.2伺服控制 (6)2.3 PLC技术 (7)2.3.1基础知识 (7)2.3.2发展趋势 (8)2.4小结 (8)第三章 PLC编程技术 (9)3.1概述 (9)3.1.1语言特点 (9)3.1.2编程语言的形式 (10)3.2程序设计 (11)3.2.1程序结构 (11)3.2.2变量表 (22)3.3小结 (22)第四章PLC接口与通信技术 (23)4.1自由口模式下PLC与计算机的通信 (23)4.1.1通信协议 (23)4.1.2通信技术 (25)4.2 PLC与控制系统通信 (33)4.3 PLC与人机界面HMI (34)4.4小结 (35)第五章总结 (36)论文总结 (36)致谢 (37)参考文献 (38)第一章绪论1.1课题研究背景由于机床一般都具有较长的使用时间，在上个世纪70、80年代制造的普通机床都采用的是接触器-继电器控制，到目前有很大一部分还在使用，该系统具有体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难，由于是由触点控制，在控制复杂时可靠性降低。
在如今的加工环境中已经越来越不适应精确，高效率的要求。
可编程序控制器(PLC)是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的，是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。
PLC是一种用于自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式，PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。
机床采用了PLC控制，用软件实现对机床运行的自动控制，可靠性大大提高。
控制系统结构简单，外部线路简化。
另外可方便地增加或改变控制功能。
也可进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。
鉴于其种种优点，目前，普通机床的继电器控制方式已逐渐被PLC控制代替。
同时，由于电机交流变频调速技术的发展，机床的调速方式已由原来的齿轮箱固定档位调速改为直接由伺服电机拖动的无级调速。
普通铣床数控化改造设计
普通铣床数控化改造设计随着现代制造技术的发展，数控机床已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。
普通机床通过进行数控化改造，可以大大提高机床的生产效率和生产质量，同时也可以节约生产成本，提高企业的竞争力。
本文将介绍普通铣床数控化改造的设计方案。
一、数控化改造的必要性普通铣床具有结构简单、成本低的特点，但是由于其操作人员需要进行繁琐的手动调节和操作，使得生产效率低下，并且生产过程容易出现误差，影响了产品的质量。
而通过进行数控化改造，可以将机床操作变为全自动化、智能化的过程，提高生产效率、减少生产成本、提高生产质量。
二、数控化改造方案1. 基础设施改造为了使普通铣床能够进行数控化改造，需要进行一些基础设施的改造。
首先需要对机床进行检查和维护，保证机床的各项性能稳定而可靠。
还需要更换一些传统机械设备，例如步进电机控制器、主轴马达等，以便与数控系统兼容。
2. 数控系统升级普通铣床数控化改造的核心是将其搭载上数控系统，此时该机床将变身为数控铣床。
数控系统包括软件和硬件两个部分。
在硬件方面，需要更换一些关键配件，例如控制器、转换器、数据采集卡等。
而在软件方面，需要安装数控程序，司机、可编程逻辑控制器（PLC）等。
3. 人机界面改造人机界面是指人员与机床进行交互操作的一种方式。
在数控化改造的过程中，必须更新和升级人机界面，设计一种更加符合人工智能化特点的操作系统。
这种新的人机界面一方面需要方便操作，另外一方面也要考虑到用户体验的舒适性。
三、数控化改造后的效果通过对普通铣床的数控化改造，可以大大提高机床的生产效率和生产质量。
一方面，由于取消了传统的人工调整和操作环节，使得生产效率得到了极大的提高。
另一方面，由于数控系统具有高度准确度和稳定性，生产过程中误差较少，从而提高了产品的质量。
同时，通过数控化改造，企业还可以获得以下优势：降低人员培训成本，减少错误发生的几率，提高内部交流和生产计划的灵活性。
这些优势都可以为企业的生产和发展带来实质性的帮助。
X52K铣床的数控化改造设计
X52K铣床的数控化改造设计1. 引言随着科技的发展，数控铣床在工业生产中的应用越来越广泛。
X52K 铣床作为一种传统的铣床设备，其在自动化程度和精度方面存在一些不足。
为了提高生产效率和产品质量，本文将对X52K铣床进行数控化改造设计，以实现更高程度的自动化和更精准的加工。
2. 改造目标•提高生产效率：通过数控化改造，实现自动化操作，减少人力参与，提高生产效率•提高加工精度：引入数控系统，实现精确的切削和定位，提高加工精度•提高产品质量：数字化的加工过程可以减少误差和缺陷，提高产品质量3. 数控化改造的步骤3.1 检查现有设备首先，我们需要对X52K铣床进行全面的检查，了解其结构和工作原理。
确定其是否适合进行数控化改造。
3.2 更换控制系统针对X52K铣床的数控化改造，我们需要选择适合的数控系统。
常见的数控系统有伺服控制系统和步进控制系统。
我们需要根据铣床的具体要求选择合适的控制系统。
3.3 安装电机及传感器在数控化改造中，我们需要安装适当的电机和传感器。
电机用于驱动铣床的工作台和刀架，传感器用于感知和反馈机床的运动状态，以实现精确的控制。
3.4 编写数控程序数控铣床的核心是数控程序，通过编写程序，控制机床按照要求进行加工。
在编写程序时，需要考虑加工路径、切削参数以及安全性等因素。
3.5 进行试运行和调试在数控化改造完成后，需要进行试运行和调试。
通过实际操作和测试，验证改造效果，并进行必要的调整和优化。
4. 数控化改造后的优势4.1 提高生产效率数控化改造后，X52K铣床将实现自动化操作，减少人力参与，大幅提高生产效率。
4.2 提高加工精度数控系统可以精确控制铣床的运动轨迹和切削速度，从而大大提高加工精度。
4.3 提高产品质量数字化的加工过程可以减少人为误差和缺陷，提高产品质量，降低废品率。
5. 总结通过对X52K铣床进行数控化改造设计，可以实现自动化操作和精确控制，从而显著提高生产效率和产品质量。
X502型立式铣床(横向)毕业设计说明书
毕业设计（论文）题目：X502型立式铣床微机数控改装（横向）学院：机械工程学院专业：机电一体化工程班级：机电1202学号：010*********姓名：李开帆指导教师：黄江2014年10月31日摘要数控机床具有高精度、高效、高速、高可靠性等优点，并且机床结构趋于模块化、数控功能专门化。
数控机床是集计算机技术、电子技术、自动控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体的典型的机电一体化产品。
它的发展和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式、使世界制造业的格局发生了巨大的变化。
数控技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，己成为当今制造业的发展方向。
为了满足用户的需求，减少成本及各种浪费，我们不能一味的大量添置全新的数控机床，而是考虑把普通机床改造为数控机床。
普通机数控化改造，顾名思义就是在机床上增加微机控制装置即单片机数控系统，使其伺服电机型机床具有一定的自动化能力，使其传动系统更加符合要求，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机床缺点和存在的问题，生产效率高，尤其适合中国机床拥有量大、生产规模小的具体国情。
我国数控系统发展具有以下3个特征：(l)高档数控系统技术已经突破。
如华中I型等数控系统，都具有多轴联动功能，快速进给速度在1.67m/s以上，具有较强的通信、管理功能。
(2)普及型数控系统技术已经成熟。
如北京机床研究所的BS9l系统，这些系统一般配有CRT显示器，可配置直流和交流伺服驱动，2~4轴联动。
(3)经济型数控系统仍有广阔的市场前景。
由于这类系统结构简单，价格便宜，非常适合中小型企业，目前仍是我国应用面最广的数控系统。
比较典型的有南京大方的JWK系列。
我国是机床生产大国，又是使用大国。
数控机床是机械工业发展的关键产品，我国的数控机床在机床产品中的比例总体水平低。
关于立式车床数控化再改造技术可行性探讨
关于立式车床数控化再改造技术可行性探讨摘要：为了提高曲面类零件的加工条件，进一步对立式车床的功能实施数控化的改造与完善。
并且根据此次完善，进行可行性分析。
得出的实验目标证明了通过数控化的再改造。
立式车床对于机床加工范围的扩大，有一定的成果，并且能够提高生产效率与加工精度，可用于实际生产。
关键词：立式车床，数控化，再改造技术一、立式车床的现状分析立式车床，是一种制造设备，生产于20世纪80年代。
这种制造设备不仅能够推动企业经济效益，还会对社会经济进行一系列的发展。
通过美国日本等国家的对比，我国数控机床的发展，起步较晚。
而且在国外来说这是一个近期才发展起来的产业，但是在先进国家，已经有了初具规模的研究与进展。
这一新型行业的形成，使得发达国家在企业的应用中有了一定的市场。
我国认识到这是推动经济发展的一大产业之后，大力扶持这一产业发展。
尽管这一产业刚刚兴起，但是我国在不断对这方面进行一系列的改造与优化，相信在未来短短的几年时间也会发展成一个龙头行业。
我国的现有立式车床可以对金属以及一些圆柱体工件进行加工与进一步的处理。
针对立式车床的现状可以从自动化程度与生产效率，以及加工精度这三方面进行优化。
改造后的立式车床，要能够有良好的性能，以及资金上成的生产成本的节约，这样才能适应时代的发展。
伴随着科技的发展，产品也不断在更新换代。
立式车床的基本功能已经无法满足市场的需求。
原始的立式车床已经无法对复杂的曲面零件进行进一步的加工处理。
在实际的操作中，也无法满足现在产品的需求。
对于原本的立式车床在生产中效率大幅下降，加工成本不断增加，对于市场的发展，略为滞后。
针对于这一点，我们必须对立式车床进行数控化的再次改造，从而提高其生产效率，增加产品适应性，提高使用效率，更好的应用于新产品的市场应用中去。
二、探讨立式车床的在改造技术的可行性立式车床是以一种手工片导和电机交流的形式进行工作的，这种形式对于加工精度来说会有一定的影响，而且比较浪费时间。
x5032立式铣床进给系统改造定稿大学论文
学号2011040191037密级武汉东湖学院本科生毕业论文(设计) X5032立式铣床进给传动系统改造院(系)名称：专业名称：学生姓名：指导教师：二〇一六年五月八日郑重声明我郑重声明：本人恪守学术道德，崇尚严谨学风，所呈交的学术论文是本人在老师的指导下，独立进行研究工作所取得的结果。
除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何他人已经发表和撰写过得内容。
论文为本人亲自撰写，并对所写内容负责。
本人签名：日期：摘要数控机床是当代机械制造业中实现机电一体化先进设备的代表。
伴随着先进制造业的发展，旧机床的数控化改造，尤其是普通机床数控化改造早已成为摆在我们面前迫切而艰巨的任务。
本课题是对X5032铣床进给系统的数控改造方案，在数控技术的历史、现状和发展的基础之上，通过对X5032旧机床的分析，结合机床改造的思路，提出了数控化改造的方案。
主要是针对机械部分进行改造，即对丝杠、驱动元件步进电机和减速齿轮的改造。
改造后的铣床不仅能加工平面、铣削键槽、等简单的零件外，还能加工形状复杂（如圆弧面加工、斜面及凸轮等）的零件，具有精度高、效率高及加工产品范围广等特点。
机床经过改造后，可以凸显机床强大的工作能力和深度的可靠性，加工精度和生产率同时有较大的提高，给企业提供一条切实可行的路径。
[关键词]数控改造；进给传动；X5032铣床目录第一章引言 (1)1.1数控机床的发展简史 (1)1.2数控机床发展趋势 (1)1.2.1高速性、高效性、高精度、高可靠性 (1)1.2.3开放性 (3)1.3课题背景、意义 (3)1.4研究目标 (4)第二章机械传动系统的改造设计 (5)2.1机械传动系统改造设计方案 (5)2.1.1改造设计任务 (5)2.1.2总体方案设计的确定 (5)2.2机械传动系统改造设计与计算 (6)2.2.1已知条件 (6)2.2.2进给系统计算，设计 (8)2.2.2.1纵向（X向）设计计算 (8)2.2.2.2横向（Y向）设计计算 (20)2.3数控铣床的导轨 (28)第三章数控机床控制方式选择 (31)3.1步进电机的开环控制 (31)3.1.1步进电机的工作原理 (31)3.1.2开环控制系统构成 (31)3.2数控机床开环系统速度计算 (32)第四章结论与展望 (32)第五章致谢 (33)参考文献 (35)第一章引言1.1数控机床的发展简史从第一台电子计算机诞生开始，美国北密执安的小型飞机承包商帕尔森斯公为了制造飞机机翼轮廓的板状样板，提出了采用数字控制技术进行加工的思路，1949年由帕尔森斯企业与美国麻省理工学院伺服机构研究院合作开始从事数控机床的研制工作，1952年，研究出第一台实验性数控系统，并把它安装在一台立式铣床上，成为全球第一台数控机床，完美实现了同时控制三轴的运动。
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摘 要 针对大多数企业,具有数量众多和较长使用寿命的普通机床，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，但考虑投资成本，产业的连续性，又不能马上被淘汰。 数控机床作为机电液气一体化的典型产品，能解决机械制造中结构复杂、精密、批量、零件多变的问题，加工质量稳定，生产效率较高。 购买新的数控机床是提高产品质量和效率的重要途径,但是成本高，许多企业在短时间内无法实现，这严重阻碍企业设备更新的步伐。为此把普通机床数控化改造，不失为一条投资少、提升产品质量及生产效率的捷径，提升企业竞争力，在我国成为制造强国的进程中，占有一席之地。本文的主要内容有： 1．对普通车床数控化改造经济性评价详细论证，确定普通车床数控化改造方案； 2．对进给系统的滚珠丝杠型号选择与装配设计，支承方式的设计与轴承型号选择，步进电机选择等进行了详细研究； 3．对常用进口数控装置系统和国产数控装置系统进行仔细比较，根据所改造的性能和精度指标来选配数控装置系统和自动刀架型号，提出选择方法； 4．根据普通车床CA6140电气控制系统和原理图与普通车床数控化改造CJK6140-A的数控系统对比分析，形成普通车床数控化改造完整的电气控制技术图； 5.为保持切削螺纹的功能，仔细研究了在主轴上安装脉冲发生器的选型，脉冲发生器直接与主轴间连接方法，并形成了相应的技术图； 6.拆卸普通机床，甩掉原有进给箱等，对主传动系统的进行大修，滑板贴塑与铲刮调试，对机床相关部件和参数进行测绘、测量； 7.绘出相应的零件图和装备图； 8．给出普通车床数控化改造的安装、调试方法。
关键词：普通车床、数控、改造 ABSTRACT Most enterprises still have large amounts general-purpose machine tools which have longevity of service, low precision, can not adapt to mass production, low automatization and adaptability, but can not be washed out because of its low cost and continuity of enterprise’s production. 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. 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. Enterprises’ equipment updating step are counteracted severly. So General lathe's numerically controlled reforming is a quick way that costs less, improve production precision and efficiency, and it can improve enterprises’ competitive power. So it can takes its place in our way to a powerful manufacturing country. The main contents is: 1. The economical efficiency of the reform is evaluated in detail and the reforming scheme is maked according to misty optimum’s synthesize adjudicate principle. 2. The ball screw’s type, assembling, supporting, bearing type, and stepping motorof feeding system is designed. 3. The import and domestic NC systems were compared carefully, brought up a choose method and selected the NC system and automatic tool rest according to the function and accuracy index of reforming. 4. The complete electricity control diagram was drawn out according to the result of comparing CA6140’s electricity control system and principle with the reforming CJK6140-A’s NC system. 5. In order to protect the function of cutting a screw ,we carefully studied the impulse regulator and its connection with the principal axis, and draw out a techniquediagram. 6. Disassembled the lathe, throw away the old feeding system, repaired the main driving system ,covered plastics on sliding surface, shoveling or scraping and testing, counted or measured the parts of the lathe. 7. Draw out parts diagrams and assemble diagram. 8 .Methods of installing and testing of general purpose lathe’s numerically controlled reforming were put forward. Key words: General purpose lathe、 Numerical control(NC)、Reform
目 录
第一章CA6140普通车床数控改造总体方案的设计要求 ------------------- 5
1.1设计要求 ----------------------------------------------------- 10 1.2主传动系统和进给系统的改造 ----------------------------------- 11 1.3主轴脉冲发生器 ----------------------------------------------- 12 第二章 进给伺服系统机械部分设计与计算 ---------------------------- 14 2.1 进给系统机械结构改造设计 ------------------------------------- 14 2.2 进给伺服系统机械部分的计算与选型 ----------------------------- 14 2.3横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核步骤 ----------------------- 19 2.4滚珠丝杠螺母副的精度等级 ------------------------------------- 23 2.5滚珠丝杠副轴向间隙的调整和预紧 ------------------------------- 23 2.6 进给系统传动齿轮间隙的消除 ----------------------------------- 25 第三章 CA6140数控改造步进电机的设计 ----------------------------- 26 3.1 步进电机的工作方式 ------------------------------------------- 26 3.2 步进电机的选择 ----------------------------------------------- 26 第四章 自动回转刀架的选型 ---------------------------------------- 28 4.1 数控车床刀架的基本要求 --------------------------------------- 28 4.2 自动回转刀架的工作原理 --------------------------------------- 29 第五章CA6140普通车床数控化改造的数控系统 ------------------------ 29 5.1 数控车床及数控系统概述 --------------------------------------- 29 5.2 微机控制系统硬件电路设计 ------------------------------------- 31 5.3 单板控制系统的设计 ------------------------------------------- 32 5.4 8031单片机简介 ---------------------------------------------- 33 5.5 存储器扩展电路设计 ------------------------------------------- 34 5.6 译码电路设计 ------------------------------------------------- 38 5.7 其他辅助电路设计设计 ----------------------------------------- 38