XK铣床的数控化改造设计

X52铣床的数控化改造摘要本文提供了一种X52铣床的经济型数控化改造方案，改造的主要模块有：机械部分和数字控制电路部分。机械部分主要是对丝杠、驱动元件和减速齿轮的改造。改造后的系统是以步进电机为驱动执行元件的开环控制系统，控制系统使系统能够控制进给轴的转速，并实现其正反转控制工作台，实现其纵、横向进给运动，控制冷却和润滑，以MCS-51型单片机为控制处理芯片，通过键盘输入加工程序控制X52K铣床数控化改造后是升降台式的。使得改造后的机床能加工除了铣削键槽、平面及孔等简单的零件外，还能加工形状复杂（如加工圆弧面、斜面及凸轮等）的零件。改造后的数控机床具有高精、高效及加工产品范围广等特点。关键词：X52k，数控化，改造，单片机目录TOC\o"1-3"\f\u前言1胖第抖1乌章往整体逼改造禾方案粗3尽1.宏1屑设计顾方案杀：伶3跑1.驶1.及1饼实现嘱的目映标栗3教1.凭1.喊2半机床见改造踩的方伪案络3类1.归2闸机构屠和电薪气控种制的桐改造旺：筐4雨1.椅2.仰1纳X疲52亭的改各造要夫求裙4结1.思2.愈2遭进给第机构箭的改昼造牵5某1.脾2.隙3针电气系控制悼部分协的改挽造删5兴1.封3抽改造齐后的久布局筛6财第暑2摆章蜻机构弃部分兵与控赢制部展分的驶设计府7咳2.泽1之纵向械方向帮（甩X衔轴）腔的设苗计：绩7复2.讲1.菠1招纵向超步进盏电机联选择播计算腔7班2.岩1.不2天丝杠唉设计肉13肯2.亩1.坑3滥齿轮吨设计灶19无2.嗽3弯控制俩部分板设计假22润2.某3.凯1暴主控嫁制器血（表CP欣U贤）主23烦2.剖3.忠2馆存储逗器扩馒展电抗路头24敞2.掌3.宅3稍扩展乒I/研O阻接口族24阿2.强3.凤4应步进造电机兰驱动在电路而25孕2.垮3.游5纠行程慌控制原26忧2.理3.师6脆键盘纠与显嚷示左27葛2.絮3.械7岩复位倘电路基27施2.兴3.宪8骡紧急绘停车值27番结搁论侍28货谢慌辞低30廉参壤考爱文凭献勾31锁前时言披该课雷题来泊源于至生产鸣实践塞的需句要，贫利用迁大量疼闲置催旧机动床，悉对其菊进行容数控阻化改代造后岗，成疗为一盗种高听效的枣、多去功能奉的经貌济型补数控烘机床添，是芳一种卵推陈细出新榜、盘粘活存饶量资指金的俊有效边办法乏，是妄低成仁本自砍动化村的必射由之远路。群数控硬技术竭及渠数控粉机床裙是以式数控辉系统友为代候表的确新技寄术，富对传鹅统机踪械制膜造产绩业的象渗透懒形成这的机毕电一秒体化奉产品党：数转控机稠床；团其技董术范缩围涉弊及很音多领纯域：羊机械组制造光技术物；信单息处歇理技保术；享自动锁控制共技术奇；伺葛服驱休动技纹术；驱传感典器技走术；察软件义技术妇等。奉数控建机床封即是危采用忍了数罢控技俊术的鸭机床况，或挠者说里是装启备了桨数控筛系统窄的机油床。幻现代酒数控瓶机床俯都采卷用计饶算机仆（微余型机寨算计索）作叛为控朗制系啊统，否它由际CN悦C系则统，腹机床溪主机疫及辅逝助装犬置组紧成。恨数控摆未来涉发展传的趋轻势艘（1趣）津往高稍精，剪高速摆，高咏柔性铁化及柔高复锅合化这加工研方向粒。候（2痛）超集成这化、弊模块任化、寸网络靠化、献通用学型开蒜放式秀闭环叹控制勤模块会。芽（3绞）龟高效麦多轴咏化、扒实时菊智能蓝化、刷用户叶界面席图形盗化、就科学洗计算如可视被化、阀插补喊和补翻偿方砍式多竭样化妇。朝（4雄）迷内装咐高智改能P商LC莲，多镰媒体医技术即的应扶用。塌（5背）吐应用洋自适棒应控敬制技扣术，驾引入院专家悄系统俘指导赴加工吗，引冠入故垄障诊锄断专浴家系粒统。醒数控心化改贺造的绘优缺酸点煌（1膀）熊减少黑投资逮额，血交货鸽期短闻（2欧）勾机械堤性能枕稳定摇可靠趣，结尾构受负限坛（3柏）亦熟悉葵了解陶设备谨，便揪于操款作维坏修扭（4芦）钳可充剑分利渣用现原有的仅条件爬（5绩）起可更保好的奇因地确制宜妄，合电理删描选功掀能棕（6量）可啄及时苹采用老最新斥技术趁，充挡分利蝇用社多会资机源词机床瞧数控凳改造尿的必肉要性犯数控多机床竞是一抢种典刺型的店机电蹄一体管化产脱品，坛它集隔精密凭，柔阁性，填和集群成与以一身壶，它寄可以迫较好桌的解糕决形县状复语杂，攻精密框，小某批多毅变的调零件对加工助问题懂，能曾够稳啄定加巩工质访量和闲提高敞生产香效率尚，是慌一种徒高度腔自动绵化机缴床。宏其造上价较千低，桃改造总周期割短，桌可靠蝶性高老，改继造技厦术也宋日趋柏成熟春，加崇之我梅国特杏有的紧经济惨实用怎产品迅“夹经济舍型数洒控装挂置驼”滥的技多术指崖标不俭断的系提高提，产洽品的才更新酒和完证善的早进度好不断希的加碰快，痕产量自不断慰的提禾高，流故有狼广阔第的前萍景，课其必未要性枪还体滤现在逐：另1.般抹由于曲数控秆改造损费用岭低，让可充捏分利营用原宇有的饼设备蛋和闲擦置设范备，眠把它画们改迫造成毫数使蔑它们晌的原要有功厅能和裙改造疮后新持增加灭的功刷能得绒到充倚分的幕利用斜，提旺高了辫机床宋的使薪用价朗值。皇2.办茶易于从对现似有机染床实慨现自苏动化努，而疲且针末对性弹强，喊即可碧针对际新加粗工的竭零件撤类型只及机戒床来煮进行援改造槽，改德造后束机床今没有析多余志的功绿能。宁3.妨霞改造拒后的金机床衰加工宁精度苹得到底提高萄，工愤人的侧劳动闹强度类得到版降低古。蜓4.乳测减少葱了辅霞助加岗工时服间，捏可提朗高机予床的制生产脊效率淘。怪5卵数控擦改造顺可在溉企业魔技术叫人员沿参加询下开线发，测所以呆他们乎可熟兵悉，驾掌握涉改造残后的怨机床牺性能慎，操绕作等误，为勇以后湾的生雀产，龟维护腹，修贸理打字下基罩础。暮第草1毙章驱整体阿改造轿方案省1.判1蜜设计拜方案老：岂1.巷1.厚1占实防现的诱目标柏在论系文中股主要孕讨论宅在对单X5泄2炭立式正升降谦台式迫铣床挂进行拆数控摩化改犯造裂，留将润X5婶2槐数控届化改造造后路，牵通过贼控制只系统瑞使系害统能寻够控森制雹进给侮轴的这转速肺，并缓实现盏其正巧反转陡控制捧工作弊台，港实现土其纵督、横关向进畏给运暑动，哥控制机冷却舍和润侧滑。溪通过浊键盘读输入寇加工厘程序鸡控制谢X5荣2K袍铣床雹数控拘化改否造后钞是升熄降台尤式的搏。杏X5墙2印立式蚁铣床自是铣洗削键忙槽、承平面笔及铣简孔的酷通用售机床酸，它犹没有霉准确多可靠煌的定描位装偷置，满铣孔肾与铣急键槽社的位慧置精凶度一克般靠叼模板碌的精态度和按人工像划线殖的精福度来夜保证扒，故宫其加陈工精疗度低订于数俯控机练床。女由于彻普通隐铣床岗的柔腰性差掀，不惨能满旋足市谅场对培形状佩复杂领、精辣度高员、小尿批量茶、多刻品种隆零件抛需求舌。而倘数控赵化改锡造后羞系统创采用乘步进恩电机云为驱菜动执谦行元桥件的户开环挣系统湖，并哨且采策用C渗NC奇数控铺系统荐控制来X、钟Y工硬作台抬，即测采用稻以M哀CS蠢-5仪1单李片机吸为控榆制系出统，正实现身两坐倡标联且动改盆造,桌使得梅改造存后的臂机床报能加查工除尸了铣缠削键接槽、带平面吵及孔忽等简掠单的说零件臭外，苹还能抗加工锯形状书复杂稻（如肉加工超圆弧努面、商斜面尸及凸榨轮等张）的眠零件膝，且厌加工间精度缘高、约效率绍高，触满足妹市场葵的需要求，季且价缘格较沉廉，掠增加象了市禽场的章竞争它力。停1.产1.丝2容机似床改是造的占方案待方案亩：帆床身怀的上牛部内堤装舍进给银轴传指动系敞统为百进给陷轴变蓝速系展统，爽这部粪分采贯用原除机床远的幕进给碧轴传夹动系奴统即味保留屋原机骑床的英电动恐机等晴等，摩还有证添加猜的变麦速箱牌。床黑身的璃底部钢是可谋作冷原却液园箱的寻底座瓜，数袍控系炕统显屯示器盏及按挨键位极于操礼作者晚的右豪边，救便于氧调试善、和鸦操作削观察券。床症身右爪侧的胸电器义箱内逝装有锁两坐出标的阵进给向伺服旱控制珍系统福，床锁身左浑侧的知电器听箱内傍装有职主控的器和缺强电饺系统镰。显殊示器忽采用欧LE网D，晃用以帅显示怎输入新的程某序，针机床唱的实符际位艺置和考已存遍储的玉各种键信息览。手系动操酷作时扎，显价示器懂可作恭为数伸字读劲出装久置使兴用。全数控则系统膨采用艘为两鲜坐标麦ＣＮ消Ｃ开猾环控阅制，容由步撞进电明机经丝一级其齿轮屠变速轻箱后购减速胖驱动关。可冷实现割两坐滩标直曲线插坛补和散两坐肌标圆否弧插寄补。动采用讨ＭＣ厅Ｓ－鞋５１峰系列蓄单片焰机组瞧成微漠机控横制系驶统，滑它的叹可靠艺性高吨、能爪在恶屿劣的顽环境漂下工卧作，甜适应快能力脚较好善，且帆功能陡强，唉速度蠢高。夹数控跟系统蔑还具帖有刀币具长着度偏骗移和腥半径晚补偿册功能锹，自户诊断谈功能竖，可弹进行仔自动杰加、茎减速曾，并拾具有滨备用灶电池禾，停萄电时洗可做这存储适已编慰程序嚼的电痒极。凶采用炮ＭＣ榜Ｓ－鬼５１相微机浪对数仍据进喜行计兆算处遭理，点由I吗/O抬接口辰输出何脉冲是信号倍，经驰光电作隔离盒电路绞，功异率放申大再音传给皇步进顿电机测，步蝴进电在动机坛驱动涌滚珠押丝杠仁转动贝，从林而实并现X逆、Y宋两难个方女向的傲进给溜运动烂，加誓工零膛件。炊总体罩设计健如图递1.袍1所选示：信号分配及放大电路信号分配及放大电路步进电机工作台（Z轴）控制部分闪1.黎2伞机候构和喉电气好控制趣的改渠造：涛1.锁2.州1码X煤52漂的改暂造要塔求芹进给喷伺服识系统混改造啦后性缴能的茅好坏甩将直盗接影蹲响到村整个稀系统坚的性牙能的务好坏评。也歪因此凯对进亏给伺男服系剪统提侵出了劳改造细设计格要求蜡：颗（1祝）彼提高山传动盈部件疏的刚效度，迟减小斑传动个部件蚕的惯虎量；慎（2悬）磨减小叛传动可部件蒸的间跨隙，伍并减挂小系防统的票摩擦工阻力诸；哑（3帐）浮高精伤度眠鞭就是域说伺昏服系饭统的驼输出匠量能寒复现攻输入袍量的是精确代程度钻；卫（4租）周稳定钢性好波恨指系辈统在遥给定凭输入既或受菠外界蒸干扰陈作用哥下，馋能在乔短暂竭的调详节后根，妥达到棉新的席或者斥恢复可到原厉来的培平衡驶状态极；据（5瓜）耕快速刑响应侮，无犁超调帐撤它是锤衡量渡伺服躁系统洲动态尊品质马的重误要指究标，桌反映铁了系抗统的嚼跟踪愉精度弄；千（6恰）险低速乒大转车矩判机片床加洗工的垒特点幸是如在低配速时驾进行壶重切倘削。品因此掩，要桃求伺岛服系腿统在赵低速株时要蛾有大宁的转鸦矩输望出；张（7棍）恰调速肢范围推宽袄指致机械只要求队电机抬能提丑供的梅最高细转速泼和最毙低转壶速之圆比。晒在数换控机枕床中除，由纵于加跃工用炕刀具勾、被匹加工骄材质旬及零饼件加请工要庭求的陈不同攻，为哀保证摆在任呀何情混况下浮都能骗得到亡最佳猎切削对条件炮，就饥要求疯伺服蜘系统氏具有肝足够辫宽的梯调速汽范围裤。傲1.妄2.躬2势进匙给机拆构的内改造桶考虑屑到该粒数控雹系统搜是开正环控镜制，艳没有侦位置分反馈坛电路点，故吧进给纪系统弱尽可械能的来要减惧少中叉间传页动环查节。喂本铣槽床的墓X轴页进给侍系统松去掉织了原必来的驰进给疤系统富的中歉间传嫩动环脾节，治直接雀采用落了步庙进电懒机＋迎一级睡减速卫齿轮奖＋滚乞珠丝蝇杆的概传动袖方案垄。拆弓除原挽来的组丝杆啊，增宅加少呀量的亲机械叼附件挺，就烟可安全装步氏进电呜机及玻滚珠兔丝杆统螺母均副,备带动对工作鉴台移习动累。撇机构绸的主财要特阿点：毕（1怪）抄结构泰简单吗，操雁作方秒便，其自动摔化程障度高委；肚（2柄）窃广泛曾采用哄高效脂、无鸦间隙萝传动倒装置粘和新千技术觉、新瓶产品僵；隐（3厨）零具有割适应利无人锣化、丢柔性头化加库工的丝特殊佛部件鸭；半（4渡）岁对机伏械结咱构、双零部堵件的隐要求跨高。押主传夜动系挽统不愈变，公还是导采用屯原有乔的电碑动机堡（7改.5弦KW苦）。券进给考系统印采用室滚动木丝杠妻副螺肺母副端代替映原有全丝杠俯副，饲以提弱高机翼床运顽行精厨度和豪传动清效率糕。考抗虑到展改造销的目距标及何成本伯的原民因，沙决定巨X5养2腿铣床巴的主相轴支罗承仍恰采用型滚动而轴承棕支承租，导归轨仍豪使用毫动压其导轨场。挤1.顽2.魔3堵电气柜控制槽部分狱的改悟造浙1.牙垂由于秘是将泥X5狂2笨铣床表改造暮成为智经济怖型的创开环箱控制秃的数肿控铣顽床，某机床稳加工耍的零胡件多砌属中暴小型姨，且匆加工蒸精度著要求夜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