DOC《毕业论文》

4、测量反馈装置 测量系统有接触触发式测头、信号传输系统和数据采集系统组成,是数控机床在线检测系统的关键部分,直接影响着在线检测的精度.其中关键部件为测头,使用测头可在加工过程中进行尺寸测量,将执行机构的速度、位置信号测量出来反馈到控制装置中.根据测量结果修改加工程序,改善加工精度,使得数控机床既是加工设备,又兼具测量机的某种功能. 我的这次车床的改造,因为是简易的改造,我们这次改造就没有使用测量反馈装置.

5、机械传动 包括传动机构、工作台、床身、支柱等.

6、辅助控制 、 手动(点动)、限位、紧急停车的实现. 1.2.1 机械部分的改造设计?? 数控机床的机械部分在刚度、精度、速度、摩擦磨损等方面较普通机床有更高的要求.因此,不能简单地认为将数控装置与普通机床连接在一起就达到了机床数控改造的目的.而是应该从机床自身的价值考虑,分析改造要达到的目标和所需投入.从该机床在本单位产品制造中的地位和重要程度来分析改造价值.对被改造机床的结构、性能、精度等技术现状作全面分析.其中包括机床原来的结构设计是否符合改造要求,部件结构是否仍然完好,各坐标轴的机械传动结构及导轨副的形式等是否适用,各项精度是否满足要求,机床在加工中是否存在故障和历史上有无出现过重大故障.从该机床的投入产出率估算,确定最终改造方案.为了实现机床所要求的分辨率,采用步进电机经齿轮减速再传动丝杠.为了保证一定的传动精度和平稳性,尽量减小摩擦力,选用滚珠丝杠螺母副.同时,为了提高传动刚度和消除间隙,采用有预加负载荷的结构.传动齿轮也要采用消除齿侧间隙的结构.此设计过程主要是纵向进给和横向进给的改造,关键是步进电机和滚珠丝杠的选用. 改进后的车床简易传动系统如图1-1: 图1-1 改进后的车床传动系统 1.小刀架 2.横向步进电动机 3.横向滚珠丝杆 4.大拖板 5.纵向滚珠丝杆 6.纵向步进电动机?? 1.2.2 伺服进给系统的改造设计?? 伺服系统是数控机床的重要组成部分,它既是数控系统CNC系统与刀具、主轴间的信息传递环节,又是能量放大与传递的环节.它的性能在很大程度上决定了数控机床的性能.例如,数控机床的最高移动速度、跟踪精度、定位精度等重要指标均取决于伺服系统的动态和静态性能.数控机床的伺服系统按控制方式分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统三类.因为开环控制具有结构简单、设计制造容易、控制精度较好、容易调试、价格便宜、使用维修方便等优点.所以,本设计决定采用开环控制系统.?? 1.2.3 数控系统的硬件电路设计?? 任何一个数控系统都由硬件和软件两部分组成.硬件是数控系统的基础,性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能.有了硬件,软件才能有效地运行.?????? 在设计的数控装置中,CPU的选择是关键,选择CPU应考虑以下要素:1.时钟频率和字长与被控对象的运动速度和精度密切相关;

?? 2.?可扩展存储器的容量与数控功能的强弱相关;

3. I/O口扩展的能力与对外设控制的能力相关.?? 在我国,普通机床数控改造方面应用较普遍的是Z80CPU和MCS-51系列单片机,主要是因为它们的配套芯片便宜,普及性、通用性强,制造和维修方便,完全能满足经济型数控机床的改造需要.本设计以8031芯片为核心,增加存储器扩展电路、接口和面板操作开关组成的控制系统. 1.3 总体方案的确定?? 经总体设计方案的论证后,确定CK5116A车床经济型数控改造方案.CK5116A车床的主轴转速部分保留原机床的功能,即手动变速.车床的纵向(Z轴)和横向(X轴)进给运动采用步进电机驱动.将原来机床的普通丝杠改为滚珠丝杠以减小摩擦力.并将8031单片机组成的微机作为数控装置的核心,由I/O接口、环形分配器与功率放大器一起控制步进电机转动,经齿轮减速后带动滚珠丝杠转动,从而实现车床的纵向、横向进给运动. 第2章 机械部分的改造设计 2.1 纵向进给系统的改造设计 在对进给传动系统进行改造时,一般都应该把原来的进给变速传动装置及操纵机构全部拆除.而每个方向的进给传动都改由各自独立的功率步进电机,经减速齿轮直接与带动滑板移动的丝杠连接,分别实现各坐标方向的运动,进行各坐标的控制.例如普通机床的简易化数控改装,通常都是把原来由主轴箱到进给箱的传动路线切断,且将溜板箱拆除,直接把齿轮减速箱和功率步进电机安装在纵向丝杠的右端和横向丝杠的外端.在对机床进给传动系统改装的同时,也要对此传动系统中的传动装置元件进行相应的改造.具体如下: (1)丝杠.丝杠是将回转运动转换为直线运动的传动装置.改造时,为了满足数控机床上较高精度零件的加工要求,应该用滚珠丝杠螺母副替换原普通机床上的梯形丝杠螺母副.滚珠丝杠螺母副把传动丝杠与螺母之间的滑动摩擦变为了滚动摩擦,使摩擦损失减小,精度保持性、传动平稳性、传动效率等都得以提高.其传动效率可达到92%~98%,是普通丝杠螺母副的3~4倍. (2)机床导轨.为了使改造后的机床有较高的开动率和精度保持性,应充分考虑机床导轨的耐磨性.当前国内普通机床床身等大件多采用普通铸铁,其摩擦系数较大.改造中,在对达不到预定要求的原机床导轨进行修磨、刮研后,要在上面贴上耐磨、吸振的聚四氟飞烯软带. (3)拖板.拖板是数控系统直接控制的对象.不论是点位控制、直线控制,还是轮廓控制,被加工零件的最终坐标精度都将受到拖板运动精度、灵敏度和稳定性的影响.除拖板及相配件精度要高外,由驱动电机到丝杠间的传动齿轮也要采用间隙消除结构.以满足传动精度和灵敏度的要求.常用的消隙方法有刚度调整法和柔性调整法两种.刚性调整法传动刚度较好,结构简单,但调整起来很费时;