移动式数控机床系统的研究分析VIP免费

前言数控机床简称NC机床，它将加工过程所需的各种操作和步骤以及刀具与工件间的相对位移量都用数字化代码来表示，通过控制介质将数字信息送入计算机，由计算机对输入的信息进行处理和运算，然后发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需的工件。数控机床与其他机床的一个显著区别在于当加工对象改变时，除了重新装夹工件和更换刀具外，只需更换一条新的程序，不需要对机床作任何改动。数控机床集机械制造技术和计算机、液压气动、传感检测、信息处理、光机电等技术于一体，是技术密集型的机电一体化产品，它具有下列优点：1．能完成很多普通机床难以加工，或者根本不能加工的复杂型面零件的加工；2．采用数控机床，可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量；3．可以提高生产率。采用数控机床比普通机床可提高生产率2～3倍，对复杂零件的加工，生产率可提高十几倍甚至几十倍；4．具有柔性，只需更换程序，就可以适应不同品种及尺寸规格零件的自动加工；5．大大减轻了工人的劳动强度。可以看出，数控机床是一种高效率、高精度，能保证加工质量，解决工艺难题，而且又具有一定柔性的生产设备。数控机床的广泛使用，将给机械制造业的生产方式、产品结构和产业结构带来深刻的变化，其技术水平高低和拥有量多少是衡量一个国家工业现代化水平的重要标志。我国数控机床的发展起步较早，从1958年开始研制，已经历了40多年的发展历程。但到1978年底，数控机床的发展几经周折，走了不少弯路，当年数控机床产量仅223台。1979年开始的改革开放，为我国的机械工业开辟了新时期，数控机床的发展也进入了一个崭新的阶段。20世纪80年代初，我国引进国外的数控装置和伺服系统为国产主机配套，这使得数控机床在品种、数量和质量方面得到迅速发展。典型的国产产品有北京航天机床数控集团公司的航天I型，中科院沈阳计算所的蓝天I型和华中理工大学的华中I型等国产高性能数控系统。尽管近几年我国数控机床迅速发展，但与工业发达国家相比，我们还有差距。但在这同时，我们也看到这种差距正在不断缩小。在本此研究中，我的研究题目是一台移动数控铣床系统的研究，工作台为工件,加工有效行程X/Y/Z轴分别为130/530/518mm。数控铣床结构可根据实际的加工要求来自行选定，给了我很大的自由，同时也增加了研究的难度，提高了对自己的要求。1在研究的过程中，我对铣床先后进行了总体方案的研究——进给伺服系统的研究——整体零部件的选型与校核——绘制数控铣床总装图等过程。在这次研究中，我查阅了大量的相关书籍、期刊、公司样本等资料。如：《机械设计实用手册》吴宗泽著，《数控技术》张建刚等著，《PMI滚珠螺杆型号》公司样本等。同时还得到了张洛平教授的指导以及帮助，在此表示深深的感谢！2第一章微机数控系统总体方案的研究1.1总体方案概述对于一个数控系统，首先必须拟定总体方案，绘制系统总体框图，才能决定各种参数和机构，然后再分机械部分和电气部分。机床数控系统的总体方案应包括：系统运动方式的确定、伺服系统的选择、执行机构的结构和传动方式的确定计算机系统的选择等内容。一﹑系统运动方式的确定如果要求工作台或刀具沿各坐标轴的运动有确定的函数关系，即连续控制系统，应具备控制刀具以给定速率沿加工路径运动的功能。由于数控铣床要具有定位、直线插补、顺圆和逆圆插补，暂停循环加工等功能，故选择连续控制系统。二﹑伺服系统的选择伺服系统可分为开环控制系统，半闭环控制系统和闭环控制系统。由于这是一台经济型数控铣床，加工精度要求不是很高，为了简化结构，降低成本，故采用开环控制系统。三﹑计算机系统根据机床要求，采用8位微机，由于MCS-51系列单片机性能优越，决定采用MCS-51系列的8031单片机扩展系统。控制系统由微机部分，键盘及显示器，I/0接口及光隔离电路，步进电机，功率放大电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用数码管显示加工数据及机床状态等信息。四﹑机械传动方式采用交流伺服电机驱动，X/Y轴方向传动采用联轴器直联的形式，Z轴传动和主轴转动采用了同步带传动形式，为保证一定的传动精度和平稳性...