三坐標(biāo)銑床數(shù)控化改造論文

摘要
畢業(yè)設(shè)計(jì)是在原有普通銑床的基礎(chǔ)上,對(duì)其進(jìn)行改造,成為三坐標(biāo)數(shù)控銑床。該機(jī)床能通過三軸聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)曲線直線等不同的加工路線。
所設(shè)計(jì)的三坐標(biāo)數(shù)控銑床，三個(gè)坐標(biāo)方向的移動(dòng)均由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)，主軸電機(jī)采用交流電機(jī)，所有電機(jī)均由單片機(jī)進(jìn)行控制。設(shè)計(jì)主要對(duì)數(shù)控銑床的機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，了解單片機(jī)的工作原理，主要有以下幾個(gè)方面：X、Y,Z工作臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是滾珠絲杠的運(yùn)用；機(jī)床整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，了解優(yōu)缺點(diǎn)，充分考慮主要矛盾，擇優(yōu)選??；單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步熟悉其應(yīng)用。
在數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中，加工精度和加工可靠性是伺服系統(tǒng)決定的，本文對(duì)普通銑床的數(shù)控化改造進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，通過對(duì)普通銑床的數(shù)控化改造，提高了普通銑床的加工能力和加工范圍，節(jié)省了直接購買機(jī)床的部分資金，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞： 銑床, 數(shù)控,  三坐標(biāo)

Abstract

Basing on the common milling machine，this thesis reconstructs it and turns it to a NC milling with three coordinate.This reconstructed machine can realize cure line and straight line machining pathway by three axis linkage。
The reconstructed milling machine movements along x，y，and Z are drove by step driver，the AC motor is used in principal axis. All above motors are controlled by single chip.This thesis focuses on designing the mechanism of the and mastering the single chip working principle.  Which is including to the drive system design of X,Y,Z workbench , the whole machine construction design and the control system design of single chip.
In a NC machine tool system, the precision and reliability of the machine tool depend on the serve system. Through the reconstructing ,analyzing and designing of a common milling machine serve system, the machining ability can be improved ,and a big sum money may be saved, the company will benefit from it.

Keywords： Milling Machine,  NC ,  Reconstruct, Three Coordinate

目錄
摘要 1
Abstract 2
前言 5
第一章  概論 6
1.1  數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生及發(fā)展 6
1.2  數(shù)控機(jī)床的組成及分類 6
1.2.1 數(shù)控機(jī)床的組成 6
1.2.2 數(shù)控機(jī)床的分類 8
1.3 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍 9
1.3.1 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) 9
1.3.2 數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍 9
第二章  設(shè)計(jì)主要參數(shù)及基本思想 10
2.1 課題要求 10
2.1.1  題目名稱（包括主要技術(shù)參數(shù)）及技術(shù)要求 10
2.1.2  課題內(nèi)容及工作量 10
2.2  設(shè)計(jì)原則 10
2.3  總結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11
2.3.1 數(shù)控機(jī)床的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 11
2.3.2 提高機(jī)床的結(jié)構(gòu)剛度 11
2.3.3  提高進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和精度 12
第三章  三坐標(biāo)數(shù)控銑床的設(shè)計(jì)和計(jì)算 13
3.1主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13
3.1.1 主傳動(dòng)變速系統(tǒng) 14
3.2  主軸系統(tǒng)計(jì)算 17
3.3.1 對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的基本要求 19
3.3.2 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 20
3.3.3 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性及伺服性能分析 20
3.4進(jìn)給傳動(dòng)的計(jì)算 21
3.4.1  X軸滾珠絲杠副 21
3.4.2 Y軸滾珠絲杠副 24
3.4.3  Z軸滾珠絲杠副 28
3.4.4滾珠絲杠的安裝與使用 31
第四章  微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 34
4.1微機(jī)控制系統(tǒng)組成及特點(diǎn) 34
4.1.1 微機(jī)控制系統(tǒng)的組成 34
4.1.2微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn) 34
4.2  微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)備介紹 35
4.2.1 主控制器CPU的選擇 35
4.2.2 存儲(chǔ)器電路的擴(kuò)展 36
4.2.3 I/O口電路的擴(kuò)展 38
4.2.4 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 40
4.2.5 其它輔助電路設(shè)計(jì) 41
4.3  程序部分 42
結(jié)論 46
參考文獻(xiàn) 47
致 謝 48