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機電一體化畢業(yè)設計 論文 1 X53K 數(shù)控化改造 內(nèi)容摘要 本文提供了一種 X53k 銑床的經(jīng)濟型數(shù)控化改造方案 改造的主要模 塊有 機械部分和數(shù)字控制電路部分 機械部分主要是對絲杠 驅(qū)動元 件和減速齒輪的改造 改造后的系統(tǒng)是以步進電機為驅(qū)動執(zhí)行元件的開 環(huán)控制系統(tǒng) 以 MCS 51 型單片機為控制處理芯片 實現(xiàn) X Y 兩坐標聯(lián) 動改造 使得改造后的機床能加工除了銑削鍵槽 平面及孔等簡單的零件 外 還能加工形狀復雜 如加工圓弧面 斜面及凸輪等 的零件 改造 后的數(shù)控機床具有高精 高效及加工產(chǎn)品范圍廣等特點 最后再對系統(tǒng) 的誤差及精度進行分析 并提出改進的方法 建議 關鍵詞 X53k 數(shù)控化 改造 單片機 機電一體化畢業(yè)設計 論文 2 ABSTRACT In this paper in base of our country s eco momic condition and the expensive CNC in order to extend machining scope high accuracy small batch and has a good condition in excitely complicative market So the numerization rebuilding of X53K is so necessary and feasible This paper provides a way of how to implement the synchronied motion of the two axes in the X and Y plane with CNC system and an open loop control which use stepping motors as actuators on a X53K mill and the microcomputer is MCS 51 The numerization rebuilding of X53K milling machine not only is used for machining keyway plane and hole etc but also it can ma nufacting complicated shap and the accuracy is high The technology of CNC has became the key and basic technology in the manufacturing industry Keywords X53Kmill numerization rebuilding single chip computer 機電一體化畢業(yè)設計 論文 3 目 錄 前言 5 正文 10 1 整體改造方案 10 1 1 總體設計方案 10 1 1 1 機床改造的方案比較 10 1 1 2 實現(xiàn)的目標 12 1 2 主傳動的系統(tǒng)改造 13 1 2 1 機械部分的數(shù)控化改造 13 1 2 2 電氣部分的數(shù)控化改造 13 1 3 進給系統(tǒng)的改造 13 1 3 1 進給機構的改造 13 1 3 2X53K 的改造要求 13 1 4 微機系統(tǒng)的硬件與軟件設計 14 1 4 1 系統(tǒng)軟件的設計 14 1 4 2 硬件系統(tǒng)設計 14 1 5 改造后的布局 15 2 橫縱向系統(tǒng)的設計 計算過程 15 2 1 縱向方向 X 軸 的設計 15 2 1 1 銑削力 CF的計算 16 2 1 2 滾珠絲杠所受的平均軸向載荷 mF 的計算 18 2 1 3 絲杠副工作負荷計算及絲杠型號的選擇 19 2 1 4 傳動效率 的計算 20 2 1 5 剛度驗算 20 2 1 6 穩(wěn)定性的驗算 21 機電一體化畢業(yè)設計 論文 4 2 1 7 齒輪傳動設計的有關計算 22 2 1 8 齒輪材料的選用及許用應力 23 2 1 9 直齒圓柱齒輪副的計算 23 2 1 10 步進電機型號的計算選擇 25 2 2 橫向 Y 軸 的設計 31 3 數(shù)控部分設計 32 3 1 系統(tǒng)硬件設計 33 3 1 1 主控制器 CPU 33 3 1 2 存儲器擴展電路 34 3 1 3 擴展 I O 接口 35 3 1 4 步進電機驅(qū)動電路 35 3 1 5 行程控制 36 3 1 6 鍵盤與顯示 36 3 1 7 復位電路 37 3 1 8 緊急停車 37 3 2 編程時應注意的問題 37 3 3 步進電機系統(tǒng)軟件控制 37 4 誤差來源及精度分析 38 4 1 誤差的來源 38 4 1 1 機械結構原因 38 4 1 2 數(shù)控部分原因 38 4 2 誤差補償措施 38 4 2 1 齒輪副誤差補償分析 38 4 2 2 數(shù)控系統(tǒng)誤差補償分析 39 4 2 3 滾珠絲杠副誤差補償分析 39 結論 41 致謝 42 參考文獻 43