X6132A型铣床的数控化改造.doc
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湖南铁道职业技术学院
HUNANRAILWAYPROFESSIONALTECHNOLOGYCOLLEGE
毕业设计
题目:
X6132A型万能卧式铣床的数控化改造
系别:
机电工程系
学生姓名:
王鹏
专业与班级:
数控维修092班
指导老师:
石金艳
完成日期：
2011年12月10日
毕业设计任务书
机电工程系
一、设计课题名称：
X6132A型万能卧式铣床的数控化改造
二、指导教师：
石金艳
三、设计要求：
采用数控装置和伺服装置，对X6132A型万能卧式铣床进行数控化改造。
要求能进行铣削数控加工，达到或超过原铣床加工性能。
数控装置、伺服装置选择合理，控制系统设计简单可靠，保护措施完备。
四、设计依据：
X6132A型万能卧式铣床控制要求、电气原理图及相关参数；数控装置型号规格参数；进给伺服系统型号规格参数；常用低压控制电器型号规格参数。
五、参考资料：
熊光华主编·数控机床·北京：
机械工业出版社；2002
廖兆荣主编·机床电气自动控制·北京：
化学工业出版社；2003
王爱玲主编·现代数控机床结构与设计·北京：
兵器工业出版社；1999
余良英编著·机床数控改造设计与实例·北京：
机械工业出版社；1998
白恩远主编·现代数控机床伺服及检测技术·北京：
国防工业出版社；2002
袁任光编著·交流变频调速器选用手册·广州：
广东科技出版社，2002
曾毅等编著·变频调速控制系统的设计与维护·济南：
山东科学技术出版社，
李荣生主编·电气传动控制系统设计指导·北京：
机械工业出版社，2004
姜德希编·机床电气线路图册·北京：
中国农业出版社
编写组编著·工厂常用电气设备手册上、下册·北京：
中国电力出版社，1997
六、设计内容进度及工作量
（一）设计内容和进度要求
序号
进度要求
设计内容
1
1周
了解铣床的传动、控制、加工性能，分析国内外数控铣床的结构、控制和加工要求。
2
0.5周
对进给、主轴传动系统进行分析计算，选择拖动电机并确定传动系统改造方案
1周
完成进给、主轴传动系统改造图
3
0.5周
选择进给伺服装置
0.5周
完成伺服系统控制设计，并完成伺服系统控制原理图。
4
0.5周
选择数控装置。
5
1周
完成电气原理图草图
0.5周
完成电气原理图
6
0.5周
伺服系统调试设计
0.5周
数控装置调试设计。
0.5周
机床安装及调试设计。
7
2周
编写设计说明书。
8
1周
毕业设计答辩准备及答辩。
（二）工作量
设计说明书：
总体方案设计；进给轴机械传动设计；伺服装置选型；伺服系统控制设计；数控装置选型；电气控制系统设计；机床安装与调试设计；图纸：
机械装配图；伺服系统控制原理图；电气安装接线图；电气原理图；元器件清单；
七、说明书的格式和装订要求
（一）毕业设计封面（全系统一格式）
（二）毕业设计评阅书（全系统一格式）
（三）评分标准（全系统一格式）
（四）毕业设计任务书（指导教师下发）
（五）毕业设计明细表（全系统一格式）
（六）目录
（七）毕业设计正文
（八）设计图纸
（九）毕业设计总结
（十）参考资料
八、毕业设计课题审批表
审批具体意见
审查部门负责人意见
专业负责人
时间年月日
学术负责人
时间年月日
湖南铁道职业技术学院
毕业设计评阅书
1.指导教师评语：
签名:
年月日
2.答辩委员会综合评语:
经毕业设计（论文）答辩委员会综合评定成绩为:
答辩委员会主任（签字）:
毕业设计评分标准
考核
项目
及总
分
具体内容
分
值
评分标准
得
分
差
及
中
良
优
设计
过程
20
查阅资料及手册能力
5
0~2
3
3.5
4.5
5
工作态度及纪律情况
5
0~2
3
3.5
4.5
5
独立工作能力
5
0~2
3
3.5
4.5
5
基本概念、基本理论及专业知识掌握情况
5
0~2
3
3.5
4.5
5
设计
结果
40
规定任务的完成情况
10
0~5
7
8
9
10
说明书质量
10
0~5
7
8
9
10
图纸及技术文档的质量
15
0~8
10
12
13
15
设计有无独到和创新之处
5
0~2
3
3.5
4.5
5
答辩
情况
40
对设计的阐述（自述）
15
0~8
10
12
13
15
基本理论和方法问题
15
0~8
10
12
13
15
有关设计问题
10
0~2
7
8
9
10
班
级
学
号
姓
名
总
分
指导老师签名
考核小组专家签名
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绪论
毕业设计是我们大学生在毕业前进行的一次综合性的总复习，也是一次理论联系实际的练习，是对我们所学专业知识的一次全面的检验;毕业设计是一项综合的系统的工作，它要求我们每个大学毕业生全面系统地运用专业知识，综合现场需要，科学，合理设计，因而它要求具有科学性，合理性和可操作性。
毕业设计是在学习了三年数控维修专业知识以后，对所学知识的一种综合体现，把所学知识能够运用到实际机床的设计中，是在我们学完了大学基础课，技术基础课，以及大部分专业课之后进行的。
毕业设计作为大学生离校前的最后一项重要工作，势必有它独特的，无法比拟的作用。
通过对该机床的设计，使我认识到机床必须具备怎样的结构要求和技术要求，要满足其结构和技术要求，我们在实际运用中又应该怎样正确的操作加以保证该要求，在需要维修时，使我们了解到怎样才能正确的找出故障，并且如何正确的维修好机床,同时，怎样好的让机床发挥出最大的能力来加工产品。
本设计课题是对X6132A型万能卧式铣床的数控化改造。
就我们而言，应当通过这次毕业设计，得到以下能力方面的锻炼与提升。
1、加强对机床本身的了解，加强理论知识与实际中的统一，消除对实践的不重视，调整好自己的心态面对以后的道路。
2、提高自身的设计能力，加强自己的设计和实际操作能力。
3、学会怎样查询各种手册和专业资料，并且能够迅速的查询出自己所需的正确数据。
4、学会怎么样将自己的知识融合在一起，形成一个综合的理论知识。
5、通过毕业设计，全面掌握机床的机械部分和电气部分，为自己掌握其它机床的改造与维修打下基础。
希望通过这次设计，对自己未来从事的工作打下一定的基础，同时毕业设计得到了石金艳老师的大力帮助，在此表示感谢。
但由于能力有限，设计尚有许多不足之处，希望各位老师指出错误，感激不尽。
目录
第1章前言 1
1.1数控系统的发展历程 1
1.2国内外数控系统发展 1
1.3对我国数控技术及其产业发展的基本估计 2
1.4数控未来发展的趋势 3
第2章总体改造方案的确定 4
2.1X6132A铣床介绍 4
2.2X6132A铣床数控化改造的要求和方案确定 5
第3章数控系统的确定 7
3.1数控系统的选择 7
3.2数控系统介绍 7
第4章主传动系统的改造 10
4.1主传动系统改造思路 10
4.2主轴部件 10
4.3变频器的选择 13
4.4主轴编码器的选用 15
第5章进给系统的改造 17
5.1滚珠丝杠螺母副的设计，计算和选型 17
5.2齿轮传动比计算 20
5.3伺服电机的计算和选用 21
5.4伺服机械传动部分的改造 24
5.5伺服驱动装置的选用 25
第6章自动拉刀装置的设计 27
6.1刀具自动夹紧机构 27
6.2拉刀装置的工作原理 27
第7章机床安装及调试 29
7.1数控机床的安装 29
7.2系统的调试 30
7.3数控系统参数设定 32
参考文献 39
第1章前言
1.1数控系统的发展历程
自第一台数控机床在美国问世至今的半个世纪内，机床数控技术的发展迅速，经历了六代两个阶段的发展过程。
其中，第一个阶段为NC阶段；第二个阶段为CNC阶段，从1974年微处理器开始用于数控系统，即为第五代数控系统。
在近20多年内，在生产中，实际使用的数控系统大多是这第五代数控系统，其性能和可靠性随着技术的发展得到了根本性的提高。
从20世纪90年代开始，微电子技术和计算机技术的发展突飞猛进，PC微机的发展尤为突出，无论是软硬件还是外器件的进展日新月异，计算机所采用的芯片集成化越来越高，功能越来越强，而成本却越来越低，原来在大，中型机上才能实现的功能现在在微型机上就可以实现。
在美国首先推出了基于PC微机的数控系统，即PCNC系统，它被划入为所谓的第六代数控系统。
我国从发展数控技术的战略高度出发，结合国民经济发展的特点对数控技术进行创新性研究，重点开发“开放式、智能化”的数控铣床，数控加工中心集数控电加工机床系类产品。
1.2国内外数控系统发展
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。
在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。
目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。
在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。
长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。
加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。
CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。
在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、
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