C620车床数控改造设计.docx

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C620车床数控改造设计

内容摘要:

1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。

它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。

数控机床是综合计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产品，是典型的机电一体化产品。

它的出现及所带来的巨大效益，引起世界各国科学家和工业界的普遍重视。

发展数控机床是当前我国机械制造业技术改造的必由之路，是未来工厂自动化的基础。

数控机床是装备制造业的工作母机，是实现制造技术和装备现代化的基石，是保证高新技术产业发展和国防军工现代化的战略装备。

目前，由于我国数控机床产业发展相对滞后，已经制约了整个装备制造业的发展，直接影响到国防军工产业安全。

国内外装备制造业的发展表明，发展装备制造业，数控机床是基础。

“十五”期间，我国机床连续几年快速发展。

在现在节能减排的号召下，机床的数控化改造成为了热点。

在本文中进行数控系统与伺服系统的改造。

改装后的机床把主轴传动系统和进给系统分离成为两个互不相关的系统，溜板箱部分应拆去箱体、光杆及操纵杆，换成滚珠丝杆，并对滚珠丝杆进行强度校核，并进行减速齿轮的设计。

另一任务是对车床的电气部分部分进行改造，采用伺服电机对滚珠丝杆进行闭环控制，用伺服电机驱动器对纵横两个伺服电机进行控制，再使用华中系统对步进电机驱动器进行控制，完伺服电机驱动器的选型工作，绘制连接电气图。

关键词：

数控改造刚度闭环控制系统伺服电机

Abstract：

Bornin1946theworld'sfirstelectroniccomputers,thissuggeststhatmankindcreatedmaystrengthenandpartinsteadofmentallabortools.Itandhumaninagriculture,industrialsocietytocreatethosejustenhancephysicallaborcomparedthetools,onaqualitativeleap,intheinformationsocietyforhumanbeingstolaythefoundation.

Numericalcontrolmachinetoolisintegratedcomputer,automaticcontrol,automaticdetectionandprecisionmachineryandsoonhigh-techproducts,istypicalofmechanicalandelectricalproducts.Itemergedandbringsgreatbenefits,causethecountriesallovertheworldpaidattentiontoscientistsandindustry.DevelopmentinChina'scurrentnumericalcontrolmachinemechanicalmanufacturingtechnologyreformway,thatisthefactoryautomationfoundation.

Numericalcontrolmachinetoolistheequipmentmanufacturingindustrymachinetools,istorealizemanufacturingtechnologyandequipmentmodernization'scornerstone,istheguaranteeofhighandnewtechnologyindustrydevelopmentandnationaldefensemilitarymodernizationstrategyequipment.Atpresent,asourcountry'snumericalcontrolmachinetoolindustrydevelopmentisrelativelyslow,hasrestrictedthedevelopmentoftheequipmentmanufacturingindustry,directlyaffectsthenationaldefensemilitaryindustrysafety.Thedevelopmentoftheequipmentmanufacturingindustryathomeandabroadshowthat,thedevelopmentoftheequipmentmanufacturingindustry,numericalcontrolmachinetoolisthefoundation.Inthetenth-fiveperiod,Chinamachinerapiddevelopmentforseveralyears.Nowintheenergyconservationandemissionsreductionunderthecall,numericalcontrolmachinetoolconvertedintoahotspot.

InthispapertheCNCservosystemwiththereform.Modifiedmachinetoolspindledrivesystemandthesystemintoseparateintotwoirrelevantsystem,walktheboardboxpartshouldteardownthebodyandlightpestleandjoysticks,changeofballscrew,ballscrewtocheckintensity,andthereductiongeardesign.Anothertaskistopartofthelatheelectricaltransformed,servomotorballscrewforclosedloopcontrol,withservomotordrivetoglobetrottingtwoservomotorcontrol,tousethecentralChinasystemofthesteppingmotordrivecontrol,theselectionoftheservomotordrive,drawconnectionelectricaldiagrams.

Keywords：

digitalmodificationstiffnessclosed-loopclosed-cyclecyclilcontrolsystemServomotor

1.绪论

1.1问题的提出

1.1.1国外数控机床的发展状况

数控机床出现至今已有近60年历史，在这60年中，随着科技、特别是微电子、计算机技术的进步，数控机床得到了广泛的发展。

它已经成为现代化企业发展进程中一支凸显业绩的生力军，代表着未来机器制造业的发展方向。

目前以美国、德国、日本在数控机床的科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多，他们政府重视机床工业，并且重视科研和创新，使他们三国的数控技术处于世界领先地位。

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封闭控制模式发展。

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、模糊控制和神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精度、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节和补偿各项数据，实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成一体，机床联网，实现了中央集中控制群的加工。

1.1.2国内数控机床的现状

机床作为机械制造业的重要基础装备，它的发展一直引起人们的关注，由于计算机技术的兴起，促使机床的控制信息出现了质的突破，导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床－数控机床的诞生和发展。

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、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。

由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。

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。

1.1.3数控未来发展的趋势 

1.高速高精高效化

速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。

由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。

 2.柔性化

 　　包含两方面：

数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。

3.工艺复合性和多轴化

以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。

数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。

数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。

4.实时智能化

早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。

而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。

科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了