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三坐标铣床数控化改造论文

摘要
毕业设计是在原有普通铣床的基础上,对其进行改造,成为三坐标数控铣床。该机床能通过三轴联动，实现曲线直线等不同的加工路线。
所设计的三坐标数控铣床，三个坐标方向的移动均由步进电机带动，主轴电机采用交流电机，所有电机均由单片机进行控制。设计主要对数控铣床的机构进行设计，了解单片机的工作原理，主要有以下几个方面：X、Y,Z工作台的传动机构设计，主要是滚珠丝杠的运用；机床整体结构的设计，了解优缺点，充分考虑主要矛盾，择优选取；单片机控制系统的设计，进一步熟悉其应用。
在数控机床系统中，加工精度和加工可靠性是伺服系统决定的，本文对普通铣床的数控化改造进行了分析和设计，通过对普通铣床的数控化改造，提高了普通铣床的加工能力和加工范围，节省了直接购买机床的部分资金，具有很好的经济效益。
关键词： 铣床, 数控,  三坐标

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

目录
摘要 1
Abstract 2
前言 5
第一章  概论 6
1.1  数控机床的产生及发展 6
1.2  数控机床的组成及分类 6
1.2.1 数控机床的组成 6
1.2.2 数控机床的分类 8
1.3 数控机床的特点及应用范围 9
1.3.1 数控机床的特点 9
1.3.2 数控机床的应用范围 9
第二章  设计主要参数及基本思想 10
2.1 课题要求 10
2.1.1  题目名称（包括主要技术参数）及技术要求 10
2.1.2  课题内容及工作量 10
2.2  设计原则 10
2.3  总结构设计 11
2.3.1 数控机床的机构设计要求 11
2.3.2 提高机床的结构刚度 11
2.3.3  提高进给运动的平稳性和精度 12
第三章  三坐标数控铣床的设计和计算 13
3.1主传动系统的设计 13
3.1.1 主传动变速系统 14
3.2  主轴系统计算 17
3.3.1 对进给伺服系统的基本要求 19
3.3.2 进给伺服系统的设计要求 20
3.3.3 进给伺服系统的动态响应特性及伺服性能分析 20
3.4进给传动的计算 21
3.4.1  X轴滚珠丝杠副 21
3.4.2 Y轴滚珠丝杠副 24
3.4.3  Z轴滚珠丝杠副 28
3.4.4滚珠丝杠的安装与使用 31
第四章  微机控制系统的设计 34
4.1微机控制系统组成及特点 34
4.1.1 微机控制系统的组成 34
4.1.2微机数控系统的特点 34
4.2  微机控制系统设备介绍 35
4.2.1 主控制器CPU的选择 35
4.2.2 存储器电路的扩展 36
4.2.3 I/O口电路的扩展 38
4.2.4 步进电机驱动电路 40
4.2.5 其它辅助电路设计 41
4.3  程序部分 42
结论 46
参考文献 47
致 谢 48