X5032铣床主传动系统数控改造毕业设计

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1、 I 摘 要 本文在 X5032 数控铣床改造设计时主要从经济性、方便性、实用性、可靠性四方面 因素出发，对 X5032 型铣床进行了数控铣床主传动机械系统设计。使改造后的机床的机 械传动部分具有高静态、动态刚度；运动副之问的摩擦因数小，传动无间隙；功率大； 便于操作和维修。 改造后的数控铣床可以实现主传动系统电机正、 反转， 转速分为两档， 并在各档内可以实现无级调速；可以在平面或空问范围内按设定曲线(直线、圆弧等) 恒速或变速运行；可以实现数值的任意设定并显示；可以实现辅助控制系统的任意起停 和故障报警；可以实现与上位机的通讯。 X5032 数控铣床机械系统设计包括伺服驱动系统的设计计算，

2、丝杠螺母副的设计计 算，主传动系统的参数计算，主传动系统结构设计。进给传动系统设计中，全部拆除纵 向、横向、垂向进给箱齿轮，拆除纵向、横向、垂向进给手柄，在该处将手轮轴通过一 对减速齿轮和纵向、横向及垂向步进电机相连。丝杠拆去，换上滚珠丝杠，并由齿轮箱 与滚珠丝杠连接，改造后的 X5032 铣床的定位精度为0.01mm，重复定位精度为 0.005mm。X、Y 电机能够拖动工作台以 6-3200rmin 的切削进给速度进行 X 向、Y 向运 动，Z 相电机能使主轴箱获得 3-1600rmin 的进给速度。主传动系统设计拆除机床主 轴， 重新设计主轴。 为了保证主轴在运动时有准确的定位， 安装主传

3、动的定位检测装置。 采用电气式主轴准停装置，利用磁力传感器检测定位。只要数控系统发出指令信号，主 轴就可以准确的定位。将主传动改为采用变频交流电动机无级调速。低档转速为 270-1500r/min，高档转速为 1500-4500r/min，在各档内可以实现无级调速。与原立式 铣床的机械结构相比比较简单， 这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调 速来承担，省去了复杂的齿轮变速机构，主传动系统是一个开环控制的交流变频调速系 统，通过软件来实现它的调速。数控系统是一个基于单片机的采用模块化设计的数字型 控制系统。 采用较小体积的单片机来实现复杂的逻辑功能， 充分利用中断及第二功能口， 使端

4、口的利用程度达到最大，使整体结构简单。系统从总体上分为人机界面模块、坐标 进给模块、变频调速控制模块、串行通信模块、液压系统、冷却系统、润滑系统及基于 89C58 单片机的主控模块。克服了传统的经济型数控系统的缺点，具有编程灵活，自由 度大，可用软件编程实现各种复杂的逻辑控制。通过插补算法实现步进电机的准确定位 以便达到工件的精确度；通过键盘利显示模块，实现了程序的编辑和显示；通过其他辅 II 助系统的设计，实现了机床功能的完善化。 关键词：X5032 铣床 数控变频调速 模块化设计 III Abstract Based on the aspects of the improvement on X5032 milling machine as follows: the Economy, convenience, function and reliability. This dissertation conducts the systematic design，hardware circuit design and software design .These work im