x62w数控铣床的数控化改造设计说明书

x62w数控铣床的数控化改造设计说明书内容摘要：

精度高；跟踪指 令信号的响应快；系统的稳定性好。 (1) 稳定性 伺服系统的稳定性是指当作用在系统上的扰动信号消失后，系统能够恢复到原来的稳定状态下运行 ,或者在输入的指令信号作用下，系统能够达到新的稳定运行状态的能力。 伺服系统的稳定性是系统本身的一种特性，取决于系统的结构及组成元件的参数（如惯性、刚度、阻尼、增益等），与外界的作用信号（包括指令信号或扰动信号）的性质或形式无关。 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 (2) 精度 伺服系统的精度是指系统的输出量复现输入量的精确程度。 伺服系统工作过程中通常存在三种误差：动态误差、稳定性误差和静态误差。 实际中只 要保证系统的误差满足精度指标就行。 (3) 快速响应性 快速响应特性是指系统对指令输入信号的响应速度及瞬态过程结束的迅速程度。 它包含系统的响应时间，传动装置的加速能力。 它直接影响机床的加工精度和生产率。 进给伺服系统的设计要求 ： （ 1） 能够克服摩擦力和负载； （ 2） 很小的进给位移量； （ 3） 高的静态扭转刚度； （ 4） 足够的调速范围； （ 5） 进给速度均匀，在速度很低时无爬行现象； ： (1) 具有足够的加速和制动转矩； (2) 具有良好的动 态传递性能，以保证在加工中获得高的轨迹精度和满意的表面质量； (3) 负载引起的轨迹误差尽可能小； (1) 被加速的运动部件具有较小的惯量； (2) 具有较高的刚度； (3) 良好的阻尼； (4) 传动部件在拉压刚度、 扭转刚度、 摩擦阻尼特性和间隙等方面尽可能 小的非线性。 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 进给伺服系统的动态特性，按其描述方法的不同，分为时间响应特性和频率响应特性。 时间响应特性是用来描述系统对迅 速变化的指令能否迅速跟踪的特性，它由瞬态响应和稳态响应两部分组成。 由于系统包含一些储能元件，所以当输入量作用于系统时，系统输出不能立刻跟随输入量变化，而是在系统达到稳定之前表现为瞬态响应过程（或叫过渡过程）。 稳定响应是指当时间 t 趋向无穷大时系统的输出状态。 若在稳定时，输出和输入不能完全吻合，就认为系统有稳态误差。 2. 频率响应特性 时间响应特性是从微分方程出发，研究系统响应随时间的变化的规律，即在已知传递函数的前况下，从系统在阶越输入及斜坡输入时间应速度及振荡过程的状态中来获得动态特性参数。 然而在很多情况 下，传递函数不清楚，所以只能由试验的方法来求取动态特性。 因此出现频率响应特性法。 所谓频率响应特性 ,就是系统对正弦输入信号的响应，即它通过研究系统对正弦输入信号的响应规律来获得启动态特性。 3. 快速性分析 所谓快速性分析是指分析系统的快速响应性能，快速性反映了系统的瞬态质量。 对于线性进给伺服系统，由于它包含各种电路、机电转换装置和机械传动机构，系统各环节都有时间常数，对高频信号来不及反应，只是一个地通漏波器。 这种系统的通频宽带，对高频信号响应速度快，所以从开环频率特性图看，提高系统的截止频率，则可以提高闭 环回路的响应速度。 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 X62W 数控铣床改造设计方案及步骤 对 X62W 立式铣床进行机械部分改造，数控机床的刚度系数应该比同类普通机床高 50%；应尽量提高机床的抗振性，通常机床的振动包括强迫振动和受迫振动。 要提高机床在低速进给时的平稳性和运动精度。 为实现复杂零件的自动铣削加工， 改造的可行性分析通过以后，就可以针对工艺和机床现况确定改造方案，一般包括 一下几部分 ： 机械修理与电气改造相结合 ， 一般来说，需进行电气改造的机床，都需进行机械修理。 机械性能的完好是电气改造成功的基 础。 先局部后整体 ， 确定改造步骤时，应把整个电气部分改造先分成若干个子系统进行，如数控系统、测量系统、主轴、进给系统、面板控制与强电部分等，待各系统基本成型后再互联完成全系统工作。 根据使用条件选择系统 ， 针对使用环境、温度、湿度、灰尘、电源、光线，甚至有否鼠害等外界使用条件，这对选择电气系统的防护性能、抗干扰性能、自冷却性能、空气过滤性能等可提供正确的依据，使改造后的电气系统有了可靠的使用保证。 改造范围确定 ， 有时数控机床电气系统改造，并不一定包含该机床全部电气系统，应根据科学的测定和分析决定其改造范围。 改造前的技术准备充分与否，很大程度上决定着改造能否取得成功。 技术准备包括： 机械部分准备 ， 为配合电气改造而需进行的机械大修改造的测量、计算、设计、绘图、零件制作等应先期完成。 旧系统电气资料消化 ， 只有对旧系统电气资料进行充分的消化，才能了解以前的设计思想，才能更好完成新旧系统的衔接与转换。 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 新系统电气资料消化 ， 新系统有许多新功能、新技术，因此改造前应熟悉技术资料，包括系统原理说明、线路图、 plc 梯形图及文本、安装调试说明、使用手册、编程手册等。 改造的实施 准备工 作就绪后，即可进入改造的实施阶段。 实施阶段内容按时间顺序分为： ① 原机床的全面保养 机床经长期使用后，会不同程度地在机械、液压、润滑、清洁等方面存在问题，所以首先要进行全面保养。 其次，应对机床作一次改前的几何精度、尺寸精度测量，记录在案。 这样既可对改造工作起指导参考作用，又可在改造结束时作对比分析用。 ② 保留的电气部分最佳化调整 对电气系统作局部改造，则应对保留电气部分进行保养和最佳化调整。 如强电部分的零件更换，电机的保养，变压器的烘干绝缘，污染的清洁，通风冷却装置的清洗，伺服驱动装置的最佳化调整 ，老化电线电缆的更新，连接件的紧固等等。 ③ 原系统拆除 原系统的拆除必须对照原图纸，仔细进行，及时在图纸上作出标记，防止遗漏或过拆 (局部改造情况下 )。 在拆的过程中也会发现一些新系统设计中的欠缺之处，应及时补充与修正。 ④ 合理安排新系统位置及布线 根据新系统设计图纸，合理进行新系统配置，包括箱体固定、面板安放、线路走向和固定、调整元器件位置、密封及必要装饰等。 应确保连线工艺规范、线径合适、正确无误、可靠美观。 ⑤ 调试 调试必须按事先确定的步骤和要求进行。 调试人员随时记录，以便发现和解决问题。 调试 中首先试安全保护系统灵敏度，防止人身、设备事故发生；各运动坐标拖板处于全行程中心位置；能空载试验的，先空载后加载；能模拟试验的，先模拟后实动；能手动的，先手动后自动。 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 X62W 铣床数控化改造设计计算 主轴系统计算 V 带传动的设计计算 三角带的选用应保证有效地传递最大功率（不打滑）并有足够的使用寿命（一定的疲劳强度）。 带传动设计计算的主要内容包括确定带的型号、基准长度和根数；确定带轮的材料、结构尺寸；确定传动中心距及作用在轴上的力等。 (1) 确定计算功率 dp 1 .2 1 2 1 4 .4dA P kw      式中： A — 工况系数 (工作情况系数 )； P— 电机额定功率 Kw (2) 选择三角带型号 根据 dp 、 1n 由图选 SPA 型窄 V带 (3) 确定带轮直径 1D 、 2D 小带轮直径 1D 应满足： 1 minDD ，以免带的弯曲应力过大而导致其寿命降低。 查表取 min 90D mm ,故选择 1 100D mm (4) 计算胶带速度 smsmnDv /25/ 0 0 0 01 2 5 01 0 01 0 0 060 11   故 1D 选择合格 21 2 1 0 0 2 0 0D iD m m    (5) 确定中心距 a 和带长 dL 1 2 0 1 20 .7 ( ) 2 ( )D D a D D    得 02 1 0 6 0 0m m a m m 初选 0 300a mm 带长 239。 210 1 2 0()2 ( ) 1 0 7 824d DDL a D D ma      查表，取 1000dL mm 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 中心距 39。 0 2612ddLLa a m m   a 的调整范围： m in 0 .0 1 5 2 4 6da a L m m   m a x 0 .0 3 2 9 1da a L m m   (6) 验算小带轮包角 1 小带轮包角可按公式求得： 211 18 0 57 .3DDa    得 1 162 120 ， 即满足条件。 (7) 确定 V带根数 z V 带根数 Z可按下式计算：00()dLPz P P K K  由表，查得 0  01 1(1 )b iKn K   由表，查得 862 10bK  由表，查得  3 12. 78 62 10 12 50 ( 1 ) 03 iP k w      由表，查得   由表，查得  代入求根公式，得 1 4 . 4 6 . 0 2( 2 . 2 7 0 . 3 8 ) 0 . 8 9 0 . 9 6z    取 z=6,符合表 74推荐的轮槽数 (8) 确定初拉力 0F 单根 V带合适的初拉力可按下式计算： 20 )1(5 0 0 qvKzvPF d  由表得 /q kg m 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 20 14 .4 2. 550 0 ( 1 ) 0. 12 6. 5 28 26 6. 5 1FN     (9) 计算作用在轴上的压力 Q 1 1622 sin 2 6 28 2 sin 33 8322Q z N      Z 轴滚珠丝杠副 精度要求：进给精度 ；快速进给精度 min/3m 疲劳强度：丝杠的最大载荷为主轴重量加摩擦力，最小载荷为主轴重量减最大进给力的垂直分力。 主轴重量为 300kg,则： fF m in 30 0 0. 00 35 9. 8 10fF F N     NF 2 9 5 0 010m a x  NF 2 38 71031 62 00m i n  32 minmax FFFm  3 238722950  N2762 根据《机电一体化设计基础》 计算载荷 cF c F H A MF K K K F 查表取  查表取  查表取  查表取 D级精度 则： 1 . 2 1 . 0 1 . 0 2 7 6 2 3 3 1 4cFN     39。 aC 取丝杠的工作寿命为 39。 20200hLh , 100 / minmnr 3 39。 439。  hmLnca FC 3 20202000 43314  毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 N16335 型丝杠，由表 29得丝杠副数据：公称直径 0 50D mm导程 10p mm ； 滚珠直径 0 mm ； 按表种尺寸公式计算： 滚道半径 00 . 5 2 0 . 5 2 5 . 9 5 3 3 . 0 9 6R d m m    偏心距 20 5 .9 5 30 .7 0 7 ( ) 0 .7 0 7 ( 3 .0 9 6 ) 8 .4 1。