XA5032普通立式铣床的数控化改造.pdf

目录第一章数控机床的概述.11.1 数控机床.11.1.1 数控机床的概念.11.1.2 数控机床的产生及发展简史.11.2 数控机床的特点.21.2.1 数控机床的组成.21.2.2 机床数控化改造的必要性和迫切性.4第二章铳床机械结构的改造设计.52.1概述.52.1.1 数控铳床机械结构的主要特点.52.2数控化改造铳床的总体布局.62.2.1 XA5032型立式升降台铳床的布局及简介.62.3数控化改造铳床的主传动系统.62.3.1 XA5032型铳床数控化改造主轴系统的设计.62.3.2 主轴的设计.92.4数控化改造铳床的进给传动系统.132.4.1数控铳床对进给传动系统的基本要求.132.4.2数控改造铳床进给系统的型式及介绍.132.4.3数控改造铳床进给传动系统的计算设计.14第三章普通铳床的电气改造部分.233.1计算机数控装置.233.1.1 CNC系统的组成.233.1.2 CNC装置的硬件结构.293.1.3 CNC装置的软件结构.313.2数控改造铳床的数控系统设计.343.2.1 8031应用系统.353.2.2 8031的数据存储器的扩展.363.2.3 8031输入/输出口的扩展.363.2.4数字显示器及键盘的接口电路.363.3数控改造的伺服系统.383.3.1对数控伺服系统的要求.383.3.2数控改造伺服系统的驱动元件.393.3.3数控改造伺服系统驱动元件的连接电路.42结 论.44致谢.445参考文献.446致谢.447摘 要20世纪中叶数控技术和数控机床的诞生标志着生产和控制领域的一个崭新时代的 到来。科学技术和社会生产力的迅速发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的 要求。机械加工工艺过程的自动化成为实现上述要求的最重要的措施之一。它不仅能够 提高产品的质量、提高生产率、降低生产成本，还能够极大地改善生产者的劳动条件。本设计是对XA503 2普通立式铳床进行数控化改造。为了实现把XA503 2普通立式铳 床改造成经济型数控铳床，Z进给系统进行数控改造，并增加了 CNC装置和伺服系统。对主传动系统，我选用FANUC 20M DC电动机通过带传动驱动主轴。对进给系统，我把 原先的滑动丝杠换成滚珠丝杠，以提高精度和效率，并由原先的手动控制，改造成由电 动机控制。通过单片机的设计，构成控制系统。关键词：数控改造，滚珠丝杠，伺服系统ABSTRACTNa issa n ce t h a t 20 cen t ury middl e period few t ech n iq ue is w it h t h e few ma ch in e t h e bed scribe t o produce w it h con t rol comin g of a bra n d-n ew a ges of rea l m.Th e scien ce t ech n iq ue brin g upped w it h ra t e of product ion t o t h e q ua n t it y of t h e ma ch in e product w it h t h e q uick devel opmen t of t h e socia l product ivit y more a n d more h igh req uest.Th e a ut oma t ion t h a t ma ch in e process t h e cra ft process on e of t h e most import a n t mea sure of becomin g t o rea l izes t h e a bove req uest s.l t ca n n ot on l y in crea se t h e product q ua n t it y,in crea se t h e ra t e of product ion,l ow er t h e product ion cost,a n d ca n be st il l biggest a mel iora t ive product ion of l a bor t erm.Th is design is XA503 2 ordin a ry vert ica l mil l in g ma ch in e NC t ra n sforma t ion.In order t o a ch ieve t h e XA503 2 vert ica l mil l in g ma ch in e in t o t h e gen era l econ omy CNC mil l in g ma ch in e,I a m a ga in st t h is mil l in g t h e ma in drive Z t o t h e feed syst em NC t ra n sforma t ion,a n d t o in crea se t h e CNC servo devices a n d syst ems.Th e ma in drive syst em,I ch oose FANUC DC mot or drive t h rough t h e bel t drive spin dl e.Th e feed syst em,I repl a ced t h e origin a l sl idin g screw ba l l screw s,t o improve a ccura cy a n d efficien cy,a n d t h e origin a l ma n ua l con t rol,in t o t h e mot or con t rol.Con vert er t o a ch ieve t h rough t h e ma in t ra n smission a n d feed t h e CVT.SCM t h rough t h e design of a con t rol syst em.Key words:NC t ra n sforma t ion,ba l l screw,Servo Syst em.第一章 数控机床的概述1.1 数控机床1.1.1 数控机床的概念数控机床是装备了数控系统的机床，既包括NC机床，也包括CNC机床。数字控 制机床（Numerica l Con t rol l ed Ma ch in e Tool）,简称NC机床。数控系统是一种控制系统,它能控制机床的运动和加工过程。计算机数控机床（Comput erized Numereca l Con t rol l ed Ma ch in e Tool）,简称CNC机床，是利用具有专门存储程序的计算机来实现对机床的全 部或部分控制功能。工作原理是：将数控加工程序输入到数控装置，再由数控装置控制 主运动的变速、起停、进给运动的方向、速度和位移大小，以及诸如刀具的选择、交换、工件夹紧，松开和冷却的起、停等动作，使刀具与工件及其他辅助装置严格按数控程序 的要求进行工作。1.1.2 数控机床的产生及发展简史随着科学技术的发展，机械产品的结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高,因此对加工机械产品零部件的生产设备机床也相应地提出了高性能、高精度与高自 动化的要求。在机械产品中，单件与小批量产品占到70%80%,这类产品一般都采用通用机床 加工，当产品改变时，机床与工艺装备均需作相应的变换和调整，而且通用机床的自动 化程度不高，基本上需要人工操作，难以提高生产效率和保证生产质量。特别是一些由 曲线、曲面轮廓组成的复杂零件，只能借助靠模和仿形机床，或者借助划线和样板手工 操作的方法来加工，加工精度和生产效率受到很大的限制。数字控制机床就是为了解决单件、小批量，特别是复杂型面零件加工的自动化，并 保证质量要求而产生的。数控机床的发展简史1964年诞生了世界上第一台电子计算机。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。第一阶段：数控（NC）阶段（19521970年）。早期采用数字逻辑电路组合成一台 机床，专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARDWIREDNC），简称为数 控（NC）o第二阶段：计算机数控（CNC）阶段（1970年现在）。到1970年，通用小型计算 机作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CNC）阶段。11.2 数控机床的特点数控机床在机械制造业中得到日益广泛的应用，是因为它具有如下特点：1）能适应不同零件的自动加工。数控机床是按照被加工零件的数控程序来进行加 的，当改变加工零件是，只要改变数控程序，不必用凸轮、靠模、样板或钻链模等专用 工艺装备。2）工序集中。数控机床在结构和功能设计是，就充分考虑了工序集中，使机床在 粗加工是有足够的刚度，在精加工是又有可靠的精度3）生产效率和加工精度高、加工质量稳定。在数控机床上，可以采用较大的切削 用量，有效地节省了机动工是。还有自动换速、自动换刀和其他辅助操作自动化等功能,是辅助时间打为缩短，而且无需工序间的检测与测量。所以，比普通机床的生产率高34 倍，甚至更高。4）能完成复杂型面的加工。数控机床几乎可以实现任何轨迹的运动和任何形状的 空间曲面的加工，如用普通机床难以加工的螺旋桨、汽轮机的叶片等空间曲面，采用数 控机床则能较好地完成这些曲面的加工。能实现复杂型面加工是数控机床较突出的优 点。5）减轻工人的劳动强度。由于数控机床实现自动化或半自动化加工，许多辅助动 作均由机床完成，因此工人的劳动量减少。1.2.1 数控机床的组成如图1.1所示，数控机床由一下几个部分组成。程序编制输入装置数控装置CHC数控机床的基本结构1、程序编制及程序载体数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础 上，确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装位置；刀具与 零件相对运动的尺寸参数；零件加工的工艺路线或加工顺序；主运动的起、停、换向、变速；进给运动的速度、位移大小等工艺参数，以及辅助装置的动作。得到零件的所有 运动、尺寸、工艺参数等加工信息后，用由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按 规定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。2编好的数控程序，存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上，它可以是穿孔纸 带、磁带和磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。2、输入装置输入装置的作用是将程序载体（信息载体）上的数控代码传递并存入数控系统内。根据控制存储介质的不同，输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数控 机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统；数控加工程序还可由编程计 算机用RS23 2C或采用网络通信方式传送到数控系统中。零件加工程序输入过程有两种不同的方式：一种是边读入边加工（数控系统内存较小 时），另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器，加工时再从内部 存储器中逐段逐段调出进行加工。3、数控装置数控装置是数控机床的核心。数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的 一段或几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑 处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动 和动作。零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成，刀具在加工过程中必须 按零件形状和尺寸的要求进行运动，即按图形轨迹移动。但输入的零件加工程序只能是 各线段轨迹的起点和终点坐标值等数据，不能满足要求，因此要进行轨迹插补，也就是 在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化，求出一系列中间点的坐标值，并向相应坐标输出脉冲信号，控制各坐标轴（即进给运动的各执行元件）的进给速度、进给方向和进给位移量等。4、辅助控制装置辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的开关量指令信号，经过编译、逻辑 判别和运动，再经功率放大后驱动相应的电器，带动机床的机械、液压、气动等辅助装 置完成指令规定的开关量动作.5、驱动装置和位置检测装置驱动装置接受来自数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息的要求 驱动机床移动部件，以加工出符合图样要求的零件。因此，它的伺服精度和动态响应性 能是影响数控机床加工精度、表面质量和生产率的重要因素之一。驱动装置包括控制器（含功率放大器）和执行机构两大部分。由于可编程逻辑控制器（PLC）具有响应快，性能可靠，易于使用、编程和修改程 序并可直接启动机床开关等特点，现已广泛用作数控机床的辅助控制装置。31.2.2 机床数控化改造的必要性和迫切性从宏观上看，在20世纪70年代末、80年代初，工业发达国家的军、民机械工业,已开始大规模应用数控机床。其本质是，采用信息技术对传统产业进行技术改造。除在 制造过程中采用数控机床，FMC、FMS外，还包括在产品开发中推行CAD、CAE、CAM、虚 拟制造，在生产管理中推行MIS（管理信息系统）、CIMS等，以及在其生产的产品中增 加信息技术，包括人工智能等的含量。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深 入改造（称之为信息化），最终使得他们的产品在国际军用品和民用品的市场上竞争了 大为增强。而我国在信息技术改造传统产业方面比发达国家落后约20年。如在我国机 床拥有量中，数控机床的比重（数控化率）到1995年只有1.9%,而日本在1994年已达 20.8%。随着我国现代化制造的不断推进，每年都有大量机电产品进口。这也就从宏观 上说明了机床数控化改造的必要性和迫切性。从微观上看，数控机床本身是高科技产品，它比传统机床有很多突出的优越性，这 些优越性的发挥，是数控机床的性能有了质的提高，打了推动了制造也的发展。传统机 床经过改造后，得到了近似于数控机床的性能，也意味着我国制造业整体水平的提高。4第二章铳床机械结构的改造设计2.1 概述根据我国国情，八十年代在普通机床的改造方面，出现了以经济型数控系统改造普 通机床，尤其是普车、普铳数控化改造的热潮，并逐步形成了经济型数控产业。“八五”后期和“九五”，国家把旧设备的改造列入企业技术进步，工艺更新的一个重要途径，很多工厂把普通机床的数控化改造列入企业的发展计划，作为企业适应市场经济、提高 产品市场占有率的一项措施。普通铳床的经济型数控化改造，除了选择可靠性高、性能 稳定的数控系统外，对铳床自身的改造也是一个很重要的环节。普通铳床经济型数控化 改造包括两个方面，即机床电气的数控化改造和机床本体的数控化改造。2.1.1 数控铳床机械结构的主要特点数控铳床作为一种高速、高效和高精度的自动化加工设备，由于其控制系统功能强 大，使机床的性能得到大大提高。部分机械日趋简化，新的结构，功能不仅不断涌现，使得其机械结构和传统的机床相比，有了明显的改进和变化，主要体现在以下几个方面:1.结构简单、操作方便、自动化程度高数控铳床需要根据数控系统的指令，自动完成对进给速度，主轴转速、刀具运动轨 迹以及其它机床辅助机能（如：自动换刀、自动冷却等）的控制。它必须利用伺服进给 系统代替普通机床的进给系统，并可以通过主轴调速系统实现主轴自动变速，因此在机 械结构上，数控机床的主轴箱、进给变速箱结构一般都非常简单；齿轮、轴类零件、轴 承的数量大为减少；电动机可以直接联接主轴和滚珠丝杠，不用齿轮。在使用直线电动 机、电主轴的场合，甚至可以不用丝杠、主轴箱。在操作上，它不像普通机床那样，需 要操作者通过手柄进行调整和变速，操作结构比普通机床要简单得多，许多机床甚至没 有手动机械操作机构。止匕外，由于数控机床的大部分辅助动作都可以通过数控系统的辅 助机能，因此，常用的操作按钮也较普通机床少，操作更方便、更简单。2.广泛采用高效、无间隙传动装置和新技术、新产品数控铳床进行的是高速、高精度加工，在简化机械结构的同时，对于机械结构传动 装置和元件在数控铳床上得到广泛的应用。如滚珠丝杠副、塑料滑动导轨、静压导轨、直线滚动导轨等高效执行部件，不仅可以减少进给系统的摩擦阻力，提高传动效率，而 且还可以使运动平稳并获得较高的定位精度。近年来，随着新材料、新工艺的普及、应用、高速加工已经成为目前数控铳床的发 5展方向之一。快进速度达到了每分钟数十米，甚至上百米。主轴转速达到了每分钟上万 转，甚至十几万转，采用电主轴、直线电动机、直线滚动导轨新产品，新技术势在必行。3.具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件“工艺复合化”和“功能集成化”是无人化，柔性化加工的基本要求，也是数控机 床的最显著的特点和当前的发展方向。2.2 数控化改造铳床的总体布局选择机床的总体布局是铳床设计的重要步骤，它直接影响到机床的结构和性能，合 理选择机床布局，不但可以满足铳床数控化的要求，而且能使机械结构更简单、合理、经济。2.2.1 XA5032型立式升降台铳床的布局及简介XA503 2立式升降台铳床是一种使用范围很广的机床，它适应与用各种棒状、铳刀、角度铳刀及铳切平面、斜面、沟槽、齿轮等。XA503 2型立式升降台铳床具有下列性能：1.机床结构本身具有足够的刚性，能承受重负荷的切削工作。2.机床有足够的功率和很广的变速范围，能充分发挥刀具的效能，并能使用硬质 合金刀具进行高速切削。3.在机床的前面和左面，个有一套功能相同的电钮和操作手柄（即复式操纵装置）,使工作者能选择最方便的位置进行工作。4.机床操作方便简单。主轴的起动、停止和快速行程的开动，都有明显的按钮；工作台的进给由手柄操作，其进给方向和操作手柄所指的方向一致，主轴的转速和进给 量用变速盘来选择。5.主轴变速和进给变速机构装有冲动装置，使变速是齿轮顺利啮合。6.机床能进行顺铳和逆铳加工。7.工作台在三个方向上（纵向、横向和垂向），都能进行快速移动，减少辅助时间,提高生产效率。2.3 数控化改造铳床的主传动系统2.3.1 XA5032型铳床数控化改造主轴系统的设计1主传动主传动由FANUC 20M DC驱动，经一对减速为1：2的齿形带轮和同步齿形带传到主轴6机床主轴电机7.5kw,交流变频调速，主轴具有恒转矩，恒功率调速特性及失速防止、过流、过载保护等功能.1)传动的功率Pw=7.5K.2)主动轴转速 n i=1500r/min；传动比i=2；3)中心距要求 3 00mm左右；4)电动机 7.5K%,FANUC 20M DC；5)动转时数 每天16小时；6)其它带轮直径不受限制；(2)选择带的型号和节距1)计算设计功率Pda.查书实用电子机械设计手册，由表6-61得载荷K。二L 7,因未使用张紧 轮，又是减速运动，故表的附加修正系数为零。b.计算设计功率Pd=降匕=1.7X7.5=12.75(2)选择带的型号和节距由Pd=12.75鼠和n i=1500r/min,从实用电子机械设计手册图6-9查得带的节距 代号为H,对应的节距为Pl12.700mm(3)确定带轮直径和带节线长1)确定带轮直径d由实用电子机械设计手册表6-69的：H型带，小带轮转速n F1500r/min时，带轮最小许用齿数为4二18。取小带轮齿数Zl24。传动比i=2,Z2=2X24=48小带轮直径为 dl=PbZ,/TT=12.7X24/3.14=97.07mm大带轮直径为 d2=PbZz/TT=12.7X48/3.14=194.14mm2)选择带长LpLp=2a cos(p+TT(di+d2)/2+tt q)(d2-d)/180式中，(p=a rcs in(d2-di/2a)=a rcsin(97.07/600)=9.3 1所以 Lp=592.096+457.19+15.765=1065.05mm按表6-59取标准值L,=1066.8mm该带齿数为Zb二843)传动中心距的计算按近似公式计算：M=Pb(2Zb-Zl-Z2)/8=12.7X(2X84-24-48)/8=152.4mma=M+J”一丹心2-4%/8=152.4+148.485=3 00.885mm(4)选择标准带宽1)确定基准额定功率7小带轮齿数=24,转速=1500r/min,由表6-66内插法得H型带的基准额定功率1L3 7的2）确定额定功率Pa.啮合齿数系数幻啮合齿数z%=ent（zx/2-phzx/2tt2c（z2-z j=7 6,故左？=1，故左z=1b.带宽系数鼠院=（4/）一理带氏。76.2（查表6-62）c.额定功率PP。4尢所k a甘63）选择带宽“根据设计要求，pdp故带宽bs 之九（&/幺夕。产 I,=76.2x（12.75/15.81）1 J=63.097、加按表6-58选择带宽，bs=76.2mm（标准值）4）工作能力验算P=（幺如4-4/bsomv2）v x 10一3a.许用工作拉力有表6-61得7；=2100.85Nb.单位长度质量由表6-61得加=0.448Ag7w ic.带的圆周速度v=pbzxnx/60000=12.7x 24x 1500/60000=1.62m/sd.工作能力验算p=l x(76.2/76.2)i I4 x 2100.85-l x0.448x 7.622x7.62x 10-3=15.81&12.75&(5)额定功率大于设计功率，故带的传动能力足够结果整理1）带选用H型同步带8ph=12.7 mm,zb=84,Lp=1066.8mm,=76.2mm2）带轮 4=24,&=97.07mm,z2=48,t/2=194.14mm3）传动中心距q=3 00.885租相2.3.2主轴的设计(1)初步估算轴的直径选取轴的材料为40CN，调质处理，由式d得,V nmin=67加加,取d=81mm同步齿形带作用在主轴上的力为：主轴上转距为：T=9.55x106xP/hx0.98x0.982=44.89N m圆周力4=2T/d=2x 44890/194.14=462.449N径向力4=Et a n 20 f U4A ua il 4u1UO.D 1 02 V(2)轴的结构设计1 2 3 4 5确定各轴段直径和长度段 4=81加冽，由螺母(GB812-88)厚度定，/,=56mm段 为固定螺母，d2=85mm,由同步带大带轮段 为固定轴承，d.=87.5mm,由套筒长度得。=189冽加段 d4=90mm,由轴承长度，/4=58mm9段 参考原主轴，d5=13 0mm,l4=64mm(3)绘制轴的弯矩图和扭矩图Ll=100mm,L2=189mm,L3=208mmH水平面Fr=168.3 18N,RH=1788.1 WV垂直面Ft=462.449N,品=788.88N求弯矩H水平面Mhr=16800-mm,MHC=3 71904-mmV垂直面Mvr=46000 mm,=164112N-mm合成弯矩M明显判断出C点为危险截面，所以M=406546.43 N-mm扭矩TT=44890N 利加弯矩图、扭矩图见下图10T11（4）按弯矩合成强度校核轴的强度当量弯矩/或Mca=吟2=40743 7.62N-mm轴的材料为40a M，调质处理，查表得6h=900N/mm 贝叽=0.0”取2=81N/m叱轴的计算应力为m=K。/少=0.W*3=0.1x 903=729003=Mca/W=40743 7.62/72900=5.59A/mm 9mm转速限制最大转矩限制：由式4Ala x(力得：ma x SA。由勺a x=嗫./%=4000/12=3 3 3.3 3 min和/=50000 得 150mm临界转速限制：由式%=/fx io7W：dsp=/X 1。7由ma x=3 3 3.3 3 r/min 799mm选择丝杠直径：由上面计算结果得：C；9654.649NQJ1788.14Ndrn 9mmdcn 0.972mm根据以上数据，从厂家产品样本中选取直径：20mm SP2）丝杠螺母动态设计确定丝杠螺母传动的总刚度扭转刚度：由式火川=二”可得对于刚的抗扭刚度量纲公式32 LKtsp=7.84x1 0-3 x204/0.799=1569.96?/m由丝杠扭转刚度折算成工作台直线刚度公式K?s=Kw（2/4）2得陷=1596.96x（2x 3.14/2）2=43 7.3 7N/加拉压刚度：由钢的拉压刚度量纲公式小、=等”可得X 1 UK,=1.65*10一1义202/0.799=82.6N7/Lim设螺母位于丝杠中间，于是Kspi=K sp2=?K 5系统的总刚度为：1/Kg=l/2K+1/4Ks+1/K“,+1/Ks+1/K.171/K=1/2x 800+1/4x 82.6+1/800+1/43 7.3 7+1/1000系统总刚度：Kgen=22.13M 确定机械谐振频率 womech=Kgen/mT故 W.=J故2.13 x 106/500:494.227,4/s确定具有满意动态性能的丝杠直径，电气驱动部件的谐振频率取下列 值，则其动态性能较好，即取WOA=3 50a d/s采用常规的比列位置调节，为使机械传动部件的动态性能不影响系统总 的动态性能，应当使J(2 口 一但是这里选择的丝杠直径%=20冽加，只能得到喂/%=494227/350=L412因此，丝杠直径应该更大一些。若取 Womech=2Woa=JOOr ad/s 代入 Womech=Kgen!mT 得Kgen=245N/jLim将此总刚度代入1/心=1/2K+1/4区+1/心+1/%+1/幺凡”和K77n为已知常数，在由Kt.=KnpQtt/%了 x 7.84x 1()3*&j/1.65x 107得方程1.2 x 10-3dK/Kt=52.8XV1.287/1.27=53.03 mm取4=d；=55mm大轮大端分度圆直径 2=mz2=2.2x 55=13 7.5mm锥品巨 R:R=mZ+Z?/2=2.5x7222+552/2=74.046mm齿宽 b=(pR-R=0.3 x 74.046=22.214mm 圆整=22mm(3)齿根弯曲疲劳强度校核计算由式 6T0 8F=YFaYsJe8Fbdm齿形系数由当量齿数Zvl=Z Vw2+1/=22 X V2.52+l 12.5=23.69Z-2=Zy=23.69x 2.52=148.06查表 6.5 得 加=2.56 yFa2=2.16应力修正系数4 查表6.5得%=1.6%2T出许用弯曲应力3由式6T2得，%=生皿 S/Him弯曲疲劳极限沙.查图6-7得况l iml=460N/加加2 况出口2=3 90N/加加2弯曲寿命系数查图6-8得YN1=YN2=1尺寸系数&查图6-9&=121安全系数品.=L5贝 l j%=460 x 1 x 1/1.5=306N/mm23 2=3 90 x 1x 1/1.5=260N/他根 2_ 4 x 1.287 x 1023 2.143 x 2.56 x 1.603 x(1-0.5x 03)2x222x2.5xV2.52+1=48.88N/mm2 况1 4x l.287x l 023 2.143 x 2.16x l.830.3 x(l-0.5x 0.3)2x222x2.5xV2.52+1=47.18N/mm2 8255在上电复位时，端口初置为输入状态，即高阻状态，为不使开机输 出额外的信息，三极管基极就拉成低电平。2.8031后向通道D/A转换器的接口电路设计8031与083 2D/A转换器的接口电路。0832和MCS-51单片机有两种基本的接口方法:即单缓冲器和双缓冲器同步方法。3.变频器RS485接口介绍RS485收发器采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力，加上收发 器具有高的灵敏度，能检测低达200n iv的电压，故传输信号在千米以外得到回复，在这 种分布式控制系统中，通信是系统的关键，是系统设计时首要考虑的问题，而如何有效 可靠地实现RS23 2与RS485之间的转换是系统通信实现的前提。43结论在做毕业设计的这段时间里，针对普通铳床的数控化改造设计的这个课题，我查阅了大量资料,制订出了改造方案，即主要对铳床的主轴系统、进给系统、控制系统的改造，达到数控化的要求。针对XA503 2型普通立式铳床的特点，我作出了如下改造：主传动有FANUC20MDC主轴电动机驱 动，经同步齿形带传到主轴。通过精密膜片弹性联轴器直接与滚珠丝杠连接。通过8031单片机设计 构成控制系统。采用变频器实现主轴的无级变速，直流伺服电机采用PWM直流调速驱动，使用脉 冲编码器构成半闭环的位置反馈。通过以上的改造，该铳床能够达到数控铳床的要求，实现数控铳 床的功能，是一种成本低，性能高的优选方案。最后，由于知识、经验不足，在某些地方可能有些 错误，希望各位能够见谅。致谢44紧张的毕业设计就要结束了，回首这几个月的毕业设计生活，虽然辛苦，但能看到 自己能顺利的完成毕业设计，还时感到由衷的高兴。在我撰写论文的过程中，导师倾注 了大量的汗水和心血，无论是在论文的选题构思和资料的收集方面还是在论文的研究方 法以及成文定稿方面都得到了悉心细致的教诲和无私的帮助。在论文的写作过程中也得到了许多同学的宝贵意见。在此，一并致以诚挚的谢意。感谢所有关心、支持帮助过我的良师益友。最后，向在百忙之中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专表示衷心的 感谢。452杨晓辉主编。简明机械实用手册。科学.，2006年8月。1王爱玲，白恩远编著。现代数控机床。国防工业.，2003参考文献 4619张志良主编。单片机原理与控制技术。北京：机械工业.，200118马光主编。单片机原理及应用。北京：机械工业.，200617李广弟主编。单片机基础。北京：北京航空航天大学.，199416徐爱华主编。单片机应用技术教程。北京：机械工业.，200315舒怀林主编。单片机原理与接口技术。武汉：华中科技大学.，200114赵佩华主编。单片机接口技术及应用。北京：机械工业.，200313 朱一纶主编。单片机实用教程。上海：上海交通大学.，200212杜君文主编。机械制造技术装备及设计，天津大学.，199811张建华主编。精密与特种加工技术。机械工业.，200310吴圣庄主编。金属切削机床。机械工业.，19809李华主编。机械制造技术。高等教育.，20058林宋主编。现代数控机床。化学工业.，20037高得文主编。数控加工中心。化学工业.，20036李佳主编。数控机床及应用。清华大学.，20035范云涨，陈兆年编著。金属切削机床设计简明手册。机械工业.，1997年8月。4王爱玲主编。现代数控机床结构与设计。兵器工、业.，19993 李朝青主编。单片机原理及接口技术。北京航空航天大学.，200347