普通冲床的数控改造

毕业设计（论文）题目普通冲床的数控改造系（院）自动化系专业机械设计制造及其自动化班级2008级2班学生姓名樊慧淑学号2008090404指导教师李宏伟黄超职称教授讲师二〇一二年六月十日独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。作者签名:二〇一二年月日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名:二〇一二年月滨州学院本科毕业设计（论文）i普通冲床的数控改造摘要普通冲床的冲剪启停是通过机械机构由人工脚踏控制的，工件在工作台上的移动是由手动控制的，由于普通冲床加工精度较低、不能批量生产，自动化程度不高，随着当今工业设备对精密程度的要求越来越高，普通冲床越来越不能满足生产要求。为了达到较高的加工精度，提高生产效率，可对普通冲床进行数控开环改造。主要从机械部分和控制部分两方面进行改造。首先是把普通冲床原有的工作台改造为含有纵横两个方向的工作台，控制系统利用微机对纵、横向系统开环控制，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杆。控制部分采用MCS-51系列单片机运动控制系统，使整个冲床实现自动进给，自动冲压等功能。为了协调机械部分和控制部分之间的关系，在冲床冲头需要安装位置传感器，以检测冲头的位置情况，从而使控制部分发出相应的指令控制冲头作出相应的动作。机械部分主要进行了滚珠丝杠和步进电机的选型及相关计算。控制部分主要从硬件和软件两个方面进行了设计，在硬件设计中包括硬件框图及模块电路的设计，软件设计主要是对冲床加工流程的设计。关键词：普通冲床，数控改造，步进电机滨州学院本科毕业设计（论文）iiTheCNCTransformationofGeneralPunchAbstractOrdinarypunchpunchingstart-stopisthroughthemachinebytheartificialfootpedalcontrol,Theworkpieceontheworktablemovementisbymanualcontrol.Becauseordinarypunchprocessingprecisionislow,notmassproduction,thedegreeofautomationisnothigh,withtheincreasingdemandsoftoday'sindustrialequipmentsophistication,thegeneralpressisincreasinglyunabletomeettheproductionrequirements.Inordertoreachahighmachiningaccuracy,improveproductionefficiency,thegeneralpressnumericalcontrolopenlooptransformation.Thetransformationismainlyfromthemechanicalpartandcontrolpart.Thefirstistheoriginalordinarypunchworktableengineeredtocontaintwodirectionsoftheworkingtable,thecontrolsystemusesthecomputertoopen-loopcontrolontheverticalandhorizontalsystem,thedriveelementadoptsastepmotor,drivesystemadoptsaballscrew.ThecontrolpartusestheMCS-51seriessinglechipmotorcontrolsystem,sothatthepunchautomaticfeeding,automaticstampingandotherfunctions.Inordertocoordinatetherelationshipbetweenthemechanicalpartandcontrolpart,Positionsensorneedstobeinstalledinthepresspunch,todetectpunchlocation,sothatthecontrolsectiontoissueappropriateinstructionstocontrolthepunchtomaketheappropriateaction.Themechanicalpartoftheballscrewandtheselectionofstepmotorandrelatedcalculation.Thecontrolpartismainlyfromtwoaspectsofhardwareandsoftwaredesigned,inthehardwaredesignincludingthehardwareblockdiagramandcircuitdesign,thesoftwaredesignismainlyisdesignedforthepunchprocessingprocess.Keywords:Ordinarypunch,NCtransformation,steppingmotor滨州学院本科毕业设计（论文）I目录第一章绪论.......................................................................................................................11.1普通冲床数控改造的意义...........................................................................................11.2.1国内数控机床的研究现状.......................................................................................11.2.2国外数控机床的研究现状.......................................................................................21.3数控机床的发展趋势...................................................................................................3第二章普通冲床数控改造的总体方案设计...................................................................42.1普通冲床数控改造总体方案的确定...........................................................................42.2普通冲床数控改造方案的选择...................................................................................42.3普通冲床数控改造的方案设计要求...........................................................................5第三章进给伺服系统机械部分的设计与计算...............................................................73.1工作台重量的估算.......................................................................................................73.2电机转速的确定...........................................................................................................73.3滚珠丝杠的设计计算与选择.......................................................................................83.3.1确定滚珠丝杠的导程................................................................................................83.3.2确定脉冲当量............................................................................................................83.3.3滚珠丝杠轴向载荷的计算........................................................................................83.3.4当量载荷的计算........................................................................................................93.3.5预期额定动载荷的计算............................................................................................93.3.6允许的最小螺纹底径的确定..................................................................................103.3.7确定滚珠丝杠的尺寸规格......................................................................................113.3.8确定滚珠丝杠的预紧力..........................................................................................113.3.9滚珠丝杠预拉伸力与行程补偿值的计算..............................................................123.4滚珠丝杠副支承用的轴承尺寸规格的确定.............................................................12滨州学院本科毕业设计（论文）II3.5步进电机的相关计算与选择.....................................................................................13