.Dqq132 { display:none; } 内容摘要 本文提供了一种X52k铣床的经济型数控化改造方案，改造的主要模块有：机械部分和数字控制电路部分
机械部分主要是对丝杠、驱动元件和减速齿轮的改造
改造后的系统是以步进电机为驱动执行元件的开环控制系统，以MCS-51型单片机为控制处理芯片，实现X、Y两坐标联动改造,使得改造后的机床能加工除了铣削键槽、平面及孔等简单的零件外，还能加工形状复杂（如加工圆弧面、斜面及凸轮等）的零件
改造后的数控机床具有高精、高效及加工产品范围广等特点
最后再对系统的误差及精度进行分析，并提出改进的方法、建议
X52k立式铣床是铣削键槽、平面及铣孔的通用机床，它没有准确可靠的定位装置，铣孔与铣键槽的位置精度一般靠模板的精度和人工划线的精度来保证，故其加工精度低于数控机床
由于普通铣床的柔性差，不能满足市场对形状复杂、精度高、小批量、多品种零件需求
而数控化改造后系统采用步进电机为驱动执行元件的开环系统，并且采用CNC数控系统控制X、Y工作台，即采用以MCS-51单片机为控制系统，实现两坐标联动改造,使得改造后的机床能加工除了铣削键槽、平面及孔等简单的零件外，还能加工形状复杂（如加工圆弧面、斜面及凸轮等）的零件，且加工精度高、效率高，满足市场的需求，且价格较廉，增加了市场的竞争力
主传动系统不变，还是采用原有的电动机（7.5KW）
进给系统采用滚动丝杠副螺母副代替原有丝杠副，以提高机床运行精度和传动效率
考虑到改造的目标及成本的原因，决定X52K铣床的主轴支承仍采用滚动轴承支承，导轨仍使用动压导轨
1.2.2电气部分的数控化改造 由于是将X52K铣床改造成为经济型的开环控制的数控铣床，机床加工的零件多属中小型，且加工精度要求不是很高，原有的交流电机就能够满足加工要求
因此其主传动系统的电气部分仍采用其原来配置的7.5KW的交流电动机驱动
1.3进给系统的改造 1.3.1 进给机构的改造 考虑到该数控系统是开环控制，没有位置反馈电路，故进给系统尽可能的要减少中间传动环节
本铣床的X，Y，Z两轴进给系统去掉了原来的进给系统的中间传动环节，直接采用了步进电机＋一级减速齿轮＋滚珠丝杆的传动方案
拆除原来的丝杆，增加少量的机械附件，就可安装步进电机及滚珠丝杆螺母副,带动工作台移动
本设计选用步进电机的型号为110BF004，步进电机步距角选用 ，扭距是4.61Nm，电机脉冲当量：
也因此对进给伺服系统提出了改造设计要求： ①提高传动部件的刚度，减小传动部件的惯量； ②减小传动部件的间隙，并减小系统的摩擦阻力； ③高精度 就是说伺服系统的输出量能复现输入量的精确程度
④稳定性好 指系统在给定输入或受外界干扰作用下，能在短暂的调节后，达到新的或者恢复到原来的平衡状态
⑤快速响应，无超调 它是衡量伺服系统动态品质的重要指标，反映了系统的跟踪精度
⑥低速大转矩 机床加工的特点是在低速时进行重切削
因此，要求伺服系统在低速时要有大的转矩输出
⑦调速范围宽 指机械要求电机能提供的最高转速和最低转速之比
在数控机床中，由于加工用刀具、被加工材质及零件加工要求的不同，为保证在任何情况下都能得到最佳切削条件，就要求伺服系统具有足够宽的调速范围
1.3.3导轨副的改造 X52K 铣床采用的是铸铁-淬火钢滑动导轨，动、静摩擦系数相差较大，低速易出现爬行，平稳性和定位精度较低，能量损失大
在数控改造中可采用在原导轨上粘贴聚四乙炔软带涂层的方法，以减小摩擦系数，增加耐磨性，且具有良好的自润滑性和抗震性，该方法实现易、费用底
1.4.1 系统软件的设计 本系统采用8031单片机对步进电机进行控制，使机床移动部件沿X、Y坐标方向移动，实现刀具与工件的相对运动，完成零件加工
软件系统由初始化模块、键盘处理模块、LED显示模块、输入输出处理模块等组成
其中步进电机控制程序由软件实现脉冲分配（由８０３１单片机实现环形分配），通过改变８２５５相应端口的状态完成控制过程
1.4.2 硬件系统设计 本系统采用MCS-51系列单片机芯片８０３１为控制器，１片８ＫＢ的ＥＰＲＯＭ２７６４作为程序存储器扩展芯片；数据存储器扩展芯片用１片８ＫＢ的ＲＡＭ６２６４；而选用１片可编程并行Ｉ／Ｏ接口芯片８２５５作为系统扩展的Ｉ／Ｏ口，对Ｘ、Ｙ轴步进电机及主轴进行控制,通过键盘的命令可使X、Y 工作台联动，并可以灵活地输入切削程序和数据
用１片８１５５做为机床开关、刀架控制信号及主轴编码器反馈信号Ｉ／Ｏ口用；１片８２７９作为键盘／显示器接口，识别键盘按键信号，对显示器自动扫描，完成键盘输入和ＬＥＤ显示控制功能；采用７４ＬＳ１３８做为统一地址译码器寻址，并用７４ＬＳ３４３为地址锁存器，并由８０３１对各步进电机脉冲信号进行环形分配，如图1.3所示
因为8255输出的信号功率很小，故用功率放大器对输出的脉冲信号放大，以驱动步进电机工作
1.5改造后的布局 改造后的纵、横向装配图、电路图及外观图见附录CAD图
