目录
前言1
第1章整体改造方案3
1.1设计方案： 3
1.1.1实现的目标3
1.1.2机床改造的方案3
1.2机构和电气控制的改造： 4
1.2.1 X52K的改造要求4
1.2.2进给机构的改造5
1.2.3电气控制部分的改造5
1.3改造后的布局6
第2章机构部分与控制部分的设计7
2.1纵向方向（X轴）的设计： 7
2.1.1纵向步进电机选择计算7
2.1.2丝杠设计13
2.1.3齿轮设计19
2.2横向(Y轴)的设计21
2.3控制部分设计22
2.3.1主控制器（CPU） 23
2.3.2存储器扩展电路24
2.3.3扩展I/O接口24
2.3.4步进电机驱动电路25
2.3.5行程控制26
2.3.6键盘与显示27
2.3.7复位电路27
2.3.8紧急停车27
结论28
谢辞30
参考文献31
外文资料翻译32
1.2.1 X52K的改造要求
进给伺服系统改造后性能的好坏将直接影响到整个系统的性能的好坏。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。
1.2.2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。
机构的主要特点：
（1）结构简单，操作方便，自动化程度高；
（2）广泛采用高效、无间隙传动装置和新技术、新产品；
（3）具有适应无人化、柔性化加工的特殊部件；
（4）对机械结构、零部件的要求高。
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。
1.2.3电气控制部分的改造
1.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。
2.控制系统设计的总体考虑：
（1）确定功能指标；
（2）明确硬件分工
（3）重视接口设计；
（4）认真选择微机。
