毕业设计(论文)-车床的数控改造技术设计

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1、唐山学院毕业设计目录1引言12普通机床的数控改造22.1设计的内容及任务22.2数控车床工作原理及组成22.2.1数控机床工作原理22.2.2数控机床的组成:23总体方案的拟定和论证33.1总体设计方案的拟定33.1.1主传动系数的设计改造33.1.2数控系统的选择设计33.1.3自动转位刀架选择设计33.1.4进给驱动系统的设计改造33.2可行性分析43.3总体方案的确定44主传动部分改造与设计64.1主传动部分改造方案拟定和设计的内容64.2主轴部分改造设计计算64.2.1切削力参数的确定64.2.2确定变速级数z和公比φ74.2.3主轴参数计

2、算75伺服进给结构设计85.1伺服系统的组成原理及要求85.1.1伺服系统的组成原理85.1.2伺服系统的要求95.2伺服进给系统的设计内容和设计计算95.2.1纵向进给系统的设计95.2.2纵向进给系统的设计计算145.3步进电机的选择185.3.1CA6140纵向进给系统步进电机确定185.3.2CA6140横向进给系统步进电机的确定1945唐山学院毕业设计5.4伺服系统说明195.4.1机床进给系统的结构及工作原理195.4.2步进电机195.4.3步进电机的驱动电源205.4.4滚珠丝杠副205.4.5机床导轨216自动转位刀架226.1数

3、控车床刀架的基本要求226.2车床刀架结构226.3工作原理226.4刀架的安装237经济型数控系统中常用软件模块设计247.1插补原理及其程序设计247.1.1插补方法概述247.1.2逐点插补原理247.1.3插补控制软件247.1.4程序诊断297.2接口电路设计307.2.1单片机和主机(PC机)的连接307.2.28031单片机接口的扩展317.2.3键盘/显示器接口芯片(8279)317.2.4中断优先电路327.2.5光电隔离电路327.3伺服电路327.3.1系统的组成327.3.2接口电路327.3.3位置和速度接口337.3.4

4、步进电机控制程序设计337.3.5单片机控制的自动换刀程序设计378总结39谢辞4045唐山学院毕业设计参考文献41附录42外文资料4345唐山学院毕业设计1引言由于现代工业的飞速发展,普通机床已越来越不能满足现代加工工艺及提高劳动生产率的要求。如果设备全部更新换代,不仅资金投入太大,成本太高,而且原有设备的闲置又将造成极大的浪费。所以最经济的方法就是进行普通车床的数控改造,这样既可以提高生产率,改善加工工艺,还可以减少资金投入,采用此方法对中、小企业来说是十分理想的选择。目前,各企业一般都有不少普通车床,完全用数控车床加以替换根本不可能。解决这个

5、问题,必须走普通车床数控改造之路。日本大企业中有26%的机床经过数控化改造,而中小企业则占74%;美国有许多数控专业化公司为用户提供数控改造服务。我国拥有300万台机床,其中大量的是通用车床。因此普通车床的数控改造,大有可为。数控改造一般是指对普通车床某些部件作一定的改造,配上数控装置,从而使车床具有数控加工能力。本设计是集我们一组的同学共同设计的,在设计中大家各有分工,本人主要设计的是伺服进给系统,所以对主传动部分以及程序设计只进行了简单的描写。45唐山学院毕业设计2普通机床的数控改造2.1设计的内容及任务普通车床(CA6140)的数控改造设计内

6、容包括:总体方案的确定和验证、机械再造部分的设计计算(伺服进给机构设计、自动转位刀架的选择和设计)、主运动变速原理、部分系统控制软件设计。本设计任务是对CA6140卧式车床进行数控化改造,实现微机对车床的数控化控制。利用微机对车床的纵向、横向进给系统进行数字控制,并要达到纵向最小运动单位0.01mm/脉冲,横向最小运动单位0.005mm/脉冲,主运动要实现自动变速,刀架要改造成自动控制的自动转位刀架,要能自动的切削螺纹,并能减少经济成本。2.2数控车床工作原理及组成2.2.1数控机床工作原理数控机床加工零件时,首先应编制另加的加工程序,这是数控机床

7、的工作指令。将加工程序输入到数控装置,再由数控装置控制机床主运动变化、起停、进给运动的方向、速度和位移量以及其它从而加工出符合要求的零件。2.2.2数控机床的组成:数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服系统和车床本体等四部分组成。图2-1数控车床的组成图45唐山学院毕业设计3总体方案的拟定和论证数控机床在机械制造业中发挥着巨大的作用,很好地解决了现代机械制造中结构较复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题,且能稳定产品的加工质量,大幅度的提高生产效率。但从目前我国企业面临的情况看,因数控机床价格较贵,一次性投资较大使企业心有余而力不足。作为机械加工大

8、国,对普通机床数控化改造不失为一种较好的良策。3.1总体设计方案的拟定3.1.1主传动系数的设计改造对普通车床进行数控改造

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1、唐山学院毕业设计目录1引言12普通机床的数控改造22.1设计的内容及任务22.2数控车床工作原理及组成22.2.1数控机床工作原理22.2.2数控机床的组成:23总体方案的拟定和论证33.1总体设计方案的拟定33.1.1主传动系数的设计改造33.1.2数控系统的选择设计33.1.3自动转位刀架选择设计33.1.4进给驱动系统的设计改造33.2可行性分析43.3总体方案的确定44主传动部分改造与设计64.1主传动部分改造方案拟定和设计的内容64.2主轴部分改造设计计算64.2.1切削力参数的确定64.2.2确定变速级数z和公比φ74.2.3主轴参数计

2、算75伺服进给结构设计85.1伺服系统的组成原理及要求85.1.1伺服系统的组成原理85.1.2伺服系统的要求95.2伺服进给系统的设计内容和设计计算95.2.1纵向进给系统的设计95.2.2纵向进给系统的设计计算145.3步进电机的选择185.3.1CA6140纵向进给系统步进电机确定185.3.2CA6140横向进给系统步进电机的确定1945唐山学院毕业设计5.4伺服系统说明195.4.1机床进给系统的结构及工作原理195.4.2步进电机195.4.3步进电机的驱动电源205.4.4滚珠丝杠副205.4.5机床导轨216自动转位刀架226.1数

3、控车床刀架的基本要求226.2车床刀架结构226.3工作原理226.4刀架的安装237经济型数控系统中常用软件模块设计247.1插补原理及其程序设计247.1.1插补方法概述247.1.2逐点插补原理247.1.3插补控制软件247.1.4程序诊断297.2接口电路设计307.2.1单片机和主机(PC机)的连接307.2.28031单片机接口的扩展317.2.3键盘/显示器接口芯片(8279)317.2.4中断优先电路327.2.5光电隔离电路327.3伺服电路327.3.1系统的组成327.3.2接口电路327.3.3位置和速度接口337.3.4

4、步进电机控制程序设计337.3.5单片机控制的自动换刀程序设计378总结39谢辞4045唐山学院毕业设计参考文献41附录42外文资料4345唐山学院毕业设计1引言由于现代工业的飞速发展,普通机床已越来越不能满足现代加工工艺及提高劳动生产率的要求。如果设备全部更新换代,不仅资金投入太大,成本太高,而且原有设备的闲置又将造成极大的浪费。所以最经济的方法就是进行普通车床的数控改造,这样既可以提高生产率,改善加工工艺,还可以减少资金投入,采用此方法对中、小企业来说是十分理想的选择。目前,各企业一般都有不少普通车床,完全用数控车床加以替换根本不可能。解决这个

5、问题,必须走普通车床数控改造之路。日本大企业中有26%的机床经过数控化改造,而中小企业则占74%;美国有许多数控专业化公司为用户提供数控改造服务。我国拥有300万台机床,其中大量的是通用车床。因此普通车床的数控改造,大有可为。数控改造一般是指对普通车床某些部件作一定的改造,配上数控装置,从而使车床具有数控加工能力。本设计是集我们一组的同学共同设计的,在设计中大家各有分工,本人主要设计的是伺服进给系统,所以对主传动部分以及程序设计只进行了简单的描写。45唐山学院毕业设计2普通机床的数控改造2.1设计的内容及任务普通车床(CA6140)的数控改造设计内

6、容包括:总体方案的确定和验证、机械再造部分的设计计算(伺服进给机构设计、自动转位刀架的选择和设计)、主运动变速原理、部分系统控制软件设计。本设计任务是对CA6140卧式车床进行数控化改造,实现微机对车床的数控化控制。利用微机对车床的纵向、横向进给系统进行数字控制,并要达到纵向最小运动单位0.01mm/脉冲,横向最小运动单位0.005mm/脉冲,主运动要实现自动变速,刀架要改造成自动控制的自动转位刀架,要能自动的切削螺纹,并能减少经济成本。2.2数控车床工作原理及组成2.2.1数控机床工作原理数控机床加工零件时,首先应编制另加的加工程序,这是数控机床

7、的工作指令。将加工程序输入到数控装置,再由数控装置控制机床主运动变化、起停、进给运动的方向、速度和位移量以及其它从而加工出符合要求的零件。2.2.2数控机床的组成:数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服系统和车床本体等四部分组成。图2-1数控车床的组成图45唐山学院毕业设计3总体方案的拟定和论证数控机床在机械制造业中发挥着巨大的作用,很好地解决了现代机械制造中结构较复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题,且能稳定产品的加工质量,大幅度的提高生产效率。但从目前我国企业面临的情况看,因数控机床价格较贵,一次性投资较大使企业心有余而力不足。作为机械加工大

8、国,对普通机床数控化改造不失为一种较好的良策。3.1总体设计方案的拟定3.1.1主传动系数的设计改造对普通车床进行数控改造

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