普通车床数控化改造论文(doc毕设论文)

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1、毕业设计说明书设计题目：普通车床的数控化改造学生班级学号指导教师继续教育学院二零一一年五月目录1前言12.机床改造的内容及意义12.1研究意义12.2主要研究内容及技术路线22.2.1数控化改造后机床的优越性22.3机床的经济型数控化改造主要解决的问题23数控系统的选择43.1开环数控系统43.2闭环数控系统43.3半闭环数控系统44.步进电机的选择84.1步进电动机的选用原则84.1.1步距角α84.1.2精度94.1.3转矩94.1.4启动频率94.2纵向步进电机的选择104.2.1确定系统的脉冲当量104.2.2步距角的选择104.

2、2.3矩频特性：114.2.4据步进电机的矩频特性计算加减速时间校核的快速性144.3横向步进电机的选择144.3.1步距角的确定144.3.2距频特性155主轴交流伺服电机185.1主轴的变速范围185.2初选主轴电机的型号185.3主轴电机的校核196微机控制系统硬件电路设计2061控制系统的功能要求206.2简介西门子802S数控系统206.3802S数控系统的组成226.4主轴系统的改造246.5机床控制系统改造256.6编写PLC用户程序266.7驱动器调试277.结论288.参考文献299.致谢31C6140普通车床的数控化改

3、造作者:指导老师:【摘要】数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好的解决了现代机械制造中机构复杂，精密，批量小，多变零件的加工问题，我国作为机床大国，拥有大量的普通机床。因此，对普通机床数控化改造不失为一种较好的选择。【关键词】机电一体化开环控制纵向进给系统设计滚珠丝杠螺母副步进电动机1.前言数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量一个国家工业现代化的重要标志。数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定

4、产品的加工质量，大幅度提高生产效率。但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。因此，普通机床的数控化改造大有可为。针对现有常规CA6140普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了CA6140机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后

5、，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。2机床改造的内容及意义2.1研究意义企业要在当前市场需求多变，竞争激烈的环境中生存和发展就需要迅速地更新和开发出新产品，以最低价格、最好的质量、最短的时间去满足市场需求的不断变化。而普通机床已不适应多品种、小批量生产要求，数控机床则综合了数控技术、微电子技术、自动检测技术等先进技术，最适宜加工小批量、高精度、形状复杂、生产周期要求短的零件。当变更加工对象时只需要换零件加工程序，无需对机床作任何调整，因此能很好地满足产品频繁变化的加工要求。普通车床经过多次大修后，其零部件相互连接尺寸变化较大

6、，主要传动零件几经更换和调整，故障率仍然较高，采用传统的修理方案很难达到大修验收标准，而且费用较高。因此合理选择数控系统是改造得以成功的主要环节。数控机床在机械加工行业中的应用越来越广泛。数控机床的发展，一方面是全功能、高性能；另一方面是简单实用的经济型数控机床，具有自动加工的基本功能，操作维修方便。经济型数控系统通常用的是开环步进控制系统，功率步进电机为驱动元件，无检测反馈机构，系统的定位精度一般可达±0.01至0.02mm，已能满足CA6140车床改造后加工零件的精度要求。2.2主要研究内容及技术路线2.2.1纵向和横向滚珠丝杠的选型

7、及校核。2.2.2纵向和横向步进电机的选择。2.2.3主轴交流伺服电机的选择与校核。2.2.4微机控制系统硬件电路设计。2.3数控化改造后机床的优越性2.3.1机床数控化改造可以提高零件的加工精度和生产效率。2.3.2机床数控化改造可以提高机床的性能和质量，加工出普通机床难以加工或者不能加工的复杂型面零件。2.3.3机床数控化改造后可以实现加工的柔性自动化，效率可比传统机床提高3-7倍。2.3.4可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运，降低工件的定位误差。2.3.5拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自检功能，更好的调节了机床加

8、工状态。还可以提示操作者机床故障或编程错误等机床运行中出现的问题。2.3.6数控加工降低了工人的劳动强度，节省了劳动力，减少了工装，缩短了新产品试制周期很生产周期，并可对市场需求做出快速反应。