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C616数控车床改造设计及典型零件数控编程设计说明书[带图纸].docC616数控车床改造设计及典型零件数控编程设计说明书[带图纸].doc -- 45 元

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1目录1绪论..............................................................................................................................................21.1数控设备与技术现状1....................................................................................................21.1.1数控设备.......................................................................................................................21.1.2数控技术...............................................................................................................21.1.3对我国数控技术和产业化发展的战略思考.......................................................31.2数控机床发展概况2........................................................................................................41.2.1数控机床的一般原理...........................................................................................41.2.2机床数控系统的分类...........................................................................................81.2.3国内数控机床的特点1......................................................................................101.2.4国外数控机床状况分析1................................................................................101.2.5数控机床的发展预测1......................................................................................111.3本文的选题及主要研究内容.......................................................................................121.3.1本文的选题.........................................................................................................121.3.2主要研究内容.....................................................................................................122机械部分改造.............................................................................................................................122.1设计方案的确定.............................................................................................................122.2.1纵向进给系统的计算与设计..............................................................................132.2.2横向进给系统的计算与设计.............................................................................223电气部分改造.............................................................................................................................253.1步进电机选用的基本原则4...........................................................................................253.2步进电机的选择4...........................................................................................................263.2.1纵向进给系统步进电机的确定.........................................................................263.2.2横向进给系统步进电机的确定.........................................................................273.3数控系统的硬件电路设计.............................................................................................273.3.1数控系统基本硬件组成4.......................................273.3.2单片机控制系统的设计11.................................................................................283.5功率放大电路4...............................................................................................................31参考文献.....................................................................................................................................33附录............................................................................................................................................345软件编程.....................................................................................................................................34致谢............................................................................................................................................3821绪论1.1数控设备与技术现状11.1.1数控设备近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升,在大中企业已有较多的使用,在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。在这些数控机床中,除少量机床以FMS模式集成使用外,大都处于单机运行状态,并且相当部分处于使用效率不高,管理方式落后的状态。2001年,我国机床工业产值已进入世界第5名,机床消费额在世界排名上升到第3位,达47.39亿美元,仅次于美国的53.67亿美元,消费额比上一年增长25。但由于国产数控机床不能满足市场的需求,使我国机床的进口额呈逐年上升态势,2001年进口机床跃升至世界第2位,达24.06亿美元,比上年增长27.3。近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床、数控磨床、数控特种加工机床、数控剪板机、数控成形折弯机、数控压铸机等,普通机床有钻床、锯床、插床、拉床、组合机床、液压压力机、木工机床等,出口的数控机床品种以中低档为主。1.1.2数控技术装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业(如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业)的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过各种经济时代的区别,不在于生产什么,而在于怎样生产,有什么劳动资料生产。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用的数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装3备列为国家的战略物资,不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业,而且在高精尖数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,即所谓的数字化装备,其技术范围覆盖很多领域(1)机械制造技术(2)信息处理、加工、传输技术(3)自动控制技术(4)伺服驱动技术(5)传感器技术(6)软件技术等。1.1.3对我国数控技术和产业化发展的战略思考一、战略考虑我国是制造大国,在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移,即要掌握先进制造核心技术,否则在新一轮国际产业结构调整中,我国制造业将进一步空芯。我们以资源。环境、市场为代价,交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际加工中心和组装中心,而非掌握核心技术的制造中心的地位,这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题,首先从社会安全看,因为制造业是我国就业人口最多的行业,制造业发展不仅可提高人民的生活水平,而且还可缓解我国就业的压力,保障社会的稳定其次从国防安全看,西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质,多我国实现禁运和限制,东芝事件和考克斯报告就是最好的例证。二、发展战略从我国基本国情的角度出发,以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向,以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标,用系统的方法,选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容,实现制造装备业的跨跃式发展。强调市场需求为导向,即以数控终端产品为主,以整机(如量大面广的数4控技术、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等)带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件(数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等)的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品当然,没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。在高精尖装备研发方面,要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合,以做得出、用得上、买得掉为目标,按国家意志实施攻关,以解决国家之急需。在竞争前数控技术方面,强调创新,强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品,为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。1.2数控机床发展概况21949年,美国帕森公司与美国空军合作,研制了一种计算装置,用于满足日益复杂的飞机叶片的自动加工,于是,帕森公司首先提出了机床数字控制的概念。在半个世纪里,数控技术经历了电子管数控系统、晶体管数控系统、集成电路数控系统到微型计算机数控系统(CNC)四个阶段。现代数控技术是20世纪70年代发展起来的机床控制新技术,它综合了微电子技术、计算机技术、现代控制技术、传感器检测技术、信息处理技术和机械制造技术,是先进制造技术的核心。而采用数控技术的典型产品数控机床是机电工业的重要基础装备,是汽车、石化、电子等支柱产业现代化的重要手段。从20世纪80年代开始,我国的数控机床在引进、消化国外技术的基础上,进行了大量的开发工作,到1995年底,我国数控机床的可供品种已超过300种,其中数控车床占40以上。1.2.1数控机床的一般原理一、数字控制的基本概念数字控制(NumericalControlNC),简称为数控,是一种自动控制技术,5是用数字化信号对控制对象加以控制的一种方法。数字控制是相对于模拟控制而言的,数字控制系统中的控制信息是数字量,而模拟控制系统中的控制量是模拟量。数字控制与模拟控制相比有许多优点,如可用不同的字长表示不同精度的信息,可对数字化信息进行逻辑运算、数学运算等复杂的信息处理工作,特别是可用软件来改变信息处理的方式或过程,而不用改动电路或机械机构,从而使机械设备具有很大的柔性。因此数字控制已被广泛用于机械运动的轨迹控制和机械系统的开关量控制,如机床的控制、机器人的控制等。数字控制的对象是多种多样的,但数控机床是最早应用数控技术的控制对象,也是最典型的数控化设备。数控机床是采用了数控技术的机床,或者说是装备了数控系统的机床。国际信息处理联盟(InternationalFederationofInformationProcessingIFIP)第五技术委员会对数控机床作了如下定义数控机床是一种装了程序控制系统的机床。该系统能逻辑地处理具有使用号码或其它符号编码指令规定的程序。定义中所提的程序控制系统,就是数控系统(NumericalControlSystem)。数控系统是一种控制系统,它自动输入载体上事先给定数字量,并将其译码,在进行必要的信息处理和运算后,控制机床动作和加工零件。最初的数控系统是由数字逻辑电路构成的专用硬件数控系统。随着微型计算机的发展,硬件数控系统已逐渐被淘汰,取而代之的是计算机数控系统(ComputerNumericalControl)简称CNC。CNC系统是由计算机承担数控中的命令发生器和控制器的数控系统。由于计算机可完全由软件来确定数字信息的处理过程,从而具有真正的柔性,并可以处理硬件逻辑电路难以处理的复杂信息,使数字控制系统的性能大大提高。二、数控机床的组成数控机床是典型的数控化设备,它一般由信息载体、计算机数控系统、伺服系统和机床四部分组成,如图11所示计算机数控系统伺服系统机床信息载体图11数控机床的组成
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