CW6163普通车床半闭环数控改造设计任务书

毕业设计任务书 一、设计题目 : CW6163 普通车床 半闭环 数控改造 二、设计参数 : （ 一 ） 原始数据： CW6163 普通车床 主要技术参数 。 最大回转直径 630mm 电机功率 10KV Lmax 2000mm 快进速度 纵向 2.4m/min 横向 1.2m/min 切削速度 纵向 0.5m/min 横向 0.25m/min 定位精度 0.015 移动部件重量 纵向 1200N 横向 800N 加速时间 30ms 机床效率 0.7 最小设定运动单位 脉冲当量 纵 0.01mm/step 横 0.005mm/step 最大进给速度 纵向maxV 3m/min； 横向maxV= 1.5m/min 滚珠丝杠导程 S横 4mm ； S 纵 6mm 行程 L横 490mm ； L 纵 1060mm 工作台重量 G横 197kg G 纵 434kg 时间常数 T 10ms T 纵 10ms 电机钮矩 P 纵 20Nm P横 12 Nm 步距角 0.6/1.2(0.75/1.5) 工作速度 V 横 1m/min V纵 2m/min （ 二 ）改造目标 1要求采用 半闭环 改造方式，位置检测器安装在伺服电机的轴上，采用直流伺服电动机，用光电脉冲传感器既测量电动机的角位移，又通过计时而获得速度。 2将 横向 滑动 丝杠 改造为滚珠丝杠。 3定位精度达到 0.01mm 三、设计要求 1 1.对滚珠丝杠的设计，是考虑在最大负荷作用下的使用寿命。丝杠的长度，丝杠的转速，滚道的硬度计运转情况满足工作要求。选出的丝杠型号，要计算其传 动效率，并演算其刚度及稳定性。 2.所选电机要满足设计要求 3.数控系统的设计定位在半闭环 控制的数控系统，相关的硬件元件的设计和选择要满足设计要求。 4.数控系统控制软件的设计 。 5.要有相应的设计 CAD 图纸。 6.论文 不端行为检测 重复率在 30%以下 ，如果通不过要包修改直至通过 。 7.要提供论文讲解服务，保证通过答辩。 四、设计内容 （一） 绪论 1分析国内外数控机床发展的历史和现状。 2.数控机床发展趋势和研究方向 3普通机床的数控化改造的必要性 （二）半闭环控制系统设计 结合设计任务拟定 CW6163 车床数控化改造的总体方案，并对总体方案进行分析比较和论证，最后确定总体方案。 数控系统总体方案设计内容：系统运动方式的确定，伺服系统的选择、执行机构的结构及传动方式的确定，微型计算机数控系统的选择、设计等（数控系统硬件电路设计）应根据毕业设计任务及要求提出系统总体方案，对方案进行分析和论证，最后确定总体方案。 CW6163 普通车床的床身、主轴传动箱都使用原机床的结构，横向机构保留原手动机构，拆除横向 滑动 丝杠换上滚珠丝杠，为了便于安装滚珠丝杠副 ， 丝杠轴不是整体的而采用分段式，然后用联轴器联接（或用套筒刚性联接）；纵向进给机构拆除机床的溜板箱、光杠与丝杠及安装座，配上滚珠丝杠及相应的安装装置，纵向驱动的步进电机及减速箱安装在车床的床尾。数控系统采用开环控制系统，外加数控装置利用微机对纵横向进给及刀架系统进行控制，在机床的精度，性能等方面除保持原来状况外还有所提高。 （ 三 ） 机械改造部分设计 1.机械系统与控制系统方案的确定 2具体方案的设计计算和选择 （绘制改动部分机械结构装配图） （ 1） 主切削力及其切削分力计算 （ 2） 导轨摩擦力的计算 （ 3） 计算滚珠丝 杠螺母副的轴向负载力 （ 4） 确定进给传动链的传动比 i 和传动级数 （ 5） 滚珠丝杠的动载荷计算、直径估算和设计 2 （ 6） 滚珠丝杠螺母副承载能力校核和设计 （ 7） 计算机械传动的刚度 （ 8） 电动机的选型与计算 3 进给系统的设计 （绘制改动部分机械结构装配图） （ 1） 床身及导轨 （ 2） 中间轴的设计 （ 四 ） 数控系统 硬件电路 设计 1 硬件控制系统设计（包括 微机数控系统框图的设计 ） 2 控制回路设计（包括 微机数控系统电路原理图的设计与绘制 ） （ 1）位置环控制 （ 2）电流环设计 包括微机、扩展芯片、显示、键盘、 I/O 接口、伺服 控制电路等组成的控制系统。 （ 五 ） 系统控制软件的设计 1.控制软件的主要内容 2.软件设计 （ 1）系统控制功能分析 （ 2）系统管理程序控制 （ 3）自动加工程序设计 五、使用参考资料 （仅限参考 ，尽量用其他的资料 ） 1、机床设计手册联合编写组，机床设计手册，北京机械工业版 2、机床数控改造设计与实例，余莫良，机械工业版 3、现代数控机床结构与设计，王爱玲，兵器工业版 4、实用机床设计手册，李洪主编，辽宁科学技术出版社 5、机电一体化设计手册，万德钧等编，江苏科学技术出版社 6、机电一体化系统设计，张健民等编， 北京理工大学版 7、机电一体化系统设计，张健民等编，高等教育出版社 8、数字控制机床 廖效果编成 华中科大出版 9、全国高等教育自学考试机电一体化专业总合作业指导书，郝忠军等编 10、 CKJ6163/HK63 简式数控卧式车床使用说明书（机械部分），宝鸡机床厂。 11、高等学校毕业设计指导手册（机械卷），国家教委高等