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摘 要
物竞天择，适者生存。一些不适应社会发展在机床必将被淘汰，所以实施机床的数控化改造是机械行业在必然趋势。通过搜集资料、实践研究等方法对机床就行改造即是用较少的成本去创造更高的价值。而这也将极大的推动中国机械行业的发展。
经过大量实践证明普通机床数控化改造具有一定经济性、实用性和稳定性。所以很多企业纷纷将现有机床改造成经济型数控机床，这种做法具有投资少、见效快的特点。事实证明：机床的数控化改造可以为企业带来可观的经济效益。
目前机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间，现在我国机床数控化率不到3％。用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展，所以必须大力提高机床的数控化率。本文以车床的数控改造为例，介绍了机床数控改造的方法，包括其结构的改造设计，性能与精度的选择以及最后改造方案的确定。
关键字：CA6140机床、数控化、改造、设计
Abstract
Natural selection, survival of the fittest. Have to adapt to social development will be eliminated in the machine, so the implementation of the transformation of CNC machine tools in machinery industry is an inevitable trend. By gathering information, practical research methods such as the transformation of the machine that is on the line with less cost to create higher value. And this will greatly promote the development of China's machinery industry.
After a lot of practice proved ordinary CNC transformation with a certain economy, practicality and stability. So many companies have transformed into an existing machine Economical CNC machine tools, this approach has less investment, quick features. Facts have proved that: NC transformation tools can bring considerable economic benefits for the enterprise.
Currently CNC transformation of the market in our country there is still much room for development, is now China's machine tool CNC rate of less than 3%. Out of the ordinary machining widespread poor quality products, less variety, low-grade, high-cost, long delivery period, so uncompetitive in the international and domestic markets, directly affect a company's products, markets, effectiveness, impact business survival and development, it is necessary to greatly improve the rate of CNC machine tools. In this paper, CNC lathe transformation for example, describes a method of CNC transformation, including identification of the transformation of the design of its structure, the performance and accuracy of selection and the final transformation of the program.
Keywords: CA6140 machine tools, numerical control, transformation, design
目 录
摘 要I
AbstractII
第一章 绪论1
1.1数控改造的背景1
1.2 数控改造的意义1
1.3设计要求2
1.3.1给定参数2
1.3.2设计要求2
第二章 改造的总体构思与技术方案4
2.1 CA6140普通车床的组成4
2.2总体改造方案5
2.2.1机械部分改造6
2.2.2数控部分的改造7
第三章 机械部分改造设计8
3.1滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核8
3.1.1纵向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核8
3.1.2横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核13
3.2齿轮有关计算与校核15
3.2.1有关齿轮计算15
3.2.2转动惯量计算15
3.2.3所需转动力矩计算16
3.3步进电机选择与计算17
3.3.1步进电机选用的基本原则17
3.3.2纵向进给系统步进电机的确定18
3.3.3横向进给系统步进电机的确定18
第四章 单片机数控系统设计20
4.1微机控制系统硬件电路设计20
4.1.1控制系统的功能要求20
4.1.2硬件电路的组成20
4.2 单板机控制系统的设计21
4.2.1 硬件配置21
4.2.2 存贮器空间分配21
4.2.3 I/O口地址分配21
4.2.4.光电隔离电路22
4.3存储器扩展电路设计22
4.3.1 程序存储器的扩展22
4.3.2数据存储器的扩展23
4.3.3并行I/O接口电路的扩展24
4.4译码电路设计26
4.5其他辅助电路设计26
4.5.1复位电路26
4.5.2越界报警电路27
4.5.3掉电保护电路27
第五章 软件设计部分28
5.1控制系统的监控管理程序28
5.2控制LED显示子程序28
5.3管理键盘子程序30
5.4直线插补子程序31
第六章 总体结论34
参考文献35
致谢36
第一章 绪论
1.1数控改造的背景
数控机床与普通机床相比,增加了功能,提高了性能,简化了结构.较好地解决形状复杂、精密、小批量及形状多变零件的加工问题。能获得稳定的加工质量和提高生产率，其应用越来越广泛，但是数控的应用也受到其他条件限制：（1）数控机床价格昂贵，一次性投资巨大，中小企业常是心有力而力不足；（2）目前，各企业都有大量的普通机床，完全用数控机床替换根本不可能，而且替代下的机床闲置起来又会造成浪费；（3）在国内，订购新数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产急需；（4）通用数控机床对某一类具体生产项目有多余功能。
要较好的解决上述问题，应走通用机床数控改造之路。普通机床的改造就是在普通机床上增加微机数控装置，使其具有一定的自动化能力，以实现额定的加工工艺目标。
机床数控化改造的优点：（1）改造闲置设备，能发挥机床原有的功能和改造后的新增功能，提高了机床的使用价值，可以提高固定资产的使用效率；（2）适应多品种、小批量零件生产；（3）自动化程度提高、专业性强、加工精度高、生产效率高；（4）降低对工人的操作水平的要求；（5）数控改造费用低、经济性好；（6）数控改造的周期短，可满足生产急需。
目前机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间，现在我国机床数控化率不到3％。用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展，所以必须大力提高机床的数控化率。
普通车床（如C616，C618，CA6140）等是金属切削加工最常用的一类机床。普通机床刀架的纵向和横向进给运动是由主轴回转运动经挂轮传递而来，通过进给箱变速后，由光杠或丝杠带动溜板箱、纵溜箱、横溜板移动。进给参数要靠手工预先调整好，改变参数时要停车进行操作。刀架的纵向进给运动和横向进给运动不能联动，切削次序也由人工控制。
对普通车床进行数控化改造，主要是将纵向和横向进给系统改为用微机控制的、能独立运动的进给伺服系统；刀架改造成为能自动换刀的回转刀架。这样，利用数控装置，车床就可以按预先输入的加工指令进行切削加工。由于加工过程中的切削参数，切削次序和刀具都会按程序自动调节和更换，再加上纵向和横向进给联动的功能，数控改装后的车床就可以加工出各种形状复杂的回转零件，并能实现多工序自动车削，从而提高了生产效率和加工精度，也能适应小批量多品种复杂零件的加工。
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