C616普通车床的数控化改造设计【优秀机械毕业设计论文】
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C616普通车床的数控化改造设计【优秀机械毕业设计论文】,c616,普通,车床,数控,改造,设计,优秀,优良,机械,毕业设计,论文
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通车床的数控化改造 通车床 的纵横向进给系统的 设计是一个开环控制系统，其结构简单。实现方便而且能够保证一定的精度。降低成本，是微机控制技术的最简单的应用。它充分的利用了危机的软件硬件功能以实现对机床的控制 ;使机床的加工范围扩大，精度和可靠性进一步得到提高。 纵横向移动 工作台机电系统设计是利用 8031 单片机，及 2764, 6264 存储器及 8155 芯片等硬件组成，在控制系统的硬件上编写一定的程序以实现一定的加工功能。 其基本思想是通过圆弧或者直线插补程序以实现对零件进行几何加工，每进行一段加 工都要产生一定的脉冲以驱动电机正反转，同时通 8155 将相应的加工进刀信息送至刀架库中以实现以之相应的走刀，电机和刀具的相对运动所以实现了刀具对工件的加工。该控制系统采用软件中断控制系统结构及子程序结构简单，条件明确在经济型数控中应用较多。中断结构采用模块化结构设计因为这种结构便于修改和扩充，编制较为方便，便于向多处理方向发展。 纵横向移动 工作台机电系统设计采用步进电机作为驱动装置。步进电机是一个将脉冲信号转移成角位移的机电式数模转换器装置。其工作原理是每给一个脉冲便在定子电路中产生一定的空间旋转磁场 ;由于步进 电机通的是三相交流电所以输入的脉冲数目及时间间隔不同，转子的旋转快慢及旋转时间的长短也是不同的。由于旋转磁场对放入其中的通电导体既转子切割磁力线时具有力的作用，从实现了旋转磁场的转动迫使转子作相应的转动，所以转子才可以实现转子带动丝杠作相应的运动。本题目是步进电机，微型计算机，插补原理，汇编语言的综合应用。 1 当今世界电子技术迅速发展，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对 各领域技术的发展起到了极大的推动作用。一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构 、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。新一代的 统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。 工作台作为数控机床的重要组成部分，也是影响加工精度的重要组成环节。从一开始为了满足加工简单的零件而设计的直线运动的 纵横向移动 工作台，到现在为了实现多工位加工而制造的分度工作台和回转工作台等。为了满足现代制造业的发展，也为了环境的要求，一作台 的驱动装置从原来的机械驱动变为液旅驱动，现在更多的采用了气动装置，更好的保护了环境，节约了资源。由于工作台是一台机床的关键配套部件，因此世界各国都有对其进行研究，我国在工作台的研究开发方面也取得了长足的进步。目前工作台的种类繁多，传统的工作台只能安装在某一指定机床上，伴随着科技的与时俱进，它们的功能也由传统单一性向现代的功能性方向发展，现在一些工作台，它不仅可以安装在钻床上，还可以安装在铣床和镗床等机床上。并且目前部分工作台还可以作为机床的第四回转轴，大大提高了机床的性能。例如：可倾回转工作台，它可以实现用 于数控机床和加工中心机床上，可利用原机床的两个控制坐标控制转台的回转和倾斜，也可直接利用本转台配套的数控装置与机床联接完成所需的工作循环。它可以完成任意角度的孔、槽、 2 平面类机械加工，以及曲线、凸轮等的加工，并可达到较高的精度另外也可用于非数控钻、铣镗类机床上，独立完成等分和不等分的角 度分度工作。国外工作台的功能与我国所生产的工作台功能基本相似，但是在其精度方面， 国外的一些公司所生产的工作台要略高于我国所生产的工作台。 因此我国与国外相比，还是有一定的差距，因此工作台的设计具有重要意义，我们要借助时代的步 伐，与时俱进，开拓创新，使我国成为具有领先技术的综合性强国。 本设计所设计的 纵横向移动采用了低摩擦的直线滚动导轨和精密的丝杠，它的工作原理是通过片机来控制步进电机，使 纵横向移动 实现了数控控制。工作台的自动化能大大减轻劳动强度，提高劳动生产效率。本设计的 纵横向移动 工作台机电系统设计是一个开环控制系统，其结构简单，实现方便而且能保证一定的精度。通过微机控制技术的简单的应用，实现对机床的控制，使机床的加工范围扩大，精度和可靠性进一步提高。本设计所设计的 纵横向移动 不仅可用于铣床上进行数控铣削加工，而且还 能够用于钻床上数控钻削加工，所以其功能远高于传统的普通工作台是新一代机电一体化的典型产品。通过对 纵横向移动 的设计，能够正确运用机床数控系统等课程的基本理论个有关知识学会设备数控化改造方案的拟定、比较、分析及进行必要的计算；通过对设备改造的机械部分设计，掌握数控设备典型零件的计算方法和步骤以及正确的结构设计方法；通过设备的数控系统硬件和软件设计，掌握简单的数控系统硬件及软件设计的基本方法；通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养自己分析问题 3 和解决问题的能力；提高自己应用手册、标准 以及编写文件等资料的能力。 在本设计中着重介绍了如何对 纵横向移动 进行设计，对导轨、丝杠、电机、选用和数控控制电路的设计和其控制程序的编制等方面进行了深入的分析。 数控技术的发展历程 ： 数控铣床品种繁多，规格不一，可按通用铣床的分类方法分为以下 3 类： 数控立式铣床：数控立式铣床主轴轴线垂直于水平面，这种铣床占数控铣 床的大多数，应用范围也最广。目前三坐标数控立式铣床占数控铣床的大多数， 一般可进行三轴联动加工。 卧式数控铣床：卧式数控铣床的主轴轴线平行于水平面。 为了扩大加工范围和扩充功能， 卧式数控铣床通常采用增加数控转台或万能数控转台的 方式来实 现四轴和五轴联动加工。这样既可以加工工件侧面的连续回转轮廓，又可以实现在一次装夹中通过转台改变零件的加工位置也就是通常所说的工位，进行多个位置或工作面的加工。 立卧两用转换铣床：这类铣床的主轴可以进行转换，可在同一台数控铣床上进行立式加工和卧式加工，同时具备立、卧式铣床的功能。 铣床是用铣刀进行切削加的机床 ,铣床的加工情况如图 1示。在铣床上， 用不同铣刀可以对平面、斜面、沟槽、台阶、 T 形槽、燕尾槽等表面进行加工，另外配上分度头或回转台还可以加工齿轮、螺旋面、花键轴、凸轮等各种成型表面。故 铣床的万能性强，应用范围很广。铣床的主参数是工作台面宽度及长度。图 1床上的典型工作 铣床的工艺特点如下： 4 (1)铣床的主轴带动铣刀作旋转主运动； (2)铣刀是多齿、多刃连续进行切削； (3)多数铣床由工作台带动工件作直线进给运动； (4)铣刀在切削时，每个刀齿的切削过程是断续的，同时参加切削的齿数是变化的，每个刀齿的切削厚度也是变化的，因此容易引起机床振动； (5)铣削时，铣刀同时参加切削的齿数较多，便于采用较大的铣削速度和进给给量，因而生产效率高。我国的数控系统正处在由研究开发阶段向推广应用阶段过渡 的关键时期。 也是由封闭型系统向开放型系统过渡的时期。 我国数控系统在技术上已趋于 成熟，在重大关键技术上（包括核心技术） ，已达到国外先进水平。目前，已新 开发出数控系统 80 种。自“七五”以来，国家一直把数控系统的发展作为重中之重来支持，现已开发出具有中国版权的数控系统，掌握了国外一直对我国封锁的一些关键技术。 我 国 数 控 机床 产 业 面 临 的 挑战 是 国 内 市 场 占有 率 偏低 。据 有 关 资 料表 明 ,年国产数控机床的市场占有率仅为 造成这种严峻的形势 ,除客观原因外 ,主要是产品的质量、可靠性不过硬。 “十五”期间 ,我国机械 制造工业 正朝着精密化、柔性化、集成化、自动化、智能化方面迅速发展 ,国内数控机床需求强劲 ,我国数控机床产业适逢极好的发展机遇。然而 ,我国加入后 ,国外生产的数控机床将会更多的进入我国市场 市场竞争更为激烈。提高国产数控 机床市场占有率 ,关键在于提高质量和可靠性。几年 5 来 ,经过对国内外数控机床的机械结构剖析和使用性能的调研 ,探索和总结了数控机床机械结构设计和制造的 新技术。现时主要存在有以下几个问题： （ 1）缺乏产业规模 （ 2）缺乏发展数控产业的政策和技术配套体系 （ 3）缺乏技术创新，产品更新和产业调整的内在动力 （ 4）面临国外强手竞争的巨大压力 回顾数控 技术的发展已经经历了两个阶段，六代的发展历程。第一个阶段叫做 段，经历了电子管、晶体管、和小规模集成电路三代。自 1970 年开始小型计算机开始用于数控系统就进入了第二个阶段，叫做 段，成为第四代数控系统：从 1974 年微处理器开始用于数控系统即发展到第五代。经过十多年的发 展，数控系统从性能到可靠性都得到了根本性的提高。实际上从 20 世纪末期直到今天，在生产中使用的数控系统大部分都是第五代数控系统。但第五代数控系统以及以前各代都是一种专用封闭的系统，而第 六代 开放式数控系统将代表着数控系统的未来发展方向，将在现代制造业中发挥越来越重要的作用。 随着科学技术的发展、制造技术的进步和人类生活水平的提高，以及社会对 产品质量和品种的多样化的要求趋势日益增强。 中、小批量生产的比例明显增加，对数控机床的柔性和通用性提出了更高的要求，希望市场能提供不同加工需求，能迅速高效、低成本地构筑面向用户的控制系统，并大幅度地降低维护和培训的成本，同时还要 6 求具有网络功能，以适应未来车间面向任务和定单的生产组织和管理模式。为此，近 10 年来，随着计算机技术的飞速发展，各种不同层次的开 放式数控系统应运而生，发展很快。目前正朝标准化开放体系结构的方向前进。 就体系结构而言，当今世界上的数控系统大致分为 4 种类型： 传统数控系统、“ 入 构的数控系统、 “ C”结构的开放式数控统、开放式数控 系统。特别是进入 20世纪 90 年代以来，随着国际上计算机技术突飞猛进的发展， 数控技术正在不断采用计算机、控制理论等领域的最新技术成就。目前外数控机床的性能正朝着高速化、高精度、高效率、高柔性、高自动化、高可靠性、 智能化、复合化、网络化、开放式体系结构等方向迅速发展 这将对数控机床机械结构设计和制 造的质量和可靠性提出更高的要求。 “十五” 期间 ,我国机械制造行业必须瞄准国际数控机床发展的科学前沿 ,开拓创新 ,消化吸收国外先进技术 ,开创我国数控机床设计和制造技术的新局面。 is a to do to a to or It in to in to in o do to a to or It 7 in to in to in is of of it to on of of is to a by of it of in s. It in to in to in of 8 is of of it to on of of is to a by of to it of in s. It in to in to in of of is to a
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