普通车床CA6163的数控化改造设计与仿真设计
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普通
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CA6163
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毕业设计（论文）任务书专业 机械设计制造及其自动化 班级 机械051 姓名 于文凯 下发日期 2009-3-20题目普通车床CA6163的数控化改造设计与仿真专题车床的数控化改造与仿真主要内容及要求课题简介：（国内外现状简介及课题的目的、意义；重点要解决的问题等）数控机床是工厂自动化的基础。普通机床数控化改造投资少、见效快、显著提高生产率和自动化程度，已成为适合我国国情，用信息技术提升装备制造业的重要手段。因此，普通机床的数控化改造具有重要意义。重点解决以下关键问题：（1）传动系统设计计算：此部分为设计计算部分，用以确定脉冲当量，进给牵引力，选择丝杠螺母副，计算传动效率，确定传动比，选择伺服电机等，并绘制改造后机床横向进给机构、纵向进给机构的装配图以及箱体零件图。（2）控制系统设计：采用单片机控制系统，设计电路原理图，并绘制程序框图和硬件原理图。（3）三维结构设计与仿真主要技术参数最大回转直径630mm；电机功率7.5KW；640mm；快进速度：纵向2.4m/min，横向1.2m/min；定位精度0.015mm；移动部件重量：纵向1200N，横向800N；加速时间30ms；机床效率0.7。进度及完成日期3月23日 3月29日：布置、讲解设计题目，熟悉设计内容，借阅图书资料。3月29日 4月5日：毕业实习，收集、整理、消化、翻译有关资料，理解设计内容，熟悉并掌握绘图软件。4月6日 4月12日：总体方案设计的拟定及技术分析、可行性分析，确定最佳方案。4月13日 4月26日：伺服系统机械部分设计计算。4月27日 5月31日：绘制主要零件图及总装图的二维图纸。6月1日 6月14日：编写毕业设计说明书。6月15日 6月23日：设计审阅、修改、准备及答辩。教学院长签字日 期教研室主任签字日 期指导教师签字日 期摘要随着计算机技术的飞速发展，发展现代计算机化数字控制（CNC）机床，是当前机械制造业进行技术改造，技术革新的必有之路，是未来工厂自动化的基础。因此，此次对普通机床进给系统的数控化改造设计更显得重要。目前中国大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大多数是普通机床，机床数控化率远低于美国、日本等国家。如果大量添置全新的数控机床，不仅资金投入量大、成本高，而且又会造成原有设备的闲置浪费。把普通机床改造成数控机床则不失为一条提高数控化率的有效途径。第一部分是数控机床的概述，第二部分是进给系统的总体设计方案，第三部分是伺服进给机械部分设计计算，第四部分是控制部分的单片机原理设计。基于步进电机的机械改装减少了人的工作量，把手动转变成为电动。本次改造用了两个步进电机，分别控制机床的两个方向（纵向和横向）的进给，通过带轮带动滚珠丝杠的轴向运动。基于单片机控制的电子部分设计提高了工作效率和测量的准确度、可信度。该仪器采用了8031单片机。关键词：车床；数控；丝杠；步进电机；单片机AbstractAs the development of the computer technology, producing the modern computer numerical control machine becomes the trend of the reformation in the manufacturing industry and the foundation of antomation factories in the future. Therefore, the project of automatizing the machine is important to the prospective study and work.At present the Chinese majority manufacture professions and enterprises production, the process unit overwhelming majority is the ordinary engine bed, the engine bed numerical control rate is lower than countries far and so on US, Japan. If acquires the brand-new numerically-controlled machine tool massively, not only the fund inputs are big, cost, will create the original equipments idle waste. Transforms the numerically-controlled machine tool the ordinary engine bed is enhances the numerical control rate efficient path.Introduction will be presented in Section 1. The overall designing scheme will be proposed in Section 2 .The calculating and data of mechanical part is in Section 3 and Section 4 is the part of control including the principle of SCM.The reformation to machine based the stepping motor decreases the workload by turning the hand operation to electric control. Two motors controlling two directions respectively move the ball screws by strap wheels.The design in electrical part based the SCM improves the product efficiency and the accuracy and stability in the aspect of measuring by using the 8031 SCM.Key words: lathe; computer numerical control; ball screw; stepping motor; SCM目录摘要IAbstractII目录III第1章 绪论11.1 数控机床的发展过程11.2 数控机床的发展趋势和研究方向11.2.1 高速度、高精度化11.2.2 多功能化21.2.3 智能化21.2.4 数控系统小型化21.2.5 数控编程自动化31.2.6 更高的可靠性31.3 数控机床的组成31.4 普通车床数控化改造的意义5第2章 数控化改造总体技术方案的确定62.1 设计任务62.2 总体方案设计的内容62.2.1 伺服驱动62.2.2 滚珠丝杠螺母副62.2.3 数控装置7第3章 伺服系统机械部分设计计算83.1 设计要求83.2 确定系统脉冲当量83.3 计算切削力83.4 滚珠丝杠螺母副的计算和选择103.4.1 纵向滚珠丝杠螺母副的计算和选型103.4.2 横向滚珠丝杠螺母副的计算和选型143.5 进给伺服系统传动计算183.5.1 纵向进给伺服系统传动计算183.5.2 横向进给伺服系统传动计算213.6 步进电机的计算和选型243.6.1 纵向步进电机的计算和选型243.6.2 横向步进电机的计算和选型28第4章 控制系统硬件原理及其控制程序编制324.1 主控制器324.1.1 主控制器及其选择324.1.2 MCS-51系列单片机介绍324.2 MCS-51单片机的扩展344.2.1 程序存储器EPROM的选型344.2.2 数据存储器RAM的选型344.3 地址分配及接
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