机床数控改造机械系统设计1..doc

1 郑州大学现代远程教育毕业设计题目: 机床数控改造机械系统设计(微型计算机) 入学年月___ 2014 年9月___ 姓名_____ 刘鹏______ 学号_____ ********** 专业___ _机电一体化___ __ 学****中心___ 哈密电大__ 指导教师_ __托合塔西古丽_ ___ _ 完成时间_ 2016___ 年_ 7月_ 5_日 2 机床数控改造机械系统设计(微型计算机) 目录: 摘要……………………………………………………………………………… 3 关键词…………………………………………………………………………… 3 第一章概述…………………………………………………………………… 4 第二章总体方案的设计……………………………………………………… 6 设计任务………………………………………………………………… 6 总体方案的论证………………………………………………………… 7 总体方案的确定………………………………………………………… 8 第三章微机数控系统硬件电路设计……………………………………… 8 微机数控系统硬件电路总体方案设计………………………………… 8 总结…………………………………………………………………………… 11 参考文献……………………………………………………………………… 13 致谢…………………………………………………………………………… 14 3 摘要: 随着科学技术的飞速发展,数控车床被广泛应用于机械制造业。因为它具有加工灵活、通用性强的特点,能适应产品的品种和规格频繁变化,能够满足新产品的开发和多品种、小批量、生产自动化的要求,并且数控车床与普通车床相比,在提高生产率、减轻工人劳动强度、降低生产成本和增加效益方面都有很大的优越性。针对现有常规 CA6140 普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计, 提高加工精度和扩大机床使用范围,并提高生产率。本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程,较详尽地介绍了 CA6140 机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。采用以 8031 为CPU 的控制系统对信号进行处理,由 I/O 接口输出步进脉冲,经一级齿轮传动减速后,带动滚动丝杠转动,从而实现纵向、横向的进给运动。关键词: 数控机床,单片机数控系统,改装设计 4 第一章概述 课题背景企业要在激烈的市场竞争中获得生存、得到发展,它必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本,制造出合乎市场需要的、性能合适的产品,而产品质量的优劣,制造周期的快慢,生产成本的高低,又往往受工厂现有加工设备的直接影响。目前,采用先进的数控机床,已成为我国制造技术发展的总趋势。在我国现有的机床中有一部分仍采用传统的继电器-接触器控制方式,这些机床触点多、线路复杂,使用多年后故障多、维修量大、维护不便、可靠性差,严重影响了正常的生产。还有一些旧机床虽然还能正常工作,但其精度、效率、自动化程度已不能满足当前生产要求。因此拥有先进的数控机床已经成为满足企业新生产工艺、提高经济效益的最根本需求。 数控机床的发展简史 1948 年,美国帕森斯公司接受美国空军委托,研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。由于样板形状复杂多样,精度要求高,一般加工设备难以适应, 于是提出计算机控制机床的设想。 1949 年,该公司在美国麻省理工学院( MIT ) 伺服机构研究室的协助下,开始数控机床研究,并于 1952 年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床,不久即开始正式生产,于 195 7 年正式投入使用。这是制造技术发展过程中的一个重大突破,标志着制造领域中数控加工时代的开始。数控加工是现代制造技术的基础,这一发明对于制造行业而言,具有划时代的意义和深远的影响。世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究和发展。当时的数控装置采用电子管元件,体积庞大,价格昂贵,只在航空工业等少数有特殊需要的部门用来加工复杂型面零件; 1959 年,制成了晶体管元件和印刷电路板,使数控装置进入了第二代,体积缩小,成本有所下降; 1960 年以后,较为简单和经济的点位控制数控钻床,和直线控制数控铣床得到较快发展, 使数控机床在机械制造业各部门逐步获得推广。我国于 1958 年开始研制数控机床,成功试制出配有电子管数控系统的数控机床, 1965 年开始批量生产配有晶 5 体管数控系统的三坐标数控铣床。 1965 年,出现了第三代的集成电路数控装置,不仅体积小,功率消耗少, 且可靠性提高,价格进一步下降,促进了数控机床品种和产量的发展。 60年代末,先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称 DNC ), 又称群控系统;采用小型计算机控制的计算机数控系统(C