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目录任务书开题报告本科生毕业设计（论文）指导人评语本科生毕业设计（论文）评阅人评语本科生毕业设计（论文）答辩委员会记录摘要…………………………………………………………………………………….1前言……………………………………………………………………………………2第一章概论…………………………………………………………………………..3一、系统发展史……………………………………………………………………3二、国内数控机床的状况分析……………………………………………………3三、数控系统能发展趋势…………………………………………………………4四、数控机床的改造的必要性……………………………………………………5五、数控化改造的空间……………………………………………………………6六、数控机床改造的效益分析……………………………………………………7第二章普通机床的数控化改造和可行性论证……………………………………..9第一节车床的数控化改造………………………………………………………9一、设计的内容及任务…………………………………………………………….9第二节可行性论证………………………………………………………………….10第三章总体方案的拟订和论证……………………………………………………..11第一节总体设计方案的拟订……………………………………………………..111．主传动系统的设计改造………………………………………………………..112．数控系统的选择………………………………………………………………..113．自动转位刀架选择设计………………………………………………………..124．驱动系统的设计改造……………………………………………………………..12第二节可行性分析………………………………………………………………..15第三节总体方案的确定…………………………………………………………16第四章主传动部分改造与设计……………………………………………………17一、主传动部分方案拟订和设计的内容………………………………………….18二、主轴部分改造设计计算……………………………………………………….19第五章伺服进给结构设计………………………………………………………….20第一节伺服系统的组成原理和要求……………………………………………….27一、伺服系统的组成原理………………………………………………………….27二、伺服系统的要求……………………………………………………………….27第二节伺服进给系统的设计内容和设计计算…………………………………...29一、纵向进给系统的设计…………………………………………………….……29二、横向进给系统饿设计计算……………………………………………….……40第三节步进电机的选择……………………………………………………….….47一、CA6140纵向进给系统步进电机确定………………………………………….47二、CA6140横向进给系统步进电机确定……………………………………….…48第四节伺服系统说明………………………………………………………….….48一、机床进给系统的结构及工作原理……………………………………….……48二、步进电机………………………………………………………………………50三、步进电机的驱动电源…………………………………………………………50四、滚珠丝杠………………………………………………………………………51五、机床导轨………………………………………………………………………52第六章自动转位刀架………………………………………………………..…….53一、数控车床刀架的基本要求……………………………………………..…….53二、车床刀架结构…………………………………………………………..…….53三、工作原理………………………………………………………………..…….54四、刀架的安装…………………………………………………………………….55第七章编码盘安装部分的结构设计……………………………………………….56一、光电编码器工作原理………………………………………………………….56二、步进电机频率对编码盘的限制…………………………………….................57三、编码盘的安装………………………………………………………………….57第八章经济型数控系统中常用软件模块设计…………………………………….59第一节插补原理及其程序设计…………………………………………………...59一、插补方法概述………………………………………………………………….59二、逐点插补原理及其程序设计………………………………………………….60三、插补控制软件………………………………………………………………….69第二节接口电路设计………………………………………………………………78一、单片机和主机（PC机）的连接………………………………………………78二、8031单片机接口的扩展……………………………………………………….80三、键盘/显示器接口芯片（8279）……………………………………………….82四、中断优先电路…………………………………………………………………..85五、光电隔离电路…………………………………………………………………..86第三节伺服电路……………………………………………………………………87一、系统的组成……………………………………………………………..............87二、接口电路………………………………………………………………………..89三、位置和速度接口……………………………………………………………….89四、步进电机控制程序设计……………………………………………………….89五、单片机控制的自动换刀程序设计…………………………………………….96六、典型零件的加工程序设计…………………………………………………….97参考文献前言大学四年的学习生活即将结束，大学学习生活中的最后一个环节也是最重要一个环节———毕业设计，是对所学知识和技能的综合运用和检验。本人的毕业设计课题是对普通车床（CA6140）进行经济型数控改造，其内容包括：总体方案的确定和验证、机械改造部分的设计计算（伺服进给机构设计、自动转位刀架的选择或设计、编码盘安装部分的结构设计）、主运动自动变速原理等。对普通车床进行经济型数控改造符合我国国情，即适合我国目前的经济水平、教育水平和生产水平，又是国内许多企业提高生产设备自动化水平和精密程度的主要途径，在我国有着广阔的市场。从另一个角度来说，该设计既有机床结构方面内容，又有机加工方面内容，还有数控技术方面的内容，有利于将大学所学的知识进行综合运用。虽然设计者未曾系统的学习过机床设计的课程，但通过该设计拓宽了知识面，增强了实践能力，对普通机床和数控机床都有了进一步的了解。毕业设计作为我们在大学校园里的最后一堂课、最后一项测试，它既是一次锻炼，也是一次检验，在整个设计过程中，我获益匪浅。在此，我要衷心感谢梁洁萍老师对我的关心和细致指导。由于毕业设计是我的第一次综合性设计，无论是设计本人的纰漏还是经验上的缺乏都难免导致设计的一些失误和不足，在此，恳请老师和同学们给以指正。摘要本设计说明书包括：概论、总体设计方案的拟定和验证、主传动部分的改造设计、伺服进给系统的改造设计、自动转位刀架的选择设计、编码盘安装部分的结构设计等几个部分。改造后的机车，主运动实现自动变速，纵向、横向进给系统进行数控控制，并要求达到纵向最小运动单位为0.01mm/脉冲，横向最小运动单位0.005mm/脉冲，刀架要是自动控制的自动转位刀架，要能自动切削螺纹。关键字：数控改造进给系统滚珠丝杠自动刀架AbstractThisintroductionofthedesignincluded:Thedraw-upofthegeneraloutline,thedecisionandverifyofthetotaldesignalprojection,thereformsdesigntothepartsofthelordspreadstomove,thereformsdesigntothesystemofserveenters,thechoiceanddesigntotheknifewhichturnautomatically,theconstructionsdesignofcodingdishgearingpart,andsoon.whiletheMotorcyclebeenreformed,thelordexercisesrealizetochangespeedautomatically.lengthways,horizontalentertoproceedtosystemthenumbercontrolsthecontrol,andrequesttoattainlengthwaysminimumsportunitas0.01mm/pulse,horizontalminimumsportunitas0.005mm/pulse,knifemustbetheautomaticcontrolaknifewhichisturningautomatically,anditisabletoslicethethreadautomatically.Keyword:Thenumbercontrolstoreformsthesystemofentersrollthebeadinsilkautomaticknife第一章概论一、数控系统发展简史1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。二、国内数控机床状况分析（一）国内数控机床现状近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。在这些数控机床中，除少量机床以FMS模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。2001年，我国机床工业产值已进入世界第5名，机床消费额在世界排名上升到第3位，达47.39亿美元，仅次于美国的53.67亿美元，消费额比上一年增长25%。但由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势，2001年进口机床跃升至世界第2位，达24.06亿美元，比上年增长27.3%。近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床、数控磨床、数控特种加工机床、数控剪板机、数控成形折弯机、数控压铸机等，普通机床有钻床、锯床、插床、拉床、组合机床、液压压力机、木工机床等。出口的数控机床品种以中低档为主。（二）国内数控机床的特点1、新产品开发有了很大突破，技术含量高的产品占据主导地位。2、数控机床产量大幅度增长，数控化率显著提高。2001年国内数控金切机床产量已达1.8万台，比上年增长28.5%。金切机床行业产值数控化率从2000年的17.4%提高到2001年的22.7%。3、数控机床发展的关键配套产品有了突破。三、数控系统的发展趋势1.继续向开放式、基于PC的第六代方向发展基于PC所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。至少采用PC机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。PC机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。远程通讯，远程诊断和维修将更加普遍。2.向高速化和高精度化发展这是适应机床向高速和高精度方向发展的需要。3.向智能化方向发展随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度将不断提高。（1）