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  • 论文编号: 010014
  • 论文字数: 12362 字
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  • 资源类型: 毕业设计
  • 论文语言: 简体中文
  • 运行环境: WinXP/NT/Vista/Win7
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  • 评分等级: ★★★★★
  • 整理录入: 昕晨
  • 更新时间: 2020/1/9 7:00:00

设计介绍    


序  言
经济型数控是我国80年代科技发展的产物。这类数控系统由于功能适宜,价格廉价,用它来改造车床,投资少、生效快,成为我国“七五”、“八五”重点推广的新技术之一。
十几年来,随着科学技术的发展,经济型数控技术也在持续提高,数控系统东西持续改善完善,而且有了阶段性的突破,使新的经济型数控系统功能更强,可靠性更稳定,功率增大,结构简单,维修方便。由于这项技术的发展增强了经济型数控的活气,根据我国国情,该技术在今后一段时间内还将是我国机械行业老设备改造的很好途径。对于原有老的经济型数控车床,特别是80年代末期改造的设备,由于种种原因闲置的很多,浪费很大;在用的设备运用至今也十几年了,一样面临进一步改造的问题通过改造能够提高原有装备的技术水平,大大提高生产效率,发明更大的经济效益。
毕业设计是学生在校学习阶段的最后一个教学环节,也是学生完成工程师基本训练的重要环节。其目的是培养学生综合运用所学的专业和基础理论知识,独立解决本专业一般工程技术问题的能力,树立正确的设计思想和事情作风。毕业设计说明书不只反映了设计的思想内容,方法和步骤,而且还反映了学生的文理修养和作风。
本说明书分为概述、设计内容、总结三部份,分别介绍了此次设计任务将普通卧式车床(C6136)改造为经济型数控车床;有关经济型数控车床改造总体方案确定及框图、进给伺服系统机械部份设计计算及校核、数控系统硬件电路的设计、加工程序体例;主要是对本次毕业设计的心得。
本书在编写进程中,获得了指导老师和列位老师及同学的大力支持和热情帮助,在此表示谢意
由于作者水平有限,书中难免有疏漏和不妥之处,恳请读者批评指正。

 

 

目  录
第一章 概述
1. 设计目的----------------------------------------------------------------------8
2. 设计任务----------------------------------------------------------------------9

第二章 设计内容
1. 总体方案确定及框图-------------------------------------------------------10
2. 机床进给伺服系统机械部份设计计算及校核----------------------12
3. C6136经济型数控车床数控系统硬件电路的设计----------------27
4. 数控机床加工程序体例----------------------------------------------------29

第三章 总结
1.  设计体味------------------------------------------------------------------------32
2|、 参照书目------------------------------------------------------------------------33

 


第一章   概   述
1.设计目的
通过毕业设计,学习了系统地综合运用所学的知识和技艺解决实际工程问题的才干,牢固和加深时所学知识的理解,而且通过毕业设计的实践扩大和增补了知识,使认识提高到一个新的水平,通过毕业设计的实践,培养了调查研讨的习气和事情能力,练习查阅资料和有关规范,查阅工具书或参照书,合理选择设计计算公式,正确计算,并能以图纸和说明书表达设计的思想和结果,通过毕业设计,不但提高了解决详细问题的独立事情能力,详细动脑动手能力,而且建立了正确的设计和科研思想,增强了科学性,牢固树立实事求是和严肃认真的事情态度。
2.设计任务:
(1) 要求:
将C6136车床改造成用MCS—51系列单片机控制的经济型数控车床。要求该车床有自动回转刀架,具有切削螺纹的功能。在纵向和横向具有直线和圆弧插补功能。系统分辨率纵向:0.01mm. 横向:0.005mm
(2) 设计参数:
最大加工直径:
在床面上:  360mm
在床鞍上:  200mm
最大加工长度:1000mm
快进速度:
纵向:2.0m/min
横向:1.0m/min
最大进给速度:
纵向: 0.5m/min
横向: 0.25m/min
代码制:ISO
脉冲分配方式:逐点对照法
输入方式:增量值,绝对值通用。
控制坐标数:2
最小指令值:
纵向: 0.01mm/step
横向: 0.005mm/step
刀具赔偿量:0~99.99mm
进给传动链间隙赔偿量:
纵向: 0.15mm
横向: 0.075mm
自动升降速性能: 有


(3)事情量:
① 机床改造总图;
② 进给伺服系统一个坐标轴(纵向或横向)的机械装配图:
③ 单片机控制系统电路原理图;
④设计计算说明书。
Ⅰ 控制系统总体方案的分析论证的及控制规范图
Ⅱ 机械部份设计计算及结构设计说明
Ⅲ 硬件电路部份设计说明
Ⅳ 加工程序控制及说明

 

 

 


第二章  设 计 内 容
1.总体方案的确定及框图
(1)、总体方案的确定
① 系统的运动方式与伺服系统的选择
由于改造后的经济型数控车床应具有定位、直线插补、顺圆和逆圆插补、暂停、循环加工公英制螺纹加工等功能,故应选择接连控制系统。思量到属于经济型数控机床加工精度要求不高,为了简化结构、降低成本,采取步进机电开环控制系统。

② 计算机系统
根据机床要求,采取8位微机。由于MCS—51系列单片机具有集成度高,可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强、性能价格比高等特色,决意采取MCS—51系列的8031单片机扩展系统。
控制系统由微机部份、键盘及显示器、I/O接口及光隔离电路、步进机电功率放大电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现,显示器采取数码管显示加工数据及机床状态等信息。
③ 机械传动方式
为实现机床所要求的分辨率,采取步进机电经齿轮减速再传动丝杆。为了保证一定的传动精度跟平稳性,尽量减少磨擦力。选用滚珠丝杆螺母副。同时,为了提高传动刚度和消除间隙,采取有预加负荷的结构。齿轮传动也要采取消除齿侧间隙的结构。

(2)、设计方案
① 系统运动方式的确定
数按系统运动方式可分为点位控制系统、点位/直线系统和接连控制系统
② 伺服系统的选择
伺服系统可分为开环控制系统、半闭环控制和闭环控制系统。
开环控制系统中,没有反馈电路,不带检测装置,指令信号是单方向送的。
指令发出后,不再反馈回来,故称开环控制。开环系统主要由步进机电驱动。
闭环控制系统具有装在机床移动部件上的检测反馈元件,用来检测实际位移量,能赔偿系统的误差,因而伺服控制精度高。闭环系统多采取直流伺服机电或位流伺服机电驱动。
半闭环控制系统与闭环系统不同,不直接检测事情台的位移量,而是用检测元件出驱动轴的转角,再间接推算收事情台实际的位移量,也有反馈回路,其性能介于开环系统和闭环系统之间。
③ 执行机构传动方式的确定
为保证数控系统的传动精度和事情平稳性,在设计机械传动装置时,通常提出低摩、低惯量、高刚度、无间隙、高谐振和有适宜尼比的要求。在设计中应思量以下几点:
Ⅰ  尽量采取低磨擦的传动和导向元件。如采取滚珠丝杠螺母传动副、滚动导轨、贴塑导轨等。
Ⅱ  尽量肖除传动间隙。例如采取隙齿轮等。
Ⅲ  提高系统刚度。缩短传动链能够提高系统的传动刚度,减小传动链误差。可采取预紧的方法提高系统刚度。例如采取预加负载导轨和滚珠丝杠副等。
④ 计算机的选择
微机数控系统由CPU、存储器扩展电路、I/O接口电路、伺服机电驱动电路、检测电路等几部份组成。
(3)绘制总体方案框图(图1)
    
图1
   
2.机床进给伺服系统机械部份设计计算及校核
(1)确定系统的脉冲当量
根据数控机床精度要求确定脉冲当量0.005mm/setp
(2) 计算切削力

..........................











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