《普通车床数控化改造论文22》.doc

毕业设计说明书 设计题目：普通车床的数控化改造 学 生 班 级 学 号 指导教师 继 续 教 育 学 院 二零一一年五月 目录 1 前言 1 2.机床改造的内容及意义 1 2. 1研究意义 1 2.2主要研究内容及技术路线 2 2.2.1数控化改造后机床的优越性 2 2.3 机床的经济型数控化改造主要解决的问题 2 3 数控系统的选择 4 3.1开环数控系统 4 3.2闭环数控系统 4 3.3半闭环数控系统 4 4. 步进电机的选择 8 4.1 步进电动机的选用原则 8 4.1.1步距角α 8 4.1.2精度 9 4.1.3转矩 9 4.1.4启动频率 9 4.2 纵向步进电机的选择 10 4.2.1 确定系统的脉冲当量 10 4.2.2步距角的选择 10 4.2.3矩频特性： 11 4.2.4据步进电机的矩频特性计算加减速时间校核的快速性 14 4.3 横向步进电机的选择 14 4.3.1步距角的确定 14 4.3.2距频特性 15 5 主轴交流伺服电机 18 5.1主轴的变速范围 18 5.2初选主轴电机的型号 18 5.3主轴电机的校核 19 6 微机控制系统硬件电路设计 20 61 控制系统的功能要求 20 6.2 简介西门子802S数控系统 20 6.3 802S数控系统的组成 22 6.4主轴系统的改造 24 6.5机床控制系统改造 25 6.6编写PLC用户程序 26 6.7 驱动器调试 27 7.结 论 28 8.参考文献 29 9.致 谢 31 C6140普通车床的数控化改造 作者: 指导老师: 【摘要】 数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好的解决了现代机械制造中机构复杂，精密，批量小，多变零件的加工问题，我国作为机床大国，拥有大量的普通机床。因此，对普通机床数控化改造不失为一种较好的选择。 【关键词】 机电一体化 开环控制纵向进给系统设计 滚珠丝杠螺母副步进电动机 1.前言 数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量一个国家工业现代化的重要标志。数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。因此，普通机床的数控化改造大有可为。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。 2机床改造的内容及意义 2.1研究意义 企业要在当前市场需求多变，竞争激烈的环境中生存和发展就需要迅速地更新和开发出新产品，以最低价格、最好的质量、最短的时间去满足市场需求的不断变化。而普通机床已不适应多品种、小批量生产要求，数控机床则综合了数控技术、微电子技术、自动检测技术等先进技术，最适宜加工小批量、高精度、形状复杂、生产周期要求短的零件。当变更加工对象时只需要换零件加工程序，无需对机床作任何调整，因此能很好地满足产品频繁变化的加工要求。普通车床经过多次大修后，其零部件相互连接尺寸变化较大，主要传动零件几经更换和调整，故障率仍然较高，采用传统的修理方案很难达到大修验收标准，而且费用较高。因此合理选择数控系统是改造得以成功的主要环节。 数控机床在机械加工行业中的应用越来越广泛。数控机床的发展，一方面是全功能、高性能；另一方面是简单实用的经济型数控机床，具有自动加工的基本功能，操作维修方便。经济型数控系统通常用的是开环步进控制系统，功率步进电机为驱动元件，无检测反馈机构，系统的定位精度一般可达±0.01至0.02mm，已能满足C6140车床改造后加工零件的精度要求。NC化，在普通机床上加数显装置，或加数控系统，改造成NC机床、CNC机床。 2.4.3翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原精度；对其不满足生产要求的CNC系统以必威体育精装版CNC进行更新。