c6150型普通机床的数控化改造.doc

摘 要 随着当今工业设备对精密程度的要求越来越高，对机械加工设备的加工精密程度也要求越来越高。而在中国的机械加工设备的车床中普通车床占了很大比例。这已经越来越制约着当今工业的发展。而数控机床由于价格昂贵，且需要较高技术的加工工人。所以对机床进行自动化改造很是必要。本篇论文是在对普通卧式车床C6150的基础上对其进行自动化改造。 本人在有哪些信誉好的足球投注网站、查阅和研究大量有关资料的基础上，对机床自动化改造技术进行了深入的研究和分析，并描述了机床控制系统的设计。整个改造过程主要对车床纵、横向进给系统进行改造，选用自动转位刀架，由脉冲发生器来加工所需要的螺纹。整个控制系统以8031型号的单片机为中心，通过编程对机床的驱动设备进行控制以达到所需要的加工程度。 关键词： 机床改造； 自动化机床； 控制系统 目 录 摘 要 2 目 录 4 第1章 绪论 1 1.1数控改造的必要性 1 1.1.1机床与生产线数控化改造的市场 1 1.1.2机床数控化改造的必要性 2 1.2数控化改造的内容 3 1.3本文的主要研究内容 4 第2章 数控车床总体改造方案及机械部分设计 6 2.1设计要求 6 2.1.1设计基本思路 6 2.1.2改造方案的确定 6 2.1.3设计目的 6 2.1.4总体方案设计 7 2.2滚珠丝杠的设计计算与选用 8 2.2.1滚珠丝杠 8 2.2.2纵向滚珠丝杠的设计与计算 9 2.2.3横向滚珠丝杠的设计与计算 16 2.2.4滚珠丝杠的安装与使用 23 2.3电机与滚珠丝杠连接用一级减速齿轮的设计与校核 26 2.3.1齿轮传动 26 2.3.2纵向减速齿轮的设计与校核 26 2.3.3横向减速齿轮的设计与校核 30 2.4进给系统的步进电动机的计算与选择 33 2.4.1步进电动机 33 2.4.2纵向电机的计算与选择 35 2.4.3横向电机的计算与选择 38 2.5电动刀架选择与介绍 40 第3章 主轴脉冲发生器介绍与选型 43 3.1光电编码器原理 43 3.2主轴脉冲发生器的安装 44 3.3主轴脉冲发生器的选择 45 第4章 普通车床自动化改造的单片机控制 48 4.1系统设计 48 4.2用单片机控制系统电路 51 4.2.1存储器扩张电路 51 4.2.2面板操作键和功能选择开关 54 4.2.3功能选择开关 54 4.2.4键盘、显示器接口电路 55 4.2.5步进电动机驱动电路设计 57 4.2.6 M.S.T接口 60 4.2.7辅助电路设计 61 第5章 小结 63 致 谢 64 参考文献 65 第1章 绪论 1.1数控改造的必要性 1.1.1机床与生产线数控化改造的市场 （1）机床数控化改造的市场　　我国目前机床总量380余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率不到3％。近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。机床的年产量数控化率为6％。我国机床役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。（2）进口设备和生产线的数控化改造市场　　我国自改革开放以来，很多企业从国外引进技术、设备和生产线进行技术改造。据不完全统计，从1979～1988年10年间，全国引进技术改造项目就有18446项，大约165.8亿美元。　　这些项目中，大部分项目为我国的经济建设发挥了应有的作用。但是有的引进项目由于种种原因，设备或生产线不能正常运转，甚至瘫痪，使企业的效益受到影响，严重的使企业陷入困境。一些设备、生产线从国外引进以后，有的消化吸收不好，备件不全，维护不当，结果运转不良；有的引进时只注意引进设备、仪器、生产线，忽视软件、工艺、管理等，造成项目不完整，设备潜力不能发挥；有的甚至不能启动运行，没有发挥应有的作用；有的生产线的产品销路很好，但是因为设备故障不能达产达标；有的因为能耗高、产品合格率低而造成亏损；有的已引进较长时间，需要进行技术更新。种种原因使有的设备不仅没有创造财富，反而消耗着财富。　　这些不能使用的设备、生产线是个包袱，也是一批很大的存量资产，修好了就是财富。只要找出主要的技术难点，解决关键技术问题，就可以最小的投资盘活最大的存量资产，争取到最大的经济效益和社会效益。这也是一个极大的改造市场。 1.1.2机床数控化改造