机电一体化专业毕业课题论文A.docVIP

CA6140型普通车床数控化改造设计 一. 毕业设计题目 主要设计参数及技术指标 本次设计任务是将CA6140型普通车床进行简易数控化改造与设计具体要求如下： 1. X轴（横向）、Z轴（纵向）改为微机控制、采用步进电机或直流伺服电机驱动，滚珠丝杠传动； 2.x轴（横向）脉冲当量：0.005mm/脉冲； 3.z轴（纵向）脉冲当量：0.010/脉冲； 3.操作要求：起动、点动、单步运行、自动循环、暂停、停止； 4.实现功能：车削外圆、端面、圆弧、圆锥及螺纹加工； （二）毕业设计内容及工作量 1.设计计算说明书 ①数控技术的应用于发展； ②数控技术在机械工业中的进展； ③数控改造的必要性； ④数控改造的优点； ⑤数控改造的设计步骤； ⑥数控改造方案的确定； ⑦机械部分改造设计与计算； ⑧电机的计算与选择； ⑨数控系统的选择； ⑩参考文献 2.图纸部分 ①普通车床数控化改造总体方案图（O号图纸一张）； ②X轴（横向进给）机械改造配图（O号图纸一张）； ③z轴（纵向进给）机械改造配图（O号图纸一张）； 二、数控技术的应用与发展 数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。一般数控系统由输入/输出（I/O）装置、数字控制系统、驱动控制装置、电器逻辑控制执行装置等4个部分组成。数控机床就是采用了数控系统的机床，是高效率、高精度、高柔性和高度自动化的现代机械加工设备，是高度机电一体化的产品.但是随着信息化程度的逐步提高，对实现综合生产指标优化的综合自动化系统的需求不断增长及通信技术与计算机及其网络技术的融合发展，为了产品在市场上增强竞争力，提高综合效益，现在人们考虑更多的是把传统的数控系统技术放在企业信息化大背景下，思考如何用信息化技术去促进工业自动化快速向高端发展。在全球市场环境影响和推动下，改进产品质量、提高生产效率和降低产品成本的需求不断增长，生产的实时优化受到过程工业的普遍重视并广泛加以采用。为了适应变化的经济环境，减少消耗，降低成本，提高生产效率，提高运行安全性，必须对控制、优化、计划与调度以及生产过程管理实现无缝集成。要降低生产成本、提高产品质量、减少环境污染和资源消耗，产品只能通过全流程自动控制系统的优化设计来实现。 数控技术从发明到现在，已有近50年的历史。按照电子器件的发展可分为五个发展阶段：电子管数控，晶体管数控，中小规模NC数控，小型计算机数控，微处理器数控；从体系结构的发展，可分为以硬件及连线组成的硬数控系统、计算机硬件及软件组成的CNC数控系统，后者也称为软数控系统：从伺服及控制的方式可分为步进电机驱动的开环系统和伺服电机驱动的闭环系统。?数控系统装备的机床大大提高了加工精度、速度和效率。人类发明了机器，延长和扩展人的手脚功能：当出现数控系统以后，制造厂家逐渐使数控系统部分代替机床设计师和操作者的大脑，具有一定的智能，能把特殊的加工工艺、管理经验和操作技能放进数控系统。 数控技术在机械工业中的发展 众所周知，机械工业是是国民经济产业和支柱产业，是推动国家技术进步的主要力量，随着科学技术的发展，机械产品的结构越来越合理，其性能和效率日趋提高，因此，对加工机械产品零部件的生产设备-机床也提出了高性能、高精度与高自动化的要求。机械工业中，单件与小批量产品占到70～80%，这类产品一般都采用人工操作，难于提高生产效率和保证产品质量，特别是一些轮廓复杂的零件。数控技术的出现与发展，就是为了解决单件、小批量、特别复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求。 自1952年出现第一台数控机床以来，随着计算机自动控制伺服驱动与自动检测等技术的迅速发展，表征数控机床的水平和决定数控机床功能与特性的数控系统经历了以下几个阶段： 第一阶段：数控（NC）阶段（1952～1970年）。随着元器件的发展，这个阶段经历了三代，即1952年的第一代-电子管时代；1959年的第二代-晶体管时代；1965年的第三代-小规模集成电路时代。 第二阶段：计算机数控（CNC）阶段（1970～现在）。到1970年，通用小型计算机作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CNC）阶段，1971年美国INTEL公司将运算器和控制器集成在一块芯片上，称为微处理器，又称为中央处理单元（即CPU）。到1974年，CPU被应用于数控系统，到了1990年，PC的性能已发展到较高的水平，进入基于PC阶段。总之，计算机数控（CNC）的发展也经