【毕业设计论文】机电一体化课程设计-将CA6140普通卧式车床改造成用AT89S51单片机控制的经济型数控车床.doc

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 PAGE 2 前 言 随着科学技术的迅猛发展，数控机床已是衡量一个国家机械制造水平的重要标志。采用经济型数控系统对普通机床数控改造，尤其适合我国机床拥有量大、生产规模小的具体国情。《电气时代》、《机械工人》、《电气应用》等多家杂志为满足广大企业技术改造发展生产的需要，多次联合举办学习班，为企业提供权威、经济、可行、实用的技术指导，改造费用为新购置费用的四分之一到三分之一。 鉴于此，对我们本科生来说，进行一次机电一体化课程设计尤为重要！该课程设计的目的与内容如下： 一、课程设计的目的 机电一体化系统设计课程设计是机电一体化系统课程的最后一个教学环节，同时也是一次对学生进行全面的机电一体化设计训练，其基本目的是： （1）综合运用机电一体化系统设计课程和其它有关先修课程的理论及生产实践的知识去分析和解决机电一体化指纹设计问题，并使所学知识得到进一步巩固和深化； （2）学习机电一体化系统设计的一般方法，了解和掌握常用的机电一体化系统中的机械设计及接口电路诉设计方法，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别使总体设计和零部件设计的能力； （3）通过计算和绘图，学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等，培养机电一体化系统设计的基本技能。 二、课程设计内容 （1）采用微机（包括单片机）进行数据采集、处理和控制，主要考虑计算机的选择或单片机动性构成电路的选用，接口电路，软件编制。 （2）选用驱动控制电路，对执行机构进行控制。主要考虑电机的选拔馺驱动力矩的计算，控制电机电路的设计。 （3）精密执行机构的设计。主要考虑数控机床工作台传动装置的设计问题；要弄清机构或机械执行的主要功能（如传递运动、动力、位置控制、微调、精密定位或高速运转等），进行力（力矩）、负载功率、惯性（转动惯量）、加（减）速控制和误差计算，提出装配图和零件加工图，提出对电机驱动和计算机控制要求。 （4）采用传感器和计算机控制要求。 （5）学会使用手册及图表资料。 目录 设计任务书………………………………………………………4 数控改造的重要性………………………………………………6 系统总体方案的分析与拟订……………………………………8 机床传动部分的改造……………………………………………10 电动机的选择计算………………………………………………20 系统微机部分改造设计…………………………………………27 微机控制系统软件设计…………………………………………37 设计小结…………………………………………………………40 参考文献…………………………………………………………41 第一章 设计任务书 一、设计任务 将CA6140普通卧式车床改造成用AT89S51单片机控制的经济型数控车床。要求该车床在纵向具有直线和圆弧插补功能。 系统分辨率： 纵向： 0.01mm/puls 横向： 0.005mm/puls 二、给定参数 最大加工直径： 在床面上 400mm 在床鞍上 210mm 工作行程： 纵向 1000 mm 横向 500mm 导轨类型： 纵向 综合性导轨 横向 燕尾形导轨 主轴转速范围： 正转（24级） 10～1400rpm 反转（12级） 14～1580rpm 溜板及刀架重力： 纵向 800N 横向 600N 刀架快速进给速度： 纵向 2.4m/min 横向 1.2m/min 最大切削进给速度： 纵向 0.6m/min 横向 0.3m/min 主电机功率： 7.5kw/1450rpm 启动加速时间： 30ms 机床定位精度