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CK6163数控车床控制系统设计

1、本课题的项目背景及研究意义

金融危机爆发以来，国际机床市场不断下滑，国内经济型数控机床市场也受到了相当大的影响，产销量大幅下降。虽然数据显示2009年上半年已经止住下滑趋势，略微回升，但研究应对策略依旧是当务之急。经济型数控机床是国内数控机床行业发展的起步产品，发展时间比较长，生产企业对此类机床的技术掌握情况和生产能力也都比较成熟。正因为如此，加之其在国内拥有大量的市场空间，金融危机爆发之前的产量较大。但从去年金融危机以后的总体情况来看，国内经济型数控机床生产企业的生产能力明显过剩。最近中国机床工具工业协会的调研结果中得到的企业生产状况显示，主要生产经济型数控机床的企业受到的冲击比较大，尤其是一些产品档次比较低、产量比较大的企业受到的冲击更大，甚至出现部分企业限产的现象。造成这种情况出现的主要原因还是因为市场需求在减少，加上经济型数控机床的生产能力比较强，生产企业比较多，竞争比较激烈，同时经济型车床、钻床和铣床的出口量下降比较严重，部分产品出口转内销，进一步加剧了国内市场竞争。而对于产品档次比较高的企业来说，受到的冲击就不是很明显，特别是高精尖的高档机床依旧是供不应求。

数控机床代表着机械制造业现代科学技术发展的方向和水平。目前，我国数控机床的发展不仅从技术水平上已研制出五坐标的数控铣床加工中心，CNC系统和自动编程系统等。同时，也拥有了一定数量的数控机床的开发、生产、使用以及拥有量等都与世界上的先进国家有较大差距。要达到世界先进水平，迅速发展我国数控机床行业势在必行。

经济型数控机床设计的必然性：数控机床能较好地解决形状复杂、精密、小批多变零件的加工问题。能够稳定加工质量和提高生产率，也具有适应性强、较高的加工精度。但是应用数控机床还受到其它条件的限制。

价格昂贵，一次性投资巨大，对于中小企业心有余而力不足。

目前各企业都有大量的通用机床，完全用数控机床代替根本不可能，而且替代下来的机床闲置起来，又会造成浪费。

在国内，订购新数控机床的交货期一般较长，往往不能满足生产急需。通用数控机床对具体生产有多功能。

要较好地解决上述问题，应走经济型数控机床设计之路。

经济型数控机床设计的优点：经济型数控机床设计一般指对普通机床其某些部位做一定的设计，配上数控装置，从而使机床具有数控加工能力，其目的有以下几点：

从提高资本效率出发，改造闲置旧设备，发挥机床的原有功能和改造后的新增功能，提高机床的使用价值。

1．为了提高生产效率进行数控改造。

2．为了适应多品种，小批量生产而进行数控改造。

3．为了使技术等级较低的工人也能加工出高质量的产品零件和提高生产效率而进行的设计。

所有这些目的都围绕提高机床的性能价格比，用较少的价格，得到较高的机床性能。因此，经济型数控机床设计具有以下优点：

易于对现有机床实现自动化，而且专业性强，没有多余功能。

减少辅助加工时间，提高机床的生产效率。降低工人技术等级的要求。

费用低，可充分利用原有机床设备。周期短，可满足生产急需。

由上所述，普通机床进行经济型数控设计是提高技术水平，更新工艺设备的重要途径之一，是使企业更好地完成计划，满足市场需求，提高经济效益的重要手段。

因此这次设计主要进行的是CK6163车床的机械部分（主轴箱、纵向进给机构和横向进给机构）和数控部分的设计，其传动系统利用电液脉冲马达驱动滚珠丝杠，使拖板作精确的位移。

2、本课题研究的主要内容、设计目的、及研究方法2.1、主要内容

本设计内容是对CK6163数控车床的机械部分设计和利用MCS-51系列单片机，对纵、横向进给系统进给进行开环设计。使其在纵向和横向具有直线和圆弧插补的功能，驱动元件采用电液脉冲马达，传动系统采用滚珠丝杠，使车床进行精确动作，能进行内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、圆柱螺纹和圆锥螺纹等加工。机床主轴的起动，停止和变速，纵向和横向进给运动的行程和速度，刀具的变换和冷却，都可以自动控制。并具有直线、锥度、直螺纹和锥螺纹等自动循环机能。

2.2、CK6163数控车床设计的目的

针对题目使学生得到机械原理、机械设计、控制原理、CAD、微机原理、常规电气控制原理、检测技术等课程的综合训练。

针对题目使学生掌握机械装备工程设计的一般方法及一般规律，获得综合运用所学的基础知识解决实际问题的方法、工作思路等主要方面的训练。

培养学生独立调查研究、科技检索、方案论证、规范化科技写作等方面的能力2.3、研究方法

对现有文献分析，查阅现有国内外有关经济型数控车床的参考文献资料，深