【正文】 到完成畢業(yè)設(shè)計的目的，又可以達(dá)到研制新成果，開闊科研門路的目的。 企業(yè)要在激烈的市場競爭中獲得生存、求得發(fā)展，就必須在最短的時間內(nèi)以優(yōu)異的質(zhì)量、低廉的成本，制造出合乎市場需要的、性能合適的產(chǎn)品，而產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，制造周期的快慢，生產(chǎn)成本的高低，又往往受工廠現(xiàn)有加工設(shè)備的直接影響。 ＣＡ 6140 型車床 具有性能良好、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、操作輕便等特點 ,在我國機械制造行業(yè)中使用非常廣泛 。 如果 將機床 設(shè)備全部更新?lián)Q代 ， 不僅資金投入太大 ， 成本太高 ， 而且原有設(shè)備的閑置又將造成極大的浪費。 24 參考文獻(xiàn) 16 步進(jìn)電機控制程序設(shè)計 3 二、車床改造方案的確定 3 普通車床數(shù)控改造 濟(jì)寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 設(shè)計 (論文 )題目： 普通車床數(shù)控化改造 姓 名 準(zhǔn)考證號 專 業(yè) 機電一體化工程（本） 指導(dǎo)教師 2020 年 7 月 10 日 1 目錄 一、概述 7 總體改造方案 9 三 、 步進(jìn)電機控制系統(tǒng)的設(shè)計 14 步進(jìn)電機的變速控制 25 2 摘要 企業(yè)要在當(dāng)前市場需求多變，競 爭激烈的環(huán)境中生存和發(fā)展就需要迅速地更新和開發(fā)出新產(chǎn)品，以最低價格、最好的質(zhì)量、最短的時間去滿足市場需求的不斷變化。所以最經(jīng)濟(jì)的辦法就是進(jìn)行普通機床的數(shù)控 改造 。本 設(shè)計就取其為例，主要介紹其數(shù)控化改造的方案、以及改造部位的選型與設(shè)計計算。目前，采用先進(jìn)的數(shù)控機床，已成為我國制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢。 普通車床自動控制系統(tǒng)研制，是利用傳統(tǒng)普通車床，結(jié)合計算機、電子科技知識，變動手為自動，由粗加工變精加工，實現(xiàn)“變廢為寶”的最終目的，成品的主要用處為：既可以作為成品機型加工小批量精度高的零配件，又可以作為直觀、實效的機電演示設(shè)備，結(jié)合理論教學(xué)最直接的實現(xiàn)由單一機械產(chǎn)品，經(jīng)電子化改造變?yōu)橐詸C電為動力最終實現(xiàn)精密機械加工的數(shù)控機床。 設(shè)備現(xiàn)代化改造是指應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)成就和先進(jìn)經(jīng)驗，適應(yīng)生產(chǎn)的需要，改變現(xiàn)有設(shè)備的結(jié)構(gòu) (包括更換新部件、新裝置、新附件等 )，改善現(xiàn)有設(shè)備的技術(shù)性能，使之全部或 局部達(dá)到新設(shè)備的性能。針對各種方案的設(shè)備使用總成本，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析 [1]，選用下列公式計算： 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 式中： 錯誤 !未找到引用源。 —— 現(xiàn)代化改裝后設(shè)備到 j 年的使用總成本； 5 錯誤 !未找到引用源。 —— 高效率新設(shè)備的勞動生產(chǎn)率系數(shù)； 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 —— 舊設(shè)備在 j 年的使用費用； 錯誤 !未找到引用源。 一 —— 大修理后在 j 年的使用費用： 錯誤 !未找到引用源。 比較各種方案的設(shè)備使用總成本，取總成本最小的方案。= 錯誤 ! 未找到引用源。= 錯誤 ! 未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。如果設(shè)備只使用 3 年，以繼續(xù)使用原設(shè)備方案為最佳；如果使用 46 年，則對原設(shè)備進(jìn)行大修理的方案為佳；如果設(shè)備使用 6 年以上到 8 年，則最佳方案是將原舊機床改裝為數(shù)控化機床；如果使用 9 年以上，則可更將普通機床更換為全新數(shù)控機床為最佳方案。我們在實現(xiàn)對機床的改造的過程中堅持 這樣一條原則：在盡量不改變車床原有功能的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)自動控制的目的，完成改造。 用來夾住工件，并帶動工件一起轉(zhuǎn)動。 。 用來裝夾刀具。托板和尾座可沿著導(dǎo)軌移動。數(shù)控系統(tǒng)多數(shù)為以單板機為主控制單元的簡易數(shù)控系統(tǒng)。 10 圖 21 數(shù)控機床工作原理圖 本系統(tǒng)由數(shù)控單元雙 8031 機、步進(jìn)驅(qū)動單元、專用控制程序、功率驅(qū)動、步進(jìn)電機、步進(jìn)電機減速裝置或轉(zhuǎn)位機構(gòu)和絲杠等組成。然后執(zhí)行下面的加工程序。因為若改造主軸箱，必然使機床改造的總費用加大，改造周期也將延長，這樣會降低中、小型普通機床的改造的經(jīng)濟(jì)價值。傳動鏈的增長，不僅使進(jìn)給箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還因齒輪間隙的多個累積，反向間隙增大，急驟地降低了反向定位精度。 導(dǎo)軌副設(shè)計 在導(dǎo)軌上粘接軟帶。軟帶耐磨損，且嵌入性能好， 12 與其配合的金屬導(dǎo)軌面不會拉傷。步進(jìn)電機與控制電路、功率放大驅(qū)動電路組成一體，構(gòu)成步進(jìn)電機驅(qū)動系統(tǒng)。 圖 31 基于電子電路控制系統(tǒng) 此種方案即可為開環(huán)控制，也可閉環(huán)控制。 該方案多通過一些大規(guī)模集成電路來控制其脈沖輸出頻率和脈沖輸出數(shù)，功能相對較單一，如需改變控制方案，必須需重新設(shè)計，因此靈活性不高。 本方案有以下優(yōu)點 (1)單片機軟件編程可以使復(fù)雜的控制過程實現(xiàn)自動控制和精確控制，避免了失步、振蕩等對控制精度的影響： (2)大大提高了接口電路的靈活性和通用性 :(3)單片機的強大功能使顯示電路、鍵盤電路、復(fù)位電路等外圍電路有機的組合，大大提高系統(tǒng)的交互性。步進(jìn)電機控制系統(tǒng)有 PLC、環(huán)形分配器和功率驅(qū)動電路組成。 PLC 控制的步進(jìn)電機可以采用軟件環(huán)形分配器，也可采用硬件環(huán)形分配器。 采用軟件來產(chǎn)生控制步進(jìn)電機的環(huán)型脈沖信號，并用 PLC 中的定時器來產(chǎn)生速度脈沖信號，這樣就可以省掉專用的步進(jìn)電機驅(qū)動器，降低硬件成本。 每輸出一個控制字就相當(dāng)于發(fā)送一個步進(jìn)脈沖，脈沖與脈沖之間應(yīng)有時間間隔，即脈沖周期，它反映了步進(jìn)電機的步進(jìn)頻率，即速度。 下圖給出了采用程序延時的方法，步進(jìn)電機單向旋轉(zhuǎn)的程序原理框圖。 ) PA 口 A 錯誤 !未找到引用源。 運行總步數(shù) DPTR 首地址 循環(huán)步數(shù) 錯誤 !未找到引用源。在實際應(yīng)用中，完全可以用多段的直線變化去逼近指數(shù)變化，這里采用恒加速過程。所以，對步進(jìn)電機的變速控制就是合理的改變其步進(jìn)周期，即合理地 確定每個脈沖之間的延時時間，使步進(jìn)