【正文】 相四相五相六相3648510612=M/M選用90BF002其最大靜轉(zhuǎn)距為400滿足要求: fk===4000HZ fv==833HZ  4. 微機(jī)控制部分在普通車床CA6140基礎(chǔ)上加數(shù)控部分,以使其成為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床,以完成較高的精度加工. 總體設(shè)計(jì)我國(guó)目前廣泛使用MCS51系列中的8031芯片,通過擴(kuò)展和I/O口擴(kuò)展功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床X,:控制步進(jìn)電機(jī)脈沖發(fā)生和脈沖分配,數(shù)碼顯示的字符發(fā)生,鍵盤掃描管理既用硬件管理,又可用軟件實(shí)現(xiàn),此次采用若干方案:,字符發(fā)生及鍵盤掃描均有軟件實(shí)現(xiàn). 近年來同外的一些主要的半導(dǎo)體制造廠家相繼生產(chǎn)了各種8位的單片微型端口及部分RAM于一體的功能很強(qiáng)的控制器。用于微機(jī)進(jìn)給和機(jī)床對(duì)零件操作，原有的支撐結(jié)構(gòu)也保留，電動(dòng)機(jī)、齒輪箱安裝在機(jī)床后側(cè)。（2）螺旋傳動(dòng) 原機(jī)床的絲杠屬于滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)，主要缺點(diǎn)就是機(jī)械效率低，一般僅為30~60%，與改造后的精度相差很多。伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)位量伺服控制有開環(huán)、閉環(huán)和半閉環(huán)三種控制方式。這種機(jī)床的性能及質(zhì)量較好。而這些機(jī)床又大量是多年累積生產(chǎn)的通用機(jī)床，自動(dòng)化程度不高，要想在近幾年內(nèi)大量用自動(dòng)、半自動(dòng)和精密機(jī)床更新現(xiàn)有設(shè)備，不論資金還是我國(guó)機(jī)床的能力是辦不到的。首先是技術(shù)的原因，過去20年里，金屬切削的基本原理變化不大，但社會(huì)的生產(chǎn)力的巨大發(fā)展，要求制造技術(shù)向自動(dòng)化和精密化前進(jìn)。數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)組成框圖如下：數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)組成框圖其工作原理是先根據(jù)被加工零件的形狀、尺寸和技術(shù)要求等條件，確定該零件的加工工藝過程、工藝參數(shù)，并按一定的規(guī)則形成數(shù)控系統(tǒng)能理解的加工程序。目 錄1． 緒 論 12． 總體方案確定 4 4 5 6 6 6 7 7 10 11 11 12 12 12 154. 微機(jī)控制部分 18 總體設(shè)計(jì) 18 18 18 8031對(duì)片外存儲(chǔ)器的選擇 19 8031并行I/O口擴(kuò)展 19 20 20. 關(guān)于電路原理圖的一些說明 216. 數(shù)控機(jī)床故障診斷 25 25 27 28 30 SolidWorks 軟件介紹 30 繪制草圖 31 裝配體設(shè)計(jì) 338. 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì) 37結(jié) 論 42致 謝 43參考文獻(xiàn) 441． 緒 論機(jī)床數(shù)控技術(shù)就是以數(shù)字化的信息實(shí)現(xiàn)機(jī)床自動(dòng)控制的專門技術(shù)，其中刀具與工件運(yùn)動(dòng)軌跡的自動(dòng)控制、刀具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的自動(dòng)控制是機(jī)床數(shù)字控制的最主要內(nèi)容。臥式車床數(shù)控化改造摘 要由于目前國(guó)內(nèi)的數(shù)控機(jī)床數(shù)量需求量大，達(dá)到300萬臺(tái)之巨，要進(jìn)行全部翻新在時(shí)間，物質(zhì)上尚不具有足夠的條件，為了達(dá)到的條件，為達(dá)到較高精度，實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)普通車床實(shí)行數(shù)控開環(huán)改造。數(shù)字控制機(jī)床(Numerical Control Machine Tools)簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床，這是一種將數(shù)字計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床的控制技術(shù)。即：將被加工零件的幾何信息和工藝信息數(shù)字化；按標(biāo)準(zhǔn)的格式編制成零件加工程序單；然后將此加工程序輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中，并將輸入到數(shù)控單元的加工程序進(jìn)行試運(yùn)行、刀具路徑模擬等。而刀具材料和電子技術(shù)卻有很的大的進(jìn)步，特別是微電子技術(shù)，電子計(jì)算機(jī)的技術(shù)進(jìn)步，反應(yīng)出控制系統(tǒng)，它能幫助機(jī)床自動(dòng)化又能提高加工精度，技術(shù)進(jìn)步和高生產(chǎn)率的要求，精密加工的增多等，突出了舊機(jī)床技術(shù)改造技術(shù)的必要性和急迫性。因此應(yīng)盡快將我國(guó)現(xiàn)有一部分普通機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和精密化改裝，是我國(guó)現(xiàn)有設(shè)備改造自動(dòng)化要求解決的課題。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動(dòng)化程序較低，是一種屬于中型的普通機(jī)床，在各廠礦企業(yè)的應(yīng)用很廣。開環(huán)控制的伺服系統(tǒng)存在著精度不能達(dá)到太高的基本問題，但是步進(jìn)電機(jī)具有位移和輸出脈沖的嚴(yán)格對(duì)應(yīng)關(guān)系，使誤差不能積累，轉(zhuǎn)速和輸出脈沖頻率有嚴(yán)格的對(duì)映關(guān)系，而且在負(fù)載能力范圍內(nèi)不受電流、電壓、負(fù)載大小、環(huán)境條件的波動(dòng)變化的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)裝置發(fā)出信號(hào)的流向是單向的，對(duì)移動(dòng)部件如工作臺(tái)的實(shí)際位置工件檢測(cè)。數(shù)控機(jī)床除了具有較高的定位精度外，還應(yīng)良好的動(dòng)態(tài)間應(yīng)特征，滾珠絲杠副的特點(diǎn)，傳動(dòng)效率高，一般達(dá)到90%以上，通過預(yù)緊力可消除絲杠間隙，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)精度高，有可靠性，磨損小，使用壽命長(zhǎng)，但制造復(fù)雜，成本高。 （4）縱、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用齒輪減速，并且用雙齒輪錯(cuò)齒法消除間隙，雙片齒輪間采用消除彈簧，布量成互為120的位置。目前國(guó)內(nèi)用得較廣，開發(fā)工具較齊的是MCS—51系列包含三個(gè)產(chǎn)品：8038051和8751。根據(jù)CPU與EPRAM時(shí)序匹配要求，可選用2片2764程序存儲(chǔ)器。 隨著運(yùn)行頻率的增高，步進(jìn)電機(jī)輸出力矩C帶動(dòng)負(fù)載的能力，這一產(chǎn)生的原因，作為功率放大器負(fù)載的步進(jìn)電機(jī)是電感負(fù)載。越界報(bào)警電路X，Z方向的越界和急停信號(hào)經(jīng)過門引入8031的P中斷原LNT，采用硬件申請(qǐng)中斷軟件查詢的方法。其目的是確認(rèn)系統(tǒng)的主要硬件是否可以正常工作。當(dāng)確認(rèn)所有項(xiàng)目都正確無誤后，整個(gè)系統(tǒng)才進(jìn)入正常的初始化完成狀態(tài)或運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)。只要系統(tǒng)不斷電，在線診斷就不會(huì)停止。（3）離線診斷 也稱手工診斷，由專門訓(xùn)練的技術(shù)人員查明故障原因、確定故障部位的高層次診斷。因此，這些系統(tǒng)不需要再輸入軟件就具備離線診斷機(jī)能。這使系統(tǒng)體積增大，價(jià)格提高。操作者也可通過顯示單元，用簡(jiǎn)單人機(jī)對(duì)話的方式選擇故障狀態(tài)，必要時(shí)回答系統(tǒng)的提問以補(bǔ)充為得出結(jié)論所需要的其他信息。只需按預(yù)定的時(shí)間對(duì)機(jī)床作一系列試運(yùn)行檢查。當(dāng)機(jī)床故障造成停機(jī)時(shí)，滾動(dòng)緩沖器記錄的內(nèi)容被“凍結(jié)”。 SolidWorks 軟件介紹 SolidWorks是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系統(tǒng),是由美國(guó)SolidWorks公司在總結(jié)和繼承了大型機(jī)械CAD軟件的基礎(chǔ)上,在Windows環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的第一個(gè)三維機(jī)械設(shè)計(jì)CAD軟件。進(jìn)入SolidWorks的操作界面如圖：圖7—1 繪制草圖圖7—2利用獨(dú)特的基于特征的零部件建模功能，可以使用拉伸、旋轉(zhuǎn)、薄壁特征、高級(jí)抽殼、放樣和掃描、陣列特征和孔輕松創(chuàng)建設(shè)計(jì)。具體如圖7—2所示。在產(chǎn)品的裝配圖作好之后，零件之間進(jìn)行配合加工比如：零件焊接、切除、打孔等功能。也可以從草圖開始,定義固定零件位置、基準(zhǔn)面等,然后參考這些定義來設(shè)計(jì)零件。 早期計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度低，對(duì)當(dāng)時(shí)的科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理影響還不大，但不能適應(yīng)機(jī)床實(shí)時(shí)控制的要求。于是將它移植過來作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進(jìn)入了計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）階段（把計(jì)算機(jī)前面應(yīng)有的通用兩個(gè)字省略了）。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高，但可以通過多處理器結(jié)構(gòu)來解決。 這是適應(yīng)機(jī)床向高速和高精度方向發(fā)展的需要。 （4）智能化數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)裝置 我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段。這些生產(chǎn)廠基本形成了我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地。從國(guó)際上來看，對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化水平估計(jì)大致如下。企業(yè)在技術(shù)方面自主創(chuàng)新能力不強(qiáng)，核心技術(shù)的工程化能力不強(qiáng)。戰(zhàn)略考慮由于能力有限，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中趙老師付出了很多心血，認(rèn)真地查閱了設(shè)計(jì)過程中涉及的資料，對(duì)此表示深摯的感謝。在此表示感謝。結(jié) 論通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì),使我對(duì)數(shù)控機(jī)床有了更加深刻的了解。我們應(yīng)站在國(guó)家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題，首先從社會(huì)安全看，因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國(guó)就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國(guó)就業(yè)的壓力，保障社會(huì)的穩(wěn)定；其次從國(guó)防安全看，西方發(fā)達(dá)國(guó)家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國(guó)家的戰(zhàn)略物質(zhì)，對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)禁運(yùn)和限制，“東芝事件”和“考克斯報(bào)告”就是最好的例證。市場(chǎng)占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規(guī)模生產(chǎn)；功能部件專業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低；外觀質(zhì)量相對(duì)差；可靠性不高，商品化程度不足；國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng)，用戶信心不足。我國(guó)現(xiàn)在已基本掌握了從數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)、數(shù)控主機(jī)、專機(jī)及其配套件的基礎(chǔ)技術(shù)，其中大部分技術(shù)已具備進(jìn)行商品化開發(fā)的基礎(chǔ)，部分技術(shù)已商品化、產(chǎn)業(yè)化。第二階段是在國(guó)家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國(guó)產(chǎn)化體系階段。 可以通過自動(dòng)識(shí)別負(fù)載，而自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳的運(yùn)行。 至少采用PC機(jī)作為它的前端機(jī)，來處理人機(jī)界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問題，由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)。所以我們?nèi)粘Ｖv的數(shù)控，實(shí)質(zhì)上已是指計(jì)算機(jī)數(shù)控了。總之，計(jì)算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。到1974年微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。隨著元器件的發(fā)展，這個(gè)階段歷經(jīng)了三代，即1952年的第一代電子管；1959年的第二代晶體管；1965年的第三代小規(guī)模集成電路。從此，傳統(tǒng)機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。在進(jìn)入SolidWorks時(shí),單擊（標(biāo)準(zhǔn)工具）中的新建選擇 (裝配體) 進(jìn)入裝配體的工作窗口,如圖：圖7—7然后通過配合使各個(gè)零件裝在一起形成裝配體, 所形成的裝配體如圖： 圖7—8刀架 上圖為刀架和刀架導(dǎo)軌的裝配體,其就用由下而上的裝配方法.下面是本次設(shè)計(jì)的車床CA6140的設(shè)計(jì)結(jié)果,具體如圖:圖7—9 CA6140車床8. 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)SolidWorks 支持大裝配的裝配模式，擁有干涉檢查、產(chǎn)品的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)仿真、編輯零件裝配體透明的功能。；以上是頂尖、導(dǎo)軌床身的設(shè)計(jì)結(jié)果。通過獨(dú)特的對(duì)多個(gè)實(shí)體的特征及控制，加快零部件建模速度。他還可以動(dòng)態(tài)模擬裝配過程,進(jìn)行靜態(tài)干涉檢查，計(jì)算質(zhì)量特征，如質(zhì)心、慣性矩等。（3）圖示技術(shù)的應(yīng)用 隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)圖示技術(shù)成果，不斷地移植到數(shù)控系境中。（1）運(yùn)用數(shù)宇伺服技術(shù)擴(kuò)大診斷范圍 隨著數(shù)事伺服技術(shù)的迅速發(fā)展和普及應(yīng)用，數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)者從機(jī)床和伺服系統(tǒng)直接獲得更多的信息。（3）通訊診斷系統(tǒng) 通訊診斷系統(tǒng)又稱海外診斷。如圖像識(shí)別、聲音識(shí)別、自動(dòng)翻譯和智能工業(yè)機(jī)器人等。（1）自修復(fù)診斷 正常情況下，自修復(fù)診斷在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置不參與運(yùn)行的備用模塊。離線診斷可在現(xiàn)場(chǎng)，也可在維修中心或原數(shù)控系統(tǒng)制造廠進(jìn)行。一臺(tái)帶有刀庫(kù)和交換工作臺(tái)的典型加工中心的診斷顯示信息有五百多條。此時(shí)系統(tǒng)不能投入正常運(yùn)行。某些特殊或規(guī)模龐大的系統(tǒng)起動(dòng)診斷周期要長(zhǎng)一些。6. 數(shù)控機(jī)床故障診斷現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷技