【正文】 在做設(shè)計(jì)的過程中，不但復(fù)習(xí)了所學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)，還學(xué)到 了新的知識(shí)，同時(shí)將所學(xué)到的知識(shí)充分的運(yùn)用起來，做到了學(xué)以致用。 8031 的 I/O 口也不能滿足輸入輸出口的要求，本系統(tǒng)也擴(kuò)展了兩片 8155可編程接口芯片。 轉(zhuǎn)矩 為了使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)（不失步，不越步）正常啟動(dòng)并滿足對(duì)轉(zhuǎn)速的要求，必須考慮以下條件 a. 起動(dòng)力矩。 3 200 ??? Dw F yjZFm? 3 400 ???? = 在這里 Fyj=Fm/3= Z=π dm/Dw= 50/= Z∑ = 1= 絲杠的總變形量 δ =δ 1+δ 2=+= 查表知 E 級(jí)精度允許的螺距誤差為 ，故所選絲杠合格 （ 3）滾珠絲杠螺母副的精度等級(jí)： 數(shù)控機(jī)床根據(jù)定位精度的要求通常選用 15 級(jí)精度的滾珠絲杠， 15級(jí) 度絲杠的行程公差數(shù)值如表２所示： 表 2 滾珠絲杠行程公差 /μ m 項(xiàng)目 符號(hào) 有效行程 lm/mm 精度等級(jí) 1 2 3 4 5 目標(biāo)行程公差 ep ＜ 315 6 8 12 16 23 315~400 7 9 13 18 25 400~500 8 10 15 20 27 500~630 9 11 16 22 30 行程變動(dòng)量公差 Vmp ＜ 315 6 8 12 16 23 315~400 6 8 12 17 25 400~500 7 10 13 19 26 500~630 7 11 14 21 29 任意 300mm 內(nèi)行程變動(dòng)量 V300p 6 8 12 16 23 2π rad 內(nèi)行程變動(dòng)量 V2π p 4 5 6 7 8 4 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的主要構(gòu)成如圖 4所示，一般由環(huán)形分配器、信號(hào)處理級(jí)、推動(dòng)級(jí)、驅(qū)動(dòng)級(jí)等各部分組成，用于功率步進(jìn)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)器還要有多種保護(hù)線路。v為 最大切削力條件下的進(jìn)給速度（ m／ min） ,可取最高進(jìn)給速度的 1/2～ 1/3。 橫溜板箱部分：將原橫溜板的絲杠的、螺母拆除，改裝橫向進(jìn)給滾珠絲杠螺 母副、橫向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)與齒輪減速箱總成安裝在橫溜板后部并與滾珠絲杠相連。 (9)改造總 體方案圖如圖 2 圖 2改造總體方案圖 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)參數(shù)一般包括車床的部分技術(shù)參數(shù)和自動(dòng)化改造設(shè)計(jì)數(shù)控自動(dòng)進(jìn)給伺服系統(tǒng)所需要的參數(shù)。 Including to enter an order processing procedures and controls the keyboard, can display data processing and machine status information display, including the isolation circuits and optoelectronic stepper motor drive circuit, In addition, the system should also include the thread processing using photoelectric pulse generator and other auxiliary circuit. Mechanical design for the main part of screw nut, such as gear selection and the corresponding design parameters to ensure that their basic requirements. Key words: general machine tools,SCM,automation,transformation,NC。改造花費(fèi)少、針對(duì)性強(qiáng)，改造后的機(jī)床大多能克服原機(jī)床的缺點(diǎn)和存在的問題，生產(chǎn)效率高。900。對(duì)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床來說，常采用的脈沖當(dāng)量為 ,在CA6140 的技術(shù)參數(shù)中，要求縱向脈沖當(dāng)量 fp 為 。考慮到簡易經(jīng)濟(jì)改裝，所以采用外循環(huán)。信號(hào)處理是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的某些轉(zhuǎn)換、合成等功能，產(chǎn)生斬波、抑制等特殊功能的信號(hào)，從而產(chǎn)生特殊功能的驅(qū)動(dòng)。 5 主軸交流伺服電機(jī) 主軸的變速范圍 主軸能實(shí)現(xiàn)的最高轉(zhuǎn)速與最 低轉(zhuǎn)速之比稱為變速范圍 Rn， 即 Rn=nmax/nmin,數(shù)控機(jī)床的工藝范圍寬，切削速度與刀具，工件直徑變化 很大，所以主軸變速范圍很寬。 （ 4）接口芯片 與外設(shè)的聯(lián)接及設(shè)計(jì)說明如下： 8155（ 2） ~ 輸出的指令脈沖通過光電隔離電路和功率放大電路直接驅(qū)動(dòng)縱向和橫向步進(jìn)電機(jī)的共八相繞組。 北京航天航空大學(xué)出版 [2] 孫國浩，左玉營 .機(jī)械制造技術(shù)裝備及設(shè)計(jì)。換刀回答信號(hào)經(jīng) 8155（ 1）的 輸入計(jì)算機(jī)，控制刀架開始進(jìn)給。 /step 脈沖當(dāng)量 : δ p=快速進(jìn)給速度： Vmax=1m/min 所以 ,變速箱內(nèi)齒輪的傳動(dòng)比 i=z2/z1= pL?3600? = ??? = （ 14） 齒輪的有關(guān)參數(shù)選取如下 : Z1=18 , Z2=30 ,模數(shù) m=2mm 齒寬 b=20mm 壓力角α =20176。 驅(qū)動(dòng)級(jí)也直接與電動(dòng)機(jī)各相繞組連接，它接受來自推動(dòng)級(jí)的信號(hào)，控制電機(jī)各相繞組的導(dǎo)通與截止，同時(shí)也對(duì)繞組承受的電壓和電流進(jìn)行控制。失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷為 Fk Fk=fz2EI/L2 式中： E 為絲杠材料彈性模量，對(duì)鋼 E= 104Mpa； I 為截面慣性矩，對(duì)絲杠圓截面 I=π dl4/64(mm4)(dl 為絲杠的底徑 )； L 為絲杠的最大工作長度（ mm）； fz為絲杠的支撐方式系數(shù)由表 1查得。切深抗力 Fy 與縱向進(jìn)給垂直，影響加工精度或已加工表面 質(zhì)量。 刀具補(bǔ)償量 進(jìn)給傳動(dòng)鏈間隙補(bǔ)償量 縱向 橫向 自動(dòng)升降速性能 具備 其它要求 （ 1） 原機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)布局基本不變，盡量減少改動(dòng)量 ，以降低成本 縮短改造周期。 （ 4）根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中除了 CPU外，還包括擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、 I/O接口電路；包括能輸入加工程序和控制命 令的鍵盤，能顯示加工數(shù)據(jù)和機(jī)床狀態(tài)信息的顯示器，包括光電隔離電路和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，此外，系統(tǒng)中還應(yīng)包括螺紋加工中用的光電脈沖發(fā)生器和其它輔助電路。 1 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 論文題目： 基于單片機(jī)的普通車床自動(dòng)化改造 機(jī)械部分設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 所在院系： 機(jī)電學(xué)院 所學(xué)專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及 其 自動(dòng)化 導(dǎo)師姓名： 完成時(shí)間： 2020 年 5 月 28 日 基于單片機(jī)的普通車床自動(dòng)化改造 摘 要 普通機(jī)床的自動(dòng)化改造主要是在合理選擇數(shù)控系統(tǒng)的前提下，然后再對(duì)普通車床進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋C(jī)械改造，為使改造后的機(jī)床有較好的精度保持性，除盡可能地減少電器和機(jī)械故障的同時(shí)，應(yīng)充分考慮機(jī)床零部件的耐磨性，電路極其控制部分選連續(xù)控制數(shù)控系統(tǒng)，使改造 后的普通車床具有定位、縱向和橫向的直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、進(jìn)行循環(huán)加工和螺紋加工等功能，進(jìn)給伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)，在保證一定加工精度的前提下簡化結(jié)構(gòu)、降低成本；自動(dòng)化改造后的數(shù)控車床采用 MCS— 51 系列單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)進(jìn)行微機(jī)控制，微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中除了CPU 外，還包括擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、 I/O 接口電路；包括能輸入加工程序和控制命令的鍵盤，能顯示加工數(shù)據(jù)和機(jī)床狀態(tài)信息的顯示器，包括光電隔離電路和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，此外，系統(tǒng)中還應(yīng)包括螺紋加工中用的光電脈沖發(fā)生器和其它輔助電路。在 8 位微機(jī)中選 MCS— 51 系列單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)， MCS— 51 系列單片機(jī)具有集成度高、可靠性好、功能強(qiáng)、速度快、抗干擾能力強(qiáng)，具有很高的性價(jià)比。 10mm 外形尺寸 長寬高 2418 1000 1267mm 圓度 工作精度 圓柱度 200: 平面度