【正文】 本體為被控對象。常用的輸入／輸出裝置為操作 鍵盤和 CRT顯示器。 驅(qū)動控制裝置位于數(shù)控裝置和機床之間，它接收來自數(shù)控系統(tǒng)的指令信息，經(jīng)功率放大后，嚴 格按照指令信息的要求驅(qū)動機床的運動部件，完成指令規(guī)定的動作。進給軸伺服驅(qū)動裝置由位置控制單元、速度控制單元和測量反饋單元等部分組 成，它按照數(shù)控裝置發(fā)出的位置控制命令和速度控制命令正確驅(qū)動機床受控部件。電動機可以是各種步進電動機、直流伺服電動機或交流伺服電動機 。機床主要完成機床主軸選速、起停和方向控制功能，換刀功能，工件裝夾功能，冷卻、液壓、氣動、潤滑系統(tǒng)控制功能和其他機床輔助功能。 40 2 報告過程 準備工作充分 ,時間符合要求。 10 4 答 辯 回答問題有理論依據(jù)，基本概念清楚。 40 總 分 100 答 辯 組 評 語 答辯組組長（簽字）： 年 月 日 答辯 委員會 意見 答辯委員會負責人（簽字）： 年 月 日 61 畢業(yè)設計（論文）答辯記錄表 學生姓名 陳家帆 專業(yè)班級 09GZ 機電 2 學號 0925011205 設計 (論文 )題目 普通車床數(shù)控化改造設計 答辯時間 答辯地點 答辯委員會名單 問題 1 提問人： 問題： 回答（要點）： 問題 2 提問人： 問題： 回答（要點）： 問題 3 提問人： 問題： 回答（要點）： 記錄人簽名 （不足加附頁） 問題 4 提問人： 回答（要點）： 問題 5 問題： 提問人： 回答（要點）： 問題 6 提問人： 問題： 回答（要點）： 問題 7 提問人： 問題： 回答（要點）： 問題 8 提問人： 問題： 回答（要點）： 記錄人簽名 7 畢業(yè)設計（論文）成績評定總表 學生姓名：陳家帆 專業(yè)班級： 09GZ 機電 2 畢業(yè)設計（論文）題目： 普通車床數(shù)控化改造設計 成績類別 成績評定 Ⅰ指導教師評定成績 Ⅱ評閱人評定成績 Ⅲ答辯組評定成績 總評成績 Ⅰ 40%+Ⅱ 20%+Ⅲ 40% 評定等級 畢業(yè)設 計（論文） 普通車床數(shù)控化改造設計 學生姓名： 陳家帆 學 號： 0925011205 所在系部： 機械工程系 專業(yè)班級： 09GZ 機電 2 指導教師： 馬麗 □ 講師 日 期： 二○ 一二 年 五 月 摘 要 針對現(xiàn)有常規(guī) CA6150 普遍車床的缺點提出數(shù)控改裝方案和單片機系統(tǒng)設計，提高加工精度和擴大機床使用范圍，并提高生產(chǎn)率。采用以 8031為 CPU的控制系統(tǒng)對信號進行處理，由 I/O 接口輸出步進脈沖，經(jīng)一級齒輪傳動減速后，帶動滾動絲杠轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)縱向、橫向的進給運動 。 This paper presents the process of designing numerical control reform，and explicitly introduces the design of mechanical and numerical control system reforms。After transmitting and slowing down by force 1 gear, the step pulses drive the leading screw to roll。 Keyword： numerical control machine tool, single chip microputer system， reform design。 ? ??? 8. 3 計算滾珠絲桿因扭轉(zhuǎn)變形而產(chǎn)生的誤差 ??????????????? 9 確定滾珠絲桿螺母副的精度等級和規(guī)格型號?????????????? 確定滾珠絲桿螺母副的精度等級 ?????????????????? 確定滾珠絲桿螺母副的規(guī)格要求 ?????????????????? 結(jié)論????????????????????????????????? 致謝????????????????????????????????? 參考文獻 ?????????????????????????????? ? 1 引言 機床作為機械制造業(yè)的重要基礎裝備，它的發(fā)展一直引起人們的關(guān)注，由于計算機技術(shù)的興起，促使機床的控制信息出現(xiàn)了質(zhì)的突破，導致了應用數(shù)字化技術(shù)進行柔性自動化控制的新一代機床－數(shù)控機床的誕生和發(fā)展。隨著計算機的發(fā)展，數(shù)控機床也得到迅速的發(fā)展和廣泛的應用，同時使人們對傳統(tǒng)的機床傳動及結(jié)構(gòu)的概念發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變。數(shù)控機床是以數(shù)字化的信息實現(xiàn)機床控制的機電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對位置，機床電機的啟動和停止，主軸變速，工件松開和夾緊，刀具的選擇，冷卻泵的起停等各種操作和順序動作等信息用代碼化的數(shù)字記錄在控制介質(zhì)上，然后將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置或計算機，經(jīng)過譯碼，運算，發(fā)出各種指令控制機床伺服系統(tǒng)或其它的執(zhí)行元件，加工出所需的工件。 2. 加工精度高； 3. 生產(chǎn)效率高； 4. 減輕勞動強度，改善勞動條件； 5. 良好的經(jīng)濟效益； 6. 有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。我國數(shù)控機機床近幾年在產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)品開發(fā)上取得了明顯的進步，特別是在機床的高速化、多軸化、復合化、精密化方面進步很大。我國是一個機床大國，有三百多萬臺普通機床。舊機床的數(shù)控化改造，顧名思義就是在普通機床上增加微機控制裝置，使其具有一定的自動化能力，以實現(xiàn)預定的加工工藝目標。在國內(nèi)工廠的技術(shù)改造中，機床的微機數(shù)控化改造已成為重要方面。我國經(jīng)濟資源有限，國家大，機床需要量大，因此不可能拿出相當大的資金去購買新型的數(shù)控機床，而我國的舊機床很多，用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)改造普通機床，在投資少的情 況下，使其既能滿足 加工的需要，又能提高機床的自動化程度，比較符合我國的國情。到目前為止，已有很多廠家生產(chǎn)經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)。所以說，本畢業(yè)設計實例具有典型性和實用性。這樣，利用 CNC 裝置，車床就可以按照預先輸入的加工 程序進行切削加工。 總體方案的設計應考慮：機床數(shù)控系統(tǒng)運動方式、伺服系統(tǒng)的類型、計算機 (CNC 裝置 )及傳動方式的選擇等。如果工件相對于刀具移動過程中不進行切削，可選用點位控制方 式；如果要求工作臺或刀具沿各坐標軸的運動有確定的函數(shù)關(guān)系，即連續(xù)控制系統(tǒng)應具備控制刀具以給定速率沿加工路徑運動的功能。在點位控制系統(tǒng)中不具備連續(xù)控制系統(tǒng)中才具有的軌跡計算裝置，而連續(xù)控制系統(tǒng)中卻有點位系統(tǒng)的功能。這種系統(tǒng)叫點位 /直線系統(tǒng)。 由于普通 車床 CA6150 數(shù)控化改造后應具有定位，快速進給，直線插補，圓弧插補，暫停，循環(huán)加工和螺紋加工等功能，故應選用連續(xù)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)中設 有反饋電路，不帶檢測裝置，指令信號是單方向傳遞的。開環(huán)系統(tǒng)主要由步進電機驅(qū)動。 閉環(huán)控制系統(tǒng)具有裝在機床移動部件上的檢測反饋元件來檢測實際位移量，能補償系統(tǒng)的誤差，因而伺服控制精度高。 半閉環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)不同，不直接檢測工作臺的位置，而是用檢測元件測出驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)角，再間接推算出工作臺的實際位移量，也有反饋電路，其性能介于開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)之間。 功能部件的選擇 這主要是滾珠絲杠及支承方 式的選擇，電動回轉(zhuǎn)刀架選擇等等。機床電氣設計包括機床原理設計和 PLC 梯形圖設計等等。由于 MCS— 51 系列單片機具有集成度高、可靠性好、功能強、速度快、抗干擾能力強和性價比高等特點，因此采用 MCS— 51 系列的 8031單片機擴展系統(tǒng)。系統(tǒng)的加 工命令和控制程序通過鍵盤操作實現(xiàn)，顯示器采用數(shù)碼管顯示加工數(shù)據(jù)和機床狀態(tài)等信息。 最大加工長度： 1000mm?？v向， 1000mm；橫向， 250mm。 刀架快移速度：縱向 ，橫向 。 定位精度： 。 啟動加速時間： 30ms。 控制坐標數(shù)： 2。 實施方案 進給系統(tǒng)數(shù)控化改造的主要部件有：掛輪架、進給箱、溜板箱、溜板、刀架等。 進給箱部分：全部拆除，在該處安裝縱向進給步進電機與齒輪減速箱總成。滾珠絲杠的另一端支承座安裝在車床尾端原來裝軸承座部位。在該處還可以安裝部分操作按鈕。 刀架部分：拆除原刀架，在該處安裝自動回轉(zhuǎn)四方刀架總成。 已知機床主電動機的額定功率 Pm 為 ，最大工件直徑 500mm，主軸計算轉(zhuǎn)速n=80r/min。此時，導軌受到的垂向切削 分力Fv=Fz=，橫向切削分力 Fc=Fx= 移動部件的全部重力 W=700N (包括機床夾具和工件的質(zhì)量 )，查 23 表的鑲條緊固力 fg=1500N，取導軌動摩擦系數(shù)μ=，則 Fμ = μ（ W+fg+Fv+Fc） = (700+1500++) = 表 31 鑲條緊固力推薦值 導軌形式 主電動機功率 /KW 11 15 18 貼塑滑動導軌 500 800 1500 2021 2500 3000 3500 滾動直線導軌 25 40 75 100 125 150 175 按公式計算在不切削狀態(tài)下的導軌摩擦力 Fμ 0和 F0 Fμ