1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 1 頁 共 51 頁CK6163 車床數(shù)控化改造1 緒論 緒論1．1 選題目的及意義 選題目的及意義機(jī)床是裝備制造業(yè)的工作母機(jī)，是實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)和裝備現(xiàn)代化的基石。數(shù)控機(jī)床是一種高效率、高精度，能保證加工質(zhì)量，解決工藝難題，而且又有一定柔性的生產(chǎn)設(shè)備。自五十年代末世界上第一臺數(shù)控機(jī)床在美國研制成功的半個多世紀(jì)以來，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用封閉式開環(huán)控制模

2、式向通用型開放式實(shí)時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在美國、日本和德國等發(fā)達(dá)國家，他們的機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長行業(yè)，正處在黃金時代，由于技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是個永恒的課題。在國內(nèi)，機(jī)床的數(shù)控化改造是發(fā)展我國數(shù)控設(shè)備的一個重要方面。 《國務(wù)院關(guān)于加快振興裝備制造業(yè)的若干意見》的發(fā)布和實(shí)施，是提高我國國際競爭力，實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)全面、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略舉措，把發(fā)展數(shù)控裝備和數(shù)控系統(tǒng)及功能部件作為振興裝備制造業(yè)重大突破的 16 個關(guān)鍵領(lǐng)域之一，

3、對我國機(jī)床工具行業(yè)的發(fā)展，具有重要的指導(dǎo)意義。車床是金屬切削加工最常用的一類機(jī)床，它能夠加工內(nèi)外圓柱面、圓錐面、端面、螺紋等。普通車床由于造價低廉在我國運(yùn)用十分廣泛，但是因?yàn)槠溥M(jìn)給軸不能聯(lián)動，切削次序需要人工控制，致其效率低下并且無法加工復(fù)雜的回轉(zhuǎn)零件。對普通車床的數(shù)控化改造，主要是將縱向和橫向進(jìn)給系統(tǒng)改成用微機(jī)控制的并能獨(dú)立運(yùn)動的進(jìn)給伺服系統(tǒng)；將手動刀架換成能自動換刀的電動刀架。這樣，利用數(shù)控裝置，車床就可以按預(yù)先輸入的加工指令進(jìn)行切

4、削加工。改造后的車床針對性高，專業(yè)性強(qiáng)，可以加工出普通車床加工不了的曲線、曲面等復(fù)雜零件。加工精度高，尺寸分散度小，易于裝配?？梢詫?shí)現(xiàn)多工序集中加工，提高了相關(guān)加工精度，同時減少被加工零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。擁有自動補(bǔ)償?shù)裙δ?，簡化了傳統(tǒng)機(jī)床加工工藝中的工序，機(jī)床利用率大本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 3 頁 共 51 頁托板和刀架的總重力 G：1500 ； N最大進(jìn)給速度 ：縱向： ， max j V

5、min / 8 . 0 m橫向：0.4 ； min / m最大刀架快移速度 ：縱向：6 ， max V min / m橫向：4 ； min / m脈沖當(dāng)量 ：縱向：0.001 /脈沖， p ? mm橫向：0.0005 /脈沖； mm定位精度：縱向：0.01 ， mm橫向：0.005 ； mm啟動加速時間 ：縱向：200 ； 0 t ms橫向：100 ； ms電動刀架轉(zhuǎn)位數(shù)：41．2．2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的

6、內(nèi)容包括：系統(tǒng)運(yùn)動方式的確定，執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳動方案的確定，伺服電機(jī)類型及調(diào)速方案確定，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的選擇等。（1）系統(tǒng)的運(yùn)動方式：該車床改造后應(yīng)具有單坐標(biāo)定位，兩坐標(biāo)直線/圓弧插補(bǔ)的功能。所以數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)成連續(xù)控制型。（2）進(jìn)給伺服系統(tǒng)的類型：按任務(wù)要求采用直流電動機(jī)的半閉環(huán)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有精度高，動態(tài)性能良好的特點(diǎn)。相應(yīng)的進(jìn)給傳動鏈由自帶增量式光電編碼器的直流電機(jī)與減速機(jī)構(gòu)及滾珠絲杠螺母副組成。（3）數(shù)控系統(tǒng)處理器的選擇：采用

7、TI 公司推出的 MSP430 系列 16 位單片機(jī)，該系列單片功能強(qiáng)大，性價比高，是 16 位單片機(jī)中的主流芯片之一。另外采用 LM629 全數(shù)字專用運(yùn)動控制處理器，可以進(jìn)行位置與速度的反饋控制。（4）根據(jù)系統(tǒng)的要求，還要設(shè)計(jì)鍵盤與顯示電路，顯示界面采用 LED 數(shù)碼管，數(shù)控系統(tǒng)還可以和 PC 機(jī)串行通信，所以還要設(shè)計(jì)串行接口電路。（5）為了加工安全還需安裝縱向和橫向限位開關(guān)。（6）主軸電動機(jī)的交流變頻器的選擇及主軸脈沖發(fā)生器的選擇。