CA6150普通車床的數(shù)控技術(shù)改造
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- CA6150普通車床的數(shù)控技術(shù)改造
目錄
第一章 緒論 - 3 -
數(shù)控技術(shù)和裝備發(fā)展趨勢 - 3 -
第二章 數(shù)控機床系統(tǒng)總體設(shè)計 - 8 -
一 總體方案設(shè)計內(nèi)容 - 8 -
二 總體方案確定 - 8 -
第三章 進給系統(tǒng)設(shè)計計算 - 10 -
一 選擇脈沖當量 - 10 -
二 計算切削力 - 10 -
三 滾珠絲杠螺母副的計算和選型 - 11 -
四 齒輪進給齒輪箱傳動比計算 - 20 -
五 步進電機的計算和選型 - 21 -
第四章 微機數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計 - 26 -
一 微機數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計綱要 - 26 -
[一] 硬件電路設(shè)計 - 26 -
[二] 軟件電路設(shè)計 - 27 -
二 8031單片機及其擴展 - 27 -
[一] 8031單片機的簡介 - 27 -
[二] 8031單片機的系統(tǒng)擴展 - 28 -
[三] 存儲器擴展 - 30 -
[四] I/O口的擴展 - 31 -
三 步進電機驅(qū)動電路 - 32 -
[一] 脈沖分配器（環(huán)行分配器） - 32 -
[二] 光電隔離電路 - 33 -
[三] 功率放大器 - 33 -
[四] 其他輔助電路 - 34 -
四 數(shù)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計 - 35 -
[一] 軟件脈沖分配器 - 35 -
[二] 逐點比較法插補程序 - 37 -
[三] 步進電機升降速軟件設(shè)計 - 38 -
第五章 數(shù)控機床零件加工程序 - 40 -
第六章 總結(jié)與展望 - 41 -
一 總體方案設(shè)計內(nèi)容
接到一個數(shù)控裝置的設(shè)計任務(wù)以后，必須首先擬定總體方案，繪制系統(tǒng)總體框圖，才能決定各種設(shè)計參數(shù)和結(jié)構(gòu)，然后再分別對機械部分和電氣部分進行設(shè)計。
機床數(shù)控系統(tǒng)總體方案的擬定包括以下內(nèi)容：系統(tǒng)運動方式的確定、伺服系統(tǒng)的選擇、執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及傳動方式的確定，計算機系統(tǒng)的選擇等內(nèi)容。
一般應(yīng)根據(jù)設(shè)計任務(wù)和要求提出數(shù)個總體方案，進行綜合分析、比較和論證，最后確定一個可行的總體方案。
一、 系統(tǒng)運動方式的確定
數(shù)控系統(tǒng)按運動方式可分為點位控制系統(tǒng)、點位直線控制系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。
二、 控制方式的選擇
系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。
經(jīng)濟型數(shù)控機床普遍采用開環(huán)伺服系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)中，沒有檢測反饋裝置，數(shù)控裝置發(fā)出的信號的流程是單向的，也正是由于信號的單向流程，它對機床移動部件的實際位置不做檢測，所以機床加工精度要求不太高，其精度主要取決于伺服系統(tǒng)的性能。開環(huán)伺服系統(tǒng)主要由步進電機驅(qū)動。這類機床工作比較穩(wěn)定，反應(yīng)迅速，調(diào)試和維修都比較簡單。
二 總體方案確定
（1）、系統(tǒng)的運動方式伺服系統(tǒng)的選擇
由于改造后的經(jīng)濟型數(shù)控機床應(yīng)具備定位，直線插補，順、逆圓弧插補，暫停，循環(huán)加工，公英制螺紋加工等功能，故應(yīng)選擇連續(xù)控制系統(tǒng)。考慮達到屬于經(jīng)濟型數(shù)控機床加工精度要求不高，為了簡化結(jié)構(gòu)、降低成本，采用步進電機開環(huán)控制系統(tǒng)。
（2）、數(shù)控系統(tǒng)
根據(jù)機床要求，采用8位微機。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，抗干擾性強，具有很高的性能價格比等特點，決定采用MCS-51系列的8031單片機擴展系統(tǒng)。
控制系統(tǒng)由微機部分、鍵盤及顯示器、I/O接口及光電隔離電路、步進電機功率放大電路等組成，系統(tǒng)的加工程序和控制命令通過鍵盤操作實現(xiàn)，顯示器采用數(shù)碼管顯示加工數(shù)據(jù)及機床狀態(tài)等信息。
（3）、機械傳動方式
為實現(xiàn)機床所要求的分辨率，采用步進電機經(jīng)齒輪減速再傳動絲桿，為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，盡量減少摩擦力，選用滾珠絲桿螺母副。同時，為提高傳動剛度和消除間隙，采用預(yù)加負荷的結(jié)構(gòu)。齒輪傳動也要采用消除齒輪間隙的結(jié)構(gòu)。
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