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CA6140 普通車床微機(jī)數(shù)控改造設(shè)計(jì) I 摘 要 物競(jìng)天擇 適者生存 一些不適應(yīng)社會(huì)發(fā)展在機(jī)床必將被淘汰 所以實(shí)施機(jī)床的數(shù) 控化改造是機(jī)械行業(yè)在必然趨勢(shì) 通過(guò)搜集資料 實(shí)踐研究等方法對(duì)機(jī)床就行改造即是 用較少的成本去創(chuàng)造更高的價(jià)值 而這也將極大的推動(dòng)中國(guó)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展 經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐證明普通機(jī)床數(shù)控化改造具有一定經(jīng)濟(jì)性 實(shí)用性和穩(wěn)定性 所以很 多企業(yè)紛紛將現(xiàn)有機(jī)床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床 這種做法具有投資少 見(jiàn)效快的特點(diǎn) 事實(shí)證明 機(jī)床的數(shù)控化改造可以為企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益 目前機(jī)床數(shù)控化改造的市場(chǎng)在我國(guó)還有很大的發(fā)展空間 現(xiàn)在我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率不 到 3 用普通機(jī)床加工出來(lái)的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差 品種少 檔次低 成本高 供貨期 長(zhǎng) 從而在國(guó)際 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力 直接影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品 市場(chǎng) 效益 影 響企業(yè)的生存和發(fā)展 所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率 本文以車床的數(shù)控改造為例 介紹了機(jī)床數(shù)控改造的方法 包括其結(jié)構(gòu)的改造設(shè)計(jì) 性能與精度的選擇以及最后改造 方案的確定 關(guān)鍵字 CA6140 機(jī)床 數(shù)控化 改造 設(shè)計(jì) CA6140 普通車床微機(jī)數(shù)控改造設(shè)計(jì) II Abstract Natural selection survival of the fittest Have to adapt to social development will be eliminated in the machine so the implementation of the transformation of CNC machine tools in machinery industry is an inevitable trend By gathering information practical research methods such as the transformation of the machine that is on the line with less cost to create higher value And this will greatly promote the development of China s machinery industry After a lot of practice proved ordinary CNC transformation with a certain economy practicality and stability So many companies have transformed into an existing machine Economical CNC machine tools this approach has less investment quick features Facts have proved that NC transformation tools can bring considerable economic benefits for the enterprise Currently CNC transformation of the market in our country there is still much room for development is now China s machine tool CNC rate of less than 3 Out of the ordinary machining widespread poor quality products less variety low grade high cost long delivery period so uncompetitive in the international and domestic markets directly affect a company s products markets effectiveness impact business survival and development it is necessary to greatly improve the rate of CNC machine tools In this paper CNC lathe transformation for example describes a method of CNC transformation including identification of the transformation of the design of its structure the performance and accuracy of selection and the final transformation of the program Keywords CA6140 machine tools numerical control transformation design CA6140 普通車床微機(jī)數(shù)控改造設(shè)計(jì) III 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 第一章 緒論 1 1 1 數(shù)控改造的背景 1 1 2 數(shù)控改造的意義 1 1 3 設(shè)計(jì)要求 2 1 3 1 給定參數(shù) 2 1 3 2 設(shè)計(jì)要求 2 第二章 改造的總體構(gòu)思與技術(shù)方案 4 2 1 CA6140 普通車床的組成 4 2 2 總體改造方案 5 2 2 1 機(jī)械部分改造 6 2 2 2 數(shù)控部分的改造 7 第三章 機(jī)械部分改造設(shè)計(jì) 8 3 1 滾珠絲杠螺母副的型號(hào)選擇與校核 8 3 1 1 縱向滾珠絲杠螺母副的型號(hào)選擇與校核 8 3 1 2 橫向滾珠絲杠螺母副的型號(hào)選擇與校核 13 3 2 齒輪有關(guān)計(jì)算與校核 15 3 2 1 有關(guān)齒輪計(jì)算 15 3 2 2 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 15 3 2 3 所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算 16 3 3 步進(jìn)電機(jī)選擇與計(jì)算 17 3 3 1 步進(jìn)電機(jī)選用的基本原則 17 3 3 2 縱向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定 18 3 3 3 橫向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定 18 第四章 單片機(jī)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 4 1 微機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 20 4 1 1 控制系統(tǒng)的功能要求 20 4 1 2 硬件電路的組成 20 4 2 單板機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 4 2 1 硬件配置 21 4 2 2 存貯器空間分配 21 4 2 3 I O 口地址分配 21 4 2 4 光電隔離電路 22 4 3 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) 22 CA6140 普通車床微機(jī)數(shù)控改造設(shè)計(jì) IV 4 3 1 程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 22 4 3 2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 23 4 3 3 并行 I O 接口電路的擴(kuò)展 24 4 4 譯碼電路設(shè)計(jì) 26 4 5 其他輔助電路設(shè)計(jì) 26 4 5 1 復(fù)位電路 26 4 5 2 越界報(bào)警電路 27 4 5 3 掉電保護(hù)電路 27 第五章 軟件設(shè)計(jì)部分 28 5 1 控制系統(tǒng)的監(jiān)控管理程序 28 5 2 控制 LED 顯示子程序 28 5 3 管理鍵盤子程序 30 5 4 直線插補(bǔ)子程序 31 第六章 總體結(jié)論 34 參考文獻(xiàn) 35 致謝 36 CA6140 普通車床微機(jī)數(shù)控改造設(shè)計(jì) 5 第一章 緒論 1 1 數(shù)控改造的背景 數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比 增加了功能 提高了性能 簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu) 較好地解決形狀復(fù)雜 精密 小批量及形狀多變零件的加工問(wèn)題 能獲得穩(wěn)定的加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率 其應(yīng) 用越來(lái)越廣泛 但是數(shù)控的應(yīng)用也受到其他條件限制 1 數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴 一次性 投資巨大 中小企業(yè)常是心有力而力不足 2 目前 各企業(yè)都有大量的普通機(jī)床 完 全用數(shù)控機(jī)床替換根本不可能 而且替代下的機(jī)床閑置起來(lái)又會(huì)造成浪費(fèi) 3 在國(guó)內(nèi) 訂購(gòu)新數(shù)控機(jī)床的交貨周期一般較長(zhǎng) 往往不能滿足生產(chǎn)急需 4 通用數(shù)控機(jī)床對(duì)某 一類具體生產(chǎn)項(xiàng)目有多余功能 要較好的解決上述問(wèn)題 應(yīng)走通用機(jī)床數(shù)控改造之路 普通機(jī)床的改造就是在普通 機(jī)床上增加微機(jī)數(shù)控裝置 使其具有一定的自動(dòng)化能力 以實(shí)現(xiàn)額定的加工工藝目標(biāo) 機(jī)床數(shù)控化改造的優(yōu)點(diǎn) 1 改造閑置設(shè)備 能發(fā)揮機(jī)床原有的功能和改造后的新 增功能 提高了機(jī)床的使用價(jià)值 可以提高固定資產(chǎn)的使用效率 2 適應(yīng)多品種 小 批量零件生產(chǎn) 3 自動(dòng)化程度提高 專業(yè)性強(qiáng) 加工精度高 生產(chǎn)效率高 4 降 低對(duì)工人的操作水平的要求 5 數(shù)控改造費(fèi)用低 經(jīng)濟(jì)性好 6 數(shù)控改造的周期 短 可滿足生產(chǎn)急需 目前機(jī)床數(shù)控化改造的市場(chǎng)在我國(guó)還有很大的發(fā)展空間 現(xiàn)在我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率不 到 3 用普通機(jī)床加工出來(lái)的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差 品種少 檔次低 成本高 供貨期 長(zhǎng) 從而在國(guó)際 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力 直接影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品 市場(chǎng) 效益 影 響企業(yè)的生存和發(fā)展 所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率 普通車床 如 C616 C618 CA6140 等是金屬切削加工最常用的一類機(jī)床 普通機(jī) 床刀架的縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)掛輪傳遞而來(lái) 通過(guò)進(jìn)給箱變速后 由光杠或絲杠帶動(dòng)溜板箱 縱溜箱 橫溜板移動(dòng) 進(jìn)給參數(shù)要靠手工預(yù)先調(diào)整好 改變 參數(shù)時(shí)要停車進(jìn)行操作 刀架的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不能聯(lián)動(dòng) 切削次序也由 人工控制 對(duì)普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造 主要是將縱向和橫向進(jìn)給系統(tǒng)改為用微機(jī)控制的 能 獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給伺服系統(tǒng) 刀架改造成為能自動(dòng)換刀的回轉(zhuǎn)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)行切削加工 由于加工過(guò)程中的切削參數(shù) 切削次 序和刀具都會(huì)按程序自動(dòng)調(diào)節(jié)和更換 再加上縱向和橫向進(jìn)給聯(lián)動(dòng)的功能 數(shù)控改裝后 的車床就可以加工出各種形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)零件 并能實(shí)現(xiàn)多工序自動(dòng)車削 從而提高了 生產(chǎn)效率和加工精度 也能適應(yīng)小批量多品種復(fù)雜零件的加工 1 2 數(shù)控改造的意義 1 節(jié)約成本 與購(gòu)置新機(jī)床相比 數(shù)控化改造可以節(jié)省 60 到 80 的費(fèi)用