课程设计--C6132普通车床微机数控化改装设计

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1、 第 1 页 共 42 页 课程设计说明书 C6132普通车床微机数控化改装设计 学 院：机械工程学院 班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 第 2 页 共 42 页 摘 要 机床数控化改造的研究是提高我国技术装备水平的重要项目， 在我国目前拥有大量超期服役和技术陈旧的机床急待更新的情况 下，由于数控机床的加工能力和资金受限，对机床进行数控化改 造是一条节约资金、快速有效的途径。 本文对C6132普通车床数控化改造进行了深入研究，包括对机 床改造进行可行性分析、对机床关键部件参数的计算、对机床结 构的设计、对机床改造方案优化选择、选择合适的机床伺服系统 和计算机系统， 以及在改造中应注意的事

2、项等进行了详细的论述。 结果表明:经改造后的机床已达到预期的功能和精度，完全能实现 加工外圆、锥度、螺纹、端面等的自动控制，提高了原机床的生 产效率，降低了劳动强度。 关键词:普通车床，数控改造，步进电机，经济型数控系统， MCS-51 第 3 页 共 42 页 目 录 第一章绪论5 1.1 数控技术与数控机床.5 1.2 机床数控化改造的兴起及意义.5 1.2.1 国外机床改造业的兴起 1.2.2 我国机床数控化改造的意义 1.3 本文所研究的主要内容.6 第二章车床总体改造方案设计7 2.1 设计任务.7 2.2 主传动系统的改造.7 2.2.1 主轴无级变速的实现 2.2.2 主轴脉冲编

3、码器的安装 2.3 横向进给传动系统的改造9 2.3.1 系统的运动方式与伺服系统的选择 2.3.2 机械传动方式 2.3.3 横向传动系统的改造 2.3.4. 齿轮传动间隙的消除 2.4 刀架部分的改造11 2.5 导轨的改造12 2.6 数控系统的类型及选择12 2.6.1 数控系统的分类 2.6.2 数控系统的选择 2.7 计算机系统的选择14 第三章横向进给系统的设计计算.15 3.1 横切端面时切削力计算15 3.2 横向滚珠丝杠螺母副的计算和选型16 3.3 横向减速器设计20 3.4 横向进给步进电机计算和选型20 第四章硬件电路设计.25 4.1 单片机数控系统硬件电路设计内容

4、25 4.2 MCS-51 系列单片机简介26 4.3 存储器扩展电路设计26 4.3.1 地址锁存器的选择 4.3.2 外部程序存储器的扩展 4.3.3 外部数据存储器的扩展 4.3.4 外部 I/O 接口电路的扩展 4.3.5 键盘接口电路的设计 4.4 译码电路设计28 4.5 其他辅助电路设计29 4.6 步进电机的控制30 4.6.1 步进电机的工作原理 4.6.2 步进电机的控制 第 4 页 共 42 页 4.6.3 步进电机接口及驱动电路 4.7 C6132普通车床微机数控化改装硬件设计说明32 第五章软件设计34 5.1 总体方案设计34 5.2 环形分配器软件设计34 5.3 逐点比较法的直线插补软件设计36 5.4 逐点比较法的圆弧插补软件设计37 5.5 步进电机自动升降速控制38 设计心得40 致谢41 参考文献42 第 5 页 共 42 页 第一章 绪论 1.1 数控技术与数控机床 数控技术，简称数控(Numerical CorltrolNC)，是利用数字化信息对机械运 动及加工过程进行控制的一种方法。由于现代数控