设计简介
CA6140车床数控化改造
摘 要
针对现有常规CA6140普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，扩大机床使用范围，并提高生产率。本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了CA6140机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。采用以单片机为CPU的控制系统对信号进行处理，由 I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。
关键词: 数控机床 单片机数控系统 改装设计
Abstract
To remedy the defects of ordinary lather CA6140, a design of data processing system and its single chip microcomputer system program is put forward to raise the processing precision and extend the machine’s usage, and to improve production rate. This paper presents the process of designing numerical control reform，and explicitly introduces the design of mechanical and numerical control system reforms. We adopt control system which has single chip as CPU to cope with the signal，and output the step pulse through the I/O interface. After transmitting and slowing down by force 1 gear, the step pulses drive the leading screw to roll. Thus achieve the vertical movement and the crosswise movement.
Keyword: Numerical control machine tool ；Single chip microcomputer；system Reform design
目录
摘 要 I摘 要
针对现有常规CA6140普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，扩大机床使用范围，并提高生产率。本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了CA6140机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。采用以单片机为CPU的控制系统对信号进行处理，由 I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。
关键词: 数控机床 单片机数控系统 改装设计
Abstract
To remedy the defects of ordinary lather CA6140, a design of data processing system and its single chip microcomputer system program is put forward to raise the processing precision and extend the machine’s usage, and to improve production rate. This paper presents the process of designing numerical control reform，and explicitly introduces the design of mechanical and numerical control system reforms. We adopt control system which has single chip as CPU to cope with the signal，and output the step pulse through the I/O interface. After transmitting and slowing down by force 1 gear, the step pulses drive the leading screw to roll. Thus achieve the vertical movement and the crosswise movement.
Keyword: Numerical control machine tool ；Single chip microcomputer；system Reform design
目录
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1数控系统发展及趋势 1
1.1.1国内外数控系统发展概况 1
1.1.2数控技术发展趋势 1
1.1.3智能化新一代PCNC数控系统 1
1.2普通机床数控改造的目的与意义 2
1.2.1微观看改造的目的与意义 2
1.2.2宏观看改造的目的与意义 2
1.3数控改造的研究内容及优缺点 3
1.3.1国外改造业的兴起 3
1.3.2数控化改造的内容 3
1.3.3机床数控化改造的优缺点 3
第二章 普通车床数改的总体方案 4
2.1总体方案 4
2.1.1主传动系统和进给系统的改造 4
2.1.2主轴脉冲发生器 5
2.1.3主轴脉冲发生器的结构及原理 5
第三章 车床进给系统的数控化改造 7
3.1滚珠丝杠螺母副 7
3.1.1滚珠丝杠副的工作原理、特点及类型 7
3.1.2滚珠丝杠副的结构 8
3.1.3螺纹滚道型面的形状及其主要尺寸 8
3.1.4丝杠副的循环方式 9
3.2纵向进给系统的设计与计算 10
3.2.1纵向进给系统的设计计算 10
3.2.2滚珠丝杠设计计算 12
3.2.3齿轮及转距的有关计算 15
3.3横向进给系统的设计与计算 18
3.3.1横向进给系统的设计计算 18
3.3.2滚珠丝杠设计计算 19
3.3.2齿轮及转矩有关计算 21
3.4滚珠丝杠副轴向间隙的调整和预紧方法 22
3.5滚珠丝杠副的安装结构 24
3.5.1支承结构 24
3.6进给系统传动齿轮间隙的消除 25
3.6.1采用减速箱的目的及注意事项 25
3.6.2减少或消除空程的必要性和方法 25
4.1自动刀架的分类 26
4.2自动刀架的设计 26
第五章 数改CA6140步进电机的设计 28
5.1 步进电机的工作方式 28
5.2 步进电机的选择 28
5.2.1步进电机选用的基本原则 28
5.2.2数改CA6140纵向进给系统步进电机的确定 29
5.2.3数改CA6140横向进给系统步进电机的确定 30
第六章 数控系统硬件电路设计 31
6.1数控系统基本硬件组成 31
6.2单片机控制系统的设计 31
6.2.1硬件配置 31
6.2.2I/O口地址分配 31
6.2.3 步进电机与微型机的接口电路 32
6.2.4 方向控制 32
结 论 34
参考文献 35
致 谢 36
