设计简介
随着当今工业设备对精密程度的要求越来越高，加工设备的机械加工设备的加工的精密程度也要求越来越高。而在中国的机械加工设备的车床中普通车床占了很大比例。这已经越来越制约着当今工业的发展。而数控机床由于价格昂贵，且需要较高技术的加工工人。所以对机床进行自动化很是必要。本篇论文是在对普通卧式车床的基础上对其进行自动化。
在搜索、查阅研究大量有关资料的基础上，对机床自动化技术进行了深入的研究和分析，并描述了机床控制系统的设计。整个过程主要对车床纵、X向(横向)进给系统进行，选用自动转位刀架，由脉冲发生器来加工所需要的螺纹。整个控制系统以SPCE061A型号的单片机为中心，通过编程对机床的驱动设备进行控制以达到所需要的加工程度。
关键词： 机床 自动化机床 控制系统
With the development of industry equipment, the precision required of industry equipment is more and more high. The more and more precision of equipment which machined the industry equipment is required. But in China the common lathe have a very great comparison in the machined equipment, this already restrict the development of industrial nowadays. But the CN lathe is more expensive, and needed workers with higher technically. So it is a necessity very much to modify the common lathe to lathes automatic. This paper is in the foundation of the commonness horizontal lather and modified it to Lathes automatic.
The author has performed the further research and for the lathes automatic modification on the basis of the constant consultation of abundant relative documents, which focuses on describing the design of control of the machine. The main to modify the lathe is to modify the portrait, horizontal enter to the system in the Whole modification process and choose the automatic knife rest and be processed the thread need by pulser. The whole control system with the CPU of SPCE061A is to control the machine for center, through a plait distance drive tool machine an equipments to carry on control to attain need of process degree.
Keywords Machinery Tool Reform Lathes automatic Servo system
第1章 绪论 5
1.1 数控技术的应用与发展 5
1.1.1数控机床与发展趋势 5
1.1.2数控技术 6
1.1.3数控技术发展趋势 9
1.1.4数控技术在机械工业中的进展 11
1.2数控的必要性 11
1.2.1机床与生产线数控化的市场 11
1.2.2机床数控化的必要性 12
1.3数控化的内容及优缺点 13
1.4对我国数控技术和产业化发展的战略见解 15
1.4.1形势考虑 15
1.5.2发展策略 15
1.5本文的选题及主要研究内容 16
1.5.1本文的选题 16
1.5.2主要研究内容 16
第2章 车床数控设计步骤 17
2.1 车床的数控概述 17
2.1.1数控机床工作原理及组成 17
2.1.2设计内容及任务 18
2.1.3 数控部分的设计 18
2.1.4机械部分的设计 19
2.2 可行性论证 19
第3章 数控方案确定 20
3.1系统的运动方式与伺服系统的选择 20
3.2 计算机系统 20
3.3 机械传动方式 21
3.4 运动方式的确定 21
3.5 系统的选择 21
3.6 机构传动方式的确定 21
3.7 微机的选择 21
3.8 总体方案框图 21
第4章 机械部分设计与计算(含电机计算与选择) 22
4.1 X向(横向)进给伺服系统机械部分计算与校核实例 22
4.1.1 计算切削力 22
4.1.2 滚珠丝杆螺母副的设计、计算与选型 23
4.1.3 齿轮传动比计算 26
4.1.4 X向(横向)直流伺服电机的计算，校核和选型 27
5.2Z向(纵向)进给伺服系机械部分计算与校核 33
5.2.1 计算切削力 33
5.2.2 丝杆螺母副的计算和造型 33
5.2.3 齿轮传动比计算 37
5.2.4 直流伺服电机的计算和选型 38
第5章 主传动系统设计计算 42
5.1车床主参数和基本参数 42
5.2拟定参数的步骤和方法 42
5.2.1 极限切削速度Vmax、Vmin 42
5.2.2 主轴的极限转速 43
5.2.3 主电机功率——动力参数的确定 43
5.2.4确定结构式 44
5.2.5确定结构网 44
5.2.6绘制转速图和传动系统图 45
5.3 确定各变速组此论传动副齿数 46
5.4 带传动设计 47
5.5 计算转速的计算 48
5.6 齿轮模数计算及验算 49
5.7 传动轴最小轴径的初定 53
第6章 数控系统的选择 54
6.1数控系统基本硬件组成 54
6.2 单片机控制系统的设计 56
6.3 总体程序控制 59
6.3.1流程图 59
6.3.2主程序 59
6.4 键盘设计 61
6.4.1键盘定义及功能 61
6.4.2 键盘程序设计 61
6.5 显示器设计 66
6.5.1显示器显示方式的选用 66
6.5.2显示器接口 67
6.5.3 8155扩展I/O端口的初始化 67
6.6 车床数控系统软件的设计 68
6.6.1 直线插补程序设计 68
6.6.2 圆弧插补程序的设计 71
6.7 光电隔离电路 76
总结与展望 78
参考文献 79
致 谢 80
在搜索、查阅研究大量有关资料的基础上，对机床自动化技术进行了深入的研究和分析，并描述了机床控制系统的设计。整个过程主要对车床纵、X向(横向)进给系统进行，选用自动转位刀架，由脉冲发生器来加工所需要的螺纹。整个控制系统以SPCE061A型号的单片机为中心，通过编程对机床的驱动设备进行控制以达到所需要的加工程度。
关键词： 机床 自动化机床 控制系统
With the development of industry equipment, the precision required of industry equipment is more and more high. The more and more precision of equipment which machined the industry equipment is required. But in China the common lathe have a very great comparison in the machined equipment, this already restrict the development of industrial nowadays. But the CN lathe is more expensive, and needed workers with higher technically. So it is a necessity very much to modify the common lathe to lathes automatic. This paper is in the foundation of the commonness horizontal lather and modified it to Lathes automatic.
The author has performed the further research and for the lathes automatic modification on the basis of the constant consultation of abundant relative documents, which focuses on describing the design of control of the machine. The main to modify the lathe is to modify the portrait, horizontal enter to the system in the Whole modification process and choose the automatic knife rest and be processed the thread need by pulser. The whole control system with the CPU of SPCE061A is to control the machine for center, through a plait distance drive tool machine an equipments to carry on control to attain need of process degree.
Keywords Machinery Tool Reform Lathes automatic Servo system
目 录
目 录 2第1章 绪论 5
1.1 数控技术的应用与发展 5
1.1.1数控机床与发展趋势 5
1.1.2数控技术 6
1.1.3数控技术发展趋势 9
1.1.4数控技术在机械工业中的进展 11
1.2数控的必要性 11
1.2.1机床与生产线数控化的市场 11
1.2.2机床数控化的必要性 12
1.3数控化的内容及优缺点 13
1.4对我国数控技术和产业化发展的战略见解 15
1.4.1形势考虑 15
1.5.2发展策略 15
1.5本文的选题及主要研究内容 16
1.5.1本文的选题 16
1.5.2主要研究内容 16
第2章 车床数控设计步骤 17
2.1 车床的数控概述 17
2.1.1数控机床工作原理及组成 17
2.1.2设计内容及任务 18
2.1.3 数控部分的设计 18
2.1.4机械部分的设计 19
2.2 可行性论证 19
第3章 数控方案确定 20
3.1系统的运动方式与伺服系统的选择 20
3.2 计算机系统 20
3.3 机械传动方式 21
3.4 运动方式的确定 21
3.5 系统的选择 21
3.6 机构传动方式的确定 21
3.7 微机的选择 21
3.8 总体方案框图 21
第4章 机械部分设计与计算(含电机计算与选择) 22
4.1 X向(横向)进给伺服系统机械部分计算与校核实例 22
4.1.1 计算切削力 22
4.1.2 滚珠丝杆螺母副的设计、计算与选型 23
4.1.3 齿轮传动比计算 26
4.1.4 X向(横向)直流伺服电机的计算，校核和选型 27
5.2Z向(纵向)进给伺服系机械部分计算与校核 33
5.2.1 计算切削力 33
5.2.2 丝杆螺母副的计算和造型 33
5.2.3 齿轮传动比计算 37
5.2.4 直流伺服电机的计算和选型 38
第5章 主传动系统设计计算 42
5.1车床主参数和基本参数 42
5.2拟定参数的步骤和方法 42
5.2.1 极限切削速度Vmax、Vmin 42
5.2.2 主轴的极限转速 43
5.2.3 主电机功率——动力参数的确定 43
5.2.4确定结构式 44
5.2.5确定结构网 44
5.2.6绘制转速图和传动系统图 45
5.3 确定各变速组此论传动副齿数 46
5.4 带传动设计 47
5.5 计算转速的计算 48
5.6 齿轮模数计算及验算 49
5.7 传动轴最小轴径的初定 53
第6章 数控系统的选择 54
6.1数控系统基本硬件组成 54
6.2 单片机控制系统的设计 56
6.3 总体程序控制 59
6.3.1流程图 59
6.3.2主程序 59
6.4 键盘设计 61
6.4.1键盘定义及功能 61
6.4.2 键盘程序设计 61
6.5 显示器设计 66
6.5.1显示器显示方式的选用 66
6.5.2显示器接口 67
6.5.3 8155扩展I/O端口的初始化 67
6.6 车床数控系统软件的设计 68
6.6.1 直线插补程序设计 68
6.6.2 圆弧插补程序的设计 71
6.7 光电隔离电路 76
总结与展望 78
参考文献 79
致 谢 80
