ca6132型普通车床数控化改造设计.doc
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ca6132型普通车床数控化改造设计,摘 要 数控机床价格昂贵，一些企业要做一次性投资购买全新的数控机床经济上负担不起。针对这种情况，本课题提出对普通车床进行数控化改造，寻找一种可行的、有推广价值的设备改造方法。 本设计论文以ca6132为例，阐述了普通数控车床的主轴系统的改进及机床控制系统的改造。 机械部分的设计主要根据机械工业部的相关标准进...
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摘 要
数控机床价格昂贵，一些企业要做一次性投资购买全新的数控机床经济上负担不起。针对这种情况，本课题提出对普通车床进行数控化改造，寻找一种可行的、有推广价值的设备改造方法。
本设计论文以CA6132为例，阐述了普通数控车床的主轴系统的改进及机床控制系统的改造。
机械部分的设计主要根据机械工业部的相关标准进行设计，并尽可能的选用标准件，以使总体成本下降，提高其通用性和经济性。对主轴箱的改造采用了电磁离合器来改变齿轮的传动路线，同时结合变速手板的不同位置来达到主轴不变速要求。采用滚珠丝杆对原动机床的纵向、横向进给系统进行改造，驱动装置为步进电机。在主轴内安装了主轴脉冲发生器，由脉冲发生器发出脉冲信号到CNC系统，再由CNC系统控制步进电机，实现进给运动。电气控制部分考虑到实际情况，单片机在国内应用较为广泛，且用户反映普遍较好,价格也不昂贵。8031单片机是整个数控装置的核心。
关键词: CA6132车床 数控改造 滚珠丝杠 8031单片机
目 录
第一章 绪论 4
1.1 机床的数控化改造 4
1.1.1机床进行数控化改造的现状 4
1.1.2机床进行数控化改造的必要性 5
1. 2数控机床与数控技术 7
1.2.1数控机床 7
1.2.2数控技术 9
2.3轴联动加工和复合加工机床快速发展 15
第二章 设计方案和基本方案的确定 21
2.1设计任务 21
2.2总体方案设计的内容 21
2.2.1伺服驱动电机的选择 21
2.2.2控制芯片的选择 22
2.2.3微机数控制系统功能 22
2.3数控系统各部件的结构及其工作原理 23
2.3.1主控器 23
2.3.2选择芯片 25
2.3.3地址分配器及译码 26
2.4接口电路及辅助电路具体设计 27
第三章 进给伺服系统传动计算 32
3.1确定系统脉冲当量 32
3.2切削力的确定 32
3.3滚珠丝杠螺母副的设计、计算和选型 33
3.3.1计算进给牵引力 33
3.3.2计算最大动负载C 34
3.3.3传动效率计算 35
3.3.4刚度计算 35
3.4进给伺服系统传动计算 36
3.4.1确定传动比 36
3.4.2齿轮参数的计算 36
3.5步进电机的计算和选用 36
3.5.1转动惯量的计算 36
3.5.2电机力矩的计算 38
3.5.3步进电机的选择 40
结论 42
致谢 43
参考文献 44
数控机床价格昂贵，一些企业要做一次性投资购买全新的数控机床经济上负担不起。针对这种情况，本课题提出对普通车床进行数控化改造，寻找一种可行的、有推广价值的设备改造方法。
本设计论文以CA6132为例，阐述了普通数控车床的主轴系统的改进及机床控制系统的改造。
机械部分的设计主要根据机械工业部的相关标准进行设计，并尽可能的选用标准件，以使总体成本下降，提高其通用性和经济性。对主轴箱的改造采用了电磁离合器来改变齿轮的传动路线，同时结合变速手板的不同位置来达到主轴不变速要求。采用滚珠丝杆对原动机床的纵向、横向进给系统进行改造，驱动装置为步进电机。在主轴内安装了主轴脉冲发生器，由脉冲发生器发出脉冲信号到CNC系统，再由CNC系统控制步进电机，实现进给运动。电气控制部分考虑到实际情况，单片机在国内应用较为广泛，且用户反映普遍较好,价格也不昂贵。8031单片机是整个数控装置的核心。
关键词: CA6132车床 数控改造 滚珠丝杠 8031单片机
目 录
第一章 绪论 4
1.1 机床的数控化改造 4
1.1.1机床进行数控化改造的现状 4
1.1.2机床进行数控化改造的必要性 5
1. 2数控机床与数控技术 7
1.2.1数控机床 7
1.2.2数控技术 9
2.3轴联动加工和复合加工机床快速发展 15
第二章 设计方案和基本方案的确定 21
2.1设计任务 21
2.2总体方案设计的内容 21
2.2.1伺服驱动电机的选择 21
2.2.2控制芯片的选择 22
2.2.3微机数控制系统功能 22
2.3数控系统各部件的结构及其工作原理 23
2.3.1主控器 23
2.3.2选择芯片 25
2.3.3地址分配器及译码 26
2.4接口电路及辅助电路具体设计 27
第三章 进给伺服系统传动计算 32
3.1确定系统脉冲当量 32
3.2切削力的确定 32
3.3滚珠丝杠螺母副的设计、计算和选型 33
3.3.1计算进给牵引力 33
3.3.2计算最大动负载C 34
3.3.3传动效率计算 35
3.3.4刚度计算 35
3.4进给伺服系统传动计算 36
3.4.1确定传动比 36
3.4.2齿轮参数的计算 36
3.5步进电机的计算和选用 36
3.5.1转动惯量的计算 36
3.5.2电机力矩的计算 38
3.5.3步进电机的选择 40
结论 42
致谢 43
参考文献 44
