普通车床的机电一体化改造-机电一体化

摘  要

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改造很是必要。本篇论文是在对普通卧式车床CA6140的基础上对其进行机电一体化改造。

作者在搜索、查阅研究大量有关资料的基础上，对机床自动化改造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。整个改造过程主要对车床纵、横向进给系统进行改造，丝杠选用摩擦损失小，效率高，精度高，寿命长的滚珠丝杠,电机选用步进电机,电动机与滚珠丝杠用齿轮减速；刀架改造成能自动换刀的回转刀架，由脉冲发生器来加工所需要的螺纹；整个控制系统以JKW-15T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：机床改造； 自动化机床； 控制系统

 

目  录

第一章    绪  论 1

1.1机电一体化的发展 1

1.1.1机电一体化技术 1

1.1.2机电一体化发展概述 2

1.2机电一体化改造的必要性 3

1.2.1机床改造的意义 3

1.2.2机床改造的市场 4

1.3机电改造的内容 6

1.4本文的选题及主要研究内容 8

1.4.1本文的选题 8

1.4.2主要研究内容 8

1.5车床总体改造方案 9

1.5.1设计基本思路 9

1.5.2设计要求 10

第二章车床改造的机械部分设计 13

2.1进给系统机械结构改造设计 13

2.2进给伺服系统机械部分的计算与选型 15

2.2.1确定系统的脉冲当量 15

2.2.2切削力计算 16

2.3滚珠丝杠的设计计算与选用 17

2.3.1滚珠丝杠简介 17

2.3.2纵向滚珠丝杠的设计与计算 18

2.3.3横向滚珠丝杠的设计与计算 26

2.3.4滚珠丝杠的安装与使用 33

2.4电机与滚珠丝杠连接用减速齿轮的设计与校核 36

2.4.1齿轮传动 36

2.4.2纵向减速齿轮的设计与校核 37

2.4.3横向减速齿轮的设计与校核 41

2.5进给系统的步进电动机的计算与选择 45

2.5.1步进电动机 45

2.5.2纵向电机的计算与选择 48

2.5.3横向电机的计算与选择 51

2.6电动刀架选择与介绍 55

第3章 主轴脉冲发生器介绍与选型 58

3.1光电编码器原理 58

3.2主轴脉冲发生器的安装 60

3.3主轴脉冲发生器的选择 60

第四章  控制装置的选用 63

4.1 JWK-15T的简介 63

4.2 功能分配 65

4.3程序设计 67

第五章 结论 78

参考文献 79

英文原文 81

中文译文 90

致  谢 97