CA6140普通车床的经济型数控改造设计

摘     要

本设计说明书包括：概论、总体设计方案的拟定和验证、主传动部分的改造设计、伺服进给系统的改造设计、自动转位刀架的选择设计、编码盘安装部分的结构设计等几个部分。改造后的机车，主运动实现自动变速，纵向、横向进给系统进行数控控制，并要求达到纵向最小运动单位为0.01/脉冲，横向最小运动单位0.005/脉冲，刀架要是自动控制的自动转位刀架，要能自动切削螺纹。

关键字：数控改造  进给系统  滚珠丝杠  自动刀架  

目录

摘     要 1

Abstract 1

第一章  概论 3

一、数控系统发展简史 3

二、国内数控机床状况分析 3

（一）国内数控机床现状 4

（二）国内数控机床的特点 4

三、数控系统的发展趋势 4

四、机床数控化改造的必要性 5

（一）微观看改造的必要性 5

（二）宏观看改造的必要性 6

五、 数控化改造的市场空间 6

六、 机床改造的效益分析 7

第二章  普通车床的数控改和可行性论证 8

第一节  车床的数控改造 8

一、设计内容及任务 8

二、数控机床工作原理及组成 8

第二节 可行性论证 9

第三章 总体方案的拟定和论证 10

第一节  总体设计方案的拟定 10

1、主传动系统的设计改造 10

2、数控系统的选择设计 10

3.自动转位刀架选择设计 11

4.驱动系统的设计改造： 11

第二节  可行性论证 13

第三节  总体设计方案的确定 14

第四章  主传动部分改造与设计 15

一、 主传动部分改造方案拟定和设计的内容 16

二、主传动部分改造设计计算 17

第五章  伺服进给机构设计 23

第一节 伺服系统的组成原理和要求 23

一、伺服系统的组成原理 23

二、伺服系统的要求 23

第二节 伺服进给机构的设计内容和设计计算 24

一、纵向进给系统的设计 25

二、 横向进给系统的设计计算 32

第三节 步进电机的选择 37

一、CA6140纵向进给系统步进电机确定 37

二、CA6140横向进给系统步进电机的确定 38

第四节 伺服系统说明 38

一、机床进给系统的结构及工作原理 38

二、步进电动机 39

三、步进电动机的驱动电源 39

四、滚珠丝杠副 40

五、机床导轨 41

第六章  自动转位刀架 41

一、数控车床刀架的基本要求 41

二、数控车床刀架结构 42

三、工作原理 42

四、刀架的安装 43

第七章  编码盘安装部分的结构设计 44

一、光电编码器工作原理 44

二、步进电机频率对编码盘的限制 45

三、编码盘的安装 45

第八章 经济型数控系统中常用软件模块设计 46

第一节 插补原理及其程序设计 46

一、 插补方法概述 46

二、逐点插补原理及其程序设计 47

三、插补控制软件 55

四、诊断程序 60

第二节 接口电路设计 63

一、单片机和主机（PC机）的连接 63

二、8031单片机接口的扩展 63

三、键盘/显示器接口芯片8279 65

四、中断优先电路 68

五、光电隔离电路 68

第三节  伺服电路 69

一、 系统的组成 69

二、 接口电路 71

三、位置和速度接口 71

四、步进电机控制程序设计 71

五、单片机控制的自动换刀程序设计 76

六、典型零件的加工程序设计 77

设计小结 80

参考文献 81