CA6140車床的數(shù)控化改造開題報告文件

PAGE中北大學畢業(yè)設計開題報告學生姓名：學號:學院、系：專業(yè)：數(shù)控技術設計題目：一般CA6140車床的經濟型數(shù)控化改造設計指導老師：2009年3月12日

開題報告填寫要求1．開題報告作為畢業(yè)設計答辯委員會對同學答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導老師指導下，由同學在畢業(yè)設計工作前期內完成，經指導老師簽署意見及所在系審查后生效；2．開題報告內容必須用按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印,禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應準時交給指導老師簽署意見；3．同學寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇（不包括辭典、手冊）.文中應用參考文獻處應標出文獻序號，文后“參考文獻"的書寫，應依據(jù)國標GB7714—87《文后參考文獻著錄規(guī)章》的要求書寫,不能有任意性；4．同學的“學號"要寫全號(如0201140102）,不能只寫最后2位或1位數(shù)字；5。有關年月日等日期的填寫，應當依據(jù)國標GB/T7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求,一律用阿拉伯數(shù)字書寫.如“2004年3月15日"或“2004—03-15”；6。指導老師意見和所在系意見用黑墨水筆工整書寫，不得隨便涂改或潦草書寫。

畢業(yè)設計開題報告1．結合畢業(yè)設計情況，依據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫2000字左右的文獻綜述：文獻綜述1、數(shù)控機床進展簡史國外利用數(shù)字計算機進行掌握加工是從40年月開頭的。1952年美國麻省理工學院在一臺立式銑床上裝了一套試驗性的數(shù)控系統(tǒng)，成功地實現(xiàn)同時掌握三軸的運動，它成了世界上第一臺數(shù)控機床。此后，從60年月開頭，其他一些工業(yè)國家如德國、日本等間續(xù)地開發(fā)生產及使用數(shù)控機床。1974年微處理機直接用于數(shù)控機床，進一步促進了數(shù)控機床的普及應用和大力進展。隨著數(shù)控機床的功能越來越完善，牢靠性和性能越來越高，它在制造業(yè)中逐漸擔當了越來越重要的角色。我國數(shù)控機床的研制是從1958年開頭的，經歷了幾十年的進展,直至80年月后引進了日本、美國、西班牙等國數(shù)控伺服及伺服系統(tǒng)技術后，我國的數(shù)控技術才有質的飛躍,應用面逐漸鋪開,數(shù)控技術產業(yè)才逐步形成規(guī)模。2、數(shù)控化改造的意義及要求由于現(xiàn)代工業(yè)的飛速進展，市場需求變的越來越多樣化，多品種、中小批量甚至單件生產占有相當大的比重,一般機床已越來越不能滿意現(xiàn)代加工工藝及提高勞動生產率的要求.如果設備全部更新替換，不僅資金投入太大,成本太高,而且原有設備的閑置又將造成極大的浪費。如今科學技術進展很快,格外是微電子技術和計算機技術的進展更快，應用到數(shù)控系統(tǒng)上，它既能提高機床的自動化程度,又能提高加工精度,所以最經濟的方法就是進行一般機床的數(shù)控改造.這樣既可以提高加工生產率，改善加工工藝,還可以削減資金投入,減輕工人的勞動強度，縮短訂購新的數(shù)控機床的交貨周期時間。實踐已經證明一般車床的經濟型數(shù)控改造具有重大的實際價值，為此,在舊有車床上進行數(shù)控改造有著較好的市場前景。本課題來源于生產實踐。將CA6140型一般車床改造成經濟型數(shù)控車床，應能實現(xiàn)CA6140車床原有功能，在機床的精度、性能等方面除保持原來狀況外還有所提高。在整個設計過程中滿意以下幾點要求：a．橫向（X向)進給脈沖當量為0。005mm/脈沖；b．進給速度范圍：向3～1000mm/min（無級調速）快進速度：X向1000～3000mm/min內任意設定；c。原車床的主傳動系統(tǒng)予以保留，橫向進給系統(tǒng)由微機實現(xiàn)開環(huán)掌握，兩軸聯(lián)動;d。刀架采納自動轉位刀架，具有切削螺紋的功能；e。改造便利，成本低。該設計的總體思路是采納以8031單片機為核心的數(shù)控裝置掌握加工過程。微機通過I/O接口發(fā)出驅動脈沖,經過光電隔離進入步進電機的驅動掌握線路,驅動掌握線路接受來自數(shù)控車床掌握系統(tǒng)的進給脈沖信號，并將該信號轉換為掌握步進電機各定子繞組依次通電、斷電的信號，使步進電機運轉。步進電機的轉子帶動滾珠絲杠轉動,從而使工作臺產生移動，實現(xiàn)縱向、橫向的進給運動.由于步進電機需要的驅動電壓較高，電流較大，如果將I/O輸出信號直接與功率放大器相連，將會引起強電干擾,輕則影響單片機程序運行，重則導致單片機接口電路的損壞，所以在接口電路與功率放大器之間加上隔離電路，實現(xiàn)電氣隔離。3、總體方案設計由于該設計是經濟型數(shù)控改造,在考慮簡略方案時，應遵守的基本原則是在滿意使用要求的前提下，對機床的改動盡可能少，以降低成本.3.1機械部分改造橫向進給機構的改造：拆掉原手動刀架和小拖板，安裝上數(shù)控刀架；拆掉一般絲桿、光桿進給箱和溜板箱，換上滾珠絲杠螺母副;保留原手動機構，用于調整操作，原有的支撐結構也保留，采納一級齒輪減速，步進電機、齒輪箱體安裝在中拖板的后側.3。2數(shù)控系統(tǒng)部分設計數(shù)控系統(tǒng)按運動方式分為點位掌握系統(tǒng)、點位直線掌握系統(tǒng)、連續(xù)（輪廓）掌握系統(tǒng)依據(jù)設計要求,CA6140車床要加工簡潔零件輪廓，其各坐標軸的運動有著確定的函數(shù)關系。依據(jù)設計要求,本微機數(shù)控系統(tǒng)采納連續(xù)掌握系統(tǒng)。采納以步進電機驅動的開環(huán)掌握。由于開環(huán)掌握具有結構簡潔、設計制造容易、掌握精度較好、容易調試、價格廉價、使用維修便利等優(yōu)點.開環(huán)掌握多用于負載變化不大或要求不高的經濟型數(shù)控設備中。采納簡易數(shù)控裝置，以步進電機為驅動機構,實現(xiàn)在微機掌握下的自動加工.其工作原理是:依據(jù)加工零件的圖樣與工藝方案，用規(guī)定的代碼和程序格式編寫加工程序，通過數(shù)控裝置上的鍵盤輸入微機，微機在監(jiān)控程序的管理下工作，并通過專用掌握程序，把用戶加工程序轉化成肯定頻率和數(shù)量的脈沖信號,經驅動電路放大后驅動縱橫向二臺步進電機轉動，通過機械接口傳動絲杠實現(xiàn)刀架縱、橫兩個方向的頻率.自動回轉刀架由單片機發(fā)出換刀轉位指令，由自動刀架驅動電源驅動三相電機使刀架松開、抬起、旋轉后再自動鎖緊而完成轉位換刀過程。該經濟型微機數(shù)控系統(tǒng)采納步進電機作為驅動元件。微機通過I/O接口發(fā)出驅動脈沖，經過光電隔離進入步進電機的驅動掌握線路，驅動掌握線路接受來自數(shù)控車床掌握系統(tǒng)的進給脈沖信號，并將該信號轉換為掌握步進電機各定子繞組依次通電、斷電的信號，使步進電機運轉。步進電機的轉子帶動滾珠絲杠傳動,絲杠轉動使工作臺產生移動。綜上所述，本設計改造的總體方案為：采納MCS—51單片機對數(shù)據(jù)進行計算處理，由I/O接口輸出步進脈沖，步進電機經一級齒輪減速后，帶動滾動絲杠轉動,從而實現(xiàn)縱向、橫向的進給運動。數(shù)控改造后的車床不僅提高了原車床的精度和自動化程度，達到快速調整且仍能保持車床的通用性，而且提高了原車床的功能，利用數(shù)控方法精準地加工任意面的旋轉體。參考文獻：[1］郝忠軍,綜合作業(yè)指導書，機械部工程師進修高校電氣學院出版社．1995[2］張君安,機電一體化系統(tǒng)設計，兵器工業(yè)出版社。1997．8[3]任為民，電子技術基礎課程設計，中央廣播電視高校出版社。[4]陳嬋娟，數(shù)控車床設計，化學工業(yè)出版社．2006［5］張建民,機電一體化系統(tǒng)設計，高等學校機械工程及自動化[6]伍宏，常用機械設備及電氣掌握，廣東科技出版社．2001［7]姜培剛，機電一體化系統(tǒng)設計，機械工業(yè)出版社．2003［8］北京航空學院機械加工教研室，數(shù)控機床的結構與傳動。國防工業(yè)[9］戴曙，金屬切削機床設計．機械工業(yè)出版社．198l［10］趙永成，機械制造裝備設計中國鐵道出版社［11]馮辛安，機械制造裝備設計機械工業(yè)出版社[12]王啟義，機械制造裝備設計冶金工業(yè)出版社［13］熊光華，數(shù)控機床機械工業(yè)出版社[14]張起蘇，數(shù)控原理及典型數(shù)控系統(tǒng)高等教育出版社[15]夏田，數(shù)控機床系統(tǒng)設計化學工業(yè)出版社

畢業(yè)設計開題報告２．本課題要討論或解決的問題和擬采納的討論手段（途徑）：總體方案的論證對于一般機床的經濟型數(shù)控改造,在確定總體設計方案時，應考慮在滿意設計要求的前提下，對機床的改動應盡可能少，以降低成本.(1）數(shù)控系統(tǒng)運動方式的確定數(shù)控系統(tǒng)按運動方式可分為點位掌握系統(tǒng)、點位直線掌握系統(tǒng)、連續(xù)掌握系統(tǒng)。由于要求CA6140車床加工簡潔輪廓零件，所以本微機數(shù)控系統(tǒng)采納兩軸聯(lián)動連續(xù)掌握系統(tǒng).(2）伺服進給系統(tǒng)的改造設計數(shù)控機床的伺服進給系統(tǒng)有開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)之分。由于開環(huán)掌握具有結構簡潔、設計制造容易、掌握精度較好、容易調試、價格廉價、使用維修便利等優(yōu)點.所以,本設計決定采納開環(huán)掌握系統(tǒng)。（3)數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設計任何一個數(shù)控系統(tǒng)都由硬件和軟件兩部分組成。硬件是數(shù)控系統(tǒng)的基礎，性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能。有了硬件，軟件才能有效地運行.在設計的數(shù)控裝置中,CPU的選擇是關鍵，選擇CPU應考慮以下要素:1.時鐘頻率和字長與被控對象的運動速度和精度親密相關;2?？蓴U展存儲器的容量與數(shù)控功能的強弱相關；3.I/O口擴展的能力與對外設掌握的能力相關。除此之外，還應依據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的應用場合、掌握對象以及各種性能、參數(shù)要求等，綜合起來考慮以確定CPU。在我國,一般機床數(shù)控改造方面應用較普遍的是Z80CPU和MCS-51系列單片機，主要是由于它們的配套芯片廉價，通用性強，制造和維修便利，完全能滿意經濟型數(shù)控機床的改造需要。本設計中是以MCS-51系列單片機，51系列相對48系列指令更豐富,相對96系列價格更廉價,51系列中，是無ROM的8051,8751是用EPROM代替ROM的8051。目前，工控機中應用最多的是8031單片機。本設計以8031芯片為核心，增加存儲器擴展電路、接口和面板操作開關組成的掌握系統(tǒng)。

畢業(yè)設計開題報告指導老師意見:指導老師：年月日所在系審查意見:系主任：年月日

附件：參考文獻格式學術期刊作者﹒論文題目﹒期刊名稱，出版年份,卷（期）：頁次如果作者的人數(shù)多于3人，則寫前三位作者的名字后面加“等”,作者之間以逗號隔開。例如：［1］李峰，胡征,景蘇等.納米粒子的掌握生長和自組裝討論進展。無機化學學報，2001,17（3）:315～324[2］J。Y。Li，X.L.Chen,H。Li.Fabricationofzincoxidenanorods。JournalofCrystalGrowth,2001，233：5~7學術會談論文集作者﹒論文題目﹒文集編者姓名﹒學術會議文集名稱，出版地：出版者，出版年份：頁次例如:［3]司宗國,謝去病，王群﹒重子湮沒快度關聯(lián)的討論﹒見趙維勤,高崇壽編﹒第五屆高能粒子產生和重離子碰撞理論研討會文集，北京:中國高等科學技術中心，1996：105圖書著者﹒書名﹒版本﹒出版地：出版者,出版年﹒頁次如果該書是第一版則可以略去版次.例如:［4］韓其智，孫洪洲﹒群論﹒北京：北京高校出版社，1987﹒101預印本作者﹒論文題目﹒預印本編號（出版年份）例如：［5］XiaofengGuoandJianweiQiu﹒Theleadingpowercorrectionstothestructurefunctions﹒hep—ph/9810548(1998)學位論文作者﹒論文題目﹒學士(或碩士、博士)學位論文。出版地：出版者，出版年份例如：［6］陳異。納米粒子形貌掌握討論.碩士學位論文。北京：中國科學院，2002電子文獻主要責任者.電子文獻題名﹒電子文獻的出處或可獲地址