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（毕业设计全套）CK6163普通机床数控化改造设计（打包下载）

.走刀方向的切削力垂直走刀方向的切削力丝杆螺母副的计算和造型计算进给牵引力纵向进给选为综合导轨。参考表.，.两表机床设计手册.查书综合作业指导书在正常情况下考虑颠复力矩影响的实验系数，综合导轨取.滑动导轨磨擦系数溜板及刀架重力查综合作业指导书表，取.计算最大动负载参考机床设计手册.选用滚珠丝杆导轨式中滚珠丝杆导程。初选为最大切削力条件下的进给速度，可取最高进给速度的取使用寿命，对于数控机车取运转系数，按般运转取查表综合作业指导取为.寿命以转为单位丝杆转速.滚珠丝杆螺母副的选型可采用外循环螺纹调整预紧的双螺母珠丝杆副，列.圈，其额定功动负载为，精度等级按表综合作业指导书表选为级。传功效率计算式中螺旋升角，磨擦角取滚动磨擦系数刚度验算先画出此纵向进给滚珠丝杠支承方式草图如图所示，最大牵引力.。支承，丝杆螺母及轴承均进行预紧，预紧力为最大轴向负荷。丝杠的拉伸或压缩变形量图查综合作业指导书图，根据.,查出可算出由于两端均采用向心推力球轴承，且丝杆进行了预拉伸，故其拉压刚度可以提高倍。其实际变形量为滚珠与螺纹滚道间接触变形查综合作业指导书图，系列列.圈滚珠和螺纹滚道接触变形量.因进行预紧支承滚珠丝杆轴承的轴向接触变形采用型推力球轴承滚动体直径.,滚动体数量,注意此公式中单位应为因施加预紧力，故根据以上计算定位精度.可以满足要求但从表中看出直流伺服电机最高空载起动频率为，不能满足的要求，此项指标可暂不考虑，可以采用软件开降速程序来解决。校核直流伺服电机转矩前面所电机的转矩计算，均为估算，初迭之后，应该进行校核计算。效转动惯量计算计算简图如前所示，根据综合作业指导书表，传动系统计算到电机轴上的总的转动惯量可由下式计算直流伺服电机转子转动惯量.矢轮的转动惯量滚珠丝杆转动惯车参考同类型机床，初步反应式直流伺服电机，作台质量折算到电机轴上的转动惯量.•.•齿轮转动惯量.•.•.•丝杆传动惯量•.•电机转动惯量很小，可以忽略。因此，总的转动惯量.•.•所需转动力矩计算。快速空载启动所需力矩最大切削力负载时所需力矩式中空载启动时折算到电机轴上的加速度力矩折算到电机轴上的摩擦力矩由于丝杆预紧所引起，折算到电机轴上的附加摩擦力矩切削时折算到电机轴上的加速度力矩折算到电机轴上的切削负载力矩当时，当时，当，时，•当时，预加载荷则所以，快速空载启动所需力矩快速进给时所需力矩切削时所需力矩由以上分析计算可知所需最大力矩发生快速启动时，所以选择型号校核直流伺服电机起动矩频特性和运行矩频特性。已计算出机床最大快移时需直流伺服电机的最高起动频率为，切削进入时所需直流伺服电机运行频率为.。从综合作业指导书表中查出型直流伺服电机允许的最高空载起动频率为，运行频率为，再从综合作业指导书图，查出直流伺服电机起动矩频特性和运行矩频特性曲线如图所示，当直流伺服电机起动时，时不能满足此机床所要求的空载起动力矩。直接使用则会施行失步现象，所以必须采取开降进控制用软件实现，将起动频率到起动转矩可增高到，然后电路上再采用高低压驱动电路，可将电机输出转矩扩大倍左右。当快速运动和切削进给时，型直流伺服电机运行矩频特性图完全可以满足要求图第章数控系统的选择.数控系统基本硬件组成任何个数控系统都由硬件和软件两部分组成，硬件是数控机床的基础，其性能的好坏，直接影响整个系统的工作性能，有了硬件，软件就能发挥作用。机床数控机床的硬件电路概括起来又以下四部分组成中央处理单元。是数控系统的核心。总线。包括数据总线地址总线和控制总线。存储器。包括只读可编程存储器和随机读写存储器。输入输出接口电路。由于只有口和口部分能提供用户作为口使用，不能满足输入输出口的需要，因而系统必须扩展输入输出接口电路。从附录图可以看出，系统扩展了片和片可编程接口芯片。的片选信号接的，芯片片选信号接到的端。三八译码器有三个输入分别接到的。，。。，输出个输出，低电平有效。对应输入的至的种组合，其中对应为，对应为。还有三个使能端，其中个和为低电平使能，另个为高电平使能。吸有当使能端均处于有效电平时，输出才能产生，否则输出处于高电平无效状态。接口芯片与外设的连接是这样安排的芯片作为显示器段选信号输出，是显示器的位选信号输出，根线是键盘扫描输入。芯片的引脚接芯片的。，因为使用的口故。高电平。芯片接向向和向直流伺服电机硬件环形分配器，为输出，为三个方向的点动及回零输入，为面板上的选择开头是输入，设有编辑单步运行单段运行自动手动手动等方式。系统各芯片采用全地址译码，各存储器及接口芯片的地址编码如表所示向，向直流伺服电机硬件环形分配器采用，相通电五相十拍方式工作，故，引脚均接，向直流伺服电机配件环形分配采用，是以相通电四相八拍方式工作。接高电平。三个芯片的选通输出控制分别接的，清零接的，正反转控制端分别接的，时钟输入端接芯片的，用以决定脉冲分配器输出脉冲分配器输出脉冲的频率。为实现插补时不同的进给速度，可给芯片的定时计数器中设置不同的时间常数。表芯片接引脚地址选择线片内地址单元地址编码作用是进行数据运算处理和控制各部分电路协调工作，存储器用于存放系统软件，应用程序和运行中所需要的各种数据，输入输出接口是系统与外界进行交换的桥梁。总线则是与存储器，接口以及其它转换的纽带，是与部分电路进行交换和通讯的必由之路。数控系统的硬件框图为图.单片机控制系统的设计向和向进给伺服系统运动键盘显示自动刀架控制螺纹加工控制面板控制行程控制其他功能报警电路急停电路复位电路光隔离电路功能电路等。硬件电路的组成采用单片机组成的控制系统硬件电路原理图。电路的组成如下采用作扩展了两片芯片片芯片两片可编程并行接口。存储器及接口采用芯片，选用晶体振荡器。它的作为数据总线和地址共用。位地址线由经地址锁存器提供位地址，高位地址由的口直接提供。为地址锁存允许。为低电平时选通外部存储器，相应的指令字节出现在的数据线上，输入到口，将指令读入。为复位控制，当输入端出现高电平时，被初始化复位，在复位有效期向也输出高电平。当输入端返回低电平后，从地址开始执行程序。故设计中定有片芯片连到的设计中采用上电复位和开关复位。另外，两片的也与的管脚相连，它们可同时复位。的是片内的定时器计数器溢出中断申请，由主轴后面的光电编码器输入。当车床车螺纹时，主轴光电编码器向发出进给脉冲，用以控制不同导程的螺纹加工。光电编码器还发出个零位螺纹信号，输入的，用以防止车螺纹乱扣。主要用于功能键的控制，刀架转位控制以及报警等。其中口为输入口，作为功能键的控制管理，刀架控制编辑空运行自动手动，手动和回零。口也是输入口，由面板上的按键分别控制起动暂停单段连续急停等功能。是换刀回答，当自动转位刀架按指令转位夹紧，刀架电机停转之后，发出此信号，开始执行进给指令。接光电编码器输出的零位螺纹信号。口是输出口，控制自动转位刀架四个刀位的选刀。用于报警显示，系统正常工作时，输出低电平，绿色发光二极管亮，当系统出现异常情况时，输出高电平，经反向后，红色发光二极管亮，实现报警功能。控制直流伺服电机，行程控制，以及键盘，显示电路。其中为输出口，用于控制向向直流伺服电机运转，向直流伺服电机为五相，向为三相。此系统采用软件分配。键盘显示电路为键和位显示器。作为键盘的条列线，是键盘扫描线，是输出口。接行线作为键盘输入口。是位数码显示器的位选信号，的口是数码显示器的段选信号。接越程限位控制电路，当床鞍或拖板在向或向越程时，即向计算机输入此信号，使进给系统停止。表数控车床控制系统芯片地址分配芯片接引脚地址选择线片内地址单元地址编码.车床数控系统软件的设计直线圆弧插补程序设计在电机设备中，执行部件如果要实行平行斜线和圆弧曲线的路经运动，必须通过两个方向运动的合成来完成。在数控机床中，这是由两个方向运动的工作台，按照插补控制原理来实现的。直线插补程序设计逐点比较法用逐点比较法进行直线插补计算，没走步，都需要以下四个步骤偏差判别判别偏差≧或，从而啊决定哪个方向进给和采用哪个偏差计算公式。坐标进给根据直线所在象限及偏差符号，决定沿的哪个方向进给。偏差计算进给每步，计算新的加工偏差。终点判别进给每步后，终点计数器减，若为，表示到达终点停止插补不为，则返回到第步继续插补。终点计算判别可用两个方向的坐标植来判别，也可以由个方向的坐标植来判别。当﹥，可用方向的总步数作为终点判别的依据，如动点等于终点则停止。当，则用方向走的总步数作为终点判别的依据。由此，第象限直线插补程序的算法如下判别是大于还是小于。若≧，则想方向输出进给脉冲，计算新的偏差，并修改动点坐标为若则向方向输出进给脉冲，计算新偏差，并修改动点坐标为。终点判别若，则停止插补运算。否则转入第步，重复上述步骤。第象限直线插补程序框图如程序设计设计程序时，在数据区分别存放终点坐标值动点坐标值，偏差。对位机，般可用字节，而行程较大时则需用字节或字节才能满足长度和精度的要求。此外，所有的数据区必须进行初始化，如置初始值向直流伺服电机初态控制字。插补程序所用的内存单元如下的控制子程序。如用硬件实现环分，则该子程序主要包括输出电机正反转控制字和向对应电机输出进给脉冲。如采用软件环分，则需要由软件程序完成硬件环分的功能。圆弧插补程序的设计逐点比较法第象限逆圆弧插补程序的算法为判别是大于还是小于。若≧，则向方向输出进给脉冲，计算新偏差，并修改动点坐标为若，则向方向输出进给脉冲，计算新偏差，并修改动点坐标为。终点判别或，则停止插补运算。否则转入第步，重复上述步骤。第象限逆圆弧插补程序框图如图程序设计和直线插补程序样，也在内存中开辟存储单元用以存放有关数据。在数据区分别存放动点坐标和，其初始值为起点坐标值，其后依据坐标计算结果而变化，存放终点坐标值，以及存放偏差的存储单元。第象限的逆圆弧插补程序如总结与展望通过几个月的努力，本课题的学习终于到了最后。做毕业设计的过程学到了很多课本上没有学到的知识，也通过本论文的准备，查资料把大学四年的知识整理了番。以前好多遗忘的知识又回到了大脑。本篇论文是关于普通机床的自动化改造，通过这次学习在机床改造中获的了意想不到的快乐与成就感。会为以后的工作积累下丰富的经验。但是本篇论文还有不禁如意的地方所研究的东西只是停留在理论方面，很多东西现在还不是很明白。在零件的设计计算过程中，还有些是不明白之处，设计的依据和其中的很多术语。对车床的改造还不是很彻底，只是对其中的些主要部件进行了改造，如时间在宽裕些，我想我可以做的更好。但本次毕业论文，在指导教师教授的精心指导下，掌握了设备自动化改造的主要技术关键环节，对数控设备数控技术有了更进步的了解和掌握，了解了数控