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1、1C C6 62 20 0 普普通通车车床床的的数数控控化化改改造造本科生毕业论文（设计）题 目 C C6 62 20 0 普普通通车车床床的的数数控控化化改改造造学 院 机电工程学院 专业班级 机械设计制造及其自动化 学生姓名 指导教师 撰写日期： 2008 年 6 月 10 日2摘 要针对现有常规 C620 普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了C620 机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。采用以 8031 为 CPU 的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经
2、一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。改造过程如下：（ 1）机械部分的改造，包括纵向进给方向的改造和横向进给方向的改造。主要包括对滚珠丝杠螺母副及反应式步进电机的计算选择及纵向、横向机构装配图方案的制定。（ 2）电气控制部分的设计，主要包括MCS-51 系列单片机及扩展芯片的选用和电气控制图的设计。数控系统采用MCS51 系列的 8031 单片机扩展系统。因为 MCS51 系列的单片机具有集成度高、可靠性高、功能强、速度快、抗干扰能力强等优点。关键词：数控，单片机，步进电机，滚珠丝杠，有完整 word 论文，CAD 图，英汉翻译 QQ：3835350173Abst
3、ractTo remedy the defects of ordinary lather C620, a design of data processing system and its single chip microcomputer system program is put forward to raise the processing precision and extend the machines usage, and to improve production rate。This paper presents the process of designing numerical
4、 control reform，and explicitly introduces the design of mechanical and numerical control system reforms。We adopt control system which has 8031 as cpu to cope with the signal，and output the step pulse through the I/O interface。After transmitting and slowing down by force 1 gear, the step pulses drive
5、 the leading screw to roll。Thus achieve the vertical movement and the crosswise movement。Reform process as follows:(1)The reformation of machine part, include to enter lengthways to the reformation of the direction with horizontal enter to direction of reformation. Mainly include to roll the ball sc
6、rew shaft nut and the calculation choice of reaction stepping motor and the establishment of lengthways, horizontal organization assemble diagram project. (2)The reformation of electricity part, mainly include the choice of MCS-51 family single-chip and expand chip and the design of electric control
7、 chart. numerical control system adopts MCS-51 series of 8031 micro-expansion system.Because the MCS-51 family of microcontrollers with a high integration, high reliability, strong function, high speed, anti-interference ability and so on.Key words : numerical control ,single-chip ,stepping motor ,
8、ball screw shaft , 45目录摘摘要要 外外文文摘摘要要 目目录录 1 1. . 绪绪论论1 2. 总总体体方方案案的的设设计计 3 2.1 设计任务 3 2.2 总体方案的论证 3 2.2.1 机械部分的改造设计 3 2.2.2 伺服进给系统的改造设计 4 2.2.3 数控系统的硬件电路设计 4 2.3 总体方案的确定 4 3. 机机械械部部分分的的改改造造设设计计 6 3.1 纵向进给系统的改造设计 6 3.1.1 纵向滚珠丝杠副的选用 6 3.1.2 步进电机的选用 12 3.2 横向进给系统得改造设计 17 3.2.1 横向进给系统滚珠丝杠螺母副的选用 17 3.2.2
9、 横向步进电机的选用 21 3.3 齿轮传动间隙的调整 24 4. 电电气气控控制制部部分分的的设设计计 27 64.1 单片机的选择 27 4.2 步进电机的驱动 28 4.2.1 环形脉冲分配器的选择 28 4.2.2 功率放大器的选用 30 4.3 步进电机的微机控制 33 4.4 软件程序的实现 35 5 5. . 总总结结40致致谢谢41 参参考考文文献献42有完整 word 论文，CAD 图，英汉翻译 QQ：38353501771.绪论机床作为机械制造业的重要基础装备，它的发展一直引起人们的关注，由于计算机技术的兴起，促使机床的控制信息出现了质的突破，导致了应用数字化技术进行柔性自
10、动化控制的新一代机床数控机床的诞生和发展。计算机的出现和应用，为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。随着计算机的发展，数控机床也得到迅速的发展和广泛的应用，同时使人们对传统的机床传动及结构的概念发生了根本的转变。数控机床以其优异的性能和精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，并开创机械产品向机电一体化发展的先河。数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置，机床电机的启动和停止，主轴变速，工件松开和夹紧，刀具的选择，冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上，然后将数字信息送入数控装置或计算机，经过译码，运算，发出各种指
11、令控制机床伺服系统或其它的执行元件，加工出所需的工件。 数控机床与普通机床相比，其主要有以下的优点： 1）适应性强，适合加工单件或小批量的复杂工件 ；在数控机床上改变加工工件时，只需重新编制新工件的加工程序，就能实现新工件加工。 2） 加工精度高； 3） 生产效率高； 4） 减轻劳动强度，改善劳动条件； 85） 良好的经济效益； 6） 有利于生产管理的现代化。 旧机床的数控化改造，顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。随着数控机床越来越多的普及应用，数控机床的技术经济效益为大家所理解。在国内工厂的技术改造中，机床的微机数控化改造已成为重要
12、方面。许多工厂一面购置数控机床一面利用数控、数显、 PC 技术改造普通机床，并取得了良好的经济效益。我国经济资源有限，国家大，机床需要量大，因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床，而我国的旧机床很多，用经济型数控系统改造普通机床，在投资少的情况下，使其既能满足加工的需要，又能提高机床的自动化程度，比较符合我国的国情。 我国数控机床的研制是从 1985 年开始的，经历了几十年的发展，直到 80 年代后引进了日本、美国、西班牙等国数控伺服系统技术后，我国数控技术才有了质的飞跃，应用面逐渐铺开，数控技术产业才逐渐形成规模。如今科学技术发展很快，特别是微电子技术和计算机技术的发展更快，应用到数
13、控系统上它既能提高机床的自动化程度，又能提高加工精度，普通车床的数控改造可以提高加工生产率，改善加工工艺，减少资金投入。实践证明普通车床的数控改造具有重大的实际价值，为此，普通机床的数控改造具有较好的市场前景。92.总体方案的设计2.1 设计任务本设计任务是对 C620 普通车床进行数控改造。利用 单片机对纵、横向进给系统进行控制，纵向（ Z 向）脉冲当量为 0.01mm/脉冲，横向（ X 向）脉冲当量为 0.005mm/脉冲，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副。2.2 总体方案的论证 对于普通机床的经济型数控改造，在确定总体设计方案时，应考虑在满足设计要求的前提下，对机床的改动应尽可能少，以降低成本。 2.2.1 机械部分的
