【2017年整理】机电一体化专业毕业论文A4

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1、双鸭山市奥鹏学校毕业论文专 业：机电一体化课 题：CA6140 型普通车床数控化设计姓 名：李传喜电 话：15046900178指导教师：机电一体化论文设计2CA6140 型普通车床数控化设计摘 要1947年，Parsons 公司的 John Parsons着手进行一项实验，他想用空间数据控制机床加工飞机零件。1949 年，Parsons 公司与美国空军签定了制造第一台数控机床的合同。1951 年， 美国麻省理工学院承担了这一项目。1952 年，麻省理工学院（MIT）使用实验室制造的控制器和辛辛那提立式主轴展示三轴联动获得成功，这标志着数控时代的到来。到了 1955年，几经改进之后，数空技术开

2、始应用于生产。早期的 NC机床能运行穿孔卡和穿孔带，两者中以穿孔带更为通用。但是，鉴于更换、编辑纸带费时费力，后来便采用计算机作为编程的辅助工具。计算机在数控中的应用有两种形式：一是计算机辅助编程语言，二是实施直接数字控制（DNC） ，有了计算机辅助编程语言，程序员可用一套通用“混杂英语”命令编写 NC程序，然后由计算机将其释译为机器码并制成穿孔带。直接数字控制是指用一台计算机对一台或多台数控机床实施部分或整体控制。虽然有些公司运用 DNC已获得成功，但是，扩大计算机容量、购买软件、协调 DNC系统等花费使这种系统并不适合所有公司，而只适用于一些大公司。关 键 词 ： 加工精度，设计方案，分配

3、，参数机电一体化论文设计3目 录摘 要 -2一 、 数 控 技 术 的 应 用 于 发 展 -4二 、 数 控 技 术 在 机 械 工 业 中 的 发 展 -51、 数 控 （ NC） 阶 段 （ 1952 1970 年 ） -52、 计 算 机 数 控 （ CNC） 阶 段 （ 1970 现 在 ） -5三 、 数 控 改 造 的 必 要 性 -51、 从 微 观 上 -52、 从 宏 观 上 -6四 、 数 控 改 造 的 优 点 -7五 、 参 考 文 献 -8机电一体化论文设计4引 言机 械 工 业 是 是 国 民 经 济 产 业 和 支 柱 产 业 ， 是 推 动 国 家 技 术 进

4、 步 的 主 要 力量 ， 随 着 科 学 技 术 的 发 展 ， 机 械 产 品 的 结 构 越 来 越 合 理 ， 其 性 能 和 效 率 日 趋提 高 ， 因 此 ， 对 加 工 机 械 产 品 零 部 件 的 生 产 设 备 -机 床 也 提 出 了 高 性 能 、高 精 度 与 高 自 动 化 的 要 求一 、 数 控 技 术 的 应 用 与 发 展数 控 技 术 是 一 门 集 计 算 机 技 术 、 自 动 化 控 制 技 术 、 测 量 技 术 、 现 代 机 械制 造 技 术 、 微 电 子 技 术 、 信 息 处 理 技 术 等 多 学 科 交 叉 的 综 合 技 术 ，

5、是 近 年 来应 用 领 域 中 发 展 十 分 迅 速 的 一 项 综 合 性 的 高 新 技 术 。 它 是 为 适 应 高 精 度 、 高速 度 、 复 杂 零 件 的 加 工 而 出 现 的 ， 是 实 现 自 动 化 、 数 字 化 、 柔 性 化 、 信 息 化 、集 成 化 、 网 络 化 的 基 础 ， 是 现 代 机 床 装 备 的 灵 魂 和 核 心 ， 有 着 广 泛 的 应 用 领域 和 广 阔 的 应 用 前 景 。 一 般 数 控 系 统 由 输 入 /输 出 （ I/O） 装 置 、 数 字 控制 系 统 、 驱 动 控 制 装 置 、 电 器 逻 辑 控 制 执

6、 行 装 置 等 4 个 部 分 组 成 。 数 控机 床 就 是 采 用 了 数 控 系 统 的 机 床 ， 是 高 效 率 、 高 精 度 、 高 柔 性 和 高 度 自 动 化的 现 代 机 械 加 工 设 备 ， 是 高 度 机 电 一 体 化 的 产 品 .但 是 随 着 信 息 化 程 度 的逐 步 提 高 ， 对 实 现 综 合 生 产 指 标 优 化 的 综 合 自 动 化 系 统 的 需 求 不 断 增 长 及 通信 技 术 与 计 算 机 及 其 网 络 技 术 的 融 合 发 展 ， 为 了 产 品 在 市 场 上 增 强 竞 争 力 ，提 高 综 合 效 益 ， 现 在

7、 人 们 考 虑 更 多 的 是 把 传 统 的 数 控 系 统 技 术 放 在 企 业 信 息化 大 背 景 下 ， 思 考 如 何 用 信 息 化 技 术 去 促 进 工 业 自 动 化 快 速 向 高 端 发 展 。 在全 球 市 场 环 境 影 响 和 推 动 下 ， 改 进 产 品 质 量 、 提 高 生 产 效 率 和 降 低 产 品 成 本的 需 求 不 断 增 长 ， 生 产 的 实 时 优 化 受 到 过 程 工 业 的 普 遍 重 视 并 广 泛 加 以 采 用 。为 了 适 应 变 化 的 经 济 环 境 ， 减 少 消 耗 ， 降 低 成 本 ， 提 高 生 产 效 率

8、 ， 提 高 运 行安 全 性 ， 必 须 对 控 制 、 优 化 、 计 划 与 调 度 以 及 生 产 过 程 管 理 实 现 无 缝 集 成 。要 降 低 生 产 成 本 、 提 高 产 品 质 量 、 减 少 环 境 污 染 和 资 源 消 耗 ， 产 品 只 能 通 过全 流 程 自 动 控 制 系 统 的 优 化 设 计 来 实 现 。数 控 技 术 从 发 明 到 现 在 ， 已 有 近 50 年 的 历 史 。 按 照 电 子 器 件 的 发 展 可分 为 五 个 发 展 阶 段 ： 电 子 管 数 控 ， 晶 体 管 数 控 ， 中 小 规 模 NC 数 控 ， 小 型计 算

9、 机 数 控 ， 微 处 理 器 数 控 ； 从 体 系 结 构 的 发 展 ， 可 分 为 以 硬 件 及 连 线 组 成 的硬 数 控 系 统 、 计 算 机 硬 件 及 软 件 组 成 的 CNC 数 控 系 统 ， 后 者 也 称 为 软 数 控机电一体化论文设计5系 统 ： 从 伺 服 及 控 制 的 方 式 可 分 为 步 进 电 机 驱 动 的 开 环 系 统 和 伺 服 电 机 驱 动 的闭 环 系 统 。 数 控 系 统 装 备 的 机 床 大 大 提 高 了 加 工 精 度 、 速 度 和 效 率 。 人 类 发明 了 机 器 ， 延 长 和 扩 展 人 的 手 脚 功 能

10、 ： 当 出 现 数 控 系 统 以 后 ， 制 造 厂 家 逐 渐 使数 控 系 统 部 分 代 替 机 床 设 计 师 和 操 作 者 的 大 脑 ， 具 有 一 定 的 智 能 ， 能 把 特 殊 的加 工 工 艺 、 管 理 经 验 和 操 作 技 能 放 进 数 控 系 统 。二 、 数 控 技 术 在 机 械 工 业 中 的 发 展众 所 周 知 ， 机 械 工 业 是 是 国 民 经 济 产 业 和 支 柱 产 业 ， 是 推 动 国 家 技术 进 步 的 主 要 力 量 ， 随 着 科 学 技 术 的 发 展 ， 机 械 产 品 的 结 构 越 来 越 合 理 ，其 性 能 和

11、 效 率 日 趋 提 高 ， 因 此 ， 对 加 工 机 械 产 品 零 部 件 的 生 产 设 备 -机 床 也 提 出 了 高 性 能 、 高 精 度 与 高 自 动 化 的 要 求 。 机 械 工 业 中 ， 单 件 与 小批 量 产 品 占 到 70 80%， 这 类 产 品 一 般 都 采 用 人 工 操 作 ， 难 于 提 高 生产 效 率 和 保 证 产 品 质 量 ， 特 别 是 一 些 轮 廓 复 杂 的 零 件 。 数 控 技 术 的 出 现 与发 展 ， 就 是 为 了 解 决 单 件 、 小 批 量 、 特 别 复 杂 型 面 零 件 加 工 的 自 动 化 并 保证

12、质 量 要 求 。自 1952 年 出 现 第 一 台 数 控 机 床 以 来 ， 随 着 计 算 机 自 动 控 制 伺 服 驱 动 与自 动 检 测 等 技 术 的 迅 速 发 展 ， 表 征 数 控 机 床 的 水 平 和 决 定 数 控 机 床 功 能 与特 性 的 数 控 系 统 经 历 了 以 下 几 个 阶 段 ：第 一 阶 段 ： 数 控 （ NC） 阶 段 （ 1952 1970 年 ） 。 随 着 元 器 件 的 发 展 ，这 个 阶 段 经 历 了 三 代 ， 即 1952 年 的 第 一 代 -电 子 管 时 代 ； 1959 年 的 第二 代 -晶 体 管 时 代 ；

13、 1965 年 的 第 三 代 -小 规 模 集 成 电 路 时 代 。第 二 阶 段 ： 计 算 机 数 控 （ CNC） 阶 段 （ 1970 现 在 ） 。 到 1970 年 ，通 用 小 型 计 算 机 作 为 数 控 系 统 的 核 心 部 件 ， 从 此 进 入 了 计 算 机 数 控（ CNC） 阶 段 ， 1971 年 美 国 INTEL 公 司 将 运 算 器 和 控 制 器 集 成 在 一 块 芯片 上 ， 称 为 微 处 理 器 ， 又 称 为 中 央 处 理 单 元 （ 即 CPU） 。 到 1974 年 ，CPU 被 应 用 于 数 控 系 统 ， 到 了 1990

14、年 ， PC 的 性 能 已 发 展 到 较 高 的 水 平 ，进 入 基 于 PC 阶 段 。 总 之 ， 计 算 机 数 控 （ CNC） 的 发 展 也 经 历 了 三 代 ， 即1970 年 的 第 四 代 -小 型 计 算 机 ； 1974 年 的 第 五 代 -微 处 理 器 ； 1990 年的 第 六 代 -基 于 PC（ 国 外 称 为 PC-BASED） 。 数 控 系 统 发 展 到 第 五 代 以 后 ，才 从 根 本 上 解 决 了 可 靠 性 低 、 价 格 极 为 昂 贵 、 应 用 很 不 方 便 （ 主 要 是 编 程机电一体化论文设计6困 难 ） 等 极 为

15、关 键 的 问 题 。三 、 数 控 改 造 的 必 要 性（ 一 ） 从 微 观 上 看 ， 数 控 机 床 比 传 统 机 床 有 以 下 突 出 的 优 越 性 ， 而 且 这 些优 越 性 均 来 自 数 控 系 统 所 包 含 的 计 算 机 的 威 力 。1、 可 以 加 工 出 传 统 机 床 加 工 不 出 来 的 曲 线 、 曲 面 等 复 杂 的 零 件 。由 于 计 算 机 有 高 超 的 运 算 能 力 ， 可 以 瞬 时 准 确 地 计 算 出 每 个 坐 标 轴 瞬 时 应该 运 动 的 运 动 量 ， 因 此 可 以 复 合 成 复 杂 的 曲 线 或 曲 面 。2、 可 以 实 现 加 工 的 自 动 化 ， 而 且 是 柔 性 自 动 化 ， 从 而 效 率 可 比 传 统 机 床提 高 3 7 倍 。由 于 计 算