CA6140车床的数控化改造开题报告文件

PAGE中北大学毕业设计开题报告学生姓名：学号:学院、系：专业：数控技术设计题目：一般CA6140车床的经济型数控化改造设计指导老师：2009年3月12日

开题报告填写要求1．开题报告作为毕业设计答辩委员会对同学答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导老师指导下，由同学在毕业设计工作前期内完成，经指导老师签署意见及所在系审查后生效；2．开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印,禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应准时交给指导老师签署意见；3．同学写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）.文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献"的书写，应依据国标GB7714—87《文后参考文献著录规章》的要求书写,不能有任意性；4．同学的“学号"要写全号(如0201140102）,不能只写最后2位或1位数字；5。有关年月日等日期的填写，应当依据国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求,一律用阿拉伯数字书写.如“2004年3月15日"或“2004—03-15”；6。指导老师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。

毕业设计开题报告1．结合毕业设计情况，依据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文献综述1、数控机床进展简史国外利用数字计算机进行掌握加工是从40年月开头的。1952年美国麻省理工学院在一台立式铣床上装了一套试验性的数控系统，成功地实现同时掌握三轴的运动，它成了世界上第一台数控机床。此后，从60年月开头，其他一些工业国家如德国、日本等间续地开发生产及使用数控机床。1974年微处理机直接用于数控机床，进一步促进了数控机床的普及应用和大力进展。随着数控机床的功能越来越完善，牢靠性和性能越来越高，它在制造业中逐渐担当了越来越重要的角色。我国数控机床的研制是从1958年开头的，经历了几十年的进展,直至80年月后引进了日本、美国、西班牙等国数控伺服及伺服系统技术后，我国的数控技术才有质的飞跃,应用面逐渐铺开,数控技术产业才逐步形成规模。2、数控化改造的意义及要求由于现代工业的飞速进展，市场需求变的越来越多样化，多品种、中小批量甚至单件生产占有相当大的比重,一般机床已越来越不能满意现代加工工艺及提高劳动生产率的要求.如果设备全部更新替换，不仅资金投入太大,成本太高,而且原有设备的闲置又将造成极大的浪费。如今科学技术进展很快,格外是微电子技术和计算机技术的进展更快，应用到数控系统上，它既能提高机床的自动化程度,又能提高加工精度,所以最经济的方法就是进行一般机床的数控改造.这样既可以提高加工生产率，改善加工工艺,还可以削减资金投入,减轻工人的劳动强度，缩短订购新的数控机床的交货周期时间。实践已经证明一般车床的经济型数控改造具有重大的实际价值，为此,在旧有车床上进行数控改造有着较好的市场前景。本课题来源于生产实践。将CA6140型一般车床改造成经济型数控车床，应能实现CA6140车床原有功能，在机床的精度、性能等方面除保持原来状况外还有所提高。在整个设计过程中满意以下几点要求：a．横向（X向)进给脉冲当量为0。005mm/脉冲；b．进给速度范围：向3～1000mm/min（无级调速）快进速度：X向1000～3000mm/min内任意设定；c。原车床的主传动系统予以保留，横向进给系统由微机实现开环掌握，两轴联动;d。刀架采纳自动转位刀架，具有切削螺纹的功能；e。改造便利，成本低。该设计的总体思路是采纳以8031单片机为核心的数控装置掌握加工过程。微机通过I/O接口发出驱动脉冲,经过光电隔离进入步进电机的驱动掌握线路,驱动掌握线路接受来自数控车床掌握系统的进给脉冲信号，并将该信号转换为掌握步进电机各定子绕组依次通电、断电的信号，使步进电机运转。步进电机的转子带动滚珠丝杠转动,从而使工作台产生移动，实现纵向、横向的进给运动.由于步进电机需要的驱动电压较高，电流较大，如果将I/O输出信号直接与功率放大器相连，将会引起强电干扰,轻则影响单片机程序运行，重则导致单片机接口电路的损坏，所以在接口电路与功率放大器之间加上隔离电路，实现电气隔离。3、总体方案设计由于该设计是经济型数控改造,在考虑简略方案时，应遵守的基本原则是在满意使用要求的前提下，对机床的改动尽可能少，以降低成本.3.1机械部分改造横向进给机构的改造：拆掉原手动刀架和小拖板，安装上数控刀架；拆掉一般丝杆、光杆进给箱和溜板箱，换上滚珠丝杠螺母副;保留原手动机构，用于调整操作，原有的支撑结构也保留，采纳一级齿轮减速，步进电机、齿轮箱体安装在中拖板的后侧.3。2数控系统部分设计数控系统按运动方式分为点位掌握系统、点位直线掌握系统、连续（轮廓）掌握系统依据设计要求,CA6140车床要加工简洁零件轮廓，其各坐标轴的运动有着确定的函数关系。依据设计要求,本微机数控系统采纳连续掌握系统。采纳以步进电机驱动的开环掌握。由于开环掌握具有结构简洁、设计制造容易、掌握精度较好、容易调试、价格廉价、使用维修便利等优点.开环掌握多用于负载变化不大或要求不高的经济型数控设备中。采纳简易数控装置，以步进电机为驱动机构,实现在微机掌握下的自动加工.其工作原理是:依据加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序格式编写加工程序，通过数控装置上的键盘输入微机，微机在监控程序的管理下工作，并通过专用掌握程序，把用户加工程序转化成肯定频率和数量的脉冲信号,经驱动电路放大后驱动纵横向二台步进电机转动，通过机械接口传动丝杠实现刀架纵、横两个方向的频率.自动回转刀架由单片机发出换刀转位指令，由自动刀架驱动电源驱动三相电机使刀架松开、抬起、旋转后再自动锁紧而完成转位换刀过程。该经济型微机数控系统采纳步进电机作为驱动元件。微机通过I/O接口发出驱动脉冲，经过光电隔离进入步进电机的驱动掌握线路，驱动掌握线路接受来自数控车床掌握系统的进给脉冲信号，并将该信号转换为掌握步进电机各定子绕组依次通电、断电的信号，使步进电机运转。步进电机的转子带动滚珠丝杠传动,丝杠转动使工作台产生移动。综上所述，本设计改造的总体方案为：采纳MCS—51单片机对数据进行计算处理，由I/O接口输出步进脉冲，步进电机经一级齿轮减速后，带动滚动丝杠转动,从而实现纵向、横向的进给运动。数控改造后的车床不仅提高了原车床的精度和自动化程度，达到快速调整且仍能保持车床的通用性，而且提高了原车床的功能，利用数控方法精准地加工任意面的旋转体。参考文献：[1］郝忠军,综合作业指导书，机械部工程师进修高校电气学院出版社．1995[2］张君安,机电一体化系统设计，兵器工业出版社。1997．8[3]任为民，电子技术基础课程设计，中央广播电视高校出版社。[4]陈婵娟，数控车床设计，化学工业出版社．2006［5］张建民,机电一体化系统设计，高等学校机械工程及自动化[6]伍宏，常用机械设备及电气掌握，广东科技出版社．2001［7]姜培刚，机电一体化系统设计，机械工业出版社．2003［8］北京航空学院机械加工教研室，数控机床的结构与传动。国防工业[9］戴曙，金属切削机床设计．机械工业出版社．198l［10］赵永成，机械制造装备设计中国铁道出版社［11]冯辛安，机械制造装备设计机械工业出版社[12]王启义，机械制造装备设计冶金工业出版社［13］熊光华，数控机床机械工业出版社[14]张起苏，数控原理及典型数控系统高等教育出版社[15]夏田，数控机床系统设计化学工业出版社

毕业设计开题报告２．本课题要讨论或解决的问题和拟采纳的讨论手段（途径）：总体方案的论证对于一般机床的经济型数控改造,在确定总体设计方案时，应考虑在满意设计要求的前提下，对机床的改动应尽可能少，以降低成本.(1）数控系统运动方式的确定数控系统按运动方式可分为点位掌握系统、点位直线掌握系统、连续掌握系统。由于要求CA6140车床加工简洁轮廓零件，所以本微机数控系统采纳两轴联动连续掌握系统.(2）伺服进给系统的改造设计数控机床的伺服进给系统有开环、半闭环和闭环之分。由于开环掌握具有结构简洁、设计制造容易、掌握精度较好、容易调试、价格廉价、使用维修便利等优点.所以,本设计决定采纳开环掌握系统。（3)数控系统的硬件电路设计任何一个数控系统都由硬件和软件两部分组成。硬件是数控系统的基础，性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。有了硬件，软件才能有效地运行.在设计的数控装置中,CPU的选择是关键，选择CPU应考虑以下要素:1.时钟频率和字长与被控对象的运动速度和精度亲密相关;2。可扩展存储器的容量与数控功能的强弱相关；3.I/O口扩展的能力与对外设掌握的能力相关。除此之外，还应依据数控系统的应用场合、掌握对象以及各种性能、参数要求等，综合起来考虑以确定CPU。在我国,一般机床数控改造方面应用较普遍的是Z80CPU和MCS-51系列单片机，主要是由于它们的配套芯片廉价，通用性强，制造和维修便利，完全能满意经济型数控机床的改造需要。本设计中是以MCS-51系列单片机，51系列相对48系列指令更丰富,相对96系列价格更廉价,51系列中，是无ROM的8051,8751是用EPROM代替ROM的8051。目前，工控机中应用最多的是8031单片机。本设计以8031芯片为核心，增加存储器扩展电路、接口和面板操作开关组成的掌握系统。

毕业设计开题报告指导老师意见:指导老师：年月日所在系审查意见:系主任：年月日

附件：参考文献格式学术期刊作者﹒论文题目﹒期刊名称，出版年份,卷（期）：页次如果作者的人数多于3人，则写前三位作者的名字后面加“等”,作者之间以逗号隔开。例如：［1］李峰，胡征,景苏等.纳米粒子的掌握生长和自组装讨论进展。无机化学学报，2001,17（3）:315～324[2］J。Y。Li，X.L.Chen,H。Li.Fabricationofzincoxidenanorods。JournalofCrystalGrowth,2001，233：5~7学术会谈论文集作者﹒论文题目﹒文集编者姓名﹒学术会议文集名称，出版地：出版者，出版年份：页次例如:［3]司宗国,谢去病，王群﹒重子湮没快度关联的讨论﹒见赵维勤,高崇寿编﹒第五届高能粒子产生和重离子碰撞理论研讨会文集，北京:中国高等科学技术中心，1996：105图书著者﹒书名﹒版本﹒出版地：出版者,出版年﹒页次如果该书是第一版则可以略去版次.例如:［4］韩其智，孙洪洲﹒群论﹒北京：北京高校出版社，1987﹒101预印本作者﹒论文题目﹒预印本编号（出版年份）例如：［5］XiaofengGuoandJianweiQiu﹒Theleadingpowercorrectionstothestructurefunctions﹒hep—ph/9810548(1998)学位论文作者﹒论文题目﹒学士(或硕士、博士)学位论文。出版地：出版者，出版年份例如：［6］陈异。纳米粒子形貌掌握讨论.硕士学位论文。北京：中国科学院，2002电子文献主要责任者.电子文献题名﹒电子文献的出处或可获地址