中央廣播電視大學畢業(yè)設計（論文）開題報告題目姓名教育層次本科學號省級電大沈陽廣播電視大學專業(yè)機械制造及自動化分校指導教師教學點論文（設計）題目C620普通車床進行數控改造文獻綜述：1.課題目的、意義針對現有常規(guī)C620普遍車床的缺點提出數控改裝方案和單片機系統(tǒng)設計，對C620進行機械改造部分的設計及數控系統(tǒng)部分的設計。采用以8031為CPU的控制系統(tǒng)對信號進行處理，由I/O接口輸出步進脈沖，經一級齒輪傳動減速后，帶動滾動絲杠轉動，從而實現縱向、橫向的進給運動。本課題的設計提高了機床加工精度和擴大機床使用范圍，并提高生產率，改善加工工藝，還可以減少資金投入，減輕工人的勞動強度，縮短訂購新的數控機床的交貨周期時間。實踐已經證明普通車床的經濟型數控改造具有重大的實際價值，為此，在舊有車床上進行數控改造有著較好的市場前景。2.相關研究動態(tài)，國內外現狀：現代工業(yè)技術的發(fā)展，特別是能源部門的需求，使高溫高壓水廣泛應用于相關的領域中，對國民生產和人民生活起著越來越重要的作用，例如：機床作為機械制造業(yè)的重要基礎裝備，它的發(fā)展一直引起人們的關注，由于計算機技術的興起，促使機床的控制信息出現了質的突破，導致了應用數字化技術進行柔性自動化控制的新一代機床數控機床的誕生和發(fā)展。計算機的出現和應用，為人類提供了實現機械加工工藝過程自動化的理想手段。隨著計算機的發(fā)展，數控機床也得到迅速的發(fā)展和廣泛的應用，同時使人們對傳統(tǒng)的機床傳動及結構的概念發(fā)生了根本的轉變。數控機床以其優(yōu)異的性能和精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，并開創(chuàng)機械產品向機電一體化發(fā)展的先河。數控機床是以數字化的信息實現機床控制的機電一體化產品，它把刀具和工件之間的相對位置，機床電機的啟動和停止，主軸變速，工件松開和夾緊，刀具的選擇，冷卻泵的起停等各種操作和順序動作等信息用代碼化的數字記錄在控制介質上，然后將數字信息送入數控裝置或計算機，經過譯碼，運算，發(fā)出各種指令控制機床伺服系統(tǒng)或其它的執(zhí)行元件，加工出所需的工件。國外利用數字計算機進行控制加工是從40年代開始的。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控系統(tǒng)，成功地實現同時控制三軸的運動，它成了世界上第一臺數控機床。此后，從60年代開始，其他一些工業(yè)國家如德國、日本等陸續(xù)地開發(fā)生產及使用數控機床。1974年微處理機直接用于數控機床，進一步促進了數控機床的普及應用和大力發(fā)展。隨著數控機床的功能越來越完善，可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。我國數控機床的研制是從1958年開始的，經歷了幾十年的發(fā)展，直至80年代后引進了日本、美國、西班牙等國數控伺服及伺服系統(tǒng)技術后，我國的數控技術才有質的飛躍，應用面逐漸鋪開，數控技術產業(yè)才逐步形成規(guī)模。由于現代工業(yè)的飛速發(fā)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，普通機床已越來越不能滿足現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。如今科學技術發(fā)展很快，特別是微電子技術和計算機技術的發(fā)展更快，應用到數控系統(tǒng)上，它既能提高機床的自動化程度，又能提高加工精度，所以最經濟的辦法就是進行普通機床的數控改造。這樣既可以提高加工生產率，改善加工工藝，還可以減少資金投入，減輕工人的勞動強度，縮短訂購新的數控機床的交貨周期時間。實踐已經證明普通車床的經濟型數控改造具有重大的實際價值，為此，在舊有車床上進行數控改造有著較好的市場前景。方案論證：1.1設計任務本設計任務是對C620普通車床進行數控改造。利用單片機對縱、橫向進給系統(tǒng)進行控制，縱向（Z向）脈沖當量為0.01mm/脈沖，橫向（X向）脈沖當量為0.005mm/脈沖，驅動元件采用步進電機，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠副。1.2總體方案的論證對于普通機床的經濟型數控改造，在確定總體設計方案時，應考慮在滿足設計要求的前提下，對機床的改動應盡可能少，以降低成本。1.2.1機械部分的改造設計為了實現機床所要求的分辨率，采用步進電機經齒輪減速再傳動絲杠。為了保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副。同時，為了提高傳動剛度和消除間隙，采用有預加負載荷的結構。傳動齒輪也要采用消除齒側間隙的結構。此設計過程主要是縱向進給和橫向進給的改造，關鍵是步進電機和滾珠絲杠的選用。改進后的車床簡易傳動系統(tǒng)如圖1-1：圖1-1改進后的車床傳動系統(tǒng)1.小刀架2.橫向步進電動機3.橫向滾珠絲桿4.大拖板5.縱向滾珠絲桿6.縱向步進電動機1.2.2伺服進給系統(tǒng)的改造設計數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。因為開環(huán)控制具有結構簡單、設計制造容易、控制精度較好、容易調試、價格便宜、使用維修方便等優(yōu)點。所以，本設計決定采用開環(huán)控制系統(tǒng)。1.2.3數控系統(tǒng)的硬件電路設計任何一個數控系統(tǒng)都由硬件和軟件兩部分組成。硬件是數控系統(tǒng)的基礎，性能的好壞直接影響整體數控系統(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密切相關；2.可擴展存儲器的容量與數控功能的強弱相關；3.I/O口擴展的能力與對外設控制的能力相關。在我國，普通機床數控改造方面應用較普遍的是Z80C