CA车床数控化改造.doc

CA6140车床数控化改造 摘 要 针对现有常规CA6140普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，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CA6140机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。采用以单片机为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。 关键词: 数控机床 单片机数控系统 改装设计 Abstract To remedy the defects of ordinary lather CA6140, a design of data processing system and its single chip microcomputer system program is put forward to raise the processing precision and extend the machine’s usage, and to improve production rate. This paper presents the process of designing numerical control reform，and explicitly introduces the design of mechanical and numerical control system reforms. We adopt control system which has single chip 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 the leading screw to roll. Thus achieve the vertical movement and the crosswise movement. Keyword: Numerical control machine tool ；Single chip microcomputer；system Reform design 第一章 绪论 1.1数控系统发展及趋势 1.1.1国内外数控系统发展概况 随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。 长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。 1.1.2数控技术发展趋势 1. 性能发展方向 (1) 高速高精高效化 (2) 柔性化 (3) 工艺复合性和多轴化 (4) 实时智能化 2. 功能发展方向 (1) 用户界面图形化 (2) 科学计算可视化 (3) 插补和补偿方式多样化 (4) 内装高性能PLC (5) 多媒体技术应用 3. 体系结构的发展 (1) 集成化 (2) 模块化 (3) 网络化 (4) 通用型开放式闭环控制模式 1.1.3智能化新一代PCNC数控系统 当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能。 智能化新一代PCNC数控系统将计算机智能技术、网络技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，形成严密的制造过程闭环控制体系。 1.2普通机床数控改造的目的与意义 1.2.1微观看改造的目的与意义 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。由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可实现另一工件加工的自