c616机床数控步进改造nsi.docx
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1、重庆大学学本科/专科学学生毕业业设计(论论文)C6166数控步步进改造造学 生:=xxch=学 号:=220088=指导教师师:=gg=助理指导导教师:=y=专 业:机电一一体化重庆大学学机械工工程学院院二O一OO年十月摘 要本设计任任务是对对C6116普通通车床进进行数控控改造。本次设计计涉及到到了C6616机机床的纵纵向进给给系统、横横向进给给系统、步步进电机机、机床床导轨、刀刀架以及及改造后后的使用用问题。利用微机机对纵向和横向进给系系统进行行开环控制制。纵向脉脉冲当量量为0.01/脉冲,横横向脉冲冲当量为为0.0005脉脉冲,驱驱动元件件采用步步进电机机,传动动系统采采用滚珠珠丝杠副副
2、,刀架架采用自自动转位位刀架。由于是经经济型数数控改造造,所以以在考虑虑具体方方案时,基基本原则则是在满满足使用用要求的的前提下下,对机机床的改改动尽可可能的减减少,以以降低成成本。根根据C6616车车床有关关资料以以及数控控车床的的改造经经验,确确定总体体方案为为采用微微机对数数据进行行计算处处理,由由I/OO接口输输出步进进脉冲,经经过一级级齿轮降降速后,带带动滚珠珠丝杠转转动,从从而实现现纵向和和横向的的进给运运动。关键词:C6116,进进给系统统,数控控改造,步进电机机目 录摘要1绪 论论11.1我我国数控控车床的的发展和和产业化化的现状状及当今今世界数数控车床床的发展展的趋势势11.
3、2 C6166数控步步进改造造设计的的目的及及意义21.3本本设计的的内容和和任务332总体方方案设计计552.1设设计任务务552.2总总体方案案确定553机械部部分设计计773.1进进给系统统的设计计计算773.1.1横向向进给系系统773.1.2纵向向进给系系统773.2传传动计算算73.2.1确定定齿轮模模数及有有关尺寸寸883.3切切削力的的计算883.4滚滚珠丝杠杠的计算算与选型型1103.4.1机床床丝杠进进给牵引引力1103.4.2疲劳劳强度计计算1103.4.3横向向滚珠丝丝杠螺母母副几何何参数的的计算1123.4.4纵向向滚珠丝丝杠螺母母副几何何参数的的计算1133.4.5
4、传动动效率计计算1133.4.6刚度度验算1143.5步步进电机机惯性负负载的计计算1153.5.1横向向转动惯惯量1153.5.2纵向向转动惯惯量1153.6步步进电机机的计算算和选用用1163.6.1步进进电机力力矩的计计算1163.6.2步进进电机的的选择1183.7自自动转位位刀架设设计2214控制系系统硬件件设计2224.1确确定硬件件电路的的总体方方案2224.1.1主控控制器CCPU的的选择224.1.2.存存储器扩扩展电路路设2224.1.3步进进电机驱驱动电路路设计2254.1.4其它它辅助电电路设计计2264.2机机床数控控系统硬硬件电路路设计2275系统控控制软件件的设计
5、计295.1系系统控制制功能分分析2295.2系系统管理理程序设设计2295.3直直线插补补程序330结束语33致 谢344参 考 文 献献3551 绪 论论1.1我我国数控控车床的的发展和和产业化化的现状状及当今今世界数数控车床床的发展展的趋势势。 随着科科学技术术的发展展,现代代机械制制造耍求求产品的的形状和和结构不不断改进进,对零零件的加加工质量量的要求求也越来来越高;机床作作为机械械制造业业的重一一要基础础装备,它它的发展展一直引引起人们们的关注注。由于于计算机机技术的的兴起,促促使机床床的控制制信息出出现了质质的突破破,一导导致了应应用数字字化技术术进行柔柔性自动动化控制制的新一一代
6、机床床数控控机床的的诞生和和发展。计计算机的的出现和和应用,为为人类提提供了实实现机械械加一工工艺过程程自动化化的理想想手段。随随着计算算机的发发展,数数控机床床也得到到迅速的的发展和和广泛的的应用,同同时使人人们对传传统的机机床传动动及结构构的概念念发生了了根本的的转变。数数控机床床以其优优异的性性能和精精度、灵灵捷而多多样化的的功能引引起世人人瞩日,并并开创机机械产品品向机电电一体化化发展的的先河。随随着社会会对产品品多样化化要求的的增强,产产品品种种增多,产产品更新新换代加加速。数数控机床床代替普普通机床床是一个个必然的的趋势。同同时,数数控机床床将向着着更高的的速度、精精度、一一可靠性
7、性及完善善性的功功能发展展。目前,我我国自主主开发研研制的机机床产品品基本满满足了一一些国家家需要,并且在重型机床和超重型机床并多次创造出极限规格的世界之最。如我国已经制造出加工直径25m的超重型数控立式铣车床,镗杆直径320mm的落地式铣镗床,加工宽度为10m以上的数控龙门镗铣床,回转直径在5000mm以上的数控重型卧式车床等一批具有自主知识产权,而且技术水平已经接近世界先进水平的重型机床系列品。近两年,我我国重型型数控机机床发展展最快,如如重型数数控龙门门镗铣床床,重型型落地镗镗铣床,重重型立、卧卧式车床床等的年年产量和和市场消消费量已已居世界界第一。重重型机床床发展之之快速是是我国电电力
8、、船船舶、石石化和矿矿山等重重型设备备制造大大量需求求直接拉拉动的反反映。一一批新产产品如数数控双龙龙门镗铣铣床、龙龙门车铣铣复合加加工机床床、动梁梁可交换换工作台台可换铣铣头五面面体龙门门加工中中心等研研制成功功;关键键技术,如如静压导导轨和静静压轴承承技术、同步控制和运动补偿技术、五轴联动技术、大功率双摆角铣头和重型回转工作台的技术攻关相继突破,标志着我国重型机床发展达到新的高度。尽管我国国机床行行业在最最近几年年来有了了长足进进步,取取得可喜喜的发展展。但是是绝大部部分中、高高档重型型数控机机床还是是依靠进进口,其其中德国国和意大大利的产产品较多多,它们们代表着着世界先先进水平平。国内内
9、产品与与国外产产品在结结构上的的差别并并不大,采采用的新新技术也也相差无无几,但但在先进进技术应应用和制制造工艺艺水平上上与世界界先进国国家还有有一定差差距。新新产品开开发能力力和制造造周期还还满足不不了国内内用户需需要,零零部件制制造精度度和整机机精度保保持性、可可靠性尚尚需很大大提高,尤尤其是在在与重型型机床配配套的数数控系统统、功能能部件,如如刀库、机机械手和和两坐标标铣头等等部件,还还需要境境外厂家家配套满满足。国内厂家家尽管技技术略逊逊于国外外先进水水平,但但在制造造能力和和价格上上有很大大的优势势,尤其其是超重重型机床床已达到到当代国国际先进进水平。我我们相信信,我国国机床制制造随
10、着着科技进进步与艰艰苦奋斗斗的努力力,一定定会逐步步缩小与与世界先先进水平平的差距距。作为机械械装备母母机,机机床制造造业发展展来源于于其下游游产业推推动,机机床行业业下游产产业主要要有造船船、工程程机械、航航空航天天、汽车车、铁路路、电力力设备、风风电设备备、动力力设备、制制冷设备备和石化化设备等等。随着我国国航空航航天业发发展,势势必带动动促进装装备制造造业发展展。由于于航空航航天工业业产品零零件具有有耐高温温、高强强度、难难加工、合合金材料料与复合合材料多多、复杂杂结构件件多、工工艺要求求高等特特点,要要求机床床加工设设备向大大型(重重型、超超重型)、高高速、精精密、复复合、智智能化趋趋
11、势发展展。航空空发动机机及其零零部件加加工需要要大量高高精度机机床作支支撑,发发动机结结构复杂杂,整体体机匣、叶叶片加工工需要多多功能、高高精度数数控机床床,如数数控立车车、数控控精密镗镗床五轴轴加工心心等。为为此,航航空航天天业对机机床要求求高,加加之欧美美、日本本等国外外强势机机床企业业进驻与与当前国国际金融融危机影影响下不不明朗的的环境,应应进一步步加速推推动国内内机床调调头向高高端发展展。在能源领领域,国国内重型型机械企企业在为为能源工工业重大大工程项项目建设设中发挥挥了关键键作用,包包括国家家三大动动力制造造基地及及其他发发电设备备制造厂厂的重大大关键设设备都由由国内厂厂家提供供。我
12、国国造船工工业发展展形势依依然严峻峻,市场场竞争愈愈加激烈烈。特别别是接船船难、交交船难、融融资难局局面没有有改变,而而产能庞庞大、开开工率不不足及产产品同质质性太强强,我国国造船工工业仍面面临着结结构调整整和严峻峻考验,国国际上主主要造船船国家激激烈竞争争,因此此,作为为持续为为船用柴柴油机、螺螺旋推进进器、船船用机械械仪表、海海洋工程程、船台台起重机机等提供供机械装装备机床床行业,需需要装备备的体积积“个”越越来越大大,精密密、复合合、智能能化性能能越来越越高。汽车制造造水平质质量取决决于装备备水平,同同时,汽汽车工业业国际竞竞争力又又取决于于装备先先进性制制造成本本。随着着技术发发展,汽
13、汽车零部部件制造造工艺水水平提升升,对机机床要求求还会进进一步提提高。因因此,需需要机床床具有复复合性能能,以提提高工序序集中为为目标,尽尽量减少少装夹次次数,提提高生产产率和工工作精度度,并具具有智能能化,即即计算机机技术及及应用软软件在产产品中的的技术含含量越来来越高,如如采用软软件补偿偿技术提提高精度度,使机机床的结结构简化化,远程程控制、远远程故障障排除及及维护成成为可能能。综上所述述,国内内机床产产品技术术已趋成成熟,与与国外先先进技术术水平的的差距正正在逐步步缩小,也也将突破破我国高高档数控控机床产产品生产产瓶颈,打打破西方方国家的的垄断和和制约,满满足国防防安全和和国民经经济建设
14、设的需要要。国内内制造能能力已进进入世界界前列,而而国外机机床厂家家的制造造能力正正在削弱弱。我们们要以承承担国家家重点工工程项目目为契机机,努力力开发高高档数控控机床,为为国产数数控机床床满足市市场需求求做出更更大贡献献。1.2 C6166数控步步进改造造设计的的目的及及意义首先,对对C6116数控控步进改改造设计计后能使使其实现现数控控控制;让让数控机机床可以以完成普普通机床床难以完完成或根根本不能能加工的的复杂零零件的加加工;提提升机床床的加工工精度、柔性、生产率率和操控控,实现现计算机机控制,排排除人为为误差,使零件的加工一致性好,质量稳定可靠;提升机床自动化程度,降低操作人员劳动强度
15、。其次通过对C616普通车床进行改造能够正确运用机床数控系统等课程的基本理论个有关知识,学会设备数控化改造方案的拟定、比较、分析及进行必要的计算;掌握数控设备典型零件的计算方法和步骤以及正确的结构设计方法;掌握简单的数控系统硬件及软件设计的基本方法;初步树立正确的设计思想,培养自己分析问题和解决问题的能力;提高自己应用手册、标准以及编写文件等资料的能力。C6166普通车车床进行行数控步步进改造造后,机机床的数数控改造造同购置置新机床床比拟一一般可节节省600%左右右的费用用,大型型及特殊殊装备尤尤为明显显,一般机机床改造造只需花花新机床床购置费费的1/3。所所以若将将原有的C6116机床床进行
16、彻彻底改造造升级也也只需破破费购买买新机床床60%的费用用。并且且该机床床能加工工原先机机床不能能加工的的复杂零零件,同同时还能能能减轻轻劳动强强度,改改善劳动动条件,节省人人力,能能降低劳劳动成本本;并且且还可以以熟悉和和了解设设备,便便于以后后的操作作维修。使使之车床床生产效效率高,是普通通车床的的355倍;减减少工装装,减少少人为误误差,提提高加工工精度,具有广广泛的适适用性和和灵活性性;缩短短新产品品的试制制和生产产周期,易于组组织多品品种生产产,使企企业能对对场需求求作出快快速响应应。1.3本本设计的的内容和和任务1.3.1将一一台普通通车床CC6166改造成成一台经经济数控控车床;
17、1.3.2收集集相关资资料及图图纸: C6616车车床的外外观图 ;机械装装配图 ;数控系系统组成成框图 ;数控系系统电气气原理图图 ;部分软软件设计计。1.3.3确定定改造目目标、CC6166车床的的参数;1.3.4编写写开题报报告;1.3.5确定定改造总总体方案案;1.3.6确定定机械改改造方案案(包括括丝杆、导导轨、传传动装置置的选型型确定)确定系系统脉冲冲当量;运动部部件惯性性计算;计算伺伺服电机机参数;传动及及导向元元件的设设计、计计算、校校核;其它相相关零件件的选型型及计算算。1.3.7确定定驱动系系统改造造方案;1.3.8确定定数控系系统改造造方案;2 总总体方案案设计2.1设设
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