c6140卧式车床数控化改造设计控制部分的大学本科毕业论文

摘要

C6140卧式车床数控化改造设计控制部分的设计

专 业：机械设计制造及其自动化 学 号：20080310010143 学生姓名：宫凤丽 指导教师：任继文

摘 要

中国是一个传统的机械制造大国，但其装备水平落后，特别是一些老的机械制造厂大多还是比较旧的机床，远远不能满足加工的要求。中国又是发展中国家，在经济紧张的情况下，如何提高装备精度及自动化程度具有重要的现实意义。经济型数控机床系统就是结合我国国情和生产实际，在满足系统基本功能的前提下所提出的。性价比适中是经济型数控机床最主要的特点。

本设计采用单片机控制，实现了车床自动化，提高了加工精度，并且成本较低。C6140普通车床的数控化改造控制部分的设计主要包括主传动部分的改造设计和伺服进给系统的改造设计。通过对控制系统硬件电路的设计和部分软件的设计，改造后的机床主运动能够实现自动变速；纵向、横向进给系统能够实现数控控制，其中纵向精度为0.01mm/脉冲，横向精度为0.005mm/脉冲，并且能够利用自动转位刀架，实现自动换刀及自动切削螺纹等功能。 关键词：卧式车床；数控化改造；控制系统； 单片机

I

Abstract

The numerical control transformation of the

C6140 horizontal lathe

ABSTRACT

China is a traditional machinery manufacturing country, but its level of equipment is backward, especially some old mechanical manufacture factories are equipped with the older machines, can not meet the processing requirements. China is a developing country, in a tight economy circumstances, how to improve the accuracy of equipment and degree of automation has important practical significance. Economic type CNC machine tool system is combined with China's national conditions and the actual production, to meet the basic functions of the system under the premise of the proposed. Price moderate economic type CNC machine tools is the most important features.

This design uses a single chip control, realizes the automatic lathe, the processing precision is improved, and the cost is relatively low. C6140general transformation of CNC lathe control section design mainly includes the main transmission part of the transformation design and servo system design. Through the control system hardware circuit design and software design, after the transformation of the main motor to realize the automatic transmission; longitudinal, transverse feeding system can realize the control, in which the longitudinal accuracy for 0.01mm / pulse, horizontal accuracy for 0.005mm / pulse, and can use the automatic knife rest, to realize the automatic tool change and automatic cutting thread function.

Key Words：Horizontal lathes ；Numerical control transformation ；Control system；SCM （Single Chip Microcomputer ）

II

目录

摘 要 .................................................................................................................................................. I ABSTRACT ................................................................................................................................... II 目录 .................................................................................................................................................... III 第一章 绪 论 ................................................................................................................................ 1 1.1国内外发展现状 ............................................................................................................. 1 1.2设计任务 ............................................................................................................................. 2 1.3总体设计方案 .................................................................................................................. 3 第二章 控制系统硬件电路设计 ................................................................................. 5 2.1确定控制系统方案 ....................................................................................................... 5 2.2 电路的系统设计 ............................................................................................................ 6 2.3 四工位自动回转刀架 ............................................................................................... 18 2.4 电源设计与选择 .......................................................................................................... 19 2.5 本章小结 .......................................................................................................................... 20 第三章 软件的设计 ................................................................................................................ 21 3.1存储器与I/O芯片地址分配 ............................................................................... 21 3.2 控制系统的监控管理程序 .................................................................................... 21 3.3 8255芯片初始化子程序...................................................................................... 22 3.4 8279芯片初始化子程序...................................................................................... 22

Ⅲ

目录

3.5 8279控制LED显示子程序 ................................................................................ 23 3.6 8279管理键盘子程序 ........................................................................................... 25 3.7 D/A电路输出模拟电压程序 ............................................................................. 25 3.8 步进电动机的运动控制程序 ............................................................................ 26 3.9 主轴、卡盘与冷却泵的控制程序 ................................................................. 26 3.10 插补程序设计 ............................................................................................................. 27 3．11 本章小结 ..................................................................................................................... 28 结 论 ................................................................................................................................................. 28 参考文献 ......................................................................................................................................... 29 致谢 .................................................................................................................................................... 30 附录A外文翻译——原文部分 ....................................................................................... 31 附录B外文翻译——译文部分 ....................................................................................... 44

Ⅳ

华东交通大学毕业设计（论文）

第一章 绪 论

随着我国制造业的发展，对很多零部件的精度要求越来越高，许多零件用普通车床很难加工，要求用数控机床加工。这就需要大量经费，对老设备进行改造是一条投资少见效快的途径，有许多工厂有C6140车床，但无法完成精度高的工件加工，因此需对其进行数控化改造。

发达国家重视装备制造业的发展，不仅在于其在本国工业中出口、积累、就业、贡献均占前列，更在于装备制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质技术，是经济高级化不可或缺的战略性产业。即使是迈进“信息化社会”的工业化国家，也无不高度重视机械制造业的发展。先进的装备制造业是高新技术的重要组成部分，是促进相关产业技术升级和发展的重要依托。进入90年代，随着信息装备技术、工业自动化技术、数控加工技术、机器人技术、先进的发电和输配电技术、电力电子技术、新型材料技术和新型生物、环保装备技术等当代高新技术成果的应用，使机械产品不断高技术化，其高新技术含量己成为市场竞争取胜的关键。为适应市场需求的不确定性和个性化的用户要求，先进的制造企业不断吸收各种高新技术和现代管理技术等信息，并将其综合应用于产品设计、生产、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵敏及柔性化生产。一方面规模化生产使得垄断性跨国公司的技术创新和市场主导作用日益增强，例如在汽车产业领域，目前年产超过400万辆的企业集团大概有6家，产量占世界汽车产量的80%以上;在电力设备领域，世界前三大公司控制了全球大型电力设备市场的70%。另一方面各大跨国公司在不断联合重组，扩张竞争实力的同时，纷纷收缩战线，剥离非主营业务，以精干主业，提高系统成套能力和个性化、多样化市场适应能力。作为规模化生产的前提和条件，生产高水平零部件和配套产品的“中场产业”快速发展，社会化生产服务体系不断完善，产业的国际化步伐不断加快。

1.1国内外发展现状

早期的数控系统采用穿孔纸带传送加工程序，由专用数控装置读入加工代码、进行识别、储存和计算，输出相应的指令脉冲以驱动伺服系统。70年代中期小型计算机出现。由于其较低的价格，高超的数据处理和输入输出功能，使它迅速应用到数控机床的控制系统中，出现所谓计算机数控(CNC)和直接数控(DNC)

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