卧式车床数控化改造
摘 要
由于目前国的数控机床数量需求量大，达到300万台之巨，要进行全部翻新在时间，物质上尚不具有足够的条件，为了达到的条件，为达到较高精度，实现较好的经济性，对普通车床实行数控开环改造。
本次设计着重对CA6140普通车床的纵横向进给系统改造，并对纵横向进给伺服系统齿轮箱进行改造。本次设计作了下面的一些工作：
1机械部分采用了一级齿轮传动，以BF型步进电动机作为驱动源，以CBM/CDM滚珠丝杠作为重要元件，以便更好的实行软件控制；
2数控部分采用MCS-51中的8031作为主控芯片建立一套单片机应用系统。扩展I/O接口用8155芯片及外存储器，采用地址锁存和译码器。
3 SolidWorks造型，包括软件的应用和对车床的实体建摸。
关键词：数控机床改造、单片机, 滚珠丝杠 BF型步进电机 SolidWorks
ABSTRAC
Because of the great number of machine tools in our country ,the number is3,000,000.It is impossible to renew them all without enough time and materialTo reform part of old ones with Numerrical Control(nc) Open-Loop control System to get high precision and high economy is a good way.
The design emphases on the reform of lengthwise and axial feed systems, the fear box of the axial system, too.some work has been in the paper:
(1) Based on the one-level driving , the style BFstepper Motor which acts the Soure of power, the CDM/CBM screw ball which is the important transmission element, the part of machinery realizes the software control.
(2) The numerical control partially uses in MCS-51 8031 to do primarily controls the chip to establish a set of monolithic integrated circuits application system。Expands the I/Oconnection with 8155 chips and the external memory, uses the address lock to save with the decoder
(3) SolidWorks Modelling Constructs including the software application and to the lathe entitytraces
Keywords: Numerical control machine tool ,Single-chip Microcomputer ，Ball
screw, the style BF stepper Motor, SolidWorks。
目 录
1． 绪 论 .............................................................. 5 2． 总体方案确定 .......................................................... 9
2.1车床改造方案的选择 ........................................................... 9
2.2车床改造方案的确定 .......................................................... 10
3.机械计算部分 ........................................................... 11
3.1选择脉冲当量 ................................................................ 12 3.2计算切削力 .................................................................. 12 3.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型 .................................................. 13
3.3.1纵向进给丝杠 ................................................ 13 3.3.2横向进给丝杠 ................................................ 16
3.4齿轮传动比的计算 ............................................................ 18
3.4.1纵向齿轮传动比计算 .......................................... 18 3.4.2横向齿轮传动比计算 .......................................... 18
3.5步进电机的计算和选型 ........................................................ 19
3.5.1纵向步进电机的计算 .......................................... 19 3.5.2横向进给步进电机的计算和选型 ................................ 22
4. 微机控制部分 ......................................... 错误!未定义书签。
4.1 总体设计 ................................................................... 26 4.2主控制器 .................................................................... 26
4.2.1主控器的选择 ................................................ 26 4.2.2 8031对片外存储器的选择 .................................... 27 4.2.3 8031并行I/O口扩展 ........................................ 28
5.电路原理图设计 ......................................................... 28
5.1关于各线路元件之间线路连接 .................................................. 28 5.2. 关于电路原理图的一些说明 .................................................. 30
6. 数控机床故障诊断 ...................................................... 34
6.1初级诊断 .................................................................... 34
6.2高级诊断 .................................................................... 36 6.3未来数控系统的诊断技术 ...................................................... 38
7.SolidWorks造型 ........................................................ 40
7.1 SolidWorks 软件介绍 ........................................................ 40 7.2 绘制草图 ................................................................... 42 7.3 装配体设计 ................................................................. 44
8. 数控系统发展趋势 ..................................................... 49 结 论 ................................................................... 56 致 ..................................................................... 57 参考文献 ................................................................. 58
1． 绪 论
机床数控技术就是以数字化的信息实现机床自动控制的专门技术，其中刀具与工件运动轨迹的自动控制、刀具与工件相对运动速度的自动控制是机床数字控制的最主要容。
数字控制机床(Numerical Control Machine Tools)简称数控机床，这是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。数控机床是一个精密的机电一体化产品。是由精密机械部件（如滚珠丝杆、高精度导轨、精密轴承、主轴）和复杂电气部件（如数控系统、驱动装置和伺服电机以及精密测量系统）构成的一个完整的产品。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加
卧式车床数控化改改造设计
