jcgz-001普通车床的机电一体化改造

摘  要
随着当今工业设备对精密程度的要求越来越高，加工设备的机械加工设备的加工的精密程度也要求越来越高。而在中国的机械加工设备的车床中普通车床占了很大比例。这已经越来越制约着当今工业的发展。而数控机床由于价格昂贵，且需要较高技术的加工工人。所以对机床进行自动化改造很是必要。本篇论文是在对普通卧式车床CA6140的基础上对其进行机电一体化改造。
作者在搜索、查阅研究大量有关资料的基础上，对机床自动化改造技术进行了深入的研究和分析，并描述了机床控制系统的设计。整个改造过程主要对车床纵、横向进给系统进行改造，丝杠选用摩擦损失小，效率高，精度高，寿命长的滚珠丝杠,电机选用步进电机,电动机与滚珠丝杠用齿轮减速；刀架改造成能自动换刀的回转刀架，由脉冲发生器来加工所需要的螺纹；整个控制系统以JKW-15T型号的单片机为中心，通过编程对机床的驱动设备进行控制以达到所需要的加工程度。
关键词：机床改造； 自动化机床； 控制系统

目  录
第一章    绪  论 1
1.1机电一体化的发展 1
1.1.1机电一体化技术 1
1.1.2机电一体化发展概述 2
1.2机电一体化改造的必要性 3
1.2.1机床改造的意义 3
1.2.2机床改造的市场 4
1.3机电改造的内容 6
1.4本文的选题及主要研究内容 8
1.4.1本文的选题 8
1.4.2主要研究内容 8
1.5车床总体改造方案 9
1.5.1设计基本思路 9
1.5.2设计要求 10
第二章车床改造的机械部分设计 13
2.1进给系统机械结构改造设计 13
2.2进给伺服系统机械部分的计算与选型 15
2.2.1确定系统的脉冲当量 15
2.2.2切削力计算 16
2.3滚珠丝杠的设计计算与选用 17
2.3.1滚珠丝杠简介 17
2.3.2纵向滚珠丝杠的设计与计算 18
2.3.3横向滚珠丝杠的设计与计算 26
2.3.4滚珠丝杠的安装与使用 33
2.4电机与滚珠丝杠连接用减速齿轮的设计与校核 36
2.4.1齿轮传动 36
2.4.2纵向减速齿轮的设计与校核 37
2.4.3横向减速齿轮的设计与校核 41 [资料来源：THINK58.com]
2.5进给系统的步进电动机的计算与选择 45
2.5.1步进电动机 45
2.5.2纵向电机的计算与选择 48
2.5.3横向电机的计算与选择 51
2.6电动刀架选择与介绍 55
第3章 主轴脉冲发生器介绍与选型 58
3.1光电编码器原理 58
3.2主轴脉冲发生器的安装 60
3.3主轴脉冲发生器的选择 60
第四章  控制装置的选用 63
4.1 JWK-15T的简介 63
4.2 功能分配 65
4.3程序设计 67
第五章 结论 78
参考文献 79
英文原文 81
中文译文 90
致  谢 97

[资料来源：http://THINK58.com]

设计要求
  1.总体设计要求
  总体方案设计应考虑机床数控系统的运动方式，伺服系统的类型，计算机的选择，以及传动方式和执行机构的选择。
  （1）普通车床数控化改造后应具有定位，纵向和横向的直线插补，圆弧插补功能；还要求能暂停，进行循环加工和螺纹加工等，因此，数控系统选择连续控制系统。
  （2）车床数控改装设计后属于经济型数控机床，再保证一定加工精度的前提下，应简化结构，降低成本。因此，进给伺服系统采用步进电机开环控制系统。
  （3）根据普通车床最大的加工尺寸、加工精度、控制速度以及经济性要求，经济型数控机床一般采用8位微机。再8位微机中，MCS¬---51系列单片机具有集成度高、可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强，具有很高的性能价格比。因此，可选择MCS---51系列单片机扩展系统。
  （4）根据系统的功能要求，微机数控系统中除了CPU外，还包括扩展程序存储器、扩展数据存储器、I/O接口电路；包括能输入加工程序和控制命令的键盘，能显示加工数据和机床状态信息的显示器；包括光电隔离电路和步进电机驱动电路。此外，系统中还应包括螺纹加工用的光电脉冲发生器和其他辅助电路。

  [来源：http://www.think58.com]