C6163型车床的经济型数控改造设计.zip

株株 洲洲 工工 学学 院院 20*20*届毕业设计（论文）届毕业设计（论文） 材材 料料 院(系)、部： 学生姓名： 指导教师： 职称 职称 专 业： 班 级： 学 号： 20* 年 5 月 材料清单材料清单 1、毕业设计（论文）课题任务书 2、毕业设计（论文）开题报告 3、中期检查表 4、指导教师评阅表 5、评阅教师评阅表 6、答辩及最终成绩评定表 7、毕业设计说明书 8、附录材料 20*20*届毕业设计（论文）课题任务书届毕业设计（论文）课题任务书 院(系)：机械工程系 专业：机械设计制造及其自动化 指导教师 学生姓名 课题名称 C6163 型车床的经济型数控改造设计 内容及 任务 将 C6163 型车床改造成用 MCS51 系列单片机控制的经济型数 控车床。要求该车床有自动回转刀架，具有切削螺纹的功能。在纵向 和横向具有直线和圆弧插补功能。系统分辨率纵向：0.01mm/脉冲， 横向：0.005mm/脉冲。 其主要的参数： 最大加工直径： 在床面上：630mm 在床鞍上:320mm 最大加工长度：1000mm 快进速度： 纵向：2.0m/min 横向：1.0m/min 最大进给速度： 纵向：0.5m/min 横向：0.25m/min 代码制：ISO 脉冲分配方式：逐点比较法 输入方式：增量值. 绝对值通用。 控制坐标数：2 最小指令值： 纵向： 0.01mm/step 横向： 0.005mm/step 刀具补偿量：099.99mm 进给传动链间隙补偿量： 纵向： 0.15mm 横向： 0.075mm 自动升降速性能： 有 拟达到 的 要求或 技术指 标 普通 C6163 车床改造成经济型简易数控，且有较高的使用价值， 提高生产能力，具有自动换刀的能力，由脉冲编码器的脉冲来确定是 否加工螺纹，精确度大大的提高，减少工人的操作时间，获得很多的 经济效益。 将 C6163 型车床改造成用 MCS51 系列单片机控制的经济型数 控车床。要求该车床有自动回转刀架，具有切削螺纹的功能。在纵向 和横向具有直线和圆弧插补功能。系统分辨率纵向：0.01mm/脉冲， 横向：0.005mm/脉冲。 起止日期 工作内容备注 进度 安排 20*.1120*.1 20*.120*.3 20*.320*.6 调研、收集资料，熟悉课题内容，完成 开题报告 对普通的车床的进行了解，主要是对其 中的零部件 它们的材料、作用、性能等。 对设计说明书进行论证及其机械部分计 算，同时设计绘图机械传动部分，设计绘 制电路原理图，绘制加工程序及整理说明 书。 主要参 考资料 1 顾维邦.金属切削机床概论.M北京:机械工业出版社, 2005.117 2 李广第,朱月秀,王秀山.单片机基础. M北京:北京航天航空 大学出版社,2001.115219 3 机械设计手册编写组编.机床设计手册 2 M.北京:机械工业 出版社, 1980.670674 4 机械设计手册编写组编.机床设计手册 3. M北京:机械工 业出版社, 1986.495500 5 黄康美数控加工编程M上海：上海交通大学出版社， 2004.6494 6 华东纺织工学院,哈尔滨工业大学,天津大学. M机床设计图 册.上海: 上海科学技术出版社 ，1979.8487 7 雷晓玲.综合作业指导书，M北京:机械工业出版社 ，2000.230 8 刘朝儒,高政一,彭福荫.机械制图第三版. M北京:高等教育 出版社 ，1988.577606 10 张建刚，胡大泽.数控技术. M武汉:华中科技大学出版社， 2000.12188 11 孙恒,陈作模.机械原理第六版. M北京:高等教育出版社， 2000.341347 教研室 意见 年 月 日 院(系)主管 领导意见 年 月 日 株株 洲洲 工工 学学 院院 20*20*届毕业设计（论文）届毕业设计（论文） 材材 料料 院(系)、部： 学生姓名： 指导教师： 职称 职称 专 业： 班 级： 学 号： 20*年 5 月 20 日 毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）开题报告 1. 结合课题任务情况，根据所查阅的文献资料，撰写 15002000 字左右的文献 综述。 在经济全球化和全球信息化以及我国加入世贸组织（WTO）的新形势下， “以信息化带动工业化，发挥后发优势，实现社会生产力的跨越式的发展”已列 入我国今后的战略发展规划。面向国民生产经济建设主战场，围绕执照业和经济 发展的需求，整合科技资源、加快信息技术向传统产业渗透，使落实这一战略的 重要举措。 经济型数控是我国 80 年代科技发展的产物。这种数控系统由于功能适宜， 价格便宜，用它来改造车床，投资少、见效快，成为我国“七五” 、 “八五”重点 推广的新技术之一。 十几年来，随着科学技术的发展，经济型数控技术也在不断进步，数控系统 产品不断改进完善，并且有了阶段性的突破，使新的经济型数控系统功能更强， 可靠性更稳定，功率增大，结构简单，维修方便。由于这项技术的发展增强了经 济型数控的活力，根据我国国情，该技术在今后一段时间内还将是我国机械行业 老设备改造的很好途径。对于原有老的经济型数控车床，特别是 80 年代末期改造 的设备，由于种种原因闲置的很多，浪费很大；在用的设备使用至今也十几年了， 同样面临进一步改造的问题通过改造可以提高原有装备的技术水平，大大提高生 产效率，创造更大的经济效益。 毕业设计是学生在校学习阶段的最后一个教学环节，也是学生完成工程师基 本训练的重要环节。其目的培养学生综合运用所学专业和基础理论知识，独立解 决本专业一般工程技术问题能力，树立正确的设计思想和工作作风。毕业设计说 明书不只反映了设计的思想内容，方法和步骤，而且还反映了学生的文理修养和 作风。 2.要研究或解决的问题、拟采用的方法或技术路线： 从本设计中我主要是进给系统、 硬件设计和机械传动方式。 （1）系统的运动方式与伺服系统的选择 由于改造后的经济型数控车床应具有定位、直线插补、顺圆和逆圆插补、 暂停、循环加工公英制螺纹加工等功能，故应选择连续控制系统。考虑到属于 经济型数控机床加工精度要求不高，为了简化结构、降低成本，采用步进电机 开环控制系统。 （2）计算机系统 根据机床要求，采用 8 位微机。由于 MCS51 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、性能价格比高等特点，决定采用 MCS51 系列的 8031 单片机扩展系统。 控制系统由微机部分、键盘及显示器、I/O 接口及光隔离电路、步进电大 电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用数 码管显示加工数据及机床状态等信息。 （3）机械传动方式 为实现机床所要求的分辨率，采用步进电机经齿轮减速再传动丝杆。为了 保证一定的传动精度跟平稳性，尽量减少摩擦力。选用滚珠丝杆螺母副。同时， 为了提高传动刚度和消除间隙，采用有预加负荷的结构。齿轮传动也要采用消 除齿侧间隙的结构。 3.成果预测： 对普通车床的改为数控车床后，这样提高经济效益，提高了工厂的竞争的能 力。 4.时间进度计划： 20*.11 到 20*.1 调研、收集资料，熟悉课题内容，完成开题报告 20*.1 到 20*.3 对普通的车床的进行了解，主要是其中的零部件的材料、 作用、性能等。 20*.3 到 20*.5 和 20*.5 到 20*.6 对设计说明书进行论证及其机械部分 计算，同时设计绘图机械传动部分，设计绘制电路原理图，绘制加工程序及整理 说明书。 5.指导教师意见（对课题方案的可行性、深度、广度及工作量的意见）： 指导教师_ 年 月 日 6.教研室意见： 教研室主任_ 年 月 日 株洲工学院株洲工学院 毕业设计（论文）中期报告毕业设计（论文）中期报告 院（系） 班级 学生 姓名 指导 教师 课题名称：C6163 型车床的经济型数控改造设计 课题主要任务： 将 C6163 型车床改造成用 MCS51 系列单片机控制的经济型数控车床。要求该 车床有自动回转刀架，具有切削螺纹的功能。在纵向和横向具有直线和圆弧插补功能。 1、简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果 自开题到现在，本人在所查阅的资料对 C6163 的进行了解，掌握改造的方法，能 够单独进行改造。 2、下一步的主要研究任务，具体设想与安排 接下来的主要任务是通过 AUTOCAD 和 Protell 等软件进行了解，对装配图和电路 图进行绘制。 3、存在的具体问题 由于在学校学理论，自己动手太少，缺乏一些创新的改造，往往在设计方面根据 书本来，很少灵活运用， 。 4、指导教师对该生前期研究工作的评价 选题合理，对题目所涉及的背景知识较为了解。改造设计合理，方法正确，论 述充分，语言表达清楚，有条理，如能再多一些实际工程经验更好。 指导教师签名： 日 期： 株洲工学院 20*届毕业设计（论文）指导教师评阅表 院、系： 学生姓名 学 号 班 级 专 业 指导教师姓名 课题名称 C6163 型车床的经济型数控改造设计 评语：（包括以下方面，学习态度、工作量完成情况、材料的完整性和规范性；检索和利用文献能力、 计算机应用能力；学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力；） 是否同意参加答辩：是 否 指导教师评定成绩分值： 指导教师签字： 年 月 日 株洲工学院 20*届毕业设计（论文）评阅教师评阅表 院、系： 学生姓名 学 号 班 级 专 业 评阅教师姓名 课 题C6163 型车床的经济型数控改造设计 评语：（对论文学术评语（包括选题意义；文献利用能力；所用资料可靠性；创新成果及写作规范化和 逻辑性） 针对课题内容给设计者（作者）提出不少于 3 个问题，作为答辩时的必答题 1. 2. 3. 选题与文献综述（20 分） 分值： 创新性(15 分) 分值： 基础理论和专门知识(35 分) 分值： 作者写作、表达能力(30 分) 分值： 合 计分值： 是否同意参加答辩是 否 评阅人（签名）： 年 月 日 株洲工学院 20*届毕业设计（论文）答辩及最终成绩 评 定 表 院、系（公章）： 学生姓名 学号 班级 答辩 日期 课题名称C6163 型车床的经济型数控改造设计 指导 教师 刘吉兆 钱书琨 评 定 成 绩 评 定 分 值 教师 1教师 2教师 3教师 4教师 5 小计 课 题 介 绍 思路清晰，语言表 达准确，概念清楚， 论点正确，实验方法 科学，分析归纳合理， 结论严谨，设计（论 文）有应用价值。 30 必 答 题 40 答 辩 表 现 思维敏捷, 回答问题有理 论根据，基本 概念清楚，主 要问题回答准 确大、深入,知 识面宽。 自 由 提 问 30 合 计 100 答 辩 评 分 分值： 答辩小组长签名： 答辩成绩 a： 25 指导教师评分分值： 指导教师评定成绩 b： 50 评阅教师评分分值： 评阅教师评定成绩 c： 25 最终评定成绩： 分数： 等级： 答辩委员会主任签名： 年 月 日 C6163 型车床的经济型数控改造设计 7 1 概 论 1.1 数控系统发展简史 1946 年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工 具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为 人类进入信息社会奠定了基础。6 年后，即在 1952 年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生 了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶 段和六代的发展。 1.2 国内数控机床状况分析 1.2.1 国内数控机床现状 近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至 个体企业中也普遍开始使用。在这些数控机床中，除少量机床以 FMS 模式集成使用外，大都处 于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。 2001 年，我国机床 工业产值已进入世界第 5 名，机床消费额在世界排名上升到第 3 位，达 47.39 亿美元，仅次于美 国的 53.67 亿美元，消