普通机床改造成数控机床(学术参考)
普通机床如何改造成数控机床 毕业论文
中小型普通车床控制系统改造摘要针对大多数企业，具有数量众多和较长使用寿命的普通机床，其加工精度较低、不能批量生产，自动化程度不高，自适应性差，但考虑投资成本，产业的连续性，又不能马上被淘汰，购买新的数控机床是提高产品质量和效率的重要途径，但是成本高，许多企业在短时间内无法实现，这严重阻碍企业设备更新的步伐。
企业要在激烈的市场竞争中获得生存、求得发展，就必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本，制造出合乎市场需要的、性能合适的产品。
为此改造现有旧机床、配备与之相适应的数控系统，把普通机床改装成数控机床，不失为一条投资少、提升产品质量及生产效率的捷径，是当前许多企业对现有设备更新换代的首选办法，也是提高机床数控化率的一条有效途径。
改造后的车床属于开环控制。
由于开环系统自身固有的缺陷不容易保证加工精度。
因此，合理选择伺服系统是课题的一个中心环节。
步进电机工作原理特性和实际应用正好符合我们的这一需求，所以，改造系统选择步进电机作为双向进给驱动电动机。
步进电机是一种通过电脉冲信号控制相绕组电流实现定角转动的机电元件，与其他类型电机相比具有易于开环精确控制、无积累误差等优点，在众多领域中获得了广泛的应用。
为了得到性能优良的控制结果，出现了很多步进电机控制系统，其中采用单片机作为控制核心的控制系统得到了广泛的应用。
很多这种控制系统在步进电机的驱动上已经做的非常好，本文采用的控制电路主要由8031单片机、晶振电路、地址锁存器、译码器、EEPROM存储器及可编程键盘／显示控制器Intel一8279等组成，单片机是控制系统的核心。
文中对整个系统的架构及硬件电路和驱动软件的实现都做了详细的设计。
本设计在对原有机床机械机构、性能、功能等进行充分研究基础上，主要针对中小型普通车床控制系统进行改造，用单片机系统实现弱电控制强电机，改造了系统的切削工艺，提高了切削精度和效率，对旧车床的数控改造有一定的指导作用，是一种新的尝试，也必将有更加广阔的应用前景。
普通机床的数控化改造
技术创新
数控系统
采用先进的数控系统，实现高精度、高速度 的加工控制。
刀具系统
采用新型刀具材料和刀具结构，提高刀具的 寿命和加工效率。
传动系统
采用高效传动系统，如静压轴承、静压导轨 等，提高机床的刚性和稳定性。
冷却系统
采用先进的冷却技术和装置，减少加工过程 中的热量产生和温度变化。
市场前景
市场需求
参考文献2
普通机床数控化改造的 方法与步骤.pdf
参考文献3
普通机床数控化改造的 实例分析.pdf
THANKS
感谢观看
适应性强
普通机床适用于各种类型 的加工任务，可以加工各 种材质和形状的零件。
数控机床的特点
数字控制
数控机床采用数字控制系 统，通过程序控制实现自 动化操作。
高效加工
数控机床可以进行高效加 工，提高生产效率和加工 精度。
高精度
数控机床的加工精度通常 比普通机床高。
机床改造的必要性
提高加工效率
通过将普通机床改造为数控机床 ，可以大幅提高加工效率，降低
安装新部件
按照改造方案，安装新的数控 部件，如数控柜、伺服电机、
光栅尺等。
连接线路
连接各种线路，包括电源线、 信号线等，确保机床的正常运
行。
调试动作
在安装完成后，进行空载和负 载调试，检查各动作是否正常
。
调试和验收
进行静态调试
01
检查各部件的安装位置、连接情况等，确保机床的静态精度满
足要求。
进行动态调试
优化加工流程
数控机床可以精确控制加工过程，避免了传统加 工中由于人为因素导致的误差和浪费。
3
提高设备利用率
自考综合作业-普通车床改为数控机床.
目录第一章绪论第二章总体方案的设计与选择第三章经济型数控车床横向进给系统设计计算3.1确定系统的脉冲当量3.2计算切削力计算3.3横向滚珠丝杠螺母副的选择与校核3.4齿轮进给齿轮箱传动比计算3.5步进电机的计算和选型3.5.1.等效转动惯量计算3.5. 2.电机力矩计算3.5. 3.计算步进电动机空载启动频率及切削时工作频率第四章控制系统硬件电路设计（略）第五章横向进给伺服机械装配图与数控车床电路原理图第六章数控车床零件加工编制程序6.1 走刀距线及工艺参数6.2 加工程序的编制第七章总结第八章主要参考文献第一章绪论毕业设计是一个实践性很强的环节，是诸多教学环节的最后一环，是培养学生理论联系实际、解决生产实际问题能力的重要步骤。
机电一体化专业毕业设计是以机电一体化的典型产品---数控机床的应用与设计为主线,进行一次所学机、电知识有机结合的全面训练。
从而培养学生具有加工编程能力、绘图能力、机械传动机构设计计算能力以及分析和处理生产中所遇到的机、电方面技术问题的能力。
第二章总体方案的设计与选择接到一个数控装置的设计任务以后，必须首先拟定总体方案，绘制系统总体框图，才能决定各种设计参数和结构，然后再分别对机械部分和电气部分进行设计计算。
现以机电一体化的典型产品---数控机床为例，分析总体方案拟定的基本内容。
数控机床系统总体方案的拟定包括以下内容：系统运动方式的确定，伺服系统的选择，执行机构的结构及传动方式的确定，计算机系统的选择等内容。
一般应根据设计任务和要求提出数个设计方案，进行综合分析，比较和论证，最后确定一个可行的总体方案。
第三章经济型数控车床纵向进给系统设计计算用微机数控技术改造最大加工直径为400毫米普通车床的进给系统最大加工直径（mm）：在床身上：400 在床鞍上：210 最大加工长度（mm）：750~1000溜板及刀架重量（N）：纵向：1000刀架快移速度（m/min）：纵向：2最大进给速度（m/min）：纵向：0.6最小分辨率（mm）：纵向：0.01定位精度（mm ）： 0.02 主电机功率（KW ）： 4 起动加速时间（ms ）： 303.1 确定系统的脉冲当量脉冲当量是指一个进给脉冲使机床执行部件产生的进给量,它是衡量数控机床加工精度的一个基本参数。
普通车床的数控化改造毕业论文
学号：湖南理工学院成教学院毕业论文作 者 函授站 指导老师层 次数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量一个国家工业现代化的重 要标志。
数控机床作为机电一体化的典型产品，在机题目：普通车床的数控化改造 年 级 专 业 职 称 完成时间械制造中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。
但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。
如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。
因此，普通机床的数控化改造大有可为。
本文通过对CA6140普通车床的数控改造，使其加工精度明显提高，定位准确可靠, 操作方便，性能价格比高。
这种方法对中小企业设备的数控改造有一定的借鉴与推广作用。
本次改造主要针对车床的主轴系统、刀架系统、进给系统、反馈环节、电器控制柜及数控系统进行了改造。
关键词：数控；改造；车床。
摘要 (1)目录 (2)绪论 (4)L数控机床改造的背景和意义 (4)1.1数控机床在我国的发展现状 (4)1.1』车床数控化改造的意义 (5)1.1.2普通车床数控化改造的优点 (6)1.2数控化改造的内容 (7)1.3机床数控化改造的必要性 (10)2.车床数控改造的构思与方案 (11)2.1改造任务 (11)2.2改造方案的论证 (11)2.3改造方案的确定 (12)3.主要结构的数控改造方法 (13)3.1数控系统的改造 (13)3.1.1...................................................................................................................................... 数控系统的选择 . (13)3.1.2...................................................................................................................................... 电气控制原理 (14)3.2纵向（Z向）进给系统的改造 (16)3.2.1...................................................................................................................................... 改造思路 . (16)322实施步骤 (17)3.3横向（X向）进给系统的改造 (18)3.4刀架. (19)3.4.1...................................................................................................................................... 选用选用LD4-6132型电动刀架 (19)3.4.2...................................................................................................................................... 实施步骤 . (19)3.5主轴传动系统的改造 (19)3.5.1...................................................................................................................................... 改造思路 . (19)3.5.2...................................................................................................................................... 实施步骤 . (19)3.6滑动导轨副的改造 (19)4.安全防护 (19)4.1硬防护 (20)4.2软防护 (20)5.总结 (20)参考文献 (21)致谢 (22)随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品的性能和质量不断提高。
最新《C6140型普通车床改造数控机床正文》
C6140普通车床改造数控正文第一章设计方案的确定C6140型普通车床是一种加工效率高，操作性能好，并且社会拥有量较大的普通型车床。
经过大量实践证明，将其改造为数控机床，无论是经济上还是技术都是确实可行了。
一般说来，如果原有车床的工作性能良好，精度尚未降低，改造后的数控车床，同时具有数控控制和原机床操作的性能，而且在加工精度，加工效率上都有新的突破。
本设计主要是对C6140普通型车床进行数控改造，用微机对纵、横进给系统进行控制。
系统可采用开环控制和闭环控制，开环控制虽然有不稳定、振动等缺点，但其成本较低，经济性较好，车床本身所进行的加工尺寸是粗、半精加工。
驱动原件采用步进电动机。
系统传动主要有：滑动丝杠螺母传动和滚珠丝杠螺母传动两种，经比较分析：前者传动效率及精度较低，后者精度和效率高，但成本高，考虑对车床的性能要求，故采用滚珠丝杠螺母传动。
刀架性能要求是准确快速的换刀，因此采用自动转位刀架。
一总体设计方案的确定由于是对车床进行数控改造，所以在考虑具体方案时，基本原则是在满足使用前提下，对同床的改动尽可能少，以降低成本。
根据这一原则，决定数控系统采用开环控制；传动系统采用滚珠丝杠螺母传动；驱动元件采用步进电动机；数控系统采用JWK型系统；刀架采用自动转位刀架。
这样车床既保留原有功能，又减少了改造数量。
二机械部分的改造设计与计算将普通车床改造成数控机床，除了增加控制系统外，机械部分也应进行相应的改造，其中包括：纵向和横向进给系统的设计选型，以及自动转位刀架的选型。
（一）纵向进给系统的设计选型1、经济数控车床的改造，采用步进电动驱动纵向进给，有两种方案：一种是步进电机驱动丝杠螺母固定在溜板箱上；第二种是纵丝杠固定、电机安装在溜板箱上，驱动螺母传动。
对于车床的改造而言，采用第一种方案显然简单易行。
所以步进电机的布置，可放在丝杠的任意一端。
从改装方便，实用等方面考虑，所以将步进电机放在丝杠的左端。
2、纵向进给系统的设计计算，已知条件：工作台重量：W=80kgf=800N时间常量： T=25ms行程： s=640mm步驱角： 2=0.75o/step快速进给速度：Vmax=2m/ms脉冲当量： 8p=0.01mm/8tep（1）切削力的计算由《机床设计手册》得公式 No=Ndη（公式一）其中 N O—为传动件的额定功率Nd—主电机的额定功率，见使用说明书得：Nd=4.5 kwη—从电机到所计算的传动轴的传动效率（不含轴承的效率）从电机到传动轴经过皮带轮和齿轮两种传动件传动，所以η=n 1×n 2 由《机床设计手册》得n 1 =0.96 n 2=0.99 所以：η=0.96×0.99=0.9504 取 η=0.95η即N=4×0.95=3.8（kw ）又因为主传动系统效率一般为0.6～0.7 之间，所以取0.65 所以N C （进给效率）=3.8×0.65=2.47（kw ）由《机械加工工艺手册》得Pm=31060⨯⨯VsFZ ×9.8 （公式二）≈6120VsFz ⨯ 式中Vs ——切削速度，设当其为中等转速，工件直径为中等 时，如D=40mm 时，取Vs=100m/min 主切削力F Z =6120 2.47100⨯ =151.164（Rgf ）=1511.64N由《机床设计手册》得主切削力F Z =CFza p xfx×f yfz×kfz(经验公式) CFza p xfxf yfzkfz (公式三) 对于一般切削情况，切削力中的指数xfx ≈1ŋFZ =0.75 Kfz ≈0 CFZ=188kg/㎜2=1880Mpa F2的计算结果如下：ap(㎜)2 2 23 3 3 f(㎜) 0.2 0.3 0.4 0.2 0.3 0.4 Fz(N)10515241891168122872837为便于计算,所以取Fz=1511.7N,以切削深度ap=2㎜走刀量f=0.3㎜为以下计算以此为依据。
普通车床(C616)改装成经济型数控车床
1数控系统向开放式体系结构发展 (8)2数控系统向软数控方向发展 (8)一、题目: 普通车床（C616）改装成经济型数控车床二、指导思想和目的要求：毕业设计是培养我们理论联系实际，解决生产实际问题能力的重要步骤，它系统的检验了我们是否是合格的毕业生。
它通过对机床数控系统设计总体方案的拟定，进给伺服系统机械部分结构设计、计算控制系统硬件电路的设计以及数控机床加工程序的编制，使我们综合运用所学的机械、电子和微机的知识,进行一次机电结合的全面训练，从而培养了我们具有加工编程能力，初步设计计算的能力以及分析和处理生产中所遇到的机电方面技术问题的能力。
三、主要技术指标采用数控装置和伺服装置，对C616车床进行数控化改造。
要求能进行车削数控加工，达到或超过原车削加工性能。
数控装置、伺服装置选择合理，控制系统设计简单可靠，保护措施完备。
四、进度和要求五、主要参考书及参考资料张新义《经济型数控机床设计》机械工业出版社余英良《机床数控改造设计与实例》机械工业出版社何铭新《机械制图》高等教育出版社徐灏《机械设计手册》第2版第4卷机械工艺出版社周鹏翔《工程制图》第二版高等教育出版社唐增宝《机械设计课程设计》（修订版）华中理工大学出版社雷晓玲《综合作业指导书》机械工艺出版社王玉琳《发展经济型数控系统的必要性》高等教育出版社赵长德《微机原理与接口技术》中国科学技术出版社林俊《机床数控系统课程》中国科学技术出版社2目录摘要-------------------------------------------------------------------------------------3第一章、课题研究意义及目的-------------------------------------------------------------4 （一）数控机床与数控技术----------------------------------------------------------------7（二）设计方案的目的及应用-------------------------------------------------------------8第二章、机械部分的改造与设计-------------------------------------------------------------9 （一）数控系统硬件电路设计---------------------------------------------------------------12 （二）纵向进给系统的设计与计算----------------------------------------------------12（三）横向进给系统的设计与计算------------------------------------------------------15第三章、步进电机的选择---------------------------------------------------------------------23 （一）步进电机选用的基本原则------------------------------------------------------------23（二）步进电机的选择------------------------------------------------------------------------25第四章、机床导轨改造------------------------------------------------26第五章、自动转位刀架的选用------------------------------------------27第六章、经济型数控机床改造时数控系统的选用--------------------------28 第七章、典型零件的工艺设计及应用程序的编制--------------------------29 （一）工艺分析---------------------------------------------------------------------------------30（二）工作坐标系的设定---------------------------------------------------------------------30（三）手动钻孔---------------------------------------------------------------------------------31（四）编制加工程序---------------------------------------------------------------------------3小结---------------------------------------------------------------------------------------------33致谢--------------------------------------------------------------------------------------------34参考文献----------------------------------------------------------------------------------------34附件------------------------------------------------------------------------------------------------13摘要经济型数控车床是指价格低廉、操作使用方便，适合我国国情的装有简易数控系统的高效自动化车床。
最新普通车床改造为经济性数控车床
普通车床改造为经济性数控车床C616型普通车床改造为经济性数控车床【摘要】数控机床是自动化加工必不可少的组成部分，根据我国的国情对旧机床进行数控化改造不失为一条经济有效的途径。
我国拥有机床300万台，其中大部分为通用机床，特别是地方中小企业，普通设备拥有量巨大，数控改造的前景相当大，在对C616车床的数控化改造设计中，用单片机作为中央微处理器较好，改造后大大提高了原有机床的自动化程度和生产率，其成本仅为全功能数控车床的1/3~1/4.【关键词】数控改装机械车螺纹Model C616 Lathe CNC lathe transformation ofeconomyAbstract：CNC machine tools is an integral part of automated processing, according to China's national conditions on the transformation of the old NC machine tools after all a cost-effective way. With over 3 million units machine tools, most of which common tools, in particular, local SMEs, the amount of ordinary device has huge prospects for transformation of large CNC, CNC lathe in the C616 Modification design, with a single chip micro-processing as a central one shows that after transformation, greatly improved the original machine tool automation and productivity, the cost is only fully functional CNC Lathe 1 / 3 to 1 / 4.Key words：CNC converted machine threading1 序言本课题是围绕将普通机床改造成经济型数控机床展开设计的，经济型数控机床是指价格低廉、操作使用方便，适合我国国情的装有简易数控系统的高效自动化机床。
普通机床数控化改造
普通机床数控化改造【摘要】本文详细介绍了有关数控机床改造的过程和方法，对目前国内外有关产品进行了比较分析。
本文提出系统改造主要以机械部分和数控装置的加装为主，在车床上附加数控装置和执行元件，选择合适的机床伺服系统和计算机系统等。
改造过程中一定循序渐进，注意成本的控制，在调试中发现和解决问题。
【关键词】普通机床；数控化改造一、机床主要参数1.1机床主电机型号：YD160L-4，额定功率11KW，最高转速3500r/min，额定转速1460r/min。
1.2变速级数和公比变速级数Z=4，公比φ=2.37.1.3主传动系统总降速比i∑=0.0681.4有级变速各级传动主要参数第一级齿轮传动参数：i12=3.55，Z1=20，Z2=70。
模数m1=m2=2.25mm。
第二级齿轮传动参数：第一对：i34=2.66，Z3=23，Z4=61。
模数m3=m4=2.5mm。
第二对：i56=1.12，Z5=50，Z6=56。
模数m5=m6=2mm。
第三对：i78=0.47，Z7=65，Z8=31。
模数m7=m8=2.25mm。
二、数控机床的改造方案一般情况下对数控机床的改造主要为两部分。
一部分是机械部分改造，第二部分是数控系统改造。
2.1机械部分改造1）导轨改造。
大多数普通机床均采用普通铸铁。
数控机床要求采用淬硬的合金钢材料，例如用GCR15轴承钢淬硬到65～62HRC，可以提高硬度5倍～10倍。
另外，普通机床的滑动导轨需要换成滚动导轨和静压导轨，但是改造难度较大，主要是在导轨表面加装辅助软带；2）刀架改造。
数控机床安装的刀架为自动刀架，以便数控机床根据程序更换刀具。
因此，必须将普通机床的刀架进行改造或更换；3）进给机械改造。
一般进给系统可以保持原来的支架系统，但是要调整弹簧，加装减速齿轮系统。
2.2数控系统的确定1）常规机床数控系统。
由于该类数控系统功能齐全、种类繁多、适用性较强以及信价比高，因而很多机床改造时首选这类控制装置，我国就有很多这类产品的用户。
C6150普通车床数控改造
C6150普通车床数控改造第一章总体方案设计1-1设计目的：本设计是针对CA6150普通车床进行数控改造。
利用数控系统对纵、横向进给系统进行开环控制，纵向脉冲当量为0.01mm/脉冲，横向脉冲为0.005mm/脉冲，驱动元件采用步进电动机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动转位刀架，主轴采用变频器控制。
对于普通机床的经济型数控改造，在确定总体设计方案时，应考虑在满足设计要求的前提下，对机床的改动应尽可能少，以降低成本。
1-2总体方案确定根据设计任务，车床的横向、纵向（Z轴）进给运动采用步进电机、减速齿轮、滚珠丝杠副、滑板的传动方式。
由8031单片机组成微机作为数控装置的核心，由I/O接口、环形分配器与功率放大器一起控制步进电机转动，经齿轮减速后带动滚珠丝杠转动，从而实现车床的纵向进给运动。
1-3机械改造设计与计算机械设计内容包括：滚珠丝杠的设计计算与选用，齿轮减速机构的计算与选择，进给系统的步进电动机的计算与选择第二章伺服系统机械部分设计计算伺服系统机械部分设计计算内容包括：确定系统的负载、确定系统脉冲当量，运动部件惯量计算，空载起动及切削力计算，确定伺服电机，传动及导向元件的设计、计算及选用2-1 确定系统的脉冲当量脉冲当量是指一个进给脉冲使机床执行部件产生的进给量,它是衡量数控机床加工精度的一个基本参数。
因此,脉冲当量应根据机床精度的要求来确定。
对经济型数控机床来说，常采用的脉冲当量为0.01mm/step和0.005mm/step,在CA6150的技术参数中，要求纵向脉冲当量pf为0.01mm/step。
横向脉冲当量为pf=0.005mm/step。
2-2纵向进给系统切削力与滚珠丝杠的设计计算已知条件工作台重量：W=80kg=800N时间常量： T=25ms行程： s=950mm步距角： 2=0.75o/step快速进给速度：Vmax=0.5m/ms脉冲当量：pf=0.01mm/step（纵向）1、切削力的计算由机床设计手册可知，切削功率Pc=Pηk主电机功率: p= 5.5 kw主传动系统总效率：η=0.8进给系统功率系数：K=0.96Pc=Pηk=5.5×0.8×0.96=4.224kw纵车外圆：计算切削力FFz——主切削力；V——切削速度；由Pc=Fz ×v×0.001/60 可知Fz=1267.2N按切削力各分力比例：Fz：Fx：Fy =1：0.5：0.6Fx=0.5Fz=0.5×1267.2=633.6NFy =0.6Fz =0.6×1267.2=760.32NG=800N2、滚珠丝杠的设计与选择（1）、计算进给牵引力Fm作用在滚珠丝杠上的进给牵引力主要包括切削时的走刀抗力以及移动件的重量和切削分力作用在导轨上的摩擦力。
普通机床的数控化改造毕业论文
可编辑修改2011届毕业设计（论文）题目简述普通机床的数控化改造学生姓名XXX学号XXXXXXXXX指导教师XXX专业机电一体化班级08统招系别数字控制系陕西电子信息职业技术学院二〇一一年五月二十日摘要本设计说明书包括：概论、总体设计方案的拟定和验证、主传动部分的改造设计、伺服进给系统的改造设计、自动转位刀架的选择设计、编码盘安装部分的结构设计等几个部分。
改造后的车床，主运动实现自动变速，纵向、横向进给系统进行数控控制，并要求主轴电机最大功率为18KW，X、Z坐标最大运动速度5m/min，刀架要是自动控制的自动转位刀架，要能自动切削螺纹。
关键词：数控改造进给系统滚珠丝杠自动刀架AbstractThis introduction of the design included :The draw-up of the general outline ,the decision and verify of the total designal projection ,the reforms design to the parts of the lord spreads to move ,the reforms design to the system of serve enters ,the choice and design to the knife which turn automatically ,the constructions design of coding dish gearing part ,and so on．While the motorcycle been reformed , the lord exercises realize to change speed automatically.lengthways ,horizontal enter to proceed to system the number controls the control, To the spindle of the motor the greatest power for 18kw, x and z coordinate the movement speed 5m/ min ,knife must be the automatic control a knife which is turning automatically ,and it is able to slice the thread automatically.Key words: The number controls to reforms; the system of enters; roll the bead in silk automatic knife目录第一章引言 (5)1.1数控车床的特点和组成 (5)1.1.1 特点 (5)1.1.2数控车床的组成 (6)1.2机床改造的意义 (6)1.3数控车床的发展 (7)1.3.1 数控车床的现状 (7)1.3.2数控车床在我国的发展现状 (8)1.3.3数控机床在国外的发展现状 (9)1.4数控机床的分类 (10)1.4.1按加工工艺方法分类 (10)1.4.2按控制运动轨迹分类 (11)1.4.3按伺服系统控制方式分类 (12)1.4.4按控制系统功能水平分类 (14)1.5数控机床的发展方向 (14)第二章普通车床的数控改造和可行性论证 (18)2.1车床的数控改造 (18)2.1.1设计内容及任务 (18)2.1.2设计任务 (18)2.2机械部分改造 (19)2.2.1 Z向、X向进给机构的改造 (19)2.2.2机械部分改造设计部分的相关计算 (19)2.2.3改造后机械结构特点 (21)2.3数控系统及伺服系统的改造 (22)2.3.1数控系统简介 (22)2.3.2数控控制系统的选择 (23)2.3.3伺服系统的选择件的 (24)第三章安装调试 (27)3.1安装调整中应注意的问题 (27)3.2功能确定及分布 (28)3.3机床的调试及验收 (29)第四章改造后取得的效果 (31)第五章结束语 (32)参考文献 (33)第一章引言数控技术，简称数控（Numerical Control）。
普通车床C616的数控改造毕业设计论文
摘要本文主要是将传统的C616车床的电气控制系统改造成为数字控制的开环控制系统。
随着当今工业设备对精密程度的要求越来越高，对机械加工设备的加工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。
所以对普通机床进行数控改造具有很大的意义。
本人在搜索、查阅和研究大量有关资料的基础上，对机床的数控改造技术进行了研究和分析，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、横向进给系统进行了改造，选用自动转位刀架，由脉冲发生器来加工所需要的螺纹。
整个控制系统以8031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：C616车床数控改造8031单片机步进电机目录摘要 (1)ABSTRACT ....................................................... 错误!未定义书签。
第1章绪论. (1)1.1普通机床数控化改造概述 (1)1.2机床数控化改造的意义 (1)1.2.1 微观看改造的必要性 (1)1.2.2 宏观看改造的必要性 (2)1.3国内外机床改造业的发展概况 (2)1.3.1 国外机床改造业的发展 (2)1.3.2 国内机床改造业的发展 (3)1.4数控机床未来的发展方向 (4)第2章 C616普通车床数控改造总体方案的设计 (5)2.1本毕业设计的选题及主要任务 (5)2.2总体方案设计 (5)第3章机械部分改造 (7)3.1纵向（Z向）进给系统的设计 (7)3.2横向（X）向进给系统的计算与设计 (13)3.3机床导轨改造 (17)3.4自动刀架的选择 (18)3.5主轴脉冲发生器 (18)第4章电气系统控制部分改造 (20)4.1步进电机的选择 (20)4.1.1 步进电机选用的基本原则 (20)4.1.2 C616纵向进给系统步进电机的确定 (21)4.1.3 C616横向进给系统步进电机的确定 (21)4.2数控装置硬件设计 (21)4.2.1 数控系统硬件组成 (21)4.2.2 单片机的选择 (22)4.2.3 存储器的选择 (23)4.2.4 I/O接口电路 (23)4.2.5步进电机驱动电路 (24)4.3数控系统软件设计 (25)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)第1章绪论1.1 普通机床数控化改造概述随着机电一体化技术的迅猛发展，数控机床的应用已日趋普及，机械制造业正在越来越多地采用数控技术来改善其生产加工方式，用以解决现代机械制造中结构复杂、紧密、批量小、多变零件的加工问题，能够稳定加工质量和提高生产率，但是数控机床的应用也受到其他条件的限制。
C6150普通车床的数控化改造
晋中学院本科毕业论文（设计）题目C6150普通车床的数控化改造设计院系机械学院专业机械设计制造及其自动化姓名祁妍婷学号1214312122学习年限2012年09月至2014年07月指导教师薛小兰职称讲师申请学位工学学士学位2014年5月20日C6150普通车床的数控化改造学生姓名：祁妍婷指导教师：薛小兰摘要：与普通车床相比较，数控机床作为机电液气一体化的典型产品，可以解决在机械加工中结构比较复杂多变的零件加工的问题，而且加工质量好，生产效率也高。
随着科学技术的快速发展，数控机床的占有率已经成为衡量一个国家机械制造业水平的重要标志。
购买新的数控机床或者从国外进口是提高产品质量和效率的主要方法，但是费用高，许多工厂在较短时间内没有办法实现，这样就严重阻碍企业设备更新的脚步。
采用经济型数控系统对普通机床进行数控化改造，特别适合我国普通机床拥有量大，生产规模小的具体国情。
本次设计是对C6150普通车床的数控化改造设计计算，主要是对原有机床的结构进行创造性的设计，最终使机床达到比较理想的状态。
其中主要对伺服系统、数控系统等方面做了详细的计算和设计。
设计时我先对数控机床系统进行了总体方案的设计，然后对进给系统、齿轮箱传动比及步进电机进行了设计、选型和计算，最后对微机数控系统硬件电路进行了设计。
关键词：数控改造步进电动机单片微机Reforming design of NC for C6150 general l-atheAuthor’s Name: Qi Yan-ting Tutor: XueXiao-lanABSTRACT: As a representative production of mechanical, electronic, hydraulic and pneumatic integration, numerically controlled machines have a stabilization quality and high efficiency, and can solve problems such as complex structure, high precision, mass production, part variety in machining.Along with the science technical fast fierce development, numerical controlling tool machine has already become the important marking which measures a national machine manufacture industry level.Purchasing new numerically controlled machines is an important way to improve production precision and efficiency, but it may not come true to many enterprises because it cost much. Adopt the economic number controls system to carry on a number to control to turn a reformation to the common tool machine, particularly in keeping with our country the common tool machine own to have great capacity, the small concrete state of the nation of the production scale.This design is to control to turn a reformation to the number of C6150 common lather，mainly on the creative design of original structure of lathe to make lathe relative perfect. While in the process, we do detailed calculation and design of servo system, NC and so on. Design when I first CNC machine tool system, the overall design, and then calculated the feeding system, the gearbox ratio and the stepper motor, computer numerical control system hardware circuit design.KEYWORDS：Numerical transformation of Mechatronics Stepping motor Single chip microcomputer目录1 绪论 (5)2 机床改造总体设计方案的拟定 (6)2.1 设计任务 (6)2.2 总体方案设计内容 (6)2.3 总体方案确定 (7)3 机床伺服系统机械部分设计和计算 (8)3.1 确定系统的脉冲当量 (8)3.2 计算切削力 (8)3.3 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (10)3.4 齿轮箱的计算 (17)3.5 步进电动机的选型和计算 (18)3.6 绘制进给传动机构的装配图 (24)4微机数控系统硬件电路的设计 (25)4.1硬件电路的设计 (25)4.2 8031单片机的简介及其扩展 (27)4.3 步进电机驱动电路 (32)4.4 数控系统的软件设计 (35)5总结 (42)参考文献 (43)1 绪论一个企业要在当前竞争激烈的环境中存活就需要迅速地更新和开发出新产品，以最低价格、最好的质量、最短的时间去满足市场需求的不断变化。
C616型普通车床改为经济型数控机床
[5]赵松年、戴志义主编.机电一体化数控系统设计
[6]赵松年、张奇鹏主编.机电一体化机械系统设计
[7]黄家善主编.计算机数控技术
注：以实际采用的参考文献为准
起止
日期
2009—2009
系(部)盖章：教研室主任(签字)：
年月日年月日
说明：毕业设计任务书由指导教师根据课题的具体情况填写，经系部审核盖章后生效。此任务书要求按固定格式双面打印,在毕业设计工作开始前一周内填写并发给学生。
2、设计改造进给系统，绘制草图，利用软件绘制装配图、零件图；5周
3、编写说明书，整理并完成毕业设计论文；2周
4、毕业设计成果审阅、评阅、答辩。
主
要
参
考ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
文
献
[1]张新义主编.经济型数控车床系统设计
[2]《机床设计手册》编写组编．机床设计手册2零件设计（上册）
[3]成大先主编．机械设计手册单行本联接与紧固
2、设计说明书的论证要有科学根据，要有说服力；计算部分须指出公式来源并说明公式中的符号所代表的意义，公式中所有常数或系数必须正确，计算结果要足够准确，计算中采用的数据及计算结果可列表表示
3、说明书要求章节分明，层次清楚，文理通顺，图表、简图规范、清晰，不得用徒手画。
进
程
安
排
1、根据毕业设计任务，收集、阅读整理有关资料，拟订并确定设计方案；1周
09届毕业设计(论文)任务书
学生姓名
指导教师
职称
助教
课题名称
C616型普通车床改为经济型数控机床
课题工作内容
1.课题介绍：
本课题是围绕将普通机床改造成经济型数控机床展开设计的，经济型数控机床是指价格低廉、操作使用方便，适合我国国情的装有简易数控系统的高效自动化机床。中小型企业为了发展生产，常希望对原有旧机床进行改造，实现数控化、自动化。经济型数控机床系统就是结合现实的的生产实际，结合我国国情，在满足系统基本功能的前提下，尽可能降低价格。价格便宜、性能价格比适中是其最主要的特点，特别适合在设备中占有较大比重的普通车床改造，适合在生产第一线大面积推广。企业应用经济型数控型系统对设备进行改造后，将提高产品加工精度和批量生产的能力，同时又能保持“万能加工”和“专用高效”这两种属性，提高设备自身对产品更新换代的应变能力，增强企业的竞争能力。
CA6140普通车床数控改造
当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状，在此基础上讨论了在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下，发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性，并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。
马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。
制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。
当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。
此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。
总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
1.1问题提出数控车床作为机电液气一体化的典型产品，是现代机械制造业中不可缺少的加工设备，在机械制造业中发挥着重要的作用，能解决机械制造中结构复杂、精密、批量小、零件多变的加工问题，且产品加工质量稳定，生产效率较高。
企业要在激烈的市场竞争中获得生存、求得发展,就必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本,制造出合乎市场需要的、性能合适的产品,而产品质量的优劣,制造周期的快慢,生产成本的高低,又往往受工厂现有加工设备的直接影响。
购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径,但是成本太高，很多工厂在短时间内都无法有那么多的资金，这严重阻碍企业的设备更新和设备改造的步伐；同时目前大多数企业还有数量众多，而且还具有较长使用寿命的普通机床，由于普通机床加工精度相对较低、不能批量生产，生产的自动化程度不高，生产自适应性差，但考虑投资成本，产业的连续性和转型周期，又不能马上淘汰。
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毕业论文
西北工业大学网络教育学院
毕业论文任务书
一、题目：
CA6140普通车床的数控化改造
二、指导思想和目的要求：
本论文从：普通机床数控化改造现状及问题、802S数控系统的组成、数控机床伺服系统、主轴交流伺服电机的选择、机械部分的改造、进给电机的选择、纵向步进电机的选择、横向步进电机的选择、微机控制系统硬件电路设计等方面着手，实现了CA6140普通车床的数控化改造，在完成《机床设计》、《数控技术》、《电工技术》、《可编程控制器》等相关课程之后,能够运用所学的知识独立完成数控车床的进给系统的自动控制系统设计,从而使我们进一步加深和巩固对所学的知识的理解和掌握,并提高我们的实际操作能力。
⑴运用所学的理论知识,进行数控系统设计的初步应用,培养我们的综合设计能力和计算能力；
⑵明白和掌握三相反应式伺服步进电动机的进给驱动的方式和原理以及控制方法；
⑶掌握PLC控制系统设计的基本原理和方式,并能具备查阅和运用标准手册、图册等有关技术工具书的能力；
⑷能熟练掌握编写技术的能力。
三、主要技术指标：
802S数控系统、数控机床伺服系统、开环控制系统、闭环控制系统、机械部分、床身、主轴变速箱、拖板、自动换刀装置、拖板箱、主轴交流伺服电机、主轴、主轴电机、进给电机、步进电动机、步距角α、精度、转矩、启动频率、
纵向步进电机、脉冲当量、步距角、矩频特性、微机控制系统、控制系统、主轴系统、机床控制系统、PLC用户程序、驱动器
进度与要求：
12月20日至12月31日参加动员会，确定论文的选题、填写任务书
1月1日-2月28日调研、起草、修改论文；
2月2日前填写《毕业论文中期检查表》；
3月1日至3月2日将论文电子版及纸质版交与学习中心
3月21日至3月30日毕业答辩
四、主要参考书及参考资料：
[1]吴振彪.机电综合设计．指导．中国人民大学出版社.2000．
[2]余英良.机床数控改造设计与实例．机械工业出版社．1997．
[3]《机床设计手册》编写组编．机床设计手册第一，三，四册．机械工业出版社．1998．
[4]明兴祖主编.数控加工技术．化学工业出版社．2001．
[5]胡占齐杨莉.机床数控技术．机械工业出版社．1986．
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[9]廖念钊古莹庵.互换性与技术测量．中国计量出版社．2000．
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[11]陈碧秀等主编.实用中小电机手册。
辽宁科学技术出版社．2000．
[12]王槐德主编.<<机械制图新旧标准代换教程>>.中国标准出版社.2003.
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[26]柳青.PLC在产品自动检验系统中的应用[J].湖南工业职业技术学院学2003,(01)
[27]周云波.PLC是机电一体化的极佳选择[J].新疆石油教育学院学
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[28]童志宝.FXON系列PLC定时器编程探讨[J]. 浙江万里学院学报,2003,(02)
学习中心：常州工学院班级：0743032130 专业：机械设计制造及其自动化学生：彭宇翔
指导教师：诸伟新
摘要
数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好的解决了现代机械制造中机构复杂，精密，批量小，多变零件的加工问题，我国作为机床大国，拥有大量的普通机床。
因此，对普通机床数控化改造不失为一种较好的选择。
关键词： C6140普通车床数控化改造数控系统主传动系统进给系统
目录
摘要 (I)
目录 (II)
第一章绪论 (1)
1.1 现实背景和理论背景 (1)
1.1.1现实背景 (1)
1.1.2理论背景 (1)
1.2普通机床数控化改造的意义 (2)
第二章普通机床数控化改造现状及问题 (3)
2.1主要研究内容及技术路线 (3)
2.2数控化改造后机床的优越性 (3)
2.3机床的经济型数控化改造主要解决的问题 (4)
第三章普通机床数控化改造 (5)
3.1 802S数控系统的组成 (5)
3.2数控机床伺服系统的选择 (6)
3.2.1开环控制系统 (6)
3.2.2闭环控制系统 (7)
3.3 机械部分的改造 (7)
3.3.1床身 (8)
3.3.2 主轴变速箱 (8)
3.3.3 拖板 (8)
3.3.4 自动换刀装置 (9)
3.3.5 拖板箱 (9)
3.4主轴交流伺服电机 (9)
3.4.1主轴的变速范围 (10)
3.4.2初选主轴电机的型号 (10)
3.4.3主轴电机的校核 (10)
3 .5 进给电机的选择 (11)
3.5.1 步进电动机的选用原则 (11)
3.5.2步距角α (12)
3.5.3精度 (12)
3.5.4转矩 (12)
3.5.5启动频率 (13)
3.6纵向步进电机的选择 (13)
3.6.1确定系统的脉冲当量 (13)
3.6.2步距角的选择 (14)
3.6.3矩频特性 (14)
3.6.4据步进电机的矩频特性计算加减速时间校核的快速性 (18)
3.7 横向步进电机的选择 (19)
3.7.1步距角的确定 (19)
3.7.2距频特性 (20)
3.8微机控制系统硬件电路设计 (22)
3.8.1 控制系统的功能要求 (22)
3.8.2主轴系统的改造 (23)
3.8.3机床控制系统改造 (24)
3.8.4编写PLC用户程序 (26)
3.8.5驱动器调试 (27)
参考文献 (28)
致谢 (30)
第一章绪论
1.1 现实背景和理论背景
1.1.1现实背景
数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量一个国家工业现代化的重要标志。
数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。
但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。
如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。
因此，普通机床的数控化改造大有可为。
1.1.2理论背景
针对现有常规CA6140普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。
本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了CA6140机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。
采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。
1.2普通机床数控化改造的意义
企业要在当前市场需求多变，竞争激烈的环境中生存和发展就需要迅速地更新和开发出新产品，以最低价格、最好的质量、最短的时间去满足市场需求的不断变化。
而普通机床已不适应多品种、小批量生产要求，数控机床则综合了数控技术、微电子技术、自动检测技术等先进技术，最适宜加工小批量、高精度、形状复杂、生产周期要求短的零件。
当变更加工对象时只需要换零件加工程序，无需对机床作任何调整，因此能很好地满足产品频繁变化的加工要求。
普通车床经过多次大修后，其零部件相互连接尺寸变化较大，主要传动零件几经更换和调整，故障率仍然较高，采用传统的修理方案很难达到大修验收标准，而且费用较高。
因此合理选择数控系统是改造得以成功的主要环节。
数控机床在机械加工行业中的应用越来越广泛。
数控机床的发展，一方面是全功能、高性能；另一方面是简单实用的经济型数控机床，具有自动加工的基本功能，操作维修方便。
经济型数控系统通常用的是开环步进控制系统，功率步进电机为驱动元件，无检测反馈机构，系统的定位精度一般可达±0.01至0.02mm，已能满足CA6140车床改造后加工零件的精度要求。