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畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
一、本課題要研究或解決的問題：
本課題要求在對臥式車床的改造任務(wù)和功能需求作出認真分析的基礎(chǔ)上，做好總體改造方案設(shè)計及橫向進給系統(tǒng)的詳細設(shè)計。具體內(nèi)容及要求如下：
（1）調(diào)查研究、查閱及翻譯文獻資料，撰寫開題報告；
（2）改造任務(wù)及功能需求分析；
（3）總體改造方案的確定；
（4）橫向進給系統(tǒng)機械部分和控制部分的詳細設(shè)計；
（5）文檔整理、撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書及使用說明書。
相關(guān)設(shè)計技術(shù)條件及要求如下：
（1）床身上最大加工直徑：400mm；最大加工長度：1000mm；
（2）橫向進給脈沖當(dāng)量：0.005mm/脈沖，縱向進給脈沖當(dāng)量：0.01mm/脈沖；
（3）橫向最快的工進速度：400mm/min，縱向最快的工進速度：800mm/min；
（4）換刀時刀架轉(zhuǎn)速：30r/min；
（5）CNC系統(tǒng)主CPU采用單片機。
二、擬采用的研究手段（途徑）：
由于該設(shè)計是經(jīng)濟型數(shù)控改造，在考慮具體方案時，應(yīng)遵守的基本原則是在滿足使用要求的前提下，對機床的改動盡可能少，以降低成本。
（1）機械部分改造
橫向進給機構(gòu)的改造：拆掉原手動刀架和小拖板，安裝上數(shù)控刀架；拆掉普通絲桿、光桿進給箱和溜板箱，換上滾珠絲杠螺母副；保留原手動機構(gòu)，用于調(diào)整操作，原有的支撐結(jié)構(gòu)也保留，采用一級齒輪減速，步進電機、齒輪箱體安裝在中拖板的后側(cè)。
（2）數(shù)控系統(tǒng)部分設(shè)計
數(shù)控系統(tǒng)按運動方式分為點位控制系統(tǒng)、點位直線控制系統(tǒng)、連續(xù)(輪廓)控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計要求，CA6140車床要加工復(fù)雜零件輪廓，其各坐標(biāo)軸的運動有著確定的函數(shù)關(guān)系。根據(jù)設(shè)計要求，本微機數(shù)控系統(tǒng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)。
采用以步進電機驅(qū)動的開環(huán)控制。因為開環(huán)控制具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計制造容易、控
制精度較好、容易調(diào)試、價格便宜、使用維修方便等優(yōu)點。開環(huán)控制多用于負載變化不大或要求不高的經(jīng)濟型數(shù)控設(shè)備中。
采用簡易數(shù)控裝置，以步進電機為驅(qū)動機構(gòu)，實現(xiàn)在微機控制下的自動加工。其工作原理是：根據(jù)加工零件的圖樣與工藝方案，用規(guī)定的代碼和程序格式編寫加工程序，通過數(shù)控裝置上的鍵盤輸入微機，微機在監(jiān)控程序的管理下工作，并通過專用控制程序，把用戶加工程序轉(zhuǎn)化成一定頻率和數(shù)量的脈沖信號，經(jīng)驅(qū)動電路放大后驅(qū)動縱橫向二臺步進電機轉(zhuǎn)動，通過機械接口傳動絲杠實現(xiàn)刀架縱、橫兩個方向的頻率。自動回轉(zhuǎn)刀架由單片機發(fā)出換刀轉(zhuǎn)位指令，由自動刀架驅(qū)動電源驅(qū)動三相電機使刀架松開、抬起、旋轉(zhuǎn)后再自動鎖緊而完成轉(zhuǎn)位換刀過程。
該經(jīng)濟型微機橫向進給系統(tǒng)擬采用步進電機作為驅(qū)動元件，改造方案如圖1所示。微機通過I/O接口發(fā)出驅(qū)動脈沖，經(jīng)過光電隔離進入步進電機的驅(qū)動控制線路，驅(qū)動控制線路接受來自數(shù)控車床控制系統(tǒng)的進給脈沖信號，并將該信號轉(zhuǎn)換為控制步進電機各定子繞組依次通電、斷電的信號，使步進電機運轉(zhuǎn)。步進電機的轉(zhuǎn)子帶動滾珠絲杠傳動，絲杠轉(zhuǎn)動使工作臺產(chǎn)生移動。
光電隔離
微
機
功率放大
步進電 機
橫向工作臺
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