毕业论文题 目：C616车床数控系统改造院 系： 专 业： 姓 名： 指导教师： 2014年3月1日目 录摘 要1关键词1第1章 绪 论 21.1普通机床数控化改造概述21.2 数控改造的意义21.3 数控改造的优点3第2章 数控机床的原理及分类32.1 数控机床的一般原理32.1.1 数字控制的基本概念32.1.2 数控机床的组成42.1.2.1 信息载体42.1.2.2 计算机数控系统52.1.2.3 伺服系统52.1.2.4 机床52.2 计算机控制系统的工作原理62.2.1 输入62.2.2译码62.2.3 数据处理62.2.4 插补62.2.5 伺服控制62.2.6 管理程序72.3 机床数控系统的分类72.3.1开环控制系统72.3.2 半闭环控制系统82.3.3 闭环控制系统8第3章 C616机床数控系统改造方案93.1 机床数控系统改造方案要求93.2 C616车床的数控改造主要包括以下两个方面93.2.1 机械部分改造93.2.2 电气控制系统改造9第4章 机械部分改造104.1 纵向（Z向）进给系统的计算与设计104.1.1 纵向进给系统的设计104.1.2 纵向进给系统的设计计算114.1.2.1 切削力计算 114.1.2.2 滚珠丝杠设计及计算134.1.2.2.1 强度计算134.1.2.2.2效率计算134.1.2.2.3 刚度验算144.1.2.2.4 稳定性验算144.1.2.3齿轮及转矩的有关计算144.1.2.3.1有关齿轮计算144.1.2.3.2 转动惯量计算154.1.2.3.3 所需转动力矩计算154.2 横向（X向）进给系统计算与设计174.2.1 横向进给系统的设计174.2.2横向进给系统的设计计算174.2.2.1 切削力计算184.2.2.2 滚珠丝杠设计计算184.2.2.2.1 强度计算184.2.2.2.2 效率计184.2.2.2.3 刚度验算194.2.2.2.4 稳定性验算194.2.2.3 齿轮及转矩有关计算194.2.2.3.1有关齿轮计算194.2.2.3.2 转动惯量计算194.2.2.3.3 所需转动力矩计算20第5章 机床导轨改造21第6章 电气系统改造226.1 步进电机的选择226.1.1 步进电机选用的基本原则226.1.1.1 步矩角226.1.1.2 精度226.1.1.3 转矩226.1.1.4 启动频率236.1.2 C616纵向进给系统步进电机的确定236.1.3 C616横向进给系统步进电机的确定236.2 数控装置硬件设计246.2.1 数控系统硬件组成246.2.2 单片机的选择256.2.3 存储器的选择256.2.4 I/O接口电路256.2.5步进电机驱动电路266.3 数控系统软件设计27第7章 总结29第8章 致谢30参考文献31C616机床数控系统改造摘要：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。本文在搜索、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，描述了机床控制系统的设计。整个改造过程主要对车床机械部分和电气系统进行了改造，从而达到所要求的数控机械性能。关键词：C616车床，数控改造，单片机，步进电机第一章 绪 论1.1普通机床数控化改造概述机床的数控改造，就是在普通机床上增加计算机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。它是根据生产实际需要提出，并随着机床行业以及技术的不断进步而发展起来的，它的内容是应用成熟的数控技术和经验，以适应生产的具体要求为目的，对现有机床的局部结构进行改造，并安装上新部件、新装置、新附件，用计算机控制机床工作，提高机床的技术性能指标，使之全部或局部达到数控机床的水平。 然而，机床的数控改造不是简单地将传统机床配备上数控系统即可，现代的数控技术，特别是加工中心，无论是其支承部件、主传动系统、进给传动系统、刀具系统、辅助功能等部件结构，还是整体布局、外部造型等都已经发生了很大变化，已经形成了数控机床的独特机械结构。因此，我们在对普通机床进行数控改造的过程中，应在考虑各种情况下，使普通机床的各项性能指标尽可能地与数控机床相接近。1.2 数控改造的意义数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。1.2.1可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。1.2.2 可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高37倍。由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可实现另一工件加工的自动化，从而使单件和小批生产得以自动化，故被称为实现了“柔性自动化”。1.2.3 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，减少修配。1.2.4 实现多工序的集中加工，减少零件在机床间的频繁搬运。1.2.5 拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。因此，机床数控系统改造后降低了工人的劳动强度，节省了劳动力减少了工件的机床更换次数，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应。1.3 数控改造的优点1.3.1 减少投资额、交货期短。同购置新机床相比，一般可以节省6080的费用，改造费用低。特别是大型、特殊机床尤其明显。