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任务书

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1  绪论 5

1.1  改造的可行性 6

1.1.1 机床改造的必要性 6

1.1.2 数控改造的优点 6

1.2  机床的设计改造 6

2  C6150型普通车床数控化改造方案的设计与确定 8

2.1  总体方案设计 8

2.2  总体方案的确定 8

3  C6150数控车床横向传动结构设计 10

3.1  C6150数控车床的主要技术参数 10

3.2  数控机床的改造要求与伺服电机的选用 10

3.2.1 数控机床的改造要求 10

3.2.2 伺服电机的工作原理 11

3.2.3 伺服电动机的选用 11

3.3 丝杠螺母副 12

3.3.1 滚珠丝杠副传动部件 12

3.3.2 滚珠丝杠副的原理、特点及有关应用中的问题 13

3.3.3 滚珠丝杠副的支撑 13

3.3.4 安装调整中应注意的问题 16

3.4 C6150车床数控化改造机械部分改造设计与计算 16

3.4.1 纵向进给系统的设计 16

3.4.2 横向进给系统的计算 19

3.5  主传动系统的设计 21

3.5.1 主传动系统的改造 21

3.5.2 主运动系统转速图的设计 22

3.5.3 主轴的变速反转和制动 22

3.5.4 控制类型的确定 23

3.5.5 安装电动卡盘 23

3.5.6 传动方面改造设计 23

3.6 进给系统的改造 24

3.6.1 进给伺服系统 25

3.6.2进给系统机械传动部分改造 25

4  C6150车床数控化改造电气部分改造设计 27

4.1  数控系统操作及参数说明 27

4.2系统参数 27

4.3 NIM-9702数控系统接口 28

4.4系统电源 28

4.5系统的接地 29

4.6开关量I/O信号的电特性 29

4.7系统信号I/O的连接 29

5  数控系统硬件电路设计 31

5.1  数控系统基本硬件组成 31

5.1.1  概述 31

5.1.2  单片机控制系统的设计 31

5.2  硬件电路的组成 32

5.2.1 各种芯片选择及引脚功能说明 32

5.2.2 辅助电路 47

5.2.3驱动电源电路的选择 48

5.2.4 控制类型的确定 49

5.2.5 面板操作键和方式选择开关 49

5.2.6 螺纹加工的传动与控制 50

5.3  硬件电路设计 50

5.3.1接口电路与AT89C51的连接 50

5.3.2 伺服电机接口电路 51

5.3.3隔离电路 52

5.3.4 脉冲分配器 52

6  软件设计 53

6．1总体设计方案设计 53

6．2系统初始化软件 53

6．3插补程序设计 53

6.3.1直线插补 53

6.3.2圆弧插补 55

7  程序设计 60

8  数控机床的安装调试及验收 63

8.1机床的地基和对环境的要求 63

8.2各控制单元间的电缆连接 63

8.3通电试车前的检查 63

8.3.1输入电源电压和频率的确认 63

8.3.2检查直流电源输出端是否正常 63

8.3.3检查各熔断器 63

8.3.4短接棒的设定 63

8.3.5检查油和气 64

8.3.6确认各部件机器位置 64

8.4通电试车 64

8.4.1确认试车 64

8.4.1确认电源电压相序 64

8.4.2接通强电柜交流电源 64

8.4.3接通直流电源 64

8.4.4线数控装置供电 64

8.4.5数控系统参数核对 64

8.4.6手动操作 65

8.4.7主轴与辅助装置通电 65

8.4.8空运行及有关性能试验 65

设计小结 66

致 谢 67

参考文献 68

设计小结

紧张而忙碌的设计即将结束，通过这次毕业设计，我深深体会到做任何事情都要以仔细认真，踏实的态度去对待工作或生活之中的每件事情。要用科学而严谨的态度去完成自己的任务。

对于我们即将步入社会、参加工作的学生来说，毕业设计就是步入社会这个大舞台的一次彩排，是对自己工作的一种实战演练。本次设计涉及的知识面很广，机械零件，机械传动，硬件电路，电气接线，全面的将自己所学专业机电一体化的理论知识和实践相结合起来，真正的做到了理论联系实际，得到了更好的实践。其中机械结构是机电一体化的机体，机械结构形式，制造材料，零件形式等各方面的知识都有严格的要求，必须符合设计的要求，机电一体化控制的要求，机电一体化各要素都是以机体为骨架进行合理布局，科学的结合成一个整体。

通过这次对C6132型车床的数控化改造，使我更加的对普通机床和现代数控机床有了更深一步的认识。通过本次设计，使得对我大学三年所学的各门功课做了总结，对各门功课的知识得以做了巩固，使我的知识有了很大的提高，对自己的欠缺做了弥补。

这次毕业设计是把我们所有的知识，进行总结和复习，把我们没有搞懂的知识再学习。

这次毕业设计使我们所学知识又得到一次飞跃，更加坚定了到社会中去发挥自己才能的信心，使得对以后的工作打下了坚实的基础，做到以自己的知识去迎接工作，面对未来的挑战。    设计过程中得到指导老师、系领导和同组同学的耐心的指导和热心的帮助，在此表示衷心的感谢。