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畢 業(yè) 設 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和功能需求作出認真分析的基礎上，做好總體改造方案設計及橫向進給系統(tǒng)的詳細設計。具體內容及要求如下： （1）調查研究、查閱及翻譯文獻資料，撰寫開題報告； （2）改造任務及功能需求分析； （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計； （5）文檔整理、撰寫畢業(yè)設計說明書及使用說明書。 相關設計技術條件及要求如下： （1）床身上最大加工直徑：400mm；最大加工長度：1000mm； （2）橫向進給脈沖當量：0.005mm/脈沖，縱向進給脈沖當量：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）： 由于該設計是經(jīng)濟型數(shù)控改造，在考慮具體方案時，應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，用于調整操作，原有的支撐結構也保留，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。 （2）數(shù)控系統(tǒng)部分設計 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)設計要求，CA6140車床要加工復雜零件輪廓，其各坐標軸的運動有著確定的函數(shù)關系。根據(jù)設計要求，本微機數(shù)控系統(tǒng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)。 采用以步進電機驅動的開環(huán)控制。因為開環(huán)控制具有結構簡單、設計制造容易、控 制精度較好、容易調試、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)控設備中。 采用簡易數(shù)控裝置，以步進電機為驅動機構，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，把用戶加工程序轉化成一定頻率和數(shù)量的脈沖信號，經(jīng)驅動電路放大后驅動縱橫向二臺步進電機轉動，通過機械接口傳動絲杠實現(xiàn)刀架縱、橫兩個方向的頻率。自動回轉刀架由單片機發(fā)出換刀轉位指令，由自動刀架驅動電源驅動三相電機使刀架松開、抬起、旋轉后再自動鎖緊而完成轉位換刀過程。 該經(jīng)濟型微機橫向進給系統(tǒng)擬采用步進電機作為驅動元件，改造方案如圖1所示。微機通過I/O接口發(fā)出驅動脈沖，經(jīng)過光電隔離進入步進電機的驅動控制線路，驅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。步進電機的轉子帶動滾珠絲杠傳動，絲杠轉動使工作臺產生移動。 光電隔離 微 機 功率放大 步進電 機 橫向工作臺 x x