文档介绍：河北科技大学自学考试
毕业设计说明书(论文)
学生姓名: 准考证号
专业: 机电一体化工程
题目: 数控车床系统XY工作台与控制系统设计
指导教师:
评阅教师:
成绩:
年月
目录
1 引言 1
发展现状 1
我国数控技术及其产业发展的基本估计 2
对我国数控技术和产业化发展的战略思考 2
2 课程设计的内容 3
课程设计的题目 3
课程设计的内容 4
3 数控系统总体方案的确定 5
系统运动方式的确定 5
伺服系统的选择 5
计算机系统的选择 5
X—Y工作台的传动方式 5
4 机械部分设计 6
确定系统脉冲当量 6
工作台外形尺寸及重量初步估算 6
滚动导轨副的计算、选择 7
滚珠丝杠计算、选择 9
齿轮计算、设计 12
步进电机惯性负载的计算 13
步进电机的计算选择 14
5 机床数控系统硬件电路设计 16
设计内容 16
设计步骤 16
机床数控系统硬件电路设计 21
6 系统控制软件设计 22
系统控制软件的主要内容 22
软件设计 22
7 结论 29
8 致谢 30
9 参考文献 31
1 引言
发展现状
在我国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以日益迫切。
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业 IT、汽车、轻工、医疗等的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点有以下几个方面:
(1) 高速、高精加工技术及装备的新趋势
效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。从 EMO2001 展会情况来看,高速加工中心进给速度可达 80m/ min ,甚至更高,空运行速度可达 100m/ min左右。目前世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。在加工精度方面,近 10 年来,普通级数控机床的加工精度已由 10μm提高到 5μm ,精密级加工中心则从 3~5μm ,提高到 1~ 。为了实现高速、高精加工,与这配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展,应用领域进一步扩大。
(2) 5 轴联动加工和复合加工机床快速发展
采用 5 轴联动对三维曲面零件的加工,可用***最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。但过去因 5 轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比 3 轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了 5 轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现,使得实现 5 轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型 5 轴联动机床和复合加工机床含 5 面加工机床的发展。
(3) 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势
21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上,面向机床厂家和最终用户,通过改变、增加或剪裁结构对象数控功能,形成系列化,并可方便地将用户的特殊应用和技诀窍集成到控制系统中,快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统,形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
我国数控技术及其产业发展的基本估计
我国数控技术起步于 1958 年,近 50 年的发展历程大致可分为三个阶段:第一阶段从 1958 年到 1979 年,即封闭式发展阶段。在此阶段,由于国外的技