基于89c51型单片机的普通车床（CA6140）控制及系统设计.doc

摘要:对普通卧式车床CA6140进行机电一体化改造。整个改造过程主要对车床纵、横向进给系统进行改造，丝杠选用摩擦损失小，效率高，精度高，寿命长的滚珠丝杠,电机选用步进电机,电动机与滚珠丝杠用齿轮减速；刀架改造成能自动换刀的回转刀架，由脉冲发生器来加工所需要的螺纹；整个控制系统以JKW-15T型号的单片机为中心，通过编程对机床的驱动设备进行控制以达到所需要的加工程度。

通过对普通卧式车床CA6140进行机电一体化改造，可使其加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面复杂的零件。实现加工的自动化，从而效率可比传统机床提高3～7倍，且加工零件的精度高，尺寸分散度小。同时降低了工人的劳动强度，节省了劳动力，减少了工装，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等等。

关键词:  普通车床；控制系统；单片机

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1数控系统发展及趋势-1

1.1.1国内外数控系统发展概况-1

1.1.2数控技术发展趋势-1

1.2普通机床数控改造的必要性-1

1.2.1微观看改造的必要性-1

1.2.2宏观看改造的必要性-2

1.3数控改造的内容-2

2 6140普通车床数控改造的总体方案-3

2.1总体方案-3

2.2主传动系统和进给系统的改造-3

2.3主轴脉冲发生器-4

2.4主轴脉冲发生器的结构及原理-4

3 步进电机的计算和选型-6

3.1步进电机的工作方式-6

3.2步进电机的选择-6

3.2.1步进电机选用的基本原则-6

3.2.2 C6140纵向进给系统步进电机的确定-7

3.2.3 C6140横向进给系统步进电机的确定-8

4 C6140车床传动装置设计-9

4.1滚珠丝杠螺母副-9

4.1.1滚珠丝杠副的工作原理、特点及类型-10

4.1.2滚珠丝杠副的结构-10

4.2纵向进给系统的设计与计算-12

4.2.1纵向进给系统的设计计算-13

4.2.2滚珠丝杠设计计算-14

4.2.3齿轮及转距的有关计算-17

4.3横向进给系统的设计与计算-19

4.3.1横向进给系统的设计计算-19

4.3.2滚珠丝杠设计计算-20

4.3.3齿轮及转矩有关计算-21

4.4滚珠丝杠副轴向间隙的调整和预紧方法-23

4.5滚珠丝杠副的安装结构-24

4.6进给系统传动齿轮间隙的消除-25

4.6.1采用减速箱的目的及注意事项-25

4.6.2减少或消除空程的必要性和方法-26

4.7 C6140自动刀架设计-26

5数控系统硬件电路设计-28

5.1数控系统基本硬件组成-28

5.2单片机控制系统的设计-28

结论-30

致谢-31

参考文献-32

附录-33