數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)及數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計【含CAD圖紙、說明書】
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1.選題的目的、意義,國內(nèi)外研究動態(tài)
企業(yè)要在當(dāng)前市場需求多變,競爭激烈的環(huán)境中生存和發(fā)展就需要迅速地更新和開發(fā)出新產(chǎn)品,以最低價格、最好的質(zhì)量、最短的時間去滿足市場需求的不斷變化。而普通機床已不適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)要求,數(shù)控機床則綜合了數(shù)控技術(shù)、微電子技術(shù)、自動檢測技術(shù)等先進(jìn)技術(shù),最適宜加工小批量、高精度、形狀復(fù)雜、生產(chǎn)周期要求短的零件。當(dāng)變更加工對象時只需要換零件加工程序,無需對機床作任何調(diào)整,因此能很好地滿足產(chǎn)品頻繁變化的加工要求。
我國目前機床總量380余萬臺,而其中數(shù)控機床總數(shù)只有11.34萬臺,即我國機床數(shù)控化率不到3%。近10年來,我國數(shù)控機床年產(chǎn)量約為0.6~0.8萬臺,年產(chǎn)值約為18億元。機床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為6%。我國機床役齡10年以上的占60%以上;10年以下的機床中,自動/半自動機床不到20%,F(xiàn)MC/FMS等自動化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)(美國和日本自動和半自動機床占60%以上)??梢娢覀兊拇蠖鄶?shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機床,而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機床。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長,從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力,直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益,影響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。
在美國、日本和德國等發(fā)達(dá)國家,它們的機床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長行業(yè),生意盎然,正處在黃金時代。由于機床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步,機床改造是個"永恒"的課題。我國的機床改造業(yè),也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。在美國、日本、德國,用數(shù)控技術(shù)改造機床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場,已形成了機床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新的行業(yè)。
近年來我國企業(yè)的數(shù)控機床占有率逐年上升,在大中企業(yè)己有較多的使用,在中小企業(yè)甚至個體企業(yè)中也普遍開始使用。在這些數(shù)控機床中,除少量機床以FMS模式集成使用外,大都處于單機運行狀態(tài),并且相當(dāng)部分處于使用效率不高,管理方式落后的狀態(tài)。2001年,我國機床工業(yè)產(chǎn)值己進(jìn)入世界第5名,機床消費額在世界排名上升到第3位,達(dá)47. 39億美元,僅次于美國的53. 67億美元,消費額比上一年增長25%。但由于國產(chǎn)數(shù)控機床不能滿足市場的需求,使我國機床的進(jìn)口額呈逐年上升態(tài)勢,2001年進(jìn)口機床躍升至世界第2位,達(dá)24. 06億美元,比上年增長27. 3% ,數(shù)控化改造在我國很有必要。
2.論文的理論依據(jù)、研究方法、研究內(nèi)容
機床作為機械制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備,它的發(fā)展一直引起人們的關(guān)注,由于計算機技術(shù)的興起,促使機床的控制信息出現(xiàn)了質(zhì)的突破,導(dǎo)致了應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行柔性自動化控制的新一代機床——數(shù)控機床的誕生和發(fā)展。
我國是一個機床大國,有三百多萬臺普通機床。但機床的素質(zhì)差,性能落后,單臺機床的平均產(chǎn)值只有先進(jìn)工業(yè)國家的1/10左右,差距太大,急待改造。舊機床的數(shù)控化改造,顧名思義就是在普通機床上增加微機控制裝置,使其具有一定的自動化能力,以實現(xiàn)預(yù)定的加工工藝目標(biāo)。隨著數(shù)控機床越來越多的普及應(yīng)用,數(shù)控機床的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益為大家所理解。在國內(nèi)工廠的技術(shù)改造中,機床的微機數(shù)控化改造已成為重要方面。許多工廠一面購置數(shù)控機床一面利用數(shù)控、數(shù)顯、PC技術(shù)改造普通機床,并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。我國經(jīng)濟(jì)資源有限,國家大,機床需要量大,因此不可能拿出相當(dāng)大的資金去購買新型的數(shù)控機床,而我國的舊機床很多,用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)改造普通機床,在投資少的情況下,使其既能滿足加工的需要,又能提高機床的自動化程度,比較符合我國的國情。1984年,我國開始生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng),并用于改造舊機床。到目前為止,已有很多廠家生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)??梢灶A(yù)料,今后,機床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造將迅速發(fā)展和普及。
3. 創(chuàng)新之處及預(yù)期研究成果
針對現(xiàn)有普遍車床的缺點提出數(shù)控改裝方案和單片機系統(tǒng)設(shè)計,提高加工精度和擴大機床使用范圍,并提高生產(chǎn)率。
本報告說明了普通車床的數(shù)控化改造的設(shè)計過程,較詳盡地介紹了車床機械改造部分的設(shè)計及數(shù)控系統(tǒng)部分的設(shè)計。采用以8031為CPU的控制系統(tǒng)對信號進(jìn)行處理,由I/O接口輸出步進(jìn)脈沖,經(jīng)一級齒輪傳動減速后,帶動滾動絲杠轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)縱向、橫向的進(jìn)給運動。
4.工作準(zhǔn)備情況及計劃進(jìn)度安排
2010.02.20——2011.03.01 搜集、閱讀參考資料,根據(jù)個人興趣愛好,擬定題目。
2011.03.02——2011.03.09與指導(dǎo)教師見面,確定論文題目
2011.03.10——2011.03.16 查閱相關(guān)資料,理清論文設(shè)計的思路、內(nèi)容、方法、步驟及相關(guān)問題,完成課題報告提交開題報告。
2011.03.17——2011.03.30 查閱相關(guān)資料,確定論文骨架,撰寫論文。
2011.03.31——2011.04.06 提交中期報告,進(jìn)一步充實論文,并完成初稿。
2011.04.07——2011.04.20 完成論文并上交至答辯小組,由評閱教師對論文進(jìn)行評審。
2011.01.21——2011.04.27 據(jù)老師提出的意見,進(jìn)行論文修改,準(zhǔn)備論文答辯。
2011.04.28——2011.05.20 進(jìn)行論文答辯。
5. 參考文獻(xiàn)
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[6]劉迎春,MCS-51單片機原理及應(yīng)用教程.北京:清華大學(xué)出版社,2005
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