计算。快速空载启动所需力矩最大切削力负载时所需力矩式中空载启动时折算到电机轴上的加速度力矩折算到电机轴上的摩擦力矩由于丝杆预紧所引起，折算到电机轴上的附加摩擦力矩切削时折算到电机轴上的加速度力矩折算到电机轴上的切削负载力矩当时，当时，当，时，•当时，预加载荷则所以，快速空载启动所需力矩快速进给时所需力矩切削时所需力矩由以上分析计算可知所需最大力矩发生快速启动时，所以选择型号校核直流伺服电机起动矩频特性和运行矩频特性。已计算出机床最大快移时需直流伺服电机的最高起动频率为，切削进入时所需直流伺服电机运行频率为.。从综合作业指导书表中查出型直流伺服电机允许的最高空载起动频率为，运行频率为，再从综合作业指导书图，查出直流伺服电机起动矩频特性和运行矩频特性曲线如图所示，当直流伺服电机起动时，时不能满足此机床所要求的空载起动力矩。直接使用则会施行失步现象，所以必须采取开降进控制用软件实现，将起动频率到起动转矩可增高到，然后电路上再采用高低压驱动电路，可将电机输出转矩扩大倍左右。当快速运动和切削进给时，型直流伺服电机运行矩频特性图完全可以满足要求图第章主传动系统设计计算.车床主参数和基本参数车床的主参数规格尺寸和基本参数如下工件最大回转直径正转最低转速正转最高转速电机功率.拟定参数的步骤和方法极限切削速度根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要考虑允许的切速极限参考值如下表.加工条件硬质合金刀具粗加工铸铁工件硬质合金刀具半精或精加工碳钢工件螺纹加工和铰孔根据公式因为已知，取公比为.主轴的极限转速计算车床主轴极限转速时的加工直径，则主轴极限转速应为结合题目条件，取标准数列数值，取依据题目要求选级数，考虑到设计的结构复杂程度要适中，故采用常规的扩大传动。各级转速数列可直接从标准的数列表中查出，按标准转速数列为,主电机功率动力参数的确定合理地确定电机功率，使机床既能充分发挥其性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。根据题设条件电机功率为可选取电机为额定功率为，满载转速为.伺服电机确定结构式已知为正整数，即应可以分解为和的因子，以便用联滑移齿轮实现变速。取级则对于可按分解为。确定结构网根据“前多后少”,“先降后升”,前密后疏,结构紧凑的原则,选取传动方案。,易满足要求，其结构网如图。绘制转速图和传动系统图选择电动机采用系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。绘制转速图画主传动系统图。根据系统转速图及已知的技术参数，画主传动系统图如图轴最小中心距轴最小齿数和.确定各变速组此论传动副齿数,中型机床直齿圆柱齿轮,图主传动系统图齿轮齿数的确定。变速组内取模数相等，据设计要求,齿数和，由表.，根据各变速组公比，可得各传动比和齿轮齿数，各齿轮齿数如表。.带传动设计输出功率,转速,确定计算功率按最大的情况计算,为工作情况系数，查表取.选择带的型号根据,参考图表.及表.选小带轮直径，查表选择型带确定带轮直径,小带轮直径验算带速.从动轮直径取查表.计算实际传动比.定中心矩和基准带长初定中心距.取带的计算基准长度查表.取计算实际中心距确定中心距调整范围验算包角确定带根数确定额定功率由查表并用线性插值得.查表得功率增量.查表得包角系数.查表得长度系数.确定带根数取.计算转车削,中心,传动,进给,结构,控制系统,设计,毕业设计,全套,图纸中文摘要随着当今工业设备对精密程度的要求越来越高，加工设备的机械加工设备的加工的精密程度也要求越来越高。而在中国的机械加工设备的车床中普通车床占了很大比例。这已经越来越制约着当今工业的发展。而数控机床由于价格昂贵，且需要较高技术的加工工人。所以对机床进行自动化很是必要。本篇论文是在对普通卧式车床的基础上对其进行自动化。在搜索查阅研究大量有关资料的基础上，对机床自动化技术进行了深入的研究和分析，并描述了机床控制系统的设计。整个过程主要对车床纵向横向进给系统进行，选用自动转位刀架，由脉冲发生器来加工所需要的螺纹。整个控制系统以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。关键词机床自动化机床控制系统毕业设计说明书论文外文摘要目录目录第章绪论.数控技术的应用与发展数控机床与发展趋势数控技术数控技术发展趋势数控技术在机械工业中的进展.数控的必要性机床与生产线数控化的市场机床数控化的必要性.数控化的内容及优缺点.对我国数控技术和产业化发展的战略见解形势考虑发展策略.本文的选题及主要研究内容本文的选题主要研究内容第章车床数控设计步骤.车床的数控概述数控机床工作原理及组成设计内容及任务数控部分的设计机械部分的设计.可行性论证第章数控方案确定.系统的运动方式与伺服系统的选择.计算机系统.机械传动方式.运动方式的确定.系统的选择.机构传动方式的确定.微机的选择.总体方案框图第章机械部分设计与计算含电机计算与选择.向横向进给伺服系统机械部分计算与校核实例计算切削力滚珠丝杆螺母副的设计计算与选型齿轮传动比计算向横向直流伺服电机的计算，校核和选型.向纵向进给伺服系机械部分计算与校核计算切削力丝杆螺母副的计算和造型齿轮传动比计算直流伺服电机的计算和选型第章主传动系统设计计算.车床主参数和基本参数.拟定参数的步骤和方法极限切削速度主轴的极限转速主电机功率动力参数的确定确定结构式确定结构网绘制转速图和传动系统图.确定各变速组此论传动副齿数.带传动设计.计算转速的计算.齿轮模数计算及验算.传动轴最小轴径的初定第章数控系统的选择.数控系统基本硬件组成.单片机控制系统的设计.总体程序控制流程图主程序.键盘设计键盘定义及功能键盘程序设计.显示器设计显示器显示方式的选用显示器接口扩展端口的初始化.车床数控系统软件的设计直线插补程序设计圆弧插补程序的设计.光电隔离电路总结与展望参考文献致谢第章绪论.数控技术的应用与发展数控机床与发展趋势数控机床年诞生了世界上第台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。年后，即在年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。数控阶段年早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路搭成台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控，简称为数控。随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即年的第代电子管年的第二代晶体管年的第三代小规模集成电路。计算机数控阶段年现在到年，通用小型计算机业已出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控阶段把计算机前面应有的通用两个字省略了。到年，美国公司在世界上第次将计算机的两个最核心的部件运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在块芯片上，称之为微处理器，又可称为中央处理单元简称。到年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强，控制台机床能力有富裕故当时曾用于控制多台机床，称之为群控，不如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。到了年，机个人计算机，国内习惯称微机的性能已发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基于的阶段。总之，计算机数控阶段也经历了三代。即年的第四代小型计算机年的第五代微处理器和年的第六代基于国外称为。还要指出的是，虽然国外早已改称为计算机数控即了，而我国仍习惯称数控。所以我们日常讲的数控，实质上已是指计算机数控了。数控技术随着计算机微电子信息自动控制精密检测及机械制造技术的高速发展，机床数控技术有了长足的进步。近几年些相关技术的发展，如刀具及新材料的发展，主轴伺服和进给伺服超高速切削等技术的发展，以及对机械产品质量的要求越来越高等，加速了数控机床的发展。目前数控机床正朝着高速度高精度高工序集中度高复合化和高可靠性等方向发展。世界数控技术及其装备发展趋势主要体现在以下几个方面。高速高效高精度高生产率。由于数控装置及伺服系统功能的改进，主轴转速和进给速度大大提高，减少了切削时间和非切削时间。加工中心的进给速度已达到，进给加速度达，换刀时间小于。高加工精度。以前汽车零件精度的数量级通常为，对精密零件要求为，随着精密产品的出现，对精度要求提高到.，有些零件甚至已达到.，高精密零件要求提高机床加工精度，包括采用温度补偿等。微机电加工，其加工零件尺寸大小般在以下，表面粗糙度为纳米数量级，要求数控系统能直接控制纳米机床。柔性化柔性化包括两个方面的柔性是数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，便于不同用户的需求二是系统的柔性，同系统能够依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥系统的效能。工艺复合化和多轴化数控机床的工艺复合化，是指工件在台机床上装夹后，通过自动换刀旋转主轴头或旋转工作台等各种措施，完成多工序多表面的复合加工。已经出现了集钻镗铣功能于身的数控机床，可完成钻镗铣扩孔铰孔攻螺纹等多工序的复合数控加工中心，以及车削加工中心，钻削磨削加工中心，电火花加工中心等。此外数控技术的进步也提供了多轴控制和多轴联动控制功能。实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能，则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学发展到今天，实时系统与人工智能已实现相互结合，人工智能正向着具有实时响应的更加复杂的应用领域发展，由此产生了实时智能控制这新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展，如自适应控制模糊控制神经网络控制专家控制学习控制前馈控制等。例如，在数控系统中配置编程专家系统故障诊断专家系统参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能动态前馈功能在压力温度位置速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。结构新型化世纪年代种完全不同于原来数控机床结构的新型数控机床被开发成功。这种新型数控机床被称为“条腿”的加工中心或称虚拟轴机床有的还称为并联机床，它能在没有任何导轨和滑台的情况下，采用能够伸缩的“条腿”伺服轴支撑并联，并与安装主轴头的上平台和安装工件的下平台相连。它可实现多坐标联动加工，其控制系统结构复杂，加工精度加工效率较普通加工中心高倍。这种数控机床的出现将给数控机床技术带来重大变革和创新。编程技术自动化随着数控加工技术的迅速发展，设备类型的增多，零件品种的增加以及零件形状的日益复杂，迫切需要速度快精度高的编程，以便于对加工过程的直观检查。为弥补手工编程和语言编程的不足，近年来开发出多种自动编程系统，