课程设计（论文）普通机床的数控化改造

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1、 本科课程设计说明书（论文） 第 30 页 共 30 页1 绪论11 数控化改造的意义本课题是围绕将普通机床改造成经济型数控机床展开设计的，经济型数控机床是指价格低廉、操作使用方便，适合我国国情的装有简易数控系统的高效自动化机床。中小型企业为了发展生产，常希望对原有旧机床进行改造，实现数控化、自动化。经济型数控机床系统就是结合现实的的生产实际，结合我国国情，在满足系统基本功能的前提下，尽可能降低价格。价格便宜、性能价格比适中是其最主要的特点，特别适合在设备中占有较大比重的普通车床改造，适合在生产第一线大面积推广。企业应用经济型数控型系统对设备进行改造后，将提高产品加工精度和批量生产的能力，同时

2、又能保持“万能加工”和“专用高效”这两种属性，提高设备自身对产品更新换代的应变能力，增强企业的竞争能力。进行数控机床的改造是非常有必要的。数控机床可以很好地解决形状复杂、精密、小批量及多变零件的加工问题。能够稳定加工质量和提高生产效率，但是数控机床的运用也受到其他条件的限制。如：数控机床价格昂贵，一次性投资巨大等，因此，普通车床的数控改造，大有可为。它适合我国的经济水平、教育水平和生产水平，已成为我国设备技术改造主要方向之一。12 数控化改造技术的发展现状机床作为机械制造业的重要基础装备，它的发展一直引起人们的关注，由于计算机技术的兴起，促使机床的控制信息出现了质的突破，导致了应用数字化技术进

3、行柔性自动化控制的新一代机床数控机床的诞生和发展。计算机的出现和应用，为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。随着计算机的发展，数控机床也得到迅速的发展和广泛的应用，同时使人们对传统的机床传动及结构的概念发生了根本的转变。数控机床以其优异的性能和精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，并开创机械产品向机电一体化发展的先河。数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置，机床电机的启动和停止，主轴变速，工件松开和夹紧，刀具的选择，冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上，然后将数字信息送入数控装置或计算机，经过译码，运算，发

4、出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件，加工出所需的工件。数控机床已成为我国市场需求的主流产品，需求量逐年激增。我国数控机机床近几年在产业化和产品开发上取得了明显的进步，特别是在机床的高速化、多轴化、复合化、精密化方面进步很大。但是，国产数控机床与先进国家的同类产品相比，还存在差距，还不能满足国家建设的需要。我国是一个机床大国，有三百多万台普通机床。但机床的素质差，性能落后，单台机床的平均产值只有先进工业国家的1/10左右，差距太大，急待改造。旧机床的数控化改造，顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。随着数控机床越来越多的普及应用，数

5、控机床的技术经济效益为大家所理解。在国内工厂的技术改造中，机床的微机数控化改造已成为重要方面。许多工厂一面购置数控机床一面利用数控、数显、PC技术改造普通机床，并取得了良好的经济效益。我国经济资源有限，国家大，机床需要量大，因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床，而我国的旧机床很多，用经济型数控系统改造普通机床，在投资少的情况下，使其既能满足加工的需要，又能提高机床的自动化程度，比较符合我国的国情。1984年，我国开始生产经济型数控系统，并用于改造旧机床。到目前为止，已有很多厂家生产经济型数控系统。可以预料，今后，机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。所以说，本次课程设计实例具有典型

6、性和实用性. 2 总体方案的确定 将C6163普通车床（如图2-1所示）改造成采用16位单片机开环控制的经济型数控车床，要求该车床进给两坐标联动并且能够实现直线插补和圆弧插补并增配自动回转刀架和主轴脉冲发生器，能车削螺纹。 图2-1 普通车床C61632.1 已知参数及设计参数最大加工直径：630； 床鞍上最大加工直径：350；最大加工长度：1500；纵向导轨长度：2000；主电动机功率：11；冷却泵电机功率：0.12；主轴通孔直径：105；主轴转速：14级 12.51120；托板和刀架的总重力G：1500；最大进给速度：纵向：， 横向：0.4；最大刀架快移速度：纵向：6， 横向：4；脉冲当量

7、：纵向：0.001/脉冲， 横向：0.0005/脉冲；定位精度：纵向：0.01， 横向：0.005；启动加速时间：纵向：200； 横向：100；电动刀架转位数：42.2 系统总体方案设计 数控系统总体方案设计的内容包括：系统运动方式的确定，执行机构及传动方案的确定，伺服电机类型及调速方案确定，计算机控制系统的选择等。1) 系统的运动方式：该车床改造后应具有单坐标定位，两坐标直线/圆弧插补的功能。所以数控系统应设计成连续控制型。2) 进给伺服系统的类型：按任务要求采用步进电动机的开环控制系统。该系统具有结构简单、价格低廉的特点。3) 数控系统处理器的选择：选择51单片机组成数控系统，该系列单片机

8、功能强大，性价比高，是8位单片机中的主流芯片之一。4) 根据系统的要求，还要设计键盘与显示电路，显示界面采用LED数码管，数控系统还可以和PC机串行通信，所以还要设计串行接口电路。5) 为了加工安全还需安装纵向和横向限位开关。6) 为了达到设计要求中的速度和精度，纵向与横向进给传动应选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副。7) 为了满足脉冲当量的设计要求和增大转矩，同时也为了是传动系统的负载惯量劲可能地减小，传动链中应设有减速机构。减速机构选则同步带，其综合了带传动、链条传动以及齿轮传动的优点，在许多领域已经替代了齿轮传动和链传动。8) 保留原来的冷却系统，滚珠丝杠和滑板轮滑采用手动泵注入。根

9、据以上选定的普通机床数控化改造方案，拟订它的机械结构框图如图2-2所示。 图2-2 系统结构方框图3 横向进给传动部件的计算和选型3.1 滚珠丝杠螺母副的计算和选型3.1.1 最大工作载荷的计算已知移动部件总重力，电动刀架重量为，则横向进给机构的重力约为，横向为燕尾导轨，查表3-1，最大工作载荷的计算如下： =式中： 为考虑颠覆力矩影响时的实验系数，取1.4； 为滑动导轨摩擦系数，取0.2。3.1.2 最大动载荷的计算 式中：滚珠丝杠副的寿命系数，单位为r； 丝杠寿命，取15000； 载荷系数，一般取1.2； 硬度系数取1； 横向丝杠副最大工作载荷，其值为2459.6； 横向滚珠丝杠导程，初选

10、为。 横向最大工进速度，该设计值为； 横向最大工进速度对应丝杠的转度，单位。计算得出得 ：=12278.8。3.2 滚珠丝杠螺母副的选型根据计算出的最大动载荷,选择江苏启东润泽机床附件有限公司生产的FL4005-3型内循环式滚珠丝杠副，采用双螺母方式预紧，精度等级为3级，其参数如表3-1所示。表3-1 FL4005-3型滚珠丝杠相关参数公称直径/导程/钢球直径/丝杠外径/丝杠底径/额定载荷/接触刚度/14534053.53936.532.8143.2.1 滚珠丝杠副的支承方式 考虑到横向滚珠丝杠副的长度、精度与负载的大小以及改造成本，采用双推-单推支承方式，该方式轴向刚度高，位移精度好，可以进

11、行预拉伸。3.2.2 传动效率的计算 =式中：螺距升角，根据,可得=2°28； 摩擦角，一般取=10。算得： =95.67%3.2.3 刚度的验算=（“+”号代表拉伸，“-”代表压缩）式中：丝杠的最大工作载荷，单位为； 丝杠纵向最大有效行程，单位为； 丝杠材料的弹性模量，钢； 丝杠的横截面面积，单位按丝杠螺纹的底径确定。根据设计，为2459.6N，为420，为36.5，算得： =±0.0047 =±4.7查表3-2可知，,所以刚度足够。表3-2有效行程内的目标行程公差和行程变动量有效行程精度等级12345大于至315668812121616232340050087

12、10915132019272616002000181325183525483665513.2.4 稳定性校核 =式中：丝杠支承系数，由表3-3得出单推-单推时，取1； 滚珠丝杠稳定安全系数，一般取2.54，本设计取4； 滚珠丝杠两端支承间的距离，单位为，本设计中该值为500； 按丝杠底径确定的截面惯性矩，（，单位为）本设中将代入算出=87080。 由以上数据可以算出：= 临界载荷远大于工作载荷（2459.6N），故丝杠不会失稳。表3-3 丝杠支承系数支承方式双推-双推双推-简支单推-单推双推-自由取值4210.253.2.5 临界转速的验证 式中：丝杠支承系数，单推-单推方式时，由表3-4可得

13、该值为12.1；临界转速计算长度，单位为，本设计中该值约为720；丝杠内径，单位；安全系数，可取=0.8经过计算，得出=5321，由已知，可以算出，该值小于丝杠临界转速，所以满足要求。表3-4 丝杠支承系数支承方式双推-双推双推-简支单推-单推双推-自由取值27.418.912.14.33.3 同步带减速机构设计3.3.1 传动比的确定由和可得：式中：电机编码器分辨率，单位为度/脉冲； 丝杠分辨率，单位为度/脉冲； 丝杠导程，其值为5； 脉冲当量，本设计中X轴为0.0005/脉冲。初选电机编码器纹数为1500，四倍细分，即=0.06（度/脉冲），算得：=3.3.2 传递功率的估算 （1）最大工

14、作负载下最大传递功率的估算：式中：丝杠的最大工作载荷，其值为2459.6；横向最大工进速度，其值换算为；预紧摩擦力，单位N，（摩擦系数取0.15）；计算得出：。（2）快速启动时的最大传递功率估算：式中：移动部件（仅包括丝杠折算，而忽略的从动轮、轴承等由增大系数来补偿）加速时所受的合力即惯性力，= 1568.67该计算式中丝杠转动惯量=14.377 式中D为丝杠的公称直径，L为丝杠两端的大约长度，单位均为，换算成，换算为0.5，； 横向移动部件与燕尾导轨的滑动摩擦力，=170；预紧摩擦力，其值为123N。 计算得出： 因为，所以带的设计功率(根据一般数控机床情况以及相关参数的补偿，系数取1.6)

15、3.3.3 选择带型和节距 根据带的传递功率，查表3-3选择同步带，型号为XL型，节距。3.3.4 确定带轮齿数和节圆直径 取小齿轮数，则小带轮节圆直径，根据传动比算出大齿轮数，则大带轮节圆直径。经计算，主动轮，同步带最大线速度。3.3.5 中心距、节线长度和带齿数的确定 初选中心距，圆整后取。则带的节线长度。根据表3-5，选取接近的标准节线长度，相应的齿数。实际中心距。表3-5 同步带的节线长度长度代号节线长度型号MXLXLL公称尺寸极限偏差齿数160406.4±0.5120080170431.885180457.2225903.3.6 校验带与小带轮的啮合齿数 啮合齿数 ，式中为

16、取整函数。一般情况下，应该保证，对于XL型至少要保证。 通过计算，得出，满足要求。3.3.7 计算基准额定功率基准额定功率就是所选型号同步带在基准宽度下所允许传递的额定功率，其计算公式如下： 式中： 带宽为基准带宽b时的许用拉力，根据表3-8其值为50.17N； 带宽为基准带宽b时的线密度，根据表3-8其值为0.022； 同步带线速度，其值为2.7。经过计算得出：3.3.8 确定实际同步带宽度实际所需同步带宽度的计算公式如下： 式中：选定型号的基准宽度，XL型其值为9.5； 小带轮啮合系数，根据文献，当时，其值为1。 设计功率，其值为200经计算得出：13.408。根据相关文献，选定最接近的带

17、宽。3.3.9 同步带工作能力的验算用下式来计算同步带的额定功率: 式中：齿宽系数，其值为； 小带轮啮合系数，其值为1； 带宽为时的许用拉力，其值为50.17N； 带宽为时的线密度，其值为0.022； 同步带线速度，其值为2.7。经计算得出：,所以满足要求。3.3.10 横向电机的计算与选择（1） 初选步进电机计算步进电机负载转矩Tm Tm=36×0.01x5028/2x0.75×0.98x0.99x0.99x0.94=425.4N.cm（2） 估算步进电机起动转矩TqTq= =425.4/0.3=1418 N.cm（3） 计算最大进转矩Tjmax取五相10拍Tq= =14

18、18/0.951=1491 N.cm(4)计算步进电机运行频率fe和最高起动频率fkfe= =1000x0.5/60x0.01=833.3 N.cmfk= =1000x2/60x0.01=3333.3 N.cm初选步进电机型号为90BF002，其最大静转矩3920 N.cmTjmax,最大起动频率3800 N.cmfk(5)等效转动惯量计算。则齿轮的转动惯量分别为（齿轮为45号钢，并将齿轮近似看成圆柱体） J1=0.78xd14xb×10-30.78x10-3x4.84x1.8=0.745 J20.78xd14xb×10-3=0.78x10-3x84x1.8=5.75Js0

19、.78x54x90×10-3=43.875J=Jm+J1+(Z1/Z2)2x(J2+Js)+(G/g)x(L0/2)2)=1.8+0.745+(24/40)2x(5.75+43.875)+(1800/9.8)x(0.8/2)2)=21.48 考虑步进电机与传动系统惯量匹配问题 Jm/ J=1.8/21.48=0.084 基本满足惯量匹配的要求设电动机转子的转动惯量为1.84 微机数控系统硬件电路设计4.1 微机控制系统硬件的选择任何一个数控系统都由硬件和软件两部分组成。硬件是数控系统的基础，性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。有了硬件，软件才能有效的运行。再设计的数控装置中，C

20、PU是关键。在我国，普通机床数控改造方面应用较普遍的事MCS-51系列单片机。主要是因为它的配套芯片便宜，普及型、通用性强。制造和维修方便，完全能满足经济型数控机床的改造需要。本设计中世以MCS-51系列单片机，51系列相对48系列指令丰富，相对96系列价格便宜。本设计以8031为核心，增加储存器扩展电路，接口和面板操作开关组成的控制系统。CK6163车床的主轴转速部分保留原机床的功能，即手动变速。车床的横向进给运动采用步进电机驱动。由8031单片机组成微机作为数控装置的核心，由I/O接口、环形分配器与功率放大器一起控制步进电机转动，经齿轮减速后带动滚珠丝杠转动，从而实现车床的纵向、横向进给运

21、动。本系统选用8031CPU作为数控系统的中央处理机。外界2764EPROM，作为监控程序的程序存储器和存放常用零件的加工程序。再选用一片6264RAM用于存放需要随机修改的零件程序、工作参数。采用译码法对扩展芯片进行寻址，采用74LS138译码器完成此功能。8279作为系统出入输出口扩展，分别接键盘的出入、输出显示，8255接步进电机的环形分配器，分别并行控制X和Z轴的步进电机。另外，还要考虑机床与单片机之间的光电隔离，功率放大电路等。各引脚功能简要介绍如下：4.1.1 源引脚 Vss：电源接地端。 Vcc：+5v电源端。4.1.2 输入/输出（I/O）口线图4-1 8031 8031单片机

22、有P0、P1、P3、P4四个端口，每个端口8根I/O线。当系统扩展外部存储器时，P0口用来输出低8为并行数据，P2口用来输出高8为地址，P3口除可作为一个8位准双向并行口外，还具有第二功能。在进行第二功能操作前，对第二功能的输出锁存器必须由程序置1。4.1.3信号控制线RST/VPD：RST为复位信号线输入引脚，在时钟电路工作以后，该引脚上出现两个机器周期以上的高电平，完成一次复位操作。Vpp：当EA为高电平且PC值小于0FFFH时CPU执行内部程序存储器中的程序。当EA为低电平时，CPU仅执行外部程序存储器中的程序。XTAL1:振荡器的反相放大器输入，使用外部震荡器时必须接地；XTAL2:振

23、荡器的反响放大器输出，使用外部振荡器时，接受外围震荡信号；4.2 8255A可编程并行I/O口扩展芯片8255A可编程并行I/O口扩展芯片可以直接与MCS系列单片机系统总线连接，它具有三个8位的并行I/O口，具有三种工作方式，通过编程能够方便地采用无条件传送、查询传送、中断传送方式完成CPU与外围设备之间的信息交换。8255A的结构及引脚功能：4.2.1 8255的结构8255的内部结构包括三个8为并行数据I/O口，两个工作方式控制电路，一个读写控制逻辑电路和一个8位数据总线缓冲器，各部分功能介绍如图4-2所示：三个8位并行I/O口A、B、CA口：具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据

24、输入锁存器，可编程为8位输入、或8位输出、或8位双向寄存器。B口：具有一个8位数据输出锁存/缓存器和一个8位输入或输出寄存器，但不能双向输入/输出。C口：具有一个8位数据输出锁存/缓存器和一个8位输入缓冲器，C口可分为两个4位口，用于输入或输出，也可作为A口和B口选通方式工作时的状态控制信号。4.2.2 工作方式控制电路A、B两组控制电路把三个端口分别分成A、B两组，A组控制A口各位和C口高四位，B组控制B口各位和C口低四位。两组控制电路各有一个控制命令寄存器，用来接收由CPU写入的控制字，以决定两组端口的工作方式。也可根据控制字的要求对C口按位清0或置1。4.2.3 读/写逻辑电路他接受来自

25、CPU的地址信号及一些控制信号，控制各个口德工作状态。图4-2 8255引脚图4.2.4 数据总线缓冲器它是一个三态双向缓冲器，用于和系统的数据中线直接相连，以实现CPU和8255之间信息的传送，如图 4-3所示。4.2.5 引脚功能8255为双列直插式40引脚封装芯片。D7-D0三态双向数据线，与单片机数据总线连接，用来传送数据信息。PA7-PA0、PB7-PB0及PC7-PC0 A口、B口及C口的输入/输出线。CS片选信号线，低电平有效。RD读出信号线，低电平有效。WR写入信号线，低电平有效，控制数据的写入。A1、A0端口选择信号，用来寻址控制端口和I/O端口。RESET复位信号线，高电平

26、有效。有效时，控制寄存器的内部都被清零，三个I/O端口都被置成输入方式。Vcc+5V电源。GND接地。图4-3 8031连82554.3 8255端口的寻址一块8255芯片内，AB两组控制电路各有一个控制寄存器，由CPU输入的控制字来决定三个I/O端口的工作方式。两个控制寄存器一起构成控制端口，占用一个端口地址。同时8255芯片内有A、B、C三个I/O端口，各须占用一个端口地址。这四个端口地址用A1、A0两个端口选择信号选择。4.3.1 工作方式8255有三种工作方式：即基本输入/输出方式-方式0、选通输入/输出方式-方式1、双向输入/输出工作方式-方式2（只有A口可以选择这种工作方式）。4.

27、3.2 8255的控制字 8255A在投入工作前必须设定工作方式，工作方式由初始化程序对8255的控制寄存器写入控制字来决定，控制字有两种。分别是工作方式控制字和C口德按位置/复位控制字。两种控制字写入的控制端口相同。由于两种控制字都有特征位，因此写入顺序可以任意。在工作中，随时可以根据需要对C口的某位置1或清0。4.3.3 可编程键盘，显示器接口Intel8279 图4-4 82791）、8279内部结构：数据缓冲器及I/O控制逻辑数据缓冲器是一个双向缓冲器，它连接内部总线和外部总线，用于传送CPU和8279之间的命令，数据和状态。2）、控制与定时寄存器以及定时与控制电路8279为一个可编程

28、芯片，其工作方式等通过写入一些命令来设置。控制与定时寄存器用来寄存操作命令字，通过对命令字译码产生相应的控制信号，控制8279的各个部件的协调工作，完成相应的功能。 3）、扫描计数器扫描计数器有两种工作方式。一种为外部译码方式。计数器以二进制方式计数，4为计数状态从扫描结SL0SL3输出，经外部译码后的16位扫描信号：另一种为内部译码方式。4.4 部分硬件接口电路及辅助电路设计本系统接口电路包括程序存储器扩展电路、数据存储器扩展电路、键盘显示接口电路和步进电机接口电路，辅助电路包括时钟电路、复位电路、计数电路和警报电指示路。4.4.1 外部EPROM电路EPROM2764芯片28引脚，其主要有

29、16根地址线，8跟数据线，片选端（CR）,输出允许端（OE）等。由于EPROM一般不含有地址锁存器，因此8031的P0口要经过机制锁存器74LS373与EPROM低8位地址端相连，P2口与2764高8为地址端相连,如图3-5所示。数据线有8031的P0口直接与2764的8位数据端相连。控制线的链接。2764的OE端与8031的PSEN相连。ALE与74LS373的OC端相连。由于扩展了一片8K的EPROM，因此2764片选端（CE）应接地，同时8031的EA端应接地。该芯片的地址范围0000HFFFFH，如图4-6所示。4.4.2 外扩RAM电路SPAM6264芯片为28引脚，主要有15个地址

30、端（A0A14）、8个双向三态数据端、片选端(CE)、读选通端（OE）、写允许端（CE）等。地址连接：8031的低八位地址经P0口通过74LS373与6264的低八位地址端相连高位地址线只用7根与6264的高7为地址端相连。在数据线链接上，同2764芯片一样，P0口直接与6264数据端相连。控制端链接，片选端应接8031的P2.7端，OE、WE分别于8031的RD、WE端相连接来控制6264的读写。该芯片的地址范围是0000H7FFF。图4-5 外部EPROM电路图4-6 扩展2764EPROM4.4.3 键盘显示器的接口电路利用8279扩展键盘和显示器，在这里采用外部译码的方式，因此要选用译

31、码器，采用74LS154。为了让数据显示稳定、可靠，必须增加数据线和扫描的驱动能力，这里选用74LS244。方式选择开关设置方式选择开关时一单刀八掷的波段开关，提供选择方式有编辑、空运行、自动、回零、手动1、手动2、手动3和通信，总共8种功能。方式选择开关设置为通过键盘输入，使用软件控制。 图4-7扩展6264电路步进电机驱动接口电路由前面总体设计可知，步进电机的脉冲发生采用硬件实现，设计给定的条件要求电机采用5相10拍，但本设计所采用的芯片为YB104 4相8拍环形分配器。一般情况下，该芯片的两个输入控制E1E2可直接接地，如果工作方式设定在3相5拍，只需将0，1接地即可。这样，该芯片的所生

32、控制端主要还有方向控制端;-、+选通输出控制端；时钟脉冲输入端CP及清零端R。要正确控制步进电机，必须正确控制这些信号。在此确定：所需的方向及输出控制信号有单片机P1口控制。X、Y向步进电机各自用一个环形分配器控制。为了防止强电干扰及其他干扰信号通过I/O控制电路进入计算机，影响其工作，通常的办法是首先采用滤波吸收，抑制干扰信号的产生，然后采用光电隔离的办法使微机与强电部件不共地，阻断干扰信号的传导。光电隔离电路主要由光电耦合器的光电转换元件组成。报警电路设计报警电路的作用是当数控机床出现故障或工作台超程时亮灯警报，当机床工作正常时，其绿灯亮，显示正常工作状态。5 数控机床的零件加工程序数控机

33、床零件加工程序的基本要求是：能按照零件图纸进行数控加工程序的手工编制。以下零件为例，如图5-1所示工件，材料为45钢。图5-1 零件图1根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线 铣平面。粗，精加工外轮廓。钻孔。铰孔。调头装夹将工件厚度铣至尺寸。2选择机床设备:加工中心。3选择刀具:根据加工要求，选用四把刀具，T01为16立铣刀，T02为19.8麻花钻，T03为20H7铰刀，T04为50面铣刀。同时把四把刀安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。 4确定切削用量 :切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。 5确定工件坐标系、对刀点

34、和换刀点:确定以工件20H7孔的中心为工件原点，建立工件坐标系，如上图所示。换刀点设置在工件坐标系下X100 Y100 Z50处。 6编写程序:按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下： %_N_TANG1_MPF;$PATH=/_N_MPF_DIRN100 G71N102 G17 G40 G54 G90N104 T4 换四号面铣刀N105 M03 S600 主轴转速每分钟600转M08 切削液打开N106 G43 G0 Z2. H04 加工工件上表面N108 X-82.447 Y-39.998N110 G1 Z-.5 F100.N112

35、 X57.447 F200.N114 X69.921N116 G3 Y-3.333 CR=18.333N118 G1 X-69.921N120 X-70.N122 G2 Y33.333 CR=18.333N124 G1 X70.N126 G3 Y69.998 CR=18.332N128 G1 X-93.73N130 G0 Z50. 上表面加工完毕退刀Z50高度N132 M5 主轴停止N134 G91 G74 Z0. 刀具回参考点N136 G74 X0. Y0.N140 T1 M6 换16立铣刀N142 M03 S1500 主轴转速每分钟1500转N144 G0 G90 G54 X-80. Y4

36、6. 加工外轮廓N146 Z2.N148 G1 Z-5.3 F100.N150 X-64. F200.N152 G2 X-48. Y30. CR=16.N154 G1 Y0.N156 G3 X48. CR=48.N158 G1 Y60.N160 G3 X12. CR=18.N162 G2 X-12. CR=12.N164 G3 X-48. CR=18.N166 G1 Y30.N168 G2 X-64. Y14. CR=16.N170 G1 X-80.N172 Y46.N174 Z-10.6 F100.N176 X-64. F200.N178 G2 X-48. Y30. CR=16.N180 G

37、1 Y0.N182 G3 X48. CR=48.N184 G1 Y60.N186 G3 X12. CR=18.N188 G2 X-12. CR=12.N190 G3 X-48. CR=18.N192 G1 Y30.N194 G2 X-64. Y14. CR=16.N196 G1 X-80.N198 Y46.N200 Z-11. F100.N202 X-64. F200.N204 G2 X-48. Y30. CR=16.N206 G1 Y0.N208 G3 X48. CR=48.N210 G1 Y60.N212 G3 X12. CR=18.N214 G2 X-12. CR=12.N216 G3

38、X-48. CR=18.N218 G1 Y30.N220 G2 X-64. Y14. CR=16.N222 G1 X-80.N224 G0 Z50. 上表面加工完毕退刀Z50高度N226 M5 主轴停止N228 G91 G74 Z0. 刀具回参考点 N230 G74 X0. Y0.N232 T2 M6 换19.8麻花钻M3 S300 主轴转速每分钟300转G0 Z50 准备钻孔X0Y0Z2G01 Z-14 F100G0 Z2G0 Z50. 上表面加工完毕退刀Z50高度M5 主轴停止G91 G74 Z0. 刀具回参考点 G74 X0. Y0.T3 M6 换20H7铰刀M3 S200 主轴转速每分

39、钟200转G0 Z50 准备铰孔X0Y0Z2G01 Z-11 F100G0 Z2G0 Z50. 上表面加工完毕退刀Z50高度M5 主轴停止G91 G74 Z0. 刀具回参考点 G74 X0. Y0.N232 M30 加工完毕，程序结束注：掉头铣平面至尺寸用普铣完成结 论通过这次课程设计使我对数控机床的基本原理，组成结构，应用及发展方向有了更深的认识。这次设计的内容涉及到所有相关的专业知识，是以往各门学科学习的总结和深入理解。对于各学科间的联系有了更深的体会，这不仅培养了我综合运用所学到的基本理论和基本技巧，也使我掌握了分析、解决实际问题的能力。与此同时，我也意识到自己掌握的知识面还很窄，在设计

40、过程中遇到了种种问题，但在老师和同学的帮助下都得到了解决，因此还要不断地学习，充分掌握各种知识，不断地完善和提高自己。致 谢本设计是在导师张雯的悉心指导下完成的。几个月来，张老师不遗余力的谆谆教诲，不仅保证了设计的顺利完成，而且使本人的专业理论水平和科研能力得到进一步的巩固和提高，这些必将为我今后的工作和学习奠定良好的基础。从导师这里，我不仅学到了丰富的知识，更为重要的是我学到了严谨的治学态度和高屋建瓴的工作方法，这将使我终身收益。在此论文完成之际，作者特向敬爱的导师致以最诚挚和崇高的谢意。在日常科研及论文完成工作中，感谢同学们对我的关心和帮助。平常与这些同学的交流使我懂得了很多做学问的方法和

41、做人的道理，感谢他们给我提供了一个和谐友好的工作环境。再次向所有关心、支持和帮助过作者的人们表示衷心的感谢，并致以深深的敬意。参 考 文 献1 董景新,赵长德.机电一体化系统设计M.北京：机械工业出版社,2007. 2 曾亿山.机电一体化工程专业课程实践教程M.合肥：合肥工业大学出版社,2007. 3 杨小荣，孙芳.车床数控改造M.上海：上海科学技术出版社,2007. 4 王晓明.电动机的单片机控制M.北京：北京航空航天大学出版社,2007. 5 孙育才.MCS-51系列单片微型计算机及应用M.南京：东南大学出版社,2004. 6 沈建华，杨艳琴.MSP430系列16位超低功耗单片机原理与实践

42、M. 北京：北京航空航天大学出版社,2008.7 罗永顺.机床数控化改造实例M.北京：机械工业出版社,2010.8 催俊凯.计算机软件基础M.北京：机械工业出版社,2007.9 王侃夫.数控机床控制技术与系统M.北京：机械工业出版社,2007.10 赵长德.工业用微型计算机M.北京：机械工业出版社，2000.11 高安邦.机电一体化系统设计实例精解M. 北京：机械工业出版社，2008.12 刘力，王冰.机械制图M.北京：高等教育出版社，2000.13 李培根.机械工程基础M. 北京：机械工业出版社,2006.14 王华，王立权，韩金华.电机专用运动控制器LM629的应用研究J.电子器件，2005，28（2）：370373.15 宋强.基于MSP430单片机的直流电动机调速测速控制系统J.科技情报开发与经济，2006，16（8）：152154.