绪 论
随着社会生产和科学技术的迅速开展，机械产品日趋精细复杂，且需频繁改型，普通机床已不能适应这些要求，数控机床应运而生。这种新型机床具有适应性强、加工精度高、加工质量稳定和生产效率高等优点。它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱的开展速度,及时提提高生产设备自动化水平和效率，提高机床质量和档次,将旧机床改造成当今水平的机床。自动化程度高、专业性强、加工精度高、生产效率高。
8、增强了功能，如圆弧、锥度加工，这是传统加工方法难以完成的。
第一章 CA6140车床数控系统总体设计方案
数控技术是先进制造技术的核心，是制造业实现自动化、网络化、柔性化、集成化的根底。数控装备的整体水平标志着一个和综合国力的强弱。机床数控系统总体方案的拟定应包括以下容：系统运动方式确实定，伺服系统的选择、执行机构的构造及传动方式确实定，计算机系统的选择等容。
一般应根据设计任务和要求提出数个总体方案，进展综合分析、比拟和论证，最后确定一个可行的总体方案。
CA6140车窗构造示意图
1．1总体方案确实定
由于改造后的经济型数控铣床应具有定位、直线插补、顺、逆圆插补、暂停、循环加工、公英制螺纹加工等功能，由于在铣削加工中，要求工作台或刀具沿各坐标轴运动有确定的函数关系，即刀具以给定的速率相对于工件沿加工路径运动，所以不能选用点位系统，因为点位控制系统要求工件相对于刀具移动过程中不进展切削。因此，应选用连续控制系统。
*52K型铣床改造属于经济型数控机床，加工精度要求不高，为了简化构造，降低本钱，采用步进电机开环控制系统，因闭环控制系统适用于精度要求较高的机床设计，且闭环控制系统的造价昂贵。
根据机床要求，采用8位微机。由于MCS-51系列单片机具有集成度高、可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强、具有很高的性能价格比等特点，因此采用MCS-51系列的8031单片机扩展系统。
控制系统由微机局部、键盘及显示器、I/O接口及光电隔离电路、步进电机功率放大电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用数码管显示加工数据及机床状态等信息。
为实现机床所要求的分辨率，采用步进电机齿轮减速再传动丝杠，为保证一定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副以及滚动导轨。同时，为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负载的滚动导轨和滚珠丝杠副机构。齿轮传动也要采用消除齿侧间隙的消隙齿轮构造。
1．2 设计*-Y数控工作台及其控制系统
计算任务及参数在任务书中已经给出。系统总体方案见图1-1
根据设计任务的要求，采用连续控制系统和步进电机开环控制系统。这样可使控制系统构造简单、本钱低廉，调试和维修都比拟容易。为确保数控系统的传动精度和工作平稳性，尽量采用低摩擦的传动和导向元件。此工作台采用滚珠丝杠螺母副和滚动导轨。为尽量消除传动间隙，可设法调整传动齿轮的中心距以消除齿侧间隙。计算机系统仍采用高性能价格比的MCS-51系列单片机扩展系统
输入
输出
数控装置
PLC
主轴控制单元
主轴
机床
速度控制单元
伺服电机
位置检测反响装置
工
作
台
图1-1 车床数控化改造总体方案框图
第二章 CA6140车床进给伺服系统机械局部设计
一台CA6140普通车床改造成微机数控车床，采用MCS-51系列单片机控制系统，步进电机开环控制，具有直线和圆弧插补功能，具有升降速控制功能。其主要设计参数如下：
加工最大直径：在床面上 φ400㎜
在床鞍上 φ210㎜
加工最大长度：1000㎜
溜板及刀架重力： 纵向 1000N
横向 600N
刀架快速速度: 纵向
横向
最大进给速度: 纵向
横向
主电机功率
起动加速时间 30ms
机床定位精度: ±
伺服系统机械局部设计计算容包括：确定系统的负载、确定系统脉冲当量，运动部件惯量计算，空载起动及切削力计算，确定伺服电机，传动及导向元件的设计、计算及选用，绘制机械局部装配图及零件工作图。现分述如下：
2．1系统脉冲当量的选择
一个进给脉冲，使机床运动部件产生位移量，也称为机床的最小设定单位。脉冲当量是衡量数控机床加工精度的一
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