单片机控制的数控车床实验台设计
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单片机控制的数控车床实验台设计论文.doc
电气原理图.dwg
电路图.dwg
摘 要
随着数控技术的飞速发展,机械制造业的生产方式、产品结构、发生了深刻的变化。在我国数控机床的发展过程中,MCS-51系列单片机在数控技术领域中得到广泛应用,经济型数控系统大多采用MCS-51系列单片机。
本文在分析了数控车床的特点和实验台应该具备的功能后,确定采用基于单片机控制的系统总体结构方案。设计方案由系统硬件结构和系统软件结构两部分组成。
关键词:数字控制,单片机系统,数控车床
ABSTRACT
With the development of NC, there have been many changes in mechanical industry, such as producing method and struture of product. MCS-51 single microcomputers have been used widely in NC, especially in ecomical NC equipments in china.
Based on MCS-51 single microcomputers, the NC lathe training equipment is designed with less money for the professional NC courses.
After analyzing the feature of NC lathe and defining the functions of training equipment, a system general scheme is assumed by hardware architecture and software architecture, which uses MCS-51 single microcomputer.
KEY WORDS: training equipment, numeric control, single microcomputer system
目 录
1 引言…………………………………………………………………………
1.1 数控机床的产生与发展………………………………………………………
1.2 我国数控机床的发展概况………………………………………………………
1.3 本课题研究的背景………………………………………………………………
2 数控车床实验台的性能要求………………………………………………………
2.1 数控机床的组成及工作原理 …………………………………………………
2.2 数控车床的特点…………………………………………………………………
2.3 数控车床实验台的方案设计……………………………………………………
2.4 数控车床实验台的性能要求……………………………………………………
3 实验台硬件系统的实现……………………………………………………………
3.1 数控车床实验台硬件系统设计遵循的原则……………………………………
3.2 微机控制的数控车床实验台硬件系统的具体设计......................
4 实验台功能原理及插补算法………………………………………………………
4.1车削数控原理、实验台插补功能要求和插补算法的选择………………………
4.2数字积分插补法……………………………………………………………………
致 谢
1引言
数字控制(numerical control——NC)简称数控,是一种利用数字化信息对设备运动及加工过程进行控制的一种自动化技术。将数控技术实施到加工控制中去的机床,或者说装备了数控系统的机床被称为数控(NC)机床。
数控机床作为一种使用广泛、典型的机电一体化产品,综合应用了微电子技术、计算机技术、自动控制、精密测量和机床结构等方面的最新成就,是一种高效自动化机床。数控系统不仅能控制机床各种动作的先后顺序,还能控制机床运动部件的运动速度以及刀具的运动轨迹。由于数控机床的高效率、高精度和高柔性代表了机床的主要发展方向,所以它已经成为目前机加工自动化生产过程中最具代表性的核心设备,且成为计算机辅助设计与制造、柔性制造系统、计算机集成制造系统等柔性加工和柔性制造系统的基础。
2 数控车床实验台的性能要求
2.1数控机床的组成及工作原理
2.1.1数控机床的组成
计算机数控装置是数控机床的核心。其根据输入的零件加工程序或操作命令进行相应的处理,输出控制命令到相应的执行部件,完成零件加工程序或操作所要求的工作。
伺服单元和驱动装置包括主轴伺服驱动装置、主轴电动机、进给伺服驱动装置及进给电动机。测量装置是实现主轴控制、进给速度闭环控制和进给位置闭环控制的必要装置。主轴伺服系统实现零件加工的切削运动,进给伺服系统实现零件加工所需的成形运动。
操作面板,是操作人员与数控机床(系统)进行信息交互的工具,主要由按钮站、状态灯、按键阵列和显示器等部分组成。操作人员通过它对数控机床进行操作、编程、调试或对机床参数进行设定和修改,也可以通过它了解或查询数控机床的运行状态。
控制介质是人与机床建立联系的介质。程序输入输出设备是CNC系统与外设进行信息交互的装置,目前数控机床常用的控制介质和程序输入输出设备是磁盘和磁盘驱动器等。此外,现代数控系统一般可利用通信方式进行信息交换。这种方式是实现CAD/CAM的集成、FMS和CIMS的基本技术。
PLC用于进行与逻辑运算、顺序动作有关的I/O控制,它由硬件和软件组成。机床I/O电路和装置是用于实现I/O控制的执行部件,由继电器、行程开关、接触器等组成的逻辑电路。它们共同完成以下任务:接受CNC的M、S、T指令,对其进行译参考文献
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