基于单片机的CA6140车床数控化改造开题报告

一、本课题研究的背景

我国目前机床数控化率并不高。近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。机床的年产量数控化率为6%。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物,是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备。它与普通机床相比,其优越性是显而易见的,不仅零件加工精度高,产品质量稳定,且自动化程度极高,可减轻工人的体力劳动强度,大大提高了生产效率,特别值得一提的是数控机床可完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工,因而数控机床在机械制造业中的地位愈来愈显得重要。

数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度地提高生产效率。但从目前企业面临的情况看，因数控机床价格较贵，一次性投资较大使企业心有余而力不足。我国作为机床大国，对普通机床数控化改造不失为一种较好的良策。机床的数控改造同购置新机床相比一般可节省60%左右的费用，大型及特殊设备尤为明显。一般大型机床改造只需花新机床购置费的1/3。即使将原机床的结构进行彻底改造升级也只需花费购买新机床60%的费用，并可以利用现有地基。

经过大量实践证明普通机床数控化改造具有一定经济性、实用性和稳定性。所以很多企业纷纷将现有机床改造成经济型数控机床，这种做法具有投资少、见效快的特点。事实证明：用较少的资金，将普通机床改造升级为数控机床，可以为企业带来可观的经济效益。

二、本课题研究的目的及意义

数控技术是先进制造技术的核心技术。从微观上讲，数控车床不仅可以实现加工的自动化，降低操作者的劳动强度，改善劳动条件，提高企业的质量、产量、效率，降低企业的成本，而且数控车床可以加工出精度高、尺寸分散度小、形状结构复杂的零件。从宏观上讲，我国金属切削机床年产量仅占同类设备拥有量的1/28，数控机床的比例不到5%。普通车床的数控化改造不仅节约资金、降低成本，而且最大限度地充分发挥老式传统机床的功效和潜在价值，符合政府号召生产注重环保、绿色制造。

车床加工是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床加工，普通车床的数控改造是将普通车床结构进行创造性设计，改变传统车床存在的弱点，最终使原有车床达到比较理想的状态，以提高生产管理的现代化以及经济效益。基于此，本文拟设计一种基于单片机的CA6140车床的智能控制系统，以适应现如今对普通车床自动化、智能化的要求，这对自己能力的锻炼和把握潮流的分析能力都有很重大的意义。

一、本课题的主要研究内容

1、熟悉机床数控系统类型，完成系统整体方案设计；

2、参数计算，并设计相应的机械系统，包括：传功系统、进给系统等等；

3、确定各零部件规格以及选择型号；

4、完成电气原理图设计及选择所需的模块、元器件；

4、编程；

5、完成整机调试（包括单元调试、联机、系统参数设置等）；

二、本课题的预期目标

1、熟悉车床的机械系统、操作及相应的电控系统；

2、能独立完成机械系统及电控系统的设计；

3、锻炼自己的搜集资料和自主思考的能力；

4、完成一个独立可靠的控制系统；

一、本课题拟采用的研究方法

1，查阅资料，深入掌握数控机床的原理、功能，分析机床数控改造的研究现状。

2，确定对CA6140车床的数控化设计；

3，利用Altiumdesigner设计电路原理图，利用keil软件编程，利用Proteus进行仿真；

4，利用cad、proe等软件进行机械部分绘图建模；

二、本课题拟采用的研究步骤

1，首先，查阅相关资料，搞清楚CA6140车床的机械系统部分，主要是主传动部分以及进给系统部分；

2，确定整体方案设计，包括整体机械结构、整体电控部分设计；

3，利用相关软件进行绘图和建模；

4，利用专业的电路绘制软件绘制电路原理图，编程及仿真；

5，调试，检验成果，并确定精度；

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