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目录
目录 1
一、设计任务书2
二、设计要求3
2.1 总体方案设计要求3
三、机械部分的改造设计和计算4
3.1 进给系统机械结构改造设计4
3.2 纵向进给伺服系统机械部分的计算与选型5
3.2.1、传动计算5
3.2.2、切削力计算5
3.2.3、滚珠丝杠设计计算6
3.2.4、步进电机的选择7
四、单片机型数控系统硬件电路设计9
4.1 设计内容9
4.2 控制系统的功能要求9
4.3 硬件电路的组成： 10
4.4 选择电气元件及电路设计 10
4.4.1 微机机型和扩展存储器的选择 10
4.4.2 确定I/O 接口 12
4.4.3 键盘接口设计 12
4.4.4 步进电机驱动电路设计 13
4.4.5 其它辅助电路设计 13
五、 系统控制软件的设计 14
5.1 系统控制软件的主要内容 14
5.2 软件设计 14
5.2.1 系统控制功能分析 14
5.2.2 系统管理程序控制 15
5.2.3 步进电机控制子程序设计 15
5.2.4 编语言程序设计 18
六、心得体会22
七 、参考文献23
1
一、设计任务书
课程设计题目 CA6140普通车床纵向进给系统的数控化改造（经济型）
学院 机械工程学院 专业 机械制造及其自动化 年级 2010
已知参数和设计要求：
1.工作台重量：W＝800N （粗估）
2.滚珠丝杆导程：T＝6mm （供参考）
3.行程：S＝640mm
4.脉冲当量： ＝0.01mm
5.快速进给速度：V ＝3m/min
快
6.快速进给速度：V ＝1m/min
进
7.时间常数：t≤100ms
学生应完成的工作：
1.机械结构装配图 A1 图纸2张，要求视图基本完整、符合标准。
2.数控系统组成框图(或画在设计说明书里面) A2 图纸1张。
3.数控系统电气原理图 A1 图纸1张。
目前资料收集情况（含指定参考资料）：
1.机床设计图册 哈工大 华中纺织工业大学
2.机床设计手册 机械工业出版社
3.机械设计手册 化学工业出版社
4.微机接口设计参考书
5.现代机械设计师手册 机械工业出版社
课程设计的工作计划：
1.方案论证 1.5天
2.机械部分设计 6.5天
3.电气部分设计 3.5天
4.软件设计 1.5天
5.编写说明书 1天（约8000字）
6.准备答辩及答辩 1天
任务下达日期 2013 年 12 月 23 日 完成日期 年 月 日
指导教师 林利红 （签名） 学 生 （签名）
2
二、设计要求
2.1总体方案设计要求
总体方案设计应考虑机床数控系统的类型，计算机的选择，以及传动方式和
执行机构的选择等。
（1）普通车床数控化改造后应具有定位、纵向和横向的直线插补、圆弧插补功
能，还要求能暂停，进行循环加工和螺纹加工等，因此，数控系统选连续控制系
统。
（2）车床数控化改装后属于
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