A. 一、简答题 1、简述机电一体化对机械系统的基本要求及机械系统的组成。 2、柔性制造系统的主要特点
2（1）柔性高，适应多品种中小批量生产；（2）系统内的机床工艺能力上是相互补充和相互替代的；（3）可混流加工不同的零件；（4）系统局部调整或维修不中断整个系统的运作；（5）多层计算机控制，可以和上层计算机联网；（6）可进行三班无人干预生产。
3 伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、检测环节、比较环节等个五部分。
单片机 单片机:单片机是把组成微型计算机的各个功能部件,如中央处理器CPU,RAM,ROM,I/O接口电路,定时器/计数器以及串行通信接口等集成在一块芯片中,构成一个完整的微型计算机.
B. 机电一体化产品对机械系统的基本要求是什么采用何种消除滚珠丝杠副的轴向间隙
普通车床的数控改造
论文编号:JX331 所有图纸,任务书.论文字数:36751.页数:80
摘 要
数控机床在机械制造业中发挥着巨大的作用，但数控机床一次性投资较大，对机床进行数控化改造不失为一良策。本设计利用数控装置对CA6140普通车床进行控制,主传动系统部分采用交流调频主轴电动机经带轮及分级齿轮变速箱驱动主轴，通过变频器和齿轮变速箱实现分段无级变速；进给系统采用步进电机通过减速后驱动滚珠丝杠运动，在纵向进给系统中通过一级齿轮减速后驱动滚珠丝杠，在横向进给系统中通过二级齿轮减速驱动滚珠丝杠；刀架改为自动转位刀架(四工位)从而实现自动换刀；通过MCS-51系列8051单片机对数据进行计算处理，由I/O接口输出步进脉冲信号控制进给速度和行程；为了保持切削螺纹的功能，要在主轴外端或其它适当部位装上脉冲发生器；将车床的手动尾座改造成为可控电动尾座。
本次设计的数控改造为经济适用型，改造简单易行，可降低劳动强度，提高生产效率。主要介绍了经济型数控机床进给伺服系统设计计算。阐述了CA6140普通数控车床的主轴系统的改进及机床纵向、横向进给系统的改造设计及计算。
关键词： CA6140车床；数控改造；滚珠丝杠；步进电动机
ABSTRACT
The NC machine plays a very great role in mechanical engineering．Although the investment needs a great deal of money，it is a good way to try digital modification for ordinary lathe.The spindle speed of CA6140 remains the manual function of shifting gears．The alteration is easy and it can rece labor intensity
and improve proctive efficiency． but the NC Machine larger one-time investment, NC machine tools for the transformation of a good after all. The design of the device using NC Lathe CA6140 control, part of the main transmission system using AC spindle motor and graded by the pulley driven spindle gearbox, through the inverter and gearbox to achieve sub; Feed System used by stepper motor driven ball screw slowdown after campaign vertical feed system through a gear after the ball screw drive, in the horizontal feed system through two gear-driven ball screw; Tool to automatically transfer tool carrier (4-position), thus achieving automatic tool change; by MCS-51 series 8051 data to be dealt with. from the I / O interface stepper pulse output signal to control the feed rate and itineraries; In order to maintain the function of cutting thread, to the outer end of spindle or other appropriate location loaded pulse generator; Lathe will be transformed into Tailstock manually controlled electric Tailstock. The design of the NC transformation of the economy - the application, transforming simple, can rece labor intensity, improve proction efficiency. Introced a major economic NC machine tool servo system design. Expounded the CA6140 ordinary NC lathe spindle system improvements and vertical machine, horizontal feed system of the design and calculation.
Keywords：CA6140 lathe；digital modification；ball screw；stepping motor
目 录
第一章概述....................................................1
1.O 引言.......................................................1
1.1 经济型数控改造的实际意义...................................1
1.1.1 技术分析.................................................1
1.1.2 经济分析.................................................1
1.1.3 市场分析.................................................2
1.1.4 生产分析.................................................2
1.1.5 综合分析.................................................2
1.2 数控机床的基本结构及工作原理...............................2
1.3数控机床的分类..............................................4
1.3.1 按加工工艺方法分类.......................................4
1.3.2 按控制运动的方式分类.....................................4
1.3.3 按驱动装置的特点分类.....................................4
1.4 数控机床的特点及应用范围...................................6
1.4.1 数控机床的加工特点.......................................6
1.4.2数控机床的应用范围........................................7
第二章经济型车床数控改造总体方案的确定........................8
2.1设计任务....................................................8
2.2总体数控改造方案设计........................................8
第三章主传动系统设计...........................................10
3.1概述........................................................10
3.1.1数控机床主传动系统的特点..................................10
3.2主传动系统的配置方式........................................11
3.2.1 主传动系统的主轴电动机的选型.............................11
3.2.2交流主轴电机的调速........................................12
3.2.3分级变速齿轮箱的传动系统设计..............................13
3.2.4主传动系统组件的结构形式..................................17
第四章伺服进给系统的结构设计与计算.............................19
4.1伺服进给传动系统概述........................................19
4.2步进电动机及开环进给控制....................................20
4.2.1步进电动机的驱动控制......................................20
4.2.2、步进电机的驱动放大电路..................................23
4.2.3步进电动机参数说明........................................26
4.3纵向进给系统的设计计算......................................27
4.3.1 设计参数.................................................27
4.3.2纵向进给切削力的确定......................................28
4.3.3 纵向进给滚珠丝杠螺母副的计算和选型.......................28
4.3.4纵向进给减速齿轮的设计与校核..............................31
4.3.5纵向进给步进电动机的计算和选型............................32
4.4横向进给系统的设计计算......................................35
4.4.1横向进给切削力的确定......................................35
4.4.2横向进给切削力的确定......................................35
4.4.3 横向进给滚珠丝杠螺母副的计算和选型.......................35
4.4.4横向进给减速齿轮的设计与校核..............................37
4.4.5横向进给步进电动机的计算和选型............................40
4.5 滚珠丝杠的安装.............................................42
4.5.1滚珠丝杠的安装形式........................................42
4.5.2滚珠丝杠轴承的校核........................................43
4.5.3消除齿轮间隙的措施：......................................46
第五章自动回转刀架的设计.......................................48
5.1自动回转刀架主要类型及特点..................................48
5.2自动回转刀架的设计计算......................................48
5.2.1自动回转刀架步进电动机的选用..............................49
5.2.2自动回转刀架的蜗轮蜗杆设计计算............................49
第六章电动尾座的设计...........................................53
6.1设计方案....................................................53
6.2电动尾座改造部分设计计算....................................53
6.2.1电动尾座驱动电动机的选择..................................53
6.2.2电动尾座用的齿轮设计......................................53
第七章主轴编码器的设计.........................................56
7．1编码器工作原理.............................................56
7．2主轴编码器的安装...........................................57
第八章数控车床数控系统设计.....................................58
8.1概述........................................................58
8.2 计算机数控（CNC）系统的简..................................59
8.2.1概述......................................................59
8.2.2微处理器数控（MNC）系统的组成.............................60
8.3 CNC系统的硬件结构..........................................62
8.3.1 单微处理机与多微处理机结构...............................62
8.3.2大板式结构与功能模块式结构................................63
8.4 CNC系统的软件..............................................64
8.4.1 CNC系统软件的组成与功能..................................64
8.4.2 CNC系统软件的特点和结构..................................67
8.4.3.CNC系统软件结构的分类....................................69
8.5CNC系统的工作过程...........................................70
8.5.1 CNC系统的数据段历程.....................................70
8.5.2 CNC系统自动工作时的总体流程..............................70
8.6 运动轨迹的插补原理.........................................71
8.6.1 运动轨迹插补的概念.......................................71
8.6.2 运动轨迹插补的方法.......................................72
8.6.3 逐点比较法...............................................72
结论...........................................................79
参考文献.......................................................80
致谢...........................................................81
以上回答来自:
C. 机电一体化系统的基本结构要素有哪些
1.机械本体 机械本体包括机架、机械连接、机械传动等，它是机电一体化的基础，起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。与纯粹的机械产品相比，机电一体化系统的技术性能得到提高、功能得到增强，这就要求机械本体在机械结构、材料、加工工艺性以及几何尺寸等方面能够与之相适应，具有高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观的特点。
2.检测传感部分 检测传感部分包括各种传感器及其信号检测电路，其作用就是检测机电一体化系统工作过程中本身和外界环境有关参量的变化，并将信息传递给电子控制单元，电子控制单元根据检查到的信息向执行器发出相应的控制。
3.电子控制单元 电子控制单元又称ECU（Electrical Control Unit ），是机电一体化系统的核心，负责将来自各传感器的检测信号和外部输入命令进行集中、存储、计算、分析，根据信息处理结果，按照一定的程度和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地进行。
4.执行器 执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。
5.动力源 动力源是机电一体化产品能量供应部分，其作用是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能，以电能为主。
D. 机电一体化对机械系统有哪些要求
电路要稳定，不要有斜率震荡的现象；电压保持恒定；机械润滑与配合方面不要有过多摩擦力矩。
机电一体化技术专业应用领域广泛。毕业生主要可从事数控设备的维护、调试、操作、制造、安装和营销等技术与管理工作，就业岗位群大。本专业培养具有机械、电子、液（气）压一体化技术基本理论，掌握机电一体化设备的操作、维护、调试和维修，掌握应用机电一体化设备加工的工艺设计和加工工艺的基本方法和基本技能的工程技术人才。还包括电、车、钳三种工人的职业。
E. 机电一体化系统对执行元件有哪些基本要求
1）惯量小，动力大。
2）体积小，重量轻。
3）安装方便、便于维修维护。
4）易于实现自动化控制
F. 简述机电一体化对机械系统的基本要求及机械系统的组成。
对机械系统的基本要求:高精度;快速响应;良好的稳定性。
机械系统的组成:传动机构;导向机构。
G. 机电一体化产品对机械传动系统有哪些要求
机电一体化系统对机械传动系统的要求有：精度；稳定性；快速响应性；还应满足小型、轻量、高速、低冲击振动、低噪声和高可靠性。