基于凸轮加工技术的数控车床编程方法的设计与实现
作者单位：吉林大学
学位级别：硕士
导师姓名：于哲舟
授予年度：2013年
学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化]
摘 要：随着现代科技的飞速发展，环境污染日趋严重，能源浪费日益加剧。这些都对人类的生存和发展产生了负面效应。同时人们对自己的生活、工作环境提出了更高的要求。自从胡锦涛总书记提出了科学发展观之后，我们在可持续发展方面有了一定的提高和改善，但改进的力度有待加强。在科技飞速发展的二十一世纪，给我们科技工作者又重新提出了一项重要课题：如何进行绿色科技、如何有效进行节能减排、如何在加工生产中做到省时高效。我们进行科研工作时，在这两方面进行提高与创新尤为重要。 机床数控化技术经历了数代发展，从逻辑数控阶段发展到今天的计算机数字控制阶段，数控技术的每一次进步都标志着机械制造业一个质的飞跃。在欧美一些发达国家数控机床已经全面取代了原始手工机床，但在中国机床数控化程度还很低，迫使我们要把机床数控化放在科技发展的重要位置。在工厂、公司、学校还存在大量的普通手工机床，如何进行机床数控化也就是说把普通机床进行数控改造，同时如何处理老式普通机床便是我们值得思考的问题。如果完全抛弃手工机床会造成不必要的浪费，而它们在工业生产制造方面的效率又不如数控机床高。普通机床加工均靠工人的加工水平去决定工件加工精度的高低，如果加工复杂的精密的器件，这样的手工操作难免力不从心。 本文基于以上几点考虑对普通车床进行数控化改造和再利用。因此，参照数控车床系统，通过8051单片机来驱动步进电机，控制其转速的快慢和转角大小，从而控制普通车床的刀具移动从而进行加工，尤其加工不规则曲面如凸轮、涡轮等。同时在软件方面，单片机编程采用C语言，而不是以前的G代码或汇编语言，这样使得设计更加丰富，简单易于理解和掌握。采用C语言编程使我们更容易理解程序，而汇编语言编程比较复杂难懂。本人工作单位有数台CA6140普通车床，平时进行教学用。由于不是批量加工，同时为了节省开销，可用于进行本文的实验和检测。在此车床基础上进行改造，也为设计提供方便的条件。从而提高了加工精度，也为以后的教学提供了必要的基础和方便。 传统的数控编程语言采用G、M代码。数控编程语言并不是针对计算机控制的语言，而是为直接操作加工零件建立的。其代码本身有着一定局限性。由于现在熟悉掌握C语言的数控机床操作人员逐渐增多，同时用C语言对单片机、arm等控制芯片进行编程日趋普遍。用C语言编程来替代传统的数控编程语言十分必要，并且将会拥有广泛的市场。 论文重点讨论了单片机对步进电机的驱动，步进电机控制刀具移动的编程以及车床上的刀具如何进行凸轮加工，并采用C语言作为数控编程语言，对相应的编程方法进行设计和论述。论文主要研究工作如下：（1）整个系统的硬件选择与电路设计;（2）凸轮加工过程;（3）步进电机驱动动刀具对凸轮进行加工的方法;（4）加工精度的提高;（5）对数控车床编程方法进行设计;（6）利用新的数控编程方法来实现对凸轮的加工并给出其实现代码。
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