1．研究意义

随着机械制造工业的迅速发展和科技水平的不断进步，用于自动控制的数控机床代替传统的普通机床，得到迅速而广泛地应用,机床的传动系统由原来的齿轮有级变速传动到现在的由计算机控制伺服电机的无级变速传动[1]。因此，我们对机床工作台的设计就显得非常重要；由于数控机床技术含量高、成本昂贵，若中小企业广泛采用数控机床不仅费用高而且资源浪费。因此，对普通机床进行数控化改造也成了人们近年来研究的课题[2]。

本次毕业设计课题“凸轮专用数控工作台及控制系统设计”就是从以上几点出发，综合运用机械、电子和计算机知识而进行的一项机电结合的基本训练，其主要目的是强化机械结构设计，同时进一步掌握数空机床控制系统的设计思路，通过对控制系统硬件和软件的设计，掌握数控系统硬件及软件设计的基本方法；通过对数控铣床工作台结构的设计，培养我们分析问题和解决问题的能力，对自己而言这也是很大的进步和提高，从而达到选题的目的；通过开发这样一套仿真系统也为数空机床控制系统的研究和普通机床的数控化改造，提供了必要的参考依据；开发的这套仿真系统也可以作为一套实验室设备，对数控系统的研究也有一定的现实意义[3]。

参考文献

[1] 蔡美琴编．MCS-51系列单片机及应用[M]. 北京：高等教育出版社，2012

[2] 范广俊主编．数控机床及应用[M]. 北京：机械工业出版社，1993

[3] 郝忠军编．数控机床原理与编程[M]. 陕西：陕西机械学院，1986

2．基本内容

设计一数控工作台，工作台具有一移动轴和一转动轴,两轴具有联动功能，工作台装在普通立式铣床上，用于加工盘形凸轮的型面。其最大加工直径500mm,最大加工厚度150mm，加工精度±0.01mm，粗糙度3.2 m；包括工作台的机械部分及控制系统，控制系统具有极坐标插补功能。

在这过程中要求对设计方案论证、分析、比较，从而选择设计合适的设计方案；选用MCS-51系列单片机设计开发一套与之相配套的控制系统，其中包括对硬件电路的研究和对插补程序的设计，编写程序并在实验设备上调试完成。

3．重点和难点及解决方法

为了顺利完成论文，我们应当从杂志、教材及网络上广泛搜集资料，从本课题研究的内容出发，了解本课题在国内外的发展现状及发展趋势，搜集较多的外文资料，以丰富本课题的丰富性、完整性。根据数控铣床机械部分的设计，查手册、教材以及与机械相关的资料，确定脉冲当量和伺服电机，设计、选用传动和导向元件，绘制机械结构装配图。学习MCS-51系列单片机原理及应用，了解单片机电器元件如8031、6264、2764的原理、功能及应用，学习编程知识，编写汇编程序并在实验设备上调试通过，使本课题的研究内容真实有效。与此同时，虚心请教老师和同学，互相交流、认真对待 ，最终顺利完成毕业设计论文。

4．提纲

1绪论

1.1选题背景及意义

1.2国内外发展现状

1.2.1我国数控的发展状况

1.2.2国外数控系统研究现状

1.2.3我国数控技术与国外的差距

1.3数控系统的发展趋势

1.3.1高速、高精度、高可靠性

1.3.2复合化

1.3.3智能化

1.3.4柔性化、集成化、网络化

1.4研究主要内容

2数控回转工作台的原理与应用

2.1数控回转工作台

2.2设计准则

2.3主要技术参数

3凸轮专用数控回转工作台的部分原理及结构设计

3.1步进电机的原理

3.2传动方案传动设计

3.3数控回转工作台功能的实现

3.4步进电机的选择及机械系统设计

3.4.1步进电机的选择

3.4.2蜗杆传动设计校核

3.4.3蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸

3.4.4校核齿根弯曲疲劳强度

3.4.5精度等级公差和表面粗度的确定

3.4.6蜗轮蜗杆零件图

3.5凸轮的选用

3.6凸轮的游隙及轴上零件的调配

3.7滚动凸轮的配合

3.8滚动凸轮的润滑

4 MCS-51单片机控制的数控系统设计

4.1系统方案设计构成

4.1.1控制系统应满足的条件

4.1.2控制系统总设计

4.2单片机设计

4.2.1键盘电路及程序

4.2.2显示程序

4.2.3运行程序

4.2.4延时子程序

4.3.5环形分配器电路

4.3.6功率放大电路

5凸轮专用数控工作台控制系统仿真

总  结

5.指导教师意见：

（对本课题的深度、广度及工作量的意见）

指导教师：  （签名）

年   月   日

系审查意见：

系负责人：   （签名）

年   月   日