二、主要研究内容

　　1.普通车床数控改造方案的确定，进行总体设计。

　　2.对普通车床数控改造进行结构设计与计算，包括主轴进给系统设计、机床纵、横进给伺服系统的设计等。

　　3. 对改造后的经济型数控车床伺服进给系统建立控制原理模型。

　　4. 根据进给系统的控制原理模型，对影响伺服系统系统的因素进行分析。

　　5. 对影响伺服传动精度的因素齿轮传动精度、滚珠丝杠副传动精度等进行深入研究，并提出相应的改进方法。

　　6. 对影响伺服元件伺服精度的因素步进电机步矩角精度等进行深入研究，并提出相应的改进方法。

　　三、拟解决的关键问题

　　1. 普通车床数控改造进给伺服系统机械部分的设计与计算。

　　2. 对经济型数控车床伺服进给系统建立控制原理模型。

　　3. 根据进给系统的控制模型，分析系统的误差来源及影响系统精度的因素。

　　4. 设计步进电机细分驱动电路，提高伺服进给系统的控制精度。

　　四、拟解决方案及关键技术

　　1. 普通车床数控改造进给伺服系统机械部分的设计与计算内容包括：确定系统的负载，运动部件惯量计算，步进电机的选择，滚珠丝杠副的选择和计算、滚珠丝杠副的刚度验算等。

　　2. 对改造后的经济型数控车床伺服进给系统建立控制原理模型。

　　3. 根据伺服进给系统控制原理模型，分别对伺服驱动元件的伺服精度、伺服机械传动元件传动精度进行分析，分析影响经济型数控车床定位精度主要因素。

　　4. 在伺服进给系统控制电路中加入步进电机细分驱动设计，改善步矩角特性，提高经济型数控车床的定位精度。

　　五、创新点

　　1. 运用机电一体化系统设计思路与方法进行普通车床数控改造的结构设计，在设计上达到有高的静动态刚度;运动副之间的摩擦系数小，传动无间隙;便于操作和维修。

　　2. 从经济型数控车床的控制原理模型分析影响整个系统精度的关键因素，分析影响机床机床定位精度的各项误差来源，提出相应的改进方法并应用于机床结构设计中。

　　3. 运用步进电机细分驱动技术，设计基于单片机控制的步进电机的细分驱动电路，减小步进电机的步距角及机床的脉冲当量，提高经济型数控车床的加工精度，改善电机运行的平稳性，减小噪声，增加控制的灵活性。

　　六、课题预计目标

　　1.普通车床数控改造的方案的研究，进行总体设计。

　　2. 对经济型数控车床的伺服进给系统建立控制原理模型，并根据进给系统的控制原理模型，对影响系统精度的关键因素进行分析。

　　3. 研究提高机械传动部件的传动精度与刚度的方法，对普通车床数控改造进行结构设计，改善伺服进给系统的伺服特性。

　　4. 设计一种基于单片机控制的步进电机的细分驱动电路，提高伺服进给系统的分辨率。

　　七、课题研究进展计划

　　预计本课题研究进展主要分以下几个阶段：

　　1. 2007年11月～2007年12月 查看文献资料并撰写开题报告

　　2. 2007年12月～2008年03月 收集相关方面的资料，以普通车床数控改造为例进行总体设计

　　3. 2008年03月～2008年04月 学习机床伺服进给系统的设计等方面知识

　　4. 2008年04月～2008年07月 进行结构设计，绘制普通车床数控改造纵、横向进给系统装配图

　　5. 2008年07月～2008年08月 学习机床控制精度等方面知识

　　6. 2008年08月～2008年09月 对机床进行精度分析

　　7. 2008年09月～2008年10月 研究提高机床控制精度的措施

　　8. 2008年11月～2008年12月 完成毕业论文

　　9. 2008年12月 毕业答辩

　　参 考 文 献

　　[1] 刘跃南.机床计算机数控及其应用[M].北京：机械工业出版社，1997.

　　[2] 王爱玲.现代数控机床结构与设计[M].北京：兵器工业出版社，1999.

　　[3] 周文玉.数控加工技术基础[M].北京：中国轻工业出版社，1999.

　　[4] 朱晓春.数控技术[M].北京：机械工业出版社，2003.

　　[5]张柱良. 数控原理与数控机床. 北京：化学工业出版社，2003.

　　[6]]朱正伟. 数控机床机械系统. 北京：中国劳动社会保障出版社，2004.