C616车床的经济型数控化改造
c616数控改造总体设计及零件
时，停车退刀，记下此时的Ｘ，ｙ，Ｚ的值。
此时，液压前卡爪和液压后卡爪抱紧转子坯料不松开。
松开前端的四爪卡盘和尾座的三爪卡盘，液压前卡爪和液压后卡爪抱紧转子坯料与刀盘部分整体向右移动到位（见图３）。
特别要注意的是此时转子坯料与液压卡爪之间不能有任何的相对运动。
移动到位后的转子坯料已加工部分已从尾座的主轴孔内穿出，此时，在转子已加工部分三爪卡盘夹紧处，穿上一个带开口的薄壁套（薄壁套内径比已加工的转子外径大０．２～Ｏ．４ｒａｍ），再用尾座上的三爪卡盘卡紧薄壁套把转子卡紧。
之后，用数控螺杆铣床床头箱上的四爪卡盘对转子进行找正并卡紧。
最后将记下的Ｘ，ｙ，Ｚ值输入面板控制盘内，就可开机继续加工。
这个过程我们叫做“接刀”。
１．床头箱下部；２．转予坯料；３．床头箱主轴孔；４．铣床主轴；５．床头箱上部；６．四爪卡盘；７．液压前卡爪；８．铣刀盘；９．液压后卡爪；１０．尾座三爪卡盘；１１．尾座主轴；１２．尾座主轴孑Ｌ；１３．床身。
图２利用改造后的尾座加工长于床身的转子１．床头箱下部；２．转子坯料；３．床头箱主轴孔；４．铣床主轴；５．床头箱上部；６．四爪卡盘；７．液压前卡爪；８．铣刀盘；９．液压后卡爪；１０．尾座三爪卡盘；１Ｉ．尾座主轴；１２．尾座主轴孔；１３．床身。
图３利用改造后的尾座进行接刀加工的示意图通过２次或多次“接刀”，从理论上就可加工任何所希望长度的转子，提高了机床的加工能力。
３使用效果２００５年１０月我们完成了这项技术改造，使用至今，效果很好。
我公司的５ＬＺｌ７２，５ＬＺｌ９７，５ＬＺ２０３钻具及２ＧＬＢｌ２００—１４双头螺杆泵的转子都是在这台改造后的数控螺杆铣床上加工完成的，已经加工了数百根不同型号的长度长于机床床身的转子，．并都达到了设计要求，经整机装配，效果良好。
这项技改费用仅２万多元，而购进新机床设备需要资金１３０多万元，不仅节约了资金，并为开发新产品节约了时间。
作者简介：郝华民（１９６３一），男，工程师，从事采油螺杆泵、螺杆钻的生产研制工作。
C616型普通车床改造为经济型数控车床
一、设计任务设计题目C616型普通车床改造为经济型数控车床。
1.1 设计要求由于是对原有机床进行经济型数控机床改造，因而在考虑具体方案时，基本原则是在满足使用要求的前提下，降低成本。
根据C616车床有关资料，确定总体方案。
采用控制器进行控制，控制选择电机的输出经齿轮减速后，带动滚珠丝杆转动，从而实现纵向、横向进给运动。
图1 C616车床1.2 主要设计参数及技术指标主要设计参数及技术指标如下。
机械部分：工作台重量：W=960N时间常数：T=30ms=9mm滚珠丝杆基本导程：L行程：X=660mm Y=320mm=5μm/step脉冲当量：δp步进角：a=0.850/step步进电机通电方式：四相八拍快速进给速度：Vmax=2m/min控制部分：采用单片机轨迹控制采用数字积分法（DDA）步进电机的控制二、总体方案设计2.1 数控系统运动控制方式的确定按照完成的加工制造任务，数控系统可分为点控制系统、点位直线控制系统和连续控制系统。
于由要求C616车床能加工复杂轮廓零件，所以数控系统应该设计成连续路径控制型。
2.2 伺服进给系统的选择数控机床的伺服进给系统有开环、闭环之分。
因为开环控制具有结构简单、设计制造容易、控制精度较好、容易调试、价格便宜、使用维修方便等优点。
所以，本设计决定采用开环控制系统。
图2 开环控制系统2.3 控制器的选择由于C616普通数控机床经数控化改造后，实现控制性能的要求的控制算法不是很复杂。
所以以MCS-51系列的8位单片机作为控制器，外扩存储器、D/A转换器、I/O接口电路、键盘、显示器等组成改造后机床的控制系统。
2.4 进给传动机构纵向进给机构的改造:拆去原有机床的溜板箱、光杠、丝杠以及安装机座，选用摩擦力小、传动效率和传动精度高的滚珠丝杠副，且由步进电机驱动。
横向进给也是换以步进电机驱动的滚珠丝杠副。
2.5 主传动系统保留主传动系统，即保留原有的主传动机构和变速操纵机构。
单片机控制的数控车床改造毕业设计论文
摘要随着数控技术的飞速发展，机械制造业的生产方式、产品结构、发生了深刻的变化。
在我国数控机床的发展过程中，MCS-51系列单片机在数控技术领域中得到广泛应用，经济型数控系统大多采用MCS-51系列单片机。
本文在分析了数控车床的特点和应该具备的功能后，确定将普通机床改造成经济型数控机床，对C616车床进行了具体的分析改造，普通车床（C616）的数控改造设计内容包括：总体方案的确定和验证、机械改造部分的设计计算（包括纵向、横向进给系统的设计与计算）、主运动自动变速原理及改造后的机床传动系统图的设计、机床调速电动机控制电路的设计、电磁离合器的设计计算。
此次毕业设计中，我熟悉了机电一体化设计的基本过程，并把各门所学的知识融会贯通形成一个有机的整体，为以后的设计工作打下了良好的基础，同时我也深深的体会到了不足之处，我一定会在今后的工作中不断学习，不断实践。
关键词：数字控制，单片机系统，数控车床ABSTRACTWith the development of NC, there have been many changes in mechanical industry, such as producing method and struture of product. MCS-51 single microcomputers have been used widely in NC, especially in ecomical NC equipments in china.Based on MCS-51 single microcomputers, the NC lathe training equipment is designed with less money for the professional NC courses.After analyzing the feature of NC lathe and defining the functions of training equipment, Make sure to ordinary machine tools into economic numerical control machine tools，Ordinary lathe (C616) numerical control transformation design contents include: overall scheme determined and validation of the mechanical design and calculation of the transformation part (including longitudinal horizontal feeding system design and calculation) automatic transmission principle and main movement after reforming machine drive system of the machine speed motor design diagram control circuit design of design and calculation of the electromagnetic clutchIn this graduation design, I acquainted with the machine electricity integral whole to turn the basic process of design, and integrate the knowledge that each one learn to become an organic whole, for later design work to lay a good foundation, I also realized the place of the shortage deeply at the same time, I will keep learning and practicing constantly in futureKey words: traininge quipment, numeric control, single microcomputer,system第1章绪论数字控制（numerical control——NC）简称数控，是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的一种自动化技术。
YEJQ电动机用于C616车床改造
我 公 司 已 出 厂 多 年 的 一 台 Ｔ ４ １０ － ３ ０龙 门 Ｈ ２６Ｃ ０ 具 备 无 级 调 速 功 能 。③ 具 备 足 够 压 力 （ 力 达 到 １～ 压
单 ，客户单 位希望我 ｛能 肘该 机 床进行 有 偿的改 造 ， 『 ］
以便 适 应 高 速 和 深 孔 钻 削 。
１ ．问题 的分 析 为 使客 户能够 顺 利 接 下这 批 大 订单 ，我们 在 最 短时 间内用 最 佳 的整 改 方案 ，使 该 台机 床 满足 了 以 下要求 ：① 深 孔钻 功 能 。②机 床 主 轴转 速 由 目前 的
轴转速 ４０ ０／ ｎ功 能 ，而 该 台设 备 是 一歉 适 合 低 ０ ｒｍｉ 速大转矩 切 削 的机 床 ，强 力切 削 是 它 的强 项 ，设 计
时未能兼 顾到 主轴 开 高速 。为 了能 够 接下 这 批 大订
对于深 孔钻 机 床必 须具 备 的 条件 ① ，该 台机 床
出厂合格证 指标为主轴径 向圆跳动 ≤０Ｏ ７ ｍ、轴 向 ．０ ｍ 窜 动 ≤０ （ ５ ． ０ ｍｍ均 满 足要 求 ，现 场 打表 测 量 主轴径 ３
小 ，加 装 电 气 元 件 很 困 难 。 因 此 ， 对 于 那 些 不 必 反
或机械传 动 还有 故 障。测 量 电 动机 连 线 和绕 组 未 见
异 常 ，随 后 脱 开 电 动 机 和 机 械 传 动 的 连 接 ，机 械 传
动平 稳 、轻 松无 异 常 ，空 试 电 动 机报 警 依 然 ，从 而
Ｊ ￣ ｕｐ ｎ ｎ ａ ｎ ｅ ａ ｃ Ｌ ｑ ｉｍｅ ｔ ｄ Ｍ ｉ ｔ ｎ ｎ ｅ ａ
C616型普通车床的数控化改造
回路 ， 由 接 触 器 、 电器 等 组 成 的 电路 称 为 控 制 回路 ， 用 ３ ０ 电 工 作 方 式 为 五 相 十 拍 ，采 用 高 低 压 驱 动 电 路 将 电 机 输 出转 矩 扩 大 ｌ 而 继 采 ８Ｖ 源供 电 ， 三 部 分 是 照 明 及 指 示 回 路 ， 第 由变 压 器 Ｔ Ｃ次 级 供 电 。该 车 床 倍 ， 满 足 系统 要 求 。选 择 Ｉ Ｂ ０ ３型 步 进 电机 作 为 横 向 进 给 电机 ， 可 ｌ Ｆ０ Ｏ 共 有 三 台 电动 机 ，其 中 Ｍ１为 主 电动 机 ，功 率 为 ４ Ｗ ．通 过 ＫＭ１和 工 作 方 式 为 三 相 六拍 ． 满 足 系 统 最 大 静 转 矩 及 最 高启 动 频率 。 Ｋ 可 Ｋ Ｍ２可 实 现 正 反 转 ， 具 有 过 载保 护 、 路 保 护 和 零 压 保 护 装 置 ： 并 短 Ｍ２
国 的 机 械 加 工业 中有 大量 的车 床 ，仍 然 采 用 落 后 的 手 工 操 作 方 式 ， 效 率 低 、 耗 高 及 工 人 的劳 动 强 度 大有 很 多普 通 机床 有 待 改 造 ， 此 ， 能 因 有 必 要 在 工 厂原 有 设 备 的基 础 上 ， 过 少 量 投 入 ， 现 机床 更 新 换 代 。 通 实
【 摘 要】 在我国的机械加 工业 中有大量的车床 ， 仍然采 用落后 的手工操作方式 ， 效率低 、 能耗 高及工人 的劳动强度大 ， 因此， 对普通车床进
行技术改造 ， 高其效率、 提 降低 能耗 、 善 工人 的 劳 动 强度 是 刻 不容 缓 要 解 决 的 问题 ， 文 采 用 Ｆ ＮＵＣ ０ ＴＴ数 控 系 统 对 Ｃ６ ６普 通 车 床 的 进 改 本 Ａ － １
在 纵 向进 给 机 构 的 改 造 方 面 ， 去 原 机 床 的溜 板 箱 、 杠 与丝 杠 拆 光 为 润 滑 电 动 机 ， 由 接 触 器 ＫＭ３控 制 ； Ｍ３为 冷 却 泵 电 动 机 ，功 率 为 以及 安 装 座 ． 上 滚 珠 丝 杠 及 其 相 应 的 安 装 装 置 ， 向 驱 动 的 步 进 电 配 纵 ０１５ Ｗ， 除了受 ＫＭ３控制外 ， ．２ Ｋ 它 还可视实 际需要 由转换 开关 Ｑ ２实 机 及 减 速 箱 安 装 在 车床 的床 尾 ， 不 占据 丝 杠 空 间 。 由于 采 用 滚 珠 Ｓ 并 现任意通 、 。 断 丝 杠 可 提 高 系 统 的精 度 和纵 向进 给 整 体 刚 度 。
CA6140普通车床的数控化改造设计
摘要普通机床的经济型数控改造主要是在合理选择数控系统的前提下，然后再对普通车床进行适当的机械改造，改造的内容主要包括：(1) 床身的改造，为使改造后的机床有较好的精度保持性，除尽可能地减少电器和机械故障的同时，应充分考虑机床零部件的耐磨性，尤其是机床导轨。
(2) 拖板的改造，拖板是数控系统直接控制的对象，所以对其改造尤显重要。
这中间最突出一点就是选用滚珠丝杠代替滚动丝杠，提高了传动的灵敏性和降低功率步进电机力矩损失。
(3) 变速箱体的改造，由于采用数控系统控制，所以要对输入和输出轴以及减速齿轮进行设计，从而再对箱体进行改造。
(4) 刀架的改造，采用数控刀架，这样可以用数控系统直接控制，而且刀架体积小，重复定位精度高，安全可靠。
通过对机床的改造并根据要求选用步进电机作为驱动元件，这样改造后的机床就能基本满足现代化的加工要求。
关键字：普通车床数控改造步进电机经济型数控系统数控刀架一绪论我国数控机床的研制是从1958年开始的，经历了几十年的发展，直至80年代后引进了日本、美国、西班牙等国数控伺服及伺服系统技术后，我国的数控技术才有质的飞跃，应用面逐渐铺开，数控技术产业才逐步形成规模。
由于现代工业的飞速发展，市场需求变的越来越多样化，多品种、中小批量甚至单件生产占有相当大的比重，普通机床已越来越不能满足现代加工工艺及提高劳动生产率的要求。
如果设备全部更新替换，不仅资金投入太大，成本太高，而且原有设备的闲置又将造成极大的浪费。
如今科学技术发展很快，特别是微电子技术和计算机技术的发展更快，应用到数控系统上，它既能提高机床的自动化程度，又能提高加工精度，所以最经济的办法就是进行普通机床的数控改造。
机床数控化改造的优点：（1）改造闲置设备，能发挥机床原有的功能和改造后的新增功能，提高了机床的使用价值，可以提高固定资产的使用效率；（2）适应多品种、小批量零件生产；（3）自动化程度提高、专业性强、加工精度高、生产效率高；（4）降低对工人的操作水平的要求；（5）数控改造费用低、经济性好；（6）数控改造的周期短，可满足生产急需。
普通车床改造成经济型数控车床的硬件阐
普通车床改造成经济型数控车床的硬件阐作者：沈玉春来源：《中国机械》2013年第20期摘要：科学技术的进步，使得人们对车床加工又提出了更高的要求，因此对普通的车床进行改造，以求能够满足车床零件加工的要求，提高车床加工的自动化水平。
本文先是对普通车床改造成成数控车床的设计方案进行了概述，又详细阐述了微机数控系统的设计内容。
关键词：普通车床；改造；经济型数控车床；硬件目前，我国的很多车床生产已经与我国可持续发展的战略不相符，因此很多研究人员以目前我国的普通车床作为基础，对普通车床中机械部分作了改造和完善，并让其与数控系统相配合，因此普通车床就可以被用作于经济型的数控车床。
在使用数控车床对零件进行加工时，需要全面地分析零件图，详细的了解零件的结构、技术要求以及尺寸大小，并以此为依据，制定出零件加工所需的工艺流程和路线，随后进行零件加工的编程，数控车床通过计算机的控制就可以自动完成对零件的加工了。
1.普通车床改造成成数控车床的设计方案1.1.设计内容以型号为C616的普通车床为例，将其改造成经济型的数控车床，并通过型号是MCS—51的单片机进行控制。
普通车床在改造的过程中要有具备切削螺纹功能的自动回转刀架，不仅要在纵向上具备直线插补和圆弧插补的功能，而且还要在横向上具备这两个功能。
1.2.总体改造方案的确定1.2.1.确定系统运动方式数控系统以运动方式作为分类原则的话，可以分为：连续控制系统、点位/直线控制系统和点位控制系统三种，改造后的经济型数控车床要具有多种功能，例如定位、暂停、公英制螺纹加工、循环加工以及直线插补等。
1.2.2.伺服系统的选择在数控车床中，伺服系统又可以分为：闭环控制系统、半闭环控制系统以及开环控制系统三种，在开环控制系统中不存在着反馈电路，也没有检测装置，指令信号都只是单方向的进行传送，开环伺服系统是通过步进电机进行驱动的。
由于开环伺服系统在应用的过程中，结构较为简单，需要的资金成本投入较少，调试和维修的程序都较为简单，因此开环伺服系统在经济型数控车床中的应用较为普遍。
C616型普通车床说明书
12机制对口课程设计：C616型普通车床目录序言--------------------------------------------------------------------------------------3 一、设计方案的确定-----------------------------------------------------------------4 （一）设计任务------------------------------------------------------------------------4 （二）总体设计方案的确定---------------------------------------------------------4 二、机械部分改造与设计------------------------------------------------------------4 （一）纵向进给系统的设计与计算------------------------------------------------4 （二）横向进给系统的设计与计算------------------------------------------------10 三、步进电机的选择------------------------------------------------------------------13 （一）步进电机选用的基本原则---------------------------------------------------13 （二）步进电机的选择---------------------------------------------------------------14四、机床导轨改造---------------------------------------------------------------------15五、自动转位刀架的选用------------------------------------------------------------16六、经济型数控机床改造时数控系统的选用------------------------------------17七、典型零件的工艺设计及应用程序的编制------------------------------------18 （一）工艺分析------------------------------------------------------------------------18 （二）工作坐标系的设定------------------------------------------------------------19 （三）手动钻孔------------------------------------------------------------------------19 （四）编制加工程序------------------------------------------------------------------19 小结---------------------------------------------------------------------------------------21一、设计方案的确定C616型车床是一种加工效率高，操作性能好，社会拥有量大的普通车床。
C616车床的经济型数控改造总体方案及主要零部件的设计
时 ， 车退 刀 ， 下 此 时 的 ｘ， ｚ 的 值 。此 时 ， 停 记 ｙ， 液 压 前 卡爪 和液压 后 卡爪抱 紧转 子坯 料不 松开 。松 开 前 端 的 四爪 卡盘 和 尾 座 的三 爪 卡 盘 ， 压 前 卡爪 和 液 液 压后 卡爪 抱 紧转子 坯料 与刀 盘部分 整 体 向右 移 动
Ｃ１ ６ ６车床 的经 济 型数 控 改 造 总体 方 案及 主 要零 部 件 的设 计
唐 林
（ 州 省 机 械 职 业 技 术 学 校 ， 州 贵 阳 ５３ ０ ） 贵 贵 ５ ４ ２
摘
要 ： 一部 分普 通 车床 进 行数 控 改造 ， 对 使
其 成 为 经济型数 控 车床 ， 很 多职 业 技 术 学 校 解 是
螺母 副 ； 主轴 采用 变频 器控 制 ， 端 加一光 电编码器 后
通过 ２次 或多 次 “ 刀 ” 从 理论 上 就 可 加 工 任 接 ， 何 所希 望长 度 的转子 ， 高 了机 床 的加工 能力 。 提
３ 使 用 效 果
２０ ０ ５年 １ ０月 我 们 完 成 了这 项 技 术 改 造 ， 用 使 至今 ， 果很 好 。我公 司 的 ５ ７ ，Ｌ １ ７ ５ Ｚ ０ 效 １ ２５ Ｚ ９ ，Ｌ ２３ ３１
钻具 及 ２ Ｌ １ ０ — ４双 头 螺 杆 泵 的转 子 都 是 在 这 Ｇ Ｂ ２ ０１
用波 纹 管连 接 ， 加 工 螺纹 使用 ； 数 控 系 统选 用 供 ② ｓ ＮＵＭＥ Ｋ ８ ２ 对 纵 、 向进 给 系统 进 行 开 环 Ｉ ＲＩ ０ Ｃ， 横 控 制 ， 向脉 冲 当 量为 ０ ０ ６毫 米 ／ 冲 ， 向脉 冲 纵 ．０ 脉 横
开 口的薄 壁套 （ 壁套 内径 比 已加 工 的转 子 外 径 大 薄
普通车床C616的数控改造毕业设计论文
摘要本文主要是将传统的C616车床的电气控制系统改造成为数字控制的开环控制系统。
随着当今工业设备对精密程度的要求越来越高，对机械加工设备的加工精密程度也要求越来越高。
而在中国的机械加工设备的车床中，普通车床占了很大比例。
这已经越来越制约着当今工业的发展。
而数控机床由于价格昂贵，且需要较高技术的加工工人。
所以对普通机床进行数控改造具有很大的意义。
本人在搜索、查阅和研究大量有关资料的基础上，对机床的数控改造技术进行了研究和分析，并描述了机床控制系统的设计。
整个改造过程主要对车床纵、横向进给系统进行了改造，选用自动转位刀架，由脉冲发生器来加工所需要的螺纹。
整个控制系统以8031型号的单片机为中心，通过编程对机床的驱动设备进行控制以达到所需要的加工程度。
关键词：C616车床数控改造8031单片机步进电机目录摘要 (1)ABSTRACT ....................................................... 错误!未定义书签。
第1章绪论. (1)1.1普通机床数控化改造概述 (1)1.2机床数控化改造的意义 (1)1.2.1 微观看改造的必要性 (1)1.2.2 宏观看改造的必要性 (2)1.3国内外机床改造业的发展概况 (2)1.3.1 国外机床改造业的发展 (2)1.3.2 国内机床改造业的发展 (3)1.4数控机床未来的发展方向 (4)第2章 C616普通车床数控改造总体方案的设计 (5)2.1本毕业设计的选题及主要任务 (5)2.2总体方案设计 (5)第3章机械部分改造 (7)3.1纵向（Z向）进给系统的设计 (7)3.2横向（X）向进给系统的计算与设计 (13)3.3机床导轨改造 (17)3.4自动刀架的选择 (18)3.5主轴脉冲发生器 (18)第4章电气系统控制部分改造 (20)4.1步进电机的选择 (20)4.1.1 步进电机选用的基本原则 (20)4.1.2 C616纵向进给系统步进电机的确定 (21)4.1.3 C616横向进给系统步进电机的确定 (21)4.2数控装置硬件设计 (21)4.2.1 数控系统硬件组成 (21)4.2.2 单片机的选择 (22)4.2.3 存储器的选择 (23)4.2.4 I/O接口电路 (23)4.2.5步进电机驱动电路 (24)4.3数控系统软件设计 (25)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)第1章绪论1.1 普通机床数控化改造概述随着机电一体化技术的迅猛发展，数控机床的应用已日趋普及，机械制造业正在越来越多地采用数控技术来改善其生产加工方式，用以解决现代机械制造中结构复杂、紧密、批量小、多变零件的加工问题，能够稳定加工质量和提高生产率，但是数控机床的应用也受到其他条件的限制。
C616车床的改装设计
工 程 技 术
Ｃ６ ６车床的改装电职业 技术学院 四川攀枝花 ６ ０ ） １０ ０ ７
摘 要： 本文介 绍了对原 有的废 旧机床进 行工艺和 装备的 改造 ， 旧设 备满足 教学和 生产的需要 。实 现 了工件 经一次 装夹 ， 使 就能完 成端 面铣 削和 中心孔 的加 工 ， 从而 提 高了加工 精 度和效率 。 关键词 ： 改装 传动路线 安装精 度 液压 传动 夹具 中图分类号 ： Ｇ ｌ Ｔ ５ｌ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ：６ ３ ５ ４２ ０ ） ７ｃ一 ０ ６ ０ １ ７ ０ ３ （ ０ ７０ （） ０ ２ — ２ 经刨削加 工的刀轴箱 底面 ， 安装到床身 上， 使左 右 随 着 数控 技 术的 发展 ，机 床 工业发 展 迅 箱 。采用增加 介轮的办法来 改变转 向 ， 必然与床身导轨接触不 良。必须刮研该结合面 速 。一些 老型号的 旧设 备逐渐被淘汰 ， 取而 代 刀轴箱铣 刀和钻 头都能 满足旋 转要求 至接触 良好 。为保证钻轴 ５ 的轴线与床身导轨 之的 是现 代化 的数 控机 床 。四 川机 电职业 技 的平行度要求 ， 刮研结 合面之前 ， 在 必须穿过钻 术学院实习实训部 ， 就有多台 Ｃ １ 车床退出 了 ６６ 轴５ 的两轴承孔 ， 紧密地插入一 检验芯轴 ，将 教 学 生 产 岗位 。 百分表 固定在车床拖 板上 ， 表头分 别接触在检 工件的 中心孔是用来支承工件的重量 ， 并具 验 芯轴 的上母线 和侧母线 ， 在检验 芯轴伸 出的 有承受切削 力和定 心的作 用。钻 中心孔通常的 长 度范 围内， 动车床拖板 。百分表 的最大读 摇 方法是 两端分 别加 工 ， 这样做 效率低且精 度不 高， 只能用于单 件生产 。若购置一次同时钻好两 数， 就是平行度的最大误差。误差 大于 １０ｍｍ ． ０ 时， 要先用牛头刨床刨修 。最后 ， 刮刀轴 箱底 粗 端 中心孔的专用设备 ， 又投资太大。但对原有的 面达到接 触精 度和平行度要求。采 用同样 的方 废 旧机床进行工艺和装备的改造 ， 旧设备 满 使 法粗刮 另一刀轴 箱底面达到接触精度和平行度 足生 产的需要 ， 这样不仅造价 低．上马快 ， 而且 要求 。 还可 弥补 设备的不 足 ， 减少投资。所以 ， 改装废 图 ２ 传动原 理图 箱体底面粗刮结 束后 ， 依次将轴承 、轴 、齿 旧的 Ｃ６ｌ ６车床就具 有十分重要的意义 。 卜 齿轮 。一联轴器。－传动轴 ，一液压缸 ・ 钻 ２ ３ ４ ５ 轮 装入箱体 ， 固各端盖 ．压板 ， 整好钻 轴 紧 调 轴 ，－ ６Ｉ 齿轮 。一齿轮 ，一左刀轴箱 ・ 左花键轴 ・０Ｉ ７ ８ ９ １ 花 ＿ １改装设计 、 ５ 并 键套， ｌ 右花键轴 ・２ 右刀轴箱 ・３ 齿轮 ・４ 介轮 ・ ｌ一 １一 １一 １ ５ ｌ 的轴 向 间隙 ， 分别在两轴 前端的莫 氏 利用废 旧 Ｃ６ ６机床 的床 身 ， ｌ 拆除 尾座 ， １ 钻轴 。６ 液压缸。７ 齿轮 ，８ 齿轮・９ 铣轴 ，Ｏ 锥 孔 内插 入顶尖 。 在两 顶尖 之间 顶 紧一根长 ５ １一 １－ １一 １一 ２一 刀架和小拖板及横进给丝杠 ， 将特制的夹具 ， 用 约 ５ ０ ｍ 的检验棒 。将百分表固定在车 床溜 ０ｒ ａ 右铣刀， １ ２ －右钻头，２ ２ －左钻头 ・ ３ ２ －左铣 刀。 四颗螺栓固定在 中拖板的 Ｔ 形槽内 ， 然后安装 板上 ， 使百分表 的测头分 别顶在检验 棒的上母 上铣 端面 、钻 顶尖 孔结构 （ 图 １） 液压 系 见 及 在 为适应不 同长度工件的加 工要求 ， 刀轴 线和侧母线 上。移 动溜板 ， 检验棒的两端 检 两 统 。在此机 床上工件只需安 装一次 ， 即可完成 箱 间的 传动轴采 用两个花键 半轴 ， 、ｌ ５ 中间套上较 验。百分表在两端读数的 差值就是钻轴 ５ 对轴 两端面 的铣 削和 中心 孔的 钻削 。 长的花 键套 ， 右花 键半 轴 另外 配备两根长 度不 的轴 线 重合 误 差 。 铣端 面 、钻顶尖 孔 机构 由两 个 刀轴 箱 组 同的 内外花键轴 作为附件 ， 首先精刮轴线位 置相对较 低的一个刀轴箱 这样两 刀轴 箱间的 成 ， 主轴 箱传来的 运动经传动轴从 左刀轴箱 距 离即可根据需要任意 调节 。 从 底面， 使其与床身导轨的接触面达到每 ８ ｌ 点 ／ 一０ 传给右刀轴箱 ， 两刀轴 箱底面有 Ｖ 平面 凹槽 ， ２ｍｍ ×２ ｒ ｎ ５ ５ ｉ。以此为基准精刮 另一个 刀轴箱 ａ （） ２ 箱体 加 工 以此和床身上的 Ｖ 平面导轨相配合定位 ， 通过 直至与床身导轨的接触面达到要求， 且两钻 将一次铸 造成型的 刀轴 箱铸铁箱体 ， 划 底面 ， 经 底部压板 牢固地安装在 床身上 ， 同时保证 与中 线找正后 ， Ｂ ９ 牛头刨床上加工 出与床身导 轴５ ５ ，ｌ的轴线重合误差小于或等于 ００ｍｍ。 ．６ 至 在 ６０ 心轴对 中。 刀轴箱的安装就完成了。刀轴箱的刮研 工艺 轨 相配的 凹形 Ｖ 型 平面导轨 副 。再以 底面 为 此 ， 基 准在 Ｔ ８ ６ 卧式镗床 上 ， 经一次 装夹加工 出所 见表 ｌ。 （ ） 压系统 工作原理 ４液 有箱 体孔 ， 并保证 每组箱 体孔的同轴 度误差 小 于或 等于 ０． ２ ０ ｍｍ。然后 ， 平各孔端面及 上 铣 液 压 系统 用以 完成 机床 的 工件 夹紧 、铣 盖结 合面 。最 后 ， 各顶 面 、端 面钻 孔 、攻 削切 削 工作进 给 、钻孔 工 作进给 ，横 向溜板 在 丝， 配置盖板 。再采 用 同样 的工 艺方法 ， 工 移动 定位 及 铣刀 、钻头 的快 速 退 刀等加 工工 加 序， 实现 “ 夹紧—— 工件铣削 定位 、铣 削工作 出 另一 个 箱体 。 图 １ 结构示意 图 进给 、一 一 铣轴快 退 、钻 孔定 位一一 钻 孔工 （） ３ 刀轴箱的安装 及几 何精 度检验
机械机床毕业设计6C616车床数控改造
毕业设计题目：C616车床数控系统改造院、系：机械设计与制造姓名：指导教师：系主任：摘要介绍普通C616车床的数控改造，因为我国多年积累了大部分的普通机床，自动化程度低，想要短期内大量更换新机床，是不现实的。
为了节省资金，提高生产效率，所以要对普通车床进行数控改造。
采用MCS－51系列单片机控制经济型数控机床，用步进电机来驱动进给系统，实现自动加工。
原理为：根据加工零件的图样与工艺方案，通过单片机控制，转化成脉冲信号，经放大电路后驱动纵向和横向步进电机，通过滚珠丝杠实现刀架纵向、横向两个方向的进给，以完成工件的加工。
数控改装后的车床在纵向和横向具有圆弧和直线插补功能，该车床有自动回转刀架，具有切削螺纹的功能。
改造后车床可以加工出各种形状的复杂的回转零件,并能实现多工序自动车削,从而提高了生产效率和加工精度,也能适应小批量多品种复杂零件的加工.关键词数控改造；进给系统；步进电机；单片机目录摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 数控改造的必要性 (1)1.3 设计任务 (2)第2章设计任务与总体方案的确定 (3)2.1 设计任务 (3)2.2 总体设计方案确定 (3)第3章机床进给伺服系统机械设计计算及结构设计说明 (5)3.1 主要设计参数如下 (5)3.2 确定脉冲当量 (5)3.3 纵向进给系统的设计计算 (5)3.3.1 已知条件 (5)3.3.2 切削力计算 (5)3.3.3 滚珠丝杠设计计算 (6)3.3.4 齿轮及转矩的有关计算 (8)3.4 横向进给系统的设计计算 (11)3.4.1 横向进给系统的设计 (11)3.4.2 横向进给系统的计算 (11)3.5 步进电机的选择 (15)3.5.1 步进电机选用的基本原则 (15)3.5.2 步进电机的选择 (16)第4章数控系统的硬件电路设计 (18)4.1 绘制系统电气控制结构框图 (18)4.2 单片机控制系统设计 (19)4.2.1 8031单片机的基本特性 (19)4.2.2 8031芯片引脚功能 (19)4.3 存储器扩展电路 (21)4.3.1 8031与EPROM的连接 (21)4.3.2 数据存储器的扩展 (21)4.3.3 程序存储器的扩展 (21)4.4 I/O接口电路及辅助电路设计 (22)4.4.1 I/O接口电路 (22)4.4.2 辅助电路设计 (23)4.5 绘制微机控制电路原理图 (25)4.5.1 控制系统的功能 (25)4.5.2 采用软件环形分配图 (26)4.5.3 自动回转刀架的控制 (26)4.5.4 螺纹加工控制 (26)4.5.5 地址编码 (26)结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)第1章绪论1.1课题背景随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品的性能和质量的不断提高，产品的更新换代也不断加快，因此对机床不仅要求具有较高的精度和生长率，而且应能迅速的适应产品零件的变换。
普通C616车床的经济型数控化改造
第２ ９卷 第 ８期
２０ ０ ７年 ８月
水 利 电力 机 械
Ｗ ＡＴＥＲ ＣＯＮＳ ＥＲＶＡＮＣＹ ＆ ＥＩ ＣＴ Ｃ Ｐ ＲＩ ＯＷ ＥＲ ＡＣＨＩ Ｍ ＮＥＲＹ
Ｖ０ ． ９ Ｎｏ ８ １２ ．
Ａｕ ． ０ ｇ ２０ ７
维普资讯
第 ２ 第 ８期 ９卷
ห้องสมุดไป่ตู้
肖国红 ： 通 Ｃ １ 普 ６６车床 的经 济型数控 化 改造
２ ２ ２ 数控 系统 选择 ．．
・ ９・ １
水平 ， 有 良好 的社 会效益 和经 济效益 。 具
１ 数 控 系统 的 结构
数控 机床 是将待 加工产 品 的几 何信 息 以特 定 的 分辨 率 为 ０ １ ． ｍ。 目前 ， 内外 高端 的数 控机 床 基 国
语 言通过 人工 或计算 机软件 生 成 的方式 输 入数 控 系 本采 用 了此 种控 制方 式 ， 且 支 持该 控 制 方式 的数 并 统， 数控 系统相 应生 成对加 工 主轴 、 进给 轴 以及 加 工 控 系统 很 多 ， 比如 Ｆ Ｎ Ｃ ０ 系 列 、 ＩＭＥ Ｓ的 Ｓ— Ａ Ｕ ｉ ＳＥ Ｎ Ｉ
向小 批量 、 柔性化 方 向转变 ， 得 具有 良好柔 性 生产 单元 ， 使 从而 达 到 精 密加 工 的要 求 。按 照 伺 服 控 制方 ， 分 能力 的数控 机床得 到越来 越 广泛 的应 用 。数 控机 床 式 的不 同 Ｊ数 控机 床可 分 为 ３种 类 型 ， 别实 现 ３
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设 计 与 研 究
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普通 Ｃ ６ １ ６车床 的经 济 型数 控 化 改 造
Ｔｈ ｃ ｎ ｍｉ ａ ｄ ｆｃ ｔｏ ｏ ｔ ｅ ｃ ｍｍｏ ６ ｌｔ ｅ ｅ ｅ ｏ ｏ ｃ ｌＮＣ ｍｏ ｉ ａ ｉｎ ｔ ｈ ｏ ｉ ｎ Ｃ６１ ａｈ
机电一体化课程设计题目
机电一体化课程设计题目题目一： C616车床工作台纵向数控化改造参考文献：机械部分设计参考文献：控制部分设计参考文献：（参照其中的第三部分）论文书写格式参照：《数控X-Y工作台设计》题目二：数控铣床X —Y 进给伺服系统设计任务：设计一种供立式数控铣床使用的X-Y 数控工作台，主要参数如下：1）立铣刀最大直径d=20mm ；2）立铣刀齿数Z=4；3）最大铣削宽度mm a e 15=；4）最大背吃刀量mm a p 12=；5）加工材料为碳素钢；6）X 、Y 方向的脉冲当量mm y x 005.0==δδ/脉冲；7）X 、Y 方向的定位精度均为mm 01.0±；8）工作台尺寸230mmX230mm,加工范围为250mmX250；9）工作台空载最快移动速度min /2000mm v v y x ==；10）工作台进给最快移动速度min /300max max mm v v f y f x ==；11）移动部件总重量为800N ；12）每齿进给量mm f z 1.0=13）铣刀转速n=300r/min参考文献：机械部分设计参考文献：《X —Y 数控工作台机电系统设计控制部分设计》参考文献：（参照其中的第三部分）论文书写格式参照：《数控X-Y 工作台设计》题目三：数控铣床X —Y 滑台设计任务：设计一种数控铣床X-Y 数控工作台，主要参数如下：1）立铣刀最大直径d=15mm ；2）立铣刀齿数Z=3；3）最大铣削宽度mm a e 15=；4）最大背吃刀量mm a p 10=；5）加工材料为碳素钢；6）X 、Y 方向的脉冲当量mm y x 005.0==δδ/脉冲；7）X 、Y 方向的定位精度均为mm 01.0±；8）工作台尺寸400mmX400mm,加工范围为300mmX300；9）工作台空载最快移动速度min /1800mm v v y x ==；10）工作台进给最快移动速度min /250max max mm v v f y f x ==；11）移动部件总重量为800N ；12）每齿进给量mm f z 1.0=13）铣刀转速n=400r/min题目四：多用X-Y 工作台设计主要参数如下：定位精度：±0.01mm，滚珠丝杠及导轨使用寿命：T=15000h，中等冲击，其他见下表：题目五：CA6140车床纵向进给系统设计2.设计参数：1）行程：1000mm2）快速进给：2400 mm/min3）最大切削速度：500 mm/min4）溜板及刀架质量：81.63mg5）主电动功率：7.5kw6）定位精度：±0.04 mm7）重复定位精度：±0.016mm/全行程8）控制坐标数：29）脉冲当量：0.01mm/脉冲题目六：（注：本题供有兴趣的同学做）自动擦黑板机进给伺服系统设计(只需做一个方向的进给伺服设计即可)设计参数：自定。
基于MCS-8051单片机的普通车床C616的进给系统控制改造
摘要本设计主要是针对C616车床的纵向进给系统进行改造。
机械部分采用步进电动机与一级减速器相配合来驱动滚珠丝杠，然后再通过滚珠螺母副传动工作台运动。
电气部分采用MCS—8051单片机来对步进电动机进行适时有效的控制，通过输入程序来更好的解决形状复杂、精密、难加工的问题。
这次设计可以准确地实现规定的动作、自动化程度较高、能灵活迅速的适应加工零件的更变。
改造后的机床适应于中小型企业。
关键字：车床，步进电动机，单片机，精密Based on The MCS-8051 SCM Ordinary Lathe C616 Of The FeedSystemAbstractThis design mainly is aims at the C616 lathe Longitudinal to enter for the servosystem transformation. The machine part uses step-by-steps the direct motor drive ball bearing guide screw, then vice- moves the work table operation again through the ball bearing nut. The electric appliance partially uses the MCS-8051 monolithic integrated circuits to come to step-by-step the electric motor to carry on at the right moment the effective control, at the same time in order to be advantageous for the man-machine conversation, comes the question through the input routine which the better solution shape complex. Precise is difficult to process.This design may accurately The realization stipulated the movement, the automaticity are high can nimble rapid adaption processing components changng.Keyword: Lathes, stepper motor, SCM, precision21 绪论 (4)2 设计要求 (4)3 系统结构 (4)3.1设计参数 (4)3.2设计框图及机械结构改进设计 (5)3.3转动惯贯的计算 (6)3.4负载转动矩计算及最大静转矩选择 (8)3.5步进电机的选择 (12)4机床纵向伺服进给单元电气控制部分设计 (12)4.1电气控制系统方案的确定 (13)4.1.1 步进电动机与丝杠的联接 (13)4.1.2 8051单片机的选择 (14)4.2步进电动机开环控制系统设计 (14)4.2.1 脉冲分配器 (15)4.2.2 光隔离电路 (19)4.2.3步进电动机驱动电路 (20)4.38255可编程控制芯片的扩展 (21)4.3.1 8255芯片的介绍 (21)4.3.2 8051单片机与8255接口电路的设计 (21)4.3.3 8255芯片在设计电路中的控制功能 (23)4.46264芯片的扩展 (23)4.5辅助电路的设计 (24)14.5.1 8051单片机的时钟电路 (24)4.5.2 复位电路 (25)4.5.3 越界报警电路 (25)4.6操作面板设计的简要介绍 (26)4.7绘制机床电气控制电路原理图 (27)5 机械系统设计 (27)5.1概述 (27)5.2确定系统的脉冲当量 (27)5.3切削力的计算 (28)5.4滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (29)F (29)5.4.1 计算进给牵引力m5.4.2 计算最大动载荷C (29)5.5传动效率的计荷 (32)5.6刚度验算 (32)5.7齿转传动比的计算 (35)5.8轴的设计与校核 (36)5.8.1 初步估算轴的最小直径，并选择联轴器 (37)5.8.2 轴的结构设计 (37)5.8.3 按弯矩合成强度校核轴的强度 (42)5.8.4 按疲劳强度安全系数校核轴的强度 (43)6 结束语 (45)致谢 (46)2参考文献 (46)附电气原理图 (47)31 绪论数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度地提高生产效率。
C616型普通车床的数控化改造
C 6 16
型 普 通 车 床 的数 控 化 改 造
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广 东 中山
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兵工自动化 自动测量与控制 O. I. Automation 2007年第26卷第12期 Automatic Measurement and Control 2007, Vol. 26, No. 12
·67·
将式
(3)
带入式
(4)，得：
(
)(
)[][]
(
)
()(
)
()⎪⎪
⎩
⎪⎪⎨⎧φ−+φ−φ+φ−−=φ+φφ+φ−=+φ−+φ−−−φ++φ−−=+φ+φ−+φ+φ−=+φ+φ−=+φ+φ−=x z y z 23x 2221z 23y 22z 212221x y x y 3332x 31y 1312x 11y 3313x y 2322x 21y 23a bf be a bf be C C C C C C T T bd )adf ce ()ade cf (bc )acf de ()ace df (C C C C C C T T a bf be C C C T － (5) 又可直接根据姿态角的定义得到：
⎥⎥⎥
⎦⎤
⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢
⎢
⎣
⎡θγθψγ−ψγθψγ+ψγθθψθψ−θγ−θψγ+ψγθψγ−ψγ=333231
232221131211n n n
n n n n n n n n n n n n n n n n n
n n n n n n n n n b n T T T T T T T T T cos cos sin cos cos sin sin sin sin cos cos sin sin cos cos cos sin cos sin sin cos sin sin cos sin sin sin cos cos C (6)
由式
(1)
得：θn ＝θc -δθ，γn ＝γc -δγ，ψn ＝ψc -δψ。
考虑到δθ、δγ、δψ是小角度，sin δθ≈δθ，cos δθ≈1，计算可得：
⎪⎩
⎪⎨⎧δψ+=ψδψ
−=ψ⎪⎩⎪⎨⎧δγ
+=γδγ−=γ⎪⎩⎪⎨⎧δθ
+=θδθ−=θe f cos f e sin c d cos d c sin a b cos b a sin n
n n n n n (7) 将式
(7)
带入式
(6)
中，略去δθ、δγ、δψ的二
次以上的项，可得：
()()()()⎪⎩⎪
⎨⎧δψ+δψ−−=δγ+δγ−−=δθ−=e f f e T T c d d c T T b a T 22
21331323 (8) 比较式
(8)
和式
(5)，略去二次以上小量得方程：
⎪⎪⎩⎪
⎪⎨⎧δψ
−=φ+φ−φδγ−=φ−+φ−δθ−=φ−φb b af ae b )acde 2f (e e f z y x y x y x ，求解得：
⎥⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎢⎣⎡φφφ⎥⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎢
⎣⎡−−+−−=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡δψδγδθz 1b
af b
ae 0b
acde 2b f b e 0e
f
y x (9) 即，式
(9)
为两类误差角的转换关系。
3 仿真计算与结果分析
条件1：设γc ＝ψc ＝0°，θc ∈(-90°,90°)平台误差角取φx ＝φz ＝0°，φy ＝
0.1°。
其仿真曲线如图1。
θ/°
δγ/
°
- 0
--100 0 100
---δψ/°
θ/°
图1 条件1仿真曲线
结果分析：姿态误差角δγ和δψ随着俯仰角而增大，当俯仰角大于60° 时，其增大幅度非常明显，与平台误差角φy 和φz 差异很大。
条件2：设θc ＝γc ＝0°，ψc ∈(0°, 360°)，平台误差角取φx ＝φz ＝0°，φy ＝0.1°。
其仿真曲线如图2。
结果分析：姿态误差角δθ和δγ随着航向角做周期性变化，当航向角在90° 和270° 左右时，与
平台误差角φx 和φy 差异达到最大。
ψ/°
δγ/°
0 -δθ/°
ψ/°
-
图2 条件2仿真曲线
4 结束语
通过分析，直接采用平台误差角近似代替载体的姿态误差角会带来很大数学偏差。
而在用到姿态误差角时，通过预处理可消除不必要的误差，达到提高精度的目的。
参考文献：
[1] 袁信, 郑谔. 捷联式惯性导航原理[M]. 北京: 航空专
业教材编审组, 1985.
[2] 秦永元. 惯性导航[M]. 北京: 科学出版社, 2006.
C616车床的经济型数控化改造
肖国红
（集美大学 工程技术学院，福建 厦门 361012）
摘要：运用国产GSK 980TA 车床数控系统对普通C616车床进行经济型数控化改造，选用配套的DY3A 系列的步进电机驱动单元确定改造方案，包括数控系统，X 、Z 两轴步进电机的选择，滚珠丝杠副与齿轮变速箱，主轴传动，自动换刀装置，以及冷却、润滑系统的设计。
整体费用不到3万元，使用证明该方案故障小，且完全满足生产需要。
Economical NC Reformation for C616 Lathe
XIAO Guo-hong
(College of Poly-Technology, Jimei University, Xiamen 361012, China) Abstract: The aim of the project is to introduce the method of the economical NC reformation on common C616 lathe by the application of GSK 980TA NC system. The assorted DY3A series of step electric motor units are used to confirm the reformation scheme. The design units include NC system, selection of step electric motor based on the X and Z axes, bearing ball thread bar fixture, gear-box, principal axis drive device, automated reamer converter, and cooling /lubricate system. Cost of the whole reformation charge is less than ￥30000, while practice shows malfunction of the project is little, and the project can entirely meet production needs.。