用微机数控系统改造C6132型车床设计(有cad图 文献翻译)
C6132车床的数控改装与设计
C6132车床的数控改装与设计许吉庆刘文济南机械职工大学(250100)谭颖济南第一机床厂摘要本文以实例介绍了车床的改造部位和主要部件的设计步骤,说明了数控系统的设计方法及联接关系,阐述了机与电是如何结合在一起的。
关键词脉冲当量数控改装存储器步距角C1632车床主要由三箱两架一床身组成,三箱是主轴箱、进给箱和溜板箱,二架是刀架和尾架,其主要运动是:主轴的旋转运动称为主运动,刀架的左右运动称为纵向(Z向)进给运动,刀架的前后运动称为横向(X向)进给运动。
把C1632车床改造成数控机床,就是用数控机床的主运动进给运动及辅助运动。
主要改造部位是:主传运系统设有改造,只是在主电机端面加上一个电磁或离合器,以便用指令控制主轴停转;将原来的手动刀架改造成数控刀架;冷却泵的启停由原来的手动改造成用微机控制;在主轴后端加一编码器(又称脉冲发生器),以便加工螺纹。
本文主要介绍进给系统的发行及数控系统的硬件设计。
1.纵向(Z向)进给系统的设计纵向进给系统的改造:拆掉原机床的进给箱和溜板箱,利用原机床进给箱的安装孔和销钉孔安装内有步进电机和一对齿轮的箱体,将原来的普通丝杠改换成滚珠丝杠螺母副。
1.1 量的估算工作台总质量m=73.2(床鞍)+16.4(中滑板)+2(刀架)=110.6kg1.2 切销力计算切销功率P C=P·η·K (1)式中P ——主电机功率,4KWη——主传动系统总功率,取0.65K ——进给系统功率系数,取0.96根据(1)式可得P C=4×0.65×0.96=2.496KW又P C=F Z V 则F Z=P C/V (2)式中F Z——切销力,NV ——销线速度,取V=1.667m/s代入(1)、(2)式可得F Z=P C/V=2496/1.667=1497N通常F X=(0.1~0.6)F ZF Y=(0.15~0.7)F Z纵向切削分力:F X=0.5F Z=0.5×1497=748.5N横向切销分力:F Y=0.5F Z=0.5×1497=748.5N1.3 滚珠丝杠设计车床丝杠的纵向轴向力F轴=KF X+μ(F Z+W)(3)式中K——颠复力矩影响的实验系统,K=1.15F X——纵向切削分力μ——导轨上的磨擦系统,μ=0.17F Z——主切削力W——工作台作用在导轨上的重力W=m·g=110.6×9.8=1084N式中m——工作台的质量g——重力加速度代入(3)式得F轴=1.15×748.5+0.17×(1497+1084)≈1300N1.3.1 强度计算滚珠丝杠的转速n t=1000v·fπ·D·P(4)式中v——切削线速度,v=100m/minf——进给量,f=0.3mmD——工件直径,D=80mmP——滚珠丝杠螺距,P=6mm 代入(4)式得n t=1000×100×0.33.14×80×6=20r/min取寿命时间T =15000h寿命值A=60n t·T/106=60×20×15000÷106=18 取运转系数K W=1.2,硬度系数K H=1,则最大负载Q=3A ·K W·K H·F轴=318 ×1.2×1×1300=4088N,选取滚珠丝杠的公称直径为35mm,型号为ND3506-1×2/E 左,即双螺母垫片调隙式,内循环,一圈二列,滚珠直径为3.969 mm,螺距为6mm,其额定动负荷是12847N>Q=4088N,故强度够用。
c6132普通车床数控化改造设计
C6132普通车床数控化改造设计摘要机床数控化改造的研究是提高我国技术装备水平的重要项目,在我国目前拥有大量超期服役和技术陈旧的机床急待更新的情况下,由于数控机床的加工能力和资金受限,对机床进行数控化改造是一条节约资金、快速有效的途径。
本文对C6132普通车床数控化改造进行了深入研究,包括对机床改造进行可行性分析、对机床关键部件参数的计算、对机床结构的设计、对机床改造方案优化选择、选择合适的机床伺服系统和计算机系统,以及在改造中应注意的事项等进行了详细的论述。
结果表明:经改造后的机床已达到预期的功能和精度,完全能实现加工外圆、锥度、螺纹、端面等的自动控制,提高了原机床的生产效率,降低了劳动强度。
关键词:普通车床,数控改造,步进电机,经济型数控系统,MCS-51C6132 NC lathe design of ordinaryABSTRACTS tudy on machine tool numerical control transformation of important project is to improve the level of technical equipment in China, with large extended serviceand technology in China urgently needs to be updated of the old machine tool case, because the NC machine tool processing capacity and funding is limited, of machine tool numerical control transformation is a saves money, fastandeffective way.C6132 lathe NC system to rebuild this article to be an in-depth study, including machine tools retrofitting feasibility analysis, calculation of parameters of the key parts of machine tool design, machine tool, machine too l structure rebuilding scheme optimal selection, choose a suitable machine tools servo system and computer system, and matters for attention in the reform are discussed in detail. Results: after the transformation has reached the expected functionality and accuracy of machine tool, fully able to realize process of cylindrical, conical, thread, automatic control at the end, improve the efficiency of the original production of machine tools, lower labor intensityKEY WORDS:Lathe, numerical control transformation, stepping motors, CNC system, MCS-51目录前言 (V)第1章标题..................................... 错误!未定义书签。
CA6132型普通车床的数控化改造
了数控装置 的 系 配置。对机床的机械传动进行 了 系统的改造设计 , 统 在保证精度 、 制成本的前 控
的产 品。不需 像普通机床那样进行 调整 , 因此加工速度 快、 精
度高 、 花样 多 , 能快速满 足市场需求 。 目前我 国普通机床 的存量 巨大 ,正处于 向数控化转变 的
的快 慢 、 停和 正反转 向; 启 车床 的辅助 功 能如 润滑 、 却 、 冷 排
屑、 报警等能 自动打开和关 闭四 。 从 低 成 本 角 度 和 实 用 性 出 发 ,改 造 设 计 方 案 选 用 MC 一 1 S 5 系列单片机为主控单元 的数控系统 , 控制方式选择 开
提 下对机械传动与驱动控制部分 的误 差提 出了软件补偿 的措施 。最终对车床的数控 系统 、 机械传 动与控制驱动部分作 了作 了系统 的
校正 , 达到 了车床数控 改造 的 目标。
关键 词 : 普通车床 ; 数控 ; 技术 改造
中图分类号 : G5 91 T 1. 文献标识吗 : A 文章 编号 :6 2 5 5 2 o 0 - 1 2-2 1 7 - 4 x( o 8)9 0 - 8 0
现直线插补 、 圆弧插 补、 车削螺纹 、 定位 、 暂停 、 自动运行 、 空运
行、 I MD 控制方式等功 能 ; 主轴运 动 由单片机 系统进 行半 闭环
控制 , 实现启停 、 快慢和正反 转 向; 车床 的辅助功 能如润滑 、 冷 却、 排屑 、 报警等 由单片 机系统的开关量控制或程序控制昀 。 原车床 的强电部分 的设 计可以保 留,数控系统与 主轴 电
C6132普通车床的数控改造
C 12普通车床的数控改造 63
夏 秀 梅
( 吉林信息工程学校 , 吉林 吉林 1 20 ) 3 0 0
摘 要: 了 C 12 介绍 6 3 普通车床经济型数控 改造 中机械部分和数控 部分改造 方案和原理 。 关键词: 车床 ; 数控化改造 ; 开环控制 系统 前言 流伺服电动机驱动主轴进给系 数控机床是综合应用微电子、 计算机 、 自动 统 , 主轴的变速特性变佳 , 实现 检测等先进技术的新型机床, 他适宜加工小批量、 主轴 自动无级变速。其组成如 高精度 、 形状复杂 、 生产周期要求短的零件 , 具有 图 2 2 。 2进给电机伺服系统的 高柔性 、 高精度、 高效益等特点。而 目 前我 国机床 改造没计。为满足尽可能减少 的数控化率不足 3 大多数制造行业和企业的生 改动量的要求 ,采用步进电机 %, 产、 加工装备绝大多数是传统的机床 , 加工的产品 经接 口 箱减速驱动丝杠 , 带动 普遍存在质量差、 品种少 、 成品高、 供货期长等现 刀具纵向和横向移动 。 用滚珠 象, 从而在国际国内市场上缺乏竞争力 。 而我国的 丝杠螺母机构代替普通的滑动 图 2主轴伺服 系统组成 图 才力和工业发展 状况,靠花大量资金购买全新的 丝杠螺母机构 , 具有摩擦力小 , 3. . 2 1插补运算软件实现: 插补就是数控机床通过 数控机床来提高数控化率显然是不可取的,而普 运动灵敏 , 无爬行现象 , 也可以进行预紧, 以实现 几个坐标轴的协调运动, 走出直线与圆弧, 或其他 遍机床的数控化改造既经济又快捷,是提高我国 无问阱传动, r 传动刚度好 , 反向时无空程死区等特 直线。插补 机床数控化率的 —个主要途径。 点。纵向进给机构的改造 : 拆去原机床的溜板箱、 如直线总点坐标值, 圆弧起点 、 、 圆心 终点坐标 1 总体方案的拟定。 数控车床主要用于轴类 、 光杠与丝杠 以及安装座,配上滚珠丝杠及其相应 据( 值、 进给速度等 ) 通过计算 , 。 将工件的轮廓的形状 盘类零件的加工, 自 能 动完成外围柱面 、 、 内孔 锥 的安装装置,纵向驱动的步进电机及减速箱安装 描述出来 , 边计算边根据计算结果向各坐标发 出 面、 圆弧面 、 螺纹等工序 的粗细加工 , 并能在 圆柱 在车床的车尾, 并不 占据丝杠空间。由于采用滚珠 进给命令。 数控机床中常用的插补计算方法为逐 面或端面上进行铣槽 、 、 钻孔 铰孔等工作, 以实 丝杠可提高系统的精度和纵 向进给的整体刚度 。 可 简称逐点比较法 ) 、 数字积分插补 现回 转体零件在预先加工好定位基面后, 一次装 横向进给机构的改造 :由于原横 向进给的丝杠空 点比较计算法( 计算法( 简称数字积分法 ) 、 时间分割插补计算法 夹下完成从毛坯到成品的全部工序。因此能够极 间有限, 以 所 拆除横 向丝杠换上滚珠丝杠; 为了便 简称时间分割法) 和样条插补计算法等。3 . 2 2电 大的提高生产率。C 1 2 6 3 车床主要用于对小型轴 于安装 , 滚珠丝杠副的丝杠轴不是整体的, 而采用 ( 机的变速控制。 在步进电机运行的程序中, 有两个 类、 盘类以及螺纹零件的加工。1 . 1数控车床 的结 分移式 , 然后用联轴器联接。 重要参数值得注意: 一是步数 N 即脉冲数 , , 所有程 构改造要求 : 主轴进给系统采用伺服电机驱动 , 实 3数控装置系统设计。3 数控系统硬件设 . 1 N 现了无极调速 , 是主轴和进给系统结构简化 , 传动 计。3 . .1数控系统硬件组成: 1 主控制器( 中央处理 序都是以 N作为步进电机运行判别终点条件的, 刚度也大为提高。主轴后端安装了同步运转的脉 单元 C U , , P) 总线 存储器, 接口即NA( ) m 输出接 是根据加工工件的需要在编程时就能确定的。另 个是延时 Y N 子程序决定的时间 t AS , 它决定了 冲 编码器 , 用于加工各种螺纹。1 . 2数控机床的布 口电路 , 外围设备 ( 键盘、 显示器及光 电输入机 ) 。 要想改变步进电机的 局要求 : 结构要紧凑以节省占 面积和空间, 地 并采 31 P .2C U类型。MC - 1系列单片微机是美 国 步进电机的运行速度。因此, . S5 就必须从改变延时时间t 来着手考虑。 用全封闭或防护装置。1 _ 3床身的结构布局要求 : It] ne公司在 MC - 8 S4 系列单片微机基础上推出的 运行速度, 延时时问 t 增大, 运行速度变慢 ; 延时时间 t 减少, 床身是机床主要承载部件 , 本改造采用平床身 , 产品, 因 它的集成度很高, 是集片内存储器、 片内输 由此可见 , 电 步进 机变速控制程序 为平床身是在普通机床上稍加改革而成的,价格 人慷 出部件和 C U于—体的优 良的单片机系统 , 运行速度变 陕。 P 就是合理地确定延时参数 t , 使步进 相对较低, 而且它 的工艺性好 , 加工方便 , 刀架处 其配置芯片价廉普及性 、 通用性强, 制造和维修方 设计的任务 , 电机按照给定的速度运行 。 为此 , 数控系统往往要 于水平位置, 易于保证刀具运动精度, 故采用平床 便, 完全能够满足数控车床的需要。 C 12 故 6 3 数控 求以某种最优( 或最合理 ) 的方式控制进给脉冲的 身。l 4数控车床的进给系统要求 : 进给调速范围 车床 以 MC - 1 S 5 组成 的单 片机作 为数控控制系 即要有 自 动升降速控制的功能。 最常用的还 大、 定位准确、 无间隙误差 、 较高的传动效率。 以 统。 MC - 1 所 在 S5 系列单片机产品型号中,0 1 - 8 3 芯片 频率 , 动升、 降速过程。 用程序实 为满足低摩擦要求 , 选用滚珠丝杠、 螺母传动副做 内无 R M。 O 适用于需扩展 R M, O 可在现场修理和 是软件的方法来完成 自 现自 动升、 降速灵活、 方便。 传动和导向元件 , 伺服电机与丝杠间采用一级减 更新程序存储 器的应用场合 , 价格 比 8 5 、 其 01 4成品展望。 C 1 2 对 6 3 普通车床进行了数控 速器联接 , 以缩小传动链 , 提高系统刚度 , 并减少 8 5 低 , 7 1 使用灵活 , 非常适合在我国使用。 . 3. 1 3存 技术改造 , 经改造后, 机床的主要技术性能指标展 传动链误差。 丝杠 、 电机与联轴器之间采用凸轮联 储器。C U采用 8 3 芯片_ 8 3 片内无程序 P 01 由于 0 1 望如下 : l进给最 大速度 x 4 亿轴 分别为 10/ 20 轴器联接。 采用两台 伺服惦记分别驱动纵向( 轴 ) 存储器需 要有外部程序存储器的支持, z 同时 83 0 1 o O I n . C 12 m 。 2对 6 3 普通车床进行了数控 和横向( 轴 ) x 的滚珠丝杠带动刀架完成进给运动。 内部只有 18字节的数据纯初期,也远不能满足 3 o Ⅱ i 4 2 通过控制软件可以实现更加灵活、 复 1 5刀架系统采用电机转塔式刀架, 可使机械结构 控制系统 的要求 , 故需进行扩展.扩展用 2 片 技术改造后, 杂的控制方法 , 简单, 省去大量液压管路。1 . 6数控系统采用开环 2 6, 片 6 6 ,片 7 L 3 3 . 砌 接 口电路 。 7 41 24l 4 S 7 。31 4 可满足不同场合的加工需要, 充分体现数字 控制系统( 如图 l 所示)系统中没有反馈电路 , , 不 由于 8 3 只有 P 01 I口和 P 3口部分能提供用户作 度下 , 4 3经改造后的车 带检测装置, 指令信号单方向 传递。 开环伺服系统 为 ∞ 口使用, 不能满足输入输出 口的需要 , 因而 控制高度智能化和柔性的优点。 . 产品合格率高, 基本达 主要由步进电机驱动, 结构简单 , 成本低廉 、 易掌 系统必须扩展输入输出接 口电路 ,系统扩展了二 床能大批量车削加工工件 , 已经实现证明, 这种经改造后 握、 调试和维护比较方便简单 , 故广泛应用于经济 片 8 5 可变成 F 15 O接 口芯片。 O接 口芯片与外设 到了原没计的要求, F 非常适用于加工中小批量 、 精度要求较高 型数 控机 床。 的连接是这样安排的:15 2芯片 P O P 7作 的车床 , 8 5 () A -A 的 产品。 2机械部分改造。 .主轴伺服系统的改造。 为显示器段选信号 , 2 1 是输出;B - B 是显示器的 P 0P 7
何传庆-C6132普通车床的数控改造设计
题目四 C6132普通车床的数控改造设计1. 设计目的:通过C6132普通车床的数控改造,使学生们掌握普通机床改造的方法,具有灵活运用相关知识的能力;2. 设计内容及要求:C6132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。
本设计任务是对C6132普通车床进行数控改造。
利用微型计算机对纵、横向进给系统进行开环控制.纵向脉冲当量为0.01mm/脉冲.横向脉冲当量为0.005mm/脉冲,驱动元件采用步进电机,传动系统采用滚珠丝杠副,刀架采用自动转位刀架。
3. 设计成果:1)电动机的选取2)相关硬件电路图普通车床数控改造——C6132总体设计及横向进给设计摘要目前,国内各个机械加工企业数控加工设备的普及率已经很高,但仍然有很多中小企业在使用普通机床,虽然这些普通机床本身加工精度并没有降低,但在加工效率等方面已经不适合于现代化的加工要求。
而普通机床已不适应多品种、小批量生产要求,针对现有常规C6132普遍车床的缺点提出数控改装方案设计,提高加工精度和扩大机床使用范围,并提高生产率。
本次改造说明了普通车床的数控化改造的设计过程,本设计就取其为例,主要介绍其数控化改造的方案、以及改造部位的选型与设计计算。
关键词:车床数控改造滚珠丝杠数控系统设计一、总体方案拟定根据实际工况,C6132型车床的数控化改造方案如下:1 数控系统选用南京产J WK - 15T 型数控系统一般小型机床的数控化改造多半采用开环控制方式。
数控系统多数为以单板机为主控制单元的简易数控系统。
因为该控制方式投资少,安装调试方便。
这里我们选用南京产J WK -15T 型机床数控系统安装到C6132车床上。
经过改装后的数控机床工作原理框图如图1 所示。
图2-1 数控机床工作原理图本系统由数控单元双 8031机、步进驱动单元、专用控制程序、功率驱动、步进电机、步进电机减速装置或转位机构和丝杠等组成。
在加工零件时, 编制的数控程序数据输入 RAM(62256)中,专用控制程序 EPRAM (27256 .2764) 在中央处理单元的支持下,按照所输入的加工程序数据, 经过计算处理 , 发出一系列的组合脉冲,经过驱动功放,驱动步进电动机,拖动机械负载分别控制纵、横两个方向的运动方向、运动速度、位移长度,实现车床的微机控制。
C6132普通车床数控化改造
摘要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,且能有效提高产品的加工数量与生产质量,大幅度提高生产效率。
但从目前看来,数控机床价格昂贵,很多企业难以一次性投资大量购买,于是,普通机床的数控化改造成为了研究热点。
本文对C6132普通车床数控化改造进行了深入研究,包括对机床改造进行可行性分析、对机床关键部件参数的计算、对机床结构的设计、对机床改造方案优化选择、选择合适的机床伺服系统和计算机系统,以及在改造中应注意的事项等进行了详细的论述。
关键词: C6132普通车床; 数控化改造; 步进电机; 经济型数控系统ABSTRACTCNC machine tool as a typical mechatronic products, play an important role in the mechanical manufacturing industry, a good solution to the problem of machining complex structure of modern machinery manufacturing, precision, small batch, changeable parts, and can effectively improve the processing quantity and the quality of the products, the production efficiency is greatly improved. But from look at present, NC machine tools is expensive, many enterprises to buy large one-time investment, therefore, CNC transformation of general machine tools has become a research focus.This paper makes a deep research on the numerical control transformation of C6132 common lathe, including feasibility analysis, calculation, the key part of the machine parameters design, the machine structure of machine tool transformation scheme optimization selection, machine tool servo system and computer system for machine tools, and should pay attention to in the transformation of matters such as discussed in detail. Keyw ord s:Lathe C6132; Numerical control transformation; Stepping motors; CNC system目录摘要 (I)ABSTRACT ......................................................................................................................... I I 1 绪论 .. (1)1.1数控技术与数控机床 (1)1.2机床数控化改造的兴起及意义 (1)1.2.1 国外机床改造业的兴起 (1)1.2.2 我国机床数控化改造的意义 (2)1.3本文所研究的主要内容 (3)1.4本章小结 (4)2 车床总体改造方案设计 (5)2.1总体方案设计 (5)2.2主传动系统的改造 (5)2.2.1 主轴无级变速的实现 (5)2.2.2 主轴脉冲编码器的安装 (7)2.3横向进给传动系统的改造 (8)2.3.1 横向传动系统的改造 (8)2.3.2齿轮传动间隙的消除 (8)2.4导轨的改造 (9)2.5刀架部分的改造 (10)2.6数控系统的类型及选择 (13)2.6.1 数控系统的分类 (13)2.6.2 数控系统的选择 (15)2.7计算机系统的选择 (15)2.8本章小结 (16)3 C6132 车床数控化改造机械部分改造设计与计算 (17)3.1纵向进给系统的设计计算 (17)3.1.1切削力计算 (17)3.1.2 滚珠丝杠设计计算 (18)3.1.3 同步带减速箱设计 (20)3.1.4步进电动机的选择 (23)3.2横向进给系统的计算 (25)3.3车床改造的机械结构特点 (26)3.3.1纵向滚珠丝杠 (26)3.3.2横向滚珠丝杠 (26)3.3.3 滚珠丝杠螺母副的设计、计算和选型 (27)3.3.4导轨副 (27)3.3.5主轴脉冲发生器 (27)3.3.6 安装电动卡盘 (28)3.4安装 (28)3.5本章小结 (29)4 电气控制部分设计 (29)4.1硬件电路设计 (29)4.2单片机数控系统硬件电路设计内容 (30)4.3MCS--51系列单片机简介 (33)4.4存储器扩展电路设计 (34)4.4.1 地址锁存器选用 (34)4.4.2 外部程序存储器选择 (34)4.4.3 内部程序存储器选择 (34)4.4.4 外部I/O接口电路的扩展 (34)4.4.5 键盘接口电路的设计 (35)4.5译码电路设计 (36)4.6其他辅助电路设计 (37)4.7步进电机的控制 (37)4.7.1 步进电机的工作原理 (37)4.7.2 步进电机的控制 (38)4.7.3 步进电机接口及驱动电路 (39)4.8C6132普通车床微机数控化改装硬件设计说明 (40)4.9控制软件设计 (40)4.9.1 总体方案设计 (41)4.9.2 环形分配器软件设计 (41)4.9.3 逐点比较法的直线插补软件设计 (42)4.9.4 逐点比较法的圆弧插补软件设计 (43)4.9.5 步进电机自动升降速控制 (43)4.10本章小结 (48)结论 (49)致谢 (51)参考文献 (52)1 绪论1.1 数控技术与数控机床数控技术,简称数控(Num eri cal C orlt ro l——NC),是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。
数控专业毕业论文ca6132普通车床数控化改造
XXXX学院毕业设计CA6132普通车床数控化改造2012届机械工程系专业_数控技术学号 _学生姓名指导教师 _完成日期2011年12月27日前言机械制造业在国民经济中具有十分重要的地位和作用。
机械制造业提供的装备水平对国民经济各部门的技术进步有着很大的和直接的影响。
机械制造业的规模的水平是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志。
因而,世界各地都把发展机械制造业作为振兴和发展本国经济的战略重点之一。
数控车床作为机电液气一体化的典型产品,是现代化机械制造业中不可缺少的加工设备,在机械制造中发挥这重要的作用,能解决机械制造中的结构复杂、精密、批量小、零件多变的加工问题、且产品加工质量稳定,生产效率较高。
企业要在激烈的市场竞争中获得生存、求得发展,就必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本,制造除呵护市场需要的产品,而产品质量的优劣,制造周期的快慢,生产成本的高低,又往往受工厂现有加工设备的直接影响。
目前,采用先进的数控机床,已成为我国制造技术发展的总趋势。
购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径,但因其成本过高,很多工厂在短期内无法有如此多的资金,这严重阻碍企业的设备更新和设备改造的步伐;同时目前大多数企业还有数量众多,具有较长的使用寿命的普通机床,由于普通机床的加工精度相对较低,生产的自动化程度不高,生产适应性差等缺点。
但考虑投资成本,产业的连续性和转型周期,又不能马上淘汰。
所以改造现有的旧机床、配备与之相适应的数控系统,把普通机床改装成数控机床,是当前许多企业对现有设备改造换代的首选办法,也是提高机床数控化率的一条有效途径,减少投资、提升产品加工质量及精度,提高生产效率,不失为企业提升竞争力,使我国成为世界制造强国的一条有效的策略。
本设计以CA6132型普通车床为例,主要介绍其数控化改造的方案、改造部位的选型以及设计计算。
第一章CA6132卧式车床简介1.1机床的特点与用途CA6132型卧式车床,其结构具有典型的卧式车床布局,它的通用性程度较高。
普通车床数控化改造设计(ca6132)_图文---精品模板
毕业设计说明书课题名称:普通车床数控化改造设计学生姓名:陈燊学号:01320131Y19院系:机械系专业:数控技术班级:13gz数控1班指导老师:马丽起讫时间:2016年4月1日至 2016年5月10日CA6132型普通车床数控化改造陈燊摘要目前鉴于机械制造行业对于加工精度与加工效率的要求不断提升,普通车床已难以承担以上重任。
但基于普通车床基数大数控车床价格昂贵的前提,普通车床数控化改造势在必行。
改造完成的新型机床具有适应性较强、加工精度较高、生产效率较高和加工质量相对稳定等优点.它综合地应用了计算机应用、自动控制、伺服驱动、高精度测量和创新的机械结构等多方面的前沿技术,是今后机床控制的明确发展方向之一。
关键词:普通车床CA6132;数控化改造;伺服系统;滚珠丝杠目录摘要.。
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(4)第1章CA6132车床数控系统总体设计方案的拟订.。
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71-1 总体方案。
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71-2 设计X—Y数控工作台及其控制系统 ..。
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8第2章CA6132车床进给伺服系统机械部分设计计算。
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92-1 脉冲当量选择.。
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.. (9)2—2 切削力计算..。
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.9 2—3 滚珠丝杠螺母副计算和选型.。
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.10 2—4 齿轮传动比计算。
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(15)2-5 步进电机计算与选型。
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C6132普通车床数控化改造设计
目录目录 (1)引言 (2)1.绪论 (4)2数控机床优势概述 (5)2.1数控车床改造的意义 (5)2.2普通车床数控化改造的优点 (6)3数控化改造的内容 (8)3.1进给轴的改造 (8)3.1.1进给轴改造思路 (8)3.1.2滚珠丝杠副的选择和布置结构形式 (8)3.2主轴部分的改造 (11)3.3刀架部分的改造 (11)3.4润滑部分的改造 (12)3.5机床防护 (12)4总体方案 (13)4.1控制部分总体方案 (13)4.2 机械部分总体方案 (14)5机床进给系统的改造 (15)5.1 改造思路 (15)5.2数控部分 (15)5.3机械部分 (19)6零件加工工艺及编程 (39)6.1零件加工工艺要求 (39)6.2零件加工工艺安排 (40)6.3零件加工工艺程序 (41)结论 (47)附录:装配图A0一张、零件图三张另附外文翻译如需联系作者QQ 401339828引言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,很好的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,且能稳定产品的和、加工质量。
大幅度的提高生产效率。
但从目前企业面临的情况看,因数控机床间隔较贵,一次性投资较大使企业心有余而力不足。
另外从目前国内机床使用的现状来看,普通机床拥有量巨大,在生产中,数控机床相对于普通机床的优势较为明显,而由于数控机床价格昂贵,所以有必要对普通机床加以数控改造,使之能完成数控机床能完成的部分生产任务。
因此,我大胆的提出了对普通C6132车床的数控化改造。
C6132普通车床是普通机床中比较有代表性的机床,它在机械结构上有其先天性的不足。
如刚度低、抗振动性差、滑动摩擦阻力较大及传动元件存在间隙等,因此需要有目的地改造,以满足数控机床最基本的要求,这也是本文主要讨论的问题。
对要改装成通常加工用的数控机床,一般只在进给系统作改进。
1绪论数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量一个国家工业现代化的重要标志。
C6132车床数控改造案例分析
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( 武汉交通职业学院 , 湖北
摘
要: 本文以普通车床 C6132 数控化改造为案例, 分析 数控技术在 普通车床 数控化改造 相关问题, 形成相 应的技
术方案及要点, 包括机械部分的改造、 数控化改造、 电控部分改造、 微机系统控制部 分的选用等。通过设备 改造前后各项 性能指标对比、 纵横向滚珠丝杠副及步进电机的计算结果显示, 改造后的机床大大提高了其工作的精度和效能。 关键词: 机床改造; 数控技术; 数控机床 中图分类号: TG519. 1 文献标识码: B 文章编号: 1672- 9846( 2010) 02- 0074- 04
2010- 04- 30 作者简介: 李 英 ( 1975- ), 女, 湖北赤壁人, 武汉交通职业学院机电工程系讲师, 主要从事机械设计与制造研究。 欧阳全会 ( 1960- ), 女, 湖北武汉人, 武汉交通职业学院机电工程系副教授, 主要从事机械设计与制造研究。
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李
英, 欧阳全会: C6132 车床数控改造案例分析
序号 1 2 3 4 5 6 7 比较项目 外圆直径公差 轴段长度公差 外圆面圆度 外圆表面跳动度 轴线的直线度 垂直度 平行度 数控改造后 平均 0 . 009 0. 06 0 . 003 0 . 008 0 . 006 0 . 017 0 . 016 改造前平均 0. 015 0. 18 0. 005 0. 022 0. 015 0. 025 0. 021 加工公差 ( mm ) 加工公差 ( mm )
第 12 卷第 2期 V o. l 12 N o . 2
武汉交通职业学院学报 Journa l o fW uhan T echn ica l Co llege o f Co mmun ications
C6132旧机床数控化进给系统的改造说明书
毕业设计说明书C6132旧机床数控化进给系统的改造学生班级学号指导教师本次设计是对C6132旧机床数控化进给系统的改造的设计。
在这里主要包括:主传动系统的设计、纵向进给系统的设计、横向进给系统的设计。
而我主要是针对横向进给系统的设计纵向进给系统进行机械设计。
这次毕业设计对设计工作的基本技能的训练,提高了分析和解决工程技术问题的能力,并为进行一般机械的设计创造了一定条件。
数控设计主要传动系统的机械设计。
由于对经济型机床数控化改造的加工精度要求不高,为简化结构、降低成本。
通过控制横进给系统,保证设计后的车床具有定位、直线插补、圆弧插补、暂停等功能。
为实现机床所要求的传动效率,采用步进电机经联轴器再传动丝杠;为保证一定的传动精度和平稳性,尽量减小摩擦力,选用滚珠丝杠螺母副。
关键词:车床,数控设计,联轴器,滚珠丝杠This design is about the common Lathe C6132 transformation of NC. Main tasks are: the transformation of the main transmission system, the transformation of the vertical feeding system, horizontal feed system reform. While I was mainly aim at the lateral feeding system mechanical transformation. The graduation project on the design of the basic skills training has improved the analysis and the ability to solve engineering problems, and create a certain condition for general mechanical design.NC transformation is mainly a transformation of mechanical drive system. Because of the economy less precision CNC machining, it is order to simplify the structure and reduce costs. By controlling the cross-feed system, it ensures the modified lathe with positioning, linear interpolation, circular interpolation, and pause. Required for the realization of the transmission efficiency of machine tool, we should us a stepping motor drive and then screw through the coupling. To ensure a certain degree of driving accuracy and stability and minimize friction, a ball screw pair is needed.Keywords: lathe, NC Transformation , Coupling ,Ball Screw摘要....................................................................................................................................... I I Abstract .. (III)目录 (IV)第1章概述 (1)1.1机床数控化改造及其特点 (1)1.2 机床数控化改造的经济分析 (2)1.2 机床数控化改造的工艺范围及加工精度 (2)1.4 机床数控化改造的发展趋势 (3)第2章机床数控化改造总体方案的制订及比较 (5)2.1 总体方案比较与确定 (5)2.1主轴系统的方案确定 (5)2.2安装电动卡盘 (5)2.3换装自动回转刀架 (6)2.4螺纹编码器的安装方案 (6)2.5进给系统的与设计方案 (6)2.6 尾座与设计方案 (7)第3章纵向进给伺服进给结构设计 (8)3.1 确定脉冲当量 (8)3.2 切削力的计算 (8)3.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (9)3.3.1 精度的选择 (10)3.3.2丝杠导程的确定 (10)3.3.3 最大工作载荷的计算 (10)3.3.4 最大动载荷的计算 (11)3.3.5 滚珠丝杠螺母副的选型 (11)3.3.6 滚珠丝杠副的支承方式 (12)3.4.3 传动效率的计算 (12)3.3.8 刚度的验算 (12)3.3.9 稳定性校核 (13)3.3.10 临界转速的验证 (14)3.4 齿轮传动的计算 (15)3.5 步进电动机的选择 (15)3.6导轨的特点 (17)4.3 导轨的设计 (19)第4章横向进给伺服进给结构设计 (22)4.1切削力的计算 (22)4.2 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (22)4.2.1 最大工作载荷的计算 (22)4.2.2 最大动载荷的计算 (22)4.2.3滚珠丝杠螺母副的选型 (23)4.2.4 滚珠丝杠副的支承方式 (23)4.2.5 传动效率的计算 (23)4.2.6 刚度的验算 (24)4.2.7 稳定性校核 (24)4.2.8临界转速的验证 (25)4.3 进给伺服系统传动计算 (25)4.3.1确定传动比 (25)4.3.2齿轮参数的计算 (25)4.4.步进电机的计算和选用 (26)4.4.1转动惯量的计算 (26)4.4.2电机力矩的计算 (27)4.5步进电机的选择 (29)结论 (31)参考文献 (32)致谢 (34)第1章概述1.1机床数控化改造及其特点数字控制机床(Numerical Control Machine Tools)简称机床数控化改造,这是一种将数字计算机技术应用于机床的控制技术。
大学设计设计:CA6132普通车床数控技术改造
目录第一章绪论································································································- 3 - 数控技术和装备发展趋势 ··········································································- 3 - 第二章数控机床系统总体设计 ·······································································- 8 - 一总体方案设计内容 ·············································································- 8 - 二总体方案确定 ···················································································- 8 - 第三章进给系统设计计算 ··········································································· - 10 - 一选择脉冲当量 ················································································· - 10 - 二计算切削力 ···················································································· - 10 - 三滚珠丝杠螺母副的计算和选型 ···························································· - 11 - 四齿轮进给齿轮箱传动比计算 ······························································· - 18 - 五步进电机的计算和选型 ····································································· - 19 - 第四章微机数控系统的设计 ········································································ - 23 - 一微机数控系统的设计纲要 ·································································· - 23 -[一] 硬件电路设计 ········································································· - 23 -[二] 软件电路设计 ········································································· - 24 -二8031单片机及其扩展········································································ - 25 -[一] 8031单片机的简介··································································· - 25 -[二] 8031单片机的系统扩展····························································· - 25 -[三] 存储器扩展 ············································································ - 27 -[四] I/O口的扩展··········································································· - 28 -三步进电机驱动电路 ··········································································· - 29 -[一] 脉冲分配器(环行分配器) ······················································· - 30 -[二] 光电隔离电路 ········································································· - 30 -[三] 功率放大器 ············································································ - 30 -[四] 其他辅助电路 ········································································· - 31 -四数控系统的软件设计 ········································································ - 32 -[一] 软件脉冲分配器 ······································································ - 33 -[二] 逐点比较法插补程序 ································································ - 34 -[三] 步进电机升降速软件设计 ·························································· - 36 - 第五章数控机床零件加工程序 ····································································· - 37 - 第六章总结与展望 ···················································································· - 39 -摘要当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状,在此基础上讨论了在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性,并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。
CJK6132数控车床及其控制系统设计
摘要关键词:数控车床CJ6132 分离传动步进电机在本次设计中,我采用常规分离式主传动设计,机床主传动采用液压操纵机构,可实现十八级转速。
机床主轴箱内的传动齿轮均经淬硬磨齿处理,传动比稳定,运转噪音低。
机床主轴为二支撑结构,前支撑采用C级高精度轴承,润滑油润滑,提高了回转精度,使机床主轴具有良好的精度和刚性。
机床采用单片式电磁刹车离合器,解决主轴的刹车及离合问题,离合器安装于主轴箱带轮处,使床头箱内结构大为简化,便于维修。
机床两轴进给系统采用步进电机驱动滚珠丝杠的典型传动方式,在滑板与床鞍及床鞍与床身之间的滑动面处贴有TSF导轨板,滑动磨擦系数非常小,有助于提高了机床的快速响应性能及生产效率。
机床采用立式四工位刀架,该刀架布刀方便,刚性好。
进给方面,采用开环数控系统,即步进电机数控进给方式。
采用步进电机开环数控系统已基本能满足进给精度的要求。
主传动由于采用了分离传动发案,可较好的隔离电机及变速箱的震动,解决了热变形对主轴的影响,提高机床的加工精度。
再者,数控系统采用单片机技术,可靠性高,成本低,经济性好。
在总体性能上可以达到经济精密数控机床之列,达到较好的性价比。
该机床可以加工各种轴类、盘类零件,可以车削各种螺纹、圆弧、圆锥及回转体的内外曲面。
作为通用型机床,特别适合汽车工业、摩托车行业、电子工业、航天、军工等行业,对旋转体类零件进行高效、大批量、高精度加工时采用。
机床采用机、电、液一体化结构,整体布局紧凑合理,便于维修和保养,外形符合人机工程学的原理,宜人性好,便于操作。
目录一、总体方案设计 (1)(一)、主传动的组成部分 (3)(二)、机床主要部件及其运动方式的选定 (4)(三)、机床的主要技术参数 (5)(四)、各组成部件的特性与所应达到的要求 (6)二、机床主传动设计 (8)(一)、主要技术参数的确定 (8)1.尺寸参数 (8)2.运动参数 (10)3、主轴转速的确定 (12)4、转速范围及公比 的确定 (12)5、结构式与结构网的确定 (13)6、转速图的拟定 (14)7、传动比参数的确定 (15)(二)、传动系统图的拟定 (16)(三)、电动机的选择 (18)(四)、齿轮传动的设计计算 (18)(五)、轴的设计计算 (22)三、进给系统的设计计算 (37)(一)、纵向进给系统的设计计算 (37)1、切削力计算 (37)2、滚珠丝杠设计计算 (38)(二)、横向进给系统的设计计算 (43)1、滚珠丝杠螺母副的选择计算 (43)3、步进电机的选择 (47)四、数控系统设计 (50)(一)、单片机系统控制设计的基本要求 (50)(二)、数字控制系统框图 (50)(三)、数控系统的硬件特点: (51)(四)、控制系统图及芯片的选择 (51)(五)、存储器及系统扩展设计。
CA6132车床的进给系统数控化改造(GSK系统)
目录目录 (1)摘要 (2)1 绪论 (3)2 CA6132数控改造总体方案 (5)2.1CA6132概述 (5)2.2拟定总体改造方案 (7)3 进给伺服系统机械改造 (11)3.1进给系统机械结构改造设计 (11)3.2进给伺服系统机械部分的计算与选型 (11)3.3步进电机的选择 (15)4 CA6132车床控制系统设计 (18)4.1CA6132控制要求分析 (18)4.2CA6132车床电气控制设计 (18)总结 (22)参考文献 (23)摘要装备制造业和数控技术是现代工业的基础,随着我国国民经济的的快速发展,国民经济的各个部门对所生产的产品的性能要求越来越高,采用数控机床是实现多品种小批量生产的主要途径。
然而,高速、高精度、高自动化的数控机床价格仍然较为昂贵,且订货周期较长,无法满足生产急需。
采用数控改造技术对原有普通机床进行改造是提高机床的加工范围、加工精度,提高自动化生产水平的重要途径。
数控机床伺服系统是影响数控机床系统加工性能的重要指标,围绕伺服系统动态特性与静态特性的提高,近年来发展了多种伺服驱动技术。
针对把CA6132车床改造为经济型数控车床的目标,对车床的进给系统进行设计。
其设计的思路是根据执行件所受到的载荷,选择并校核其相关的零部件,包括滚珠丝杠螺母副、减速齿轮和电机,本文还对机构的重要零件作了比较详细地介绍。
最后,本文针对改造后的CA6132数控车床的电气控制系统提出了设计方案。
关键字:数控改造;装备制造;进给系统;1 绪论机械装备制造业是国民经济的支柱产业之一,直接影响着国民经济各部门的技术进步,同时反映了国家科学技术发展水平和国民经济的实力。
近年来,结合机电技术、液压技术、气动技术为一体的数控机床在机械装备制造业中广泛应用,已成为不可或缺的加工设备。
帮助人们解决了机械加工制造过程中的许多问题,使结构复杂、批量小、精度高、形状多变的零件的加工变得简单,提高了生产效率和机械自动化程度。
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用微机数控系统改造C6132型车床设计摘要数控机床在机械加工行业中的应用越来越广泛。
数控机床的发展,一方面是全功能、高性能;另一方面是简单实用的经济型数控机床,具有自动加工的基本功能,操作维修方便。
经济型数控系统通常用的是开环步进控制系统,功率步进电机为驱动元件,结构简单,系统的定位精度较高。
普通车床刀架的纵向和横向进给运动是由主轴回转运动经挂轮传递而来,通过进给箱变速后,由光杆或丝杆带动纵溜板、横溜板的移动。
进给参数要靠手工预先调整好,改变参数时要停车进行操作,刀架的纵向进给运动和横向进给运动不能联动,切削次序也由人工控制。
对普通车床进行数控化改造,主要是将纵向和横向进给系统改造成为微机控制的,能独立运动的进给系统,刀架改造为能自动换刀的回转刀架。
这样,利用数控装置,车床就可以按预先输入的加工指令进行切削加工。
由于切削过程中切削参数,切削次序和刀具都会按程序自动运行,调节和更换,再加上纵向和横向联动的功能,数控改装后的车床就可以加工出各种形状复查的回转零件,并能实现多工序自动加工车削,从而提高了生产效率和加工精度,也能适合小批量多品种复查零件的加工。
C6132车床改造属于经济型数控车床的改造,主要针对进给系统进行数控化改造,利用数控系统对纵、横向进给系统进行开环控制,驱动元件采用步进电动机,车床通过步进电动机带动滚珠丝杠转动。
关键词:微机控制;伺服系统;回转刀架;自动车削ABSTRACTThe numerical control engine bed is more and more widespread in machine-finishing profession application. Numerical control engine bed development, on the one hand is the entire function, the high performance; On the other hand is the simple practical economy numerical control engine bed, has the automatic processing the basic function, the operation service is convenient. The economy numerical control system passes commonly used is the split-ring step-by-steps the control system, the power step-by-steps the electrical machinery for to actuate the part, does not have the examination feedback organization, the system pointing accuracy is high. Knife rest vertical to enter, give sport and horizontal to stock for sport to can be linked, cut order by artificial control even.Carry on the numerical control transformation to the ordinary lathe. Mainly vertical and horizontal enter give system transform into by what computer control.The knife rest is transformed into the gyration knife rest that can be changed one hundred sheets automatically. Introduces the engine bed the microcomputer numerical control system the transformation to be possible to enhance the engine bed the operational performance,Reduces the production cost,Obtains the high economic efficiency with the few funds investmentTake the C6132 lathe numerical control transformation as the example,In line with are as far as possible few to the lathe modification,Control section anti-jamming,Transformation cost low principle,Carries on the numerical control transformation to the lathe.Lathe for the NC transformation is mainly vertical and horizontal feed system into a computer-controlled, The independence movement can feed system can transform Tool Automatic Tool Change of Rotary Tool. Thus, the use of NC devices, lathe can be imported at a pre-processing machining instructions. As the cutting process of cutting parameters, priorities and cutting tool will automatically by operation, regulation and replacement, coupled with the vertical and horizontal linkage functions, CNC lathe after the conversion can be processed into various shapes review the rotating parts, and multiple processes can be automatically processed turning, thus enhancing the efficiency of production and processing accuracy, also suitable for small batch multiple types of review parts of the processing.C6132 lathe belongs to economic numerical control lathes transformation of transformation, mainly in the numerical control system by using nc system transformation, of transverse and longitudinal feeding system, open loop control by stepping motor driver components, lathe, through the stepper motor driving ball screw rotation.Key words:the computer controls; servo system; turn the knife rest round; automatic turning目录1 前言 (1)2 设计方案 (3)2.1 总体方案的确定 (3)2.1.1系统的运动方式与伺服系统的选择 (3)2.1.2 计算机系统 (3)2.1.3 机械传动方式 (3)2.2 系统运动方式的确定 (3)2.3 伺服系统的选择 (3)2.4 执行机构传动方式的确定 (4)2.5 计算机的选择 (4)2.6 总体方案框图绘制 (4)3 横向进给伺服系统机械部分计算与校核 (5)3.1 计算切削力 (5)3.2 滚珠丝杆螺母副的设计、计算、选型 (5)3.2.1 计算进给牵引力 (5)3.2.2 计算最大动负载C (6)3.2.3 滚珠丝杆螺母副的选型 (6)3.2.4 传动效率计算 (7)3.2.5 刚度验算 (7)3.2.6 稳定性校核 (8)3.2.7 横向滚珠丝杆副的几何参数 (9)3.3 齿轮传动比计算 (10)3.4 横向步进电机计算和选型 (11)3.4.1 初选步进电机 (11)3.4.2 校核步进电机转矩 (12)3.5 横向进给伺服系统机械部分结构设计 (17)3.5.1 横向进给伺服系统总图设计 (17)3.5.2 进给伺服系统的装配图 (18)4 纵向进给伺服系统机械部分计算与校核 (20)4.1 计算切削 (20)4.2 滚珠丝杆螺母副的计算和造型 (20)4.2.1 计算进给牵引力 (20)4.2.2计算最大动负载C (21)4.2.3 滚珠丝杆螺母副的选型 (21)4.2.4 传功效率计算: (21)4.2.5 刚度验算 (22)4.2.6 稳定性校核 (23)4.2.7纵向滚珠丝杆副几何参数 (23)4.3 齿轮传动比计算 (24)4.3.1 进给齿轮箱传比计算 (24)4.4 步进进电机的计算和选型 (25)4.4.1 初选步进电机 (25)4.4.2 校核步进电机转矩 (27)4.5 纵向进给伺服系统机械部分结构设计 (31)4.5.1 纵向进给伺服系统总图设计 (32)4.5.2进给伺服系统的装配图 (32)5 微机数控系统硬件电路的设计 (34)5.1硬件电路一般要求 (34)5.2控制系统的组成及功能 (34)5.2.1 CPU、存储器、I/O接口电路扩展 (34)5.2.2控制系统的功能 (36)5.3步进电机控制电路 (36)5.3.1步进电机开环驱动原理 (36)5.3.2脉冲分配 (37)5.3.3驱动电路 (37)5.3.4其他辅助电路 (38)6 微机控制系统的软件设计 (39)6.1 监控程序 (39)6.2 直线圆弧插补程序设计 (39)6.3升降速处理软件 (41)6. 4步进电机的软件控制及转程序设计 (43)7 机床的加工程序编制 (46)致谢 (49)参考文献 (50)附录 (51)。