CA6140车床数控化改造解析

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CA6140型普通车床的数控化改造设计精讲

CA6140型普通车床的数控化改造设计

系别：机电工程系

年级：10机电一体化2班

专业：机电一体化

姓名：

学号：

指导教师：

评阅人：

2013年 5 月15 日

摘要

随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品日趋精密复杂，且需频繁改型，普通机床已不能适应这些要求，数控机床应运而生。这种新型机床具有适应性强、加工精度高、加工质量稳定和生产效率高等优点。它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型机械结构等多方面的技术成果，是今后机床控制的发展方向。

关键字：数控机床，伺服驱动，机床控制

第一章 CA6140车床数控系统总体设计方案 (5)

§1—1总体方案的确定 (5)

§1—1—1系统的运动方式与伺服系统的选择 (5)

§1—1—2计算机系统 (5)

§1—1—3机械传动方式 (5)

§1—2 设计X-Y数控工作台及其控制系统 (6)

第二章 CA6140车床进给伺服系统机械部分设计 (7)

§2—1系统脉冲当量的选择 (7)

§2—2 滚珠丝杠螺母副的选型 (7)

§2—3 纵向及横向滚珠丝杠副几何参数 (8)

§2—4 齿轮传动比计算 (9)

§2—4—1.纵向进给齿轮箱传动比计算 (9)

第三章 CA6140车床数控系统硬件电路设计 (12)

§3-1单片机数控系统的设计内容 (12)

§3—1—1硬件电路设计内容 (121)

§3—1—2机床数控系统软件设计 (12)

3-2 MCS-80C51单片机及其扩展 (13)

§3—2—1 80C51单片机的简介 (13)

§3—3 存储器扩展电路设计 (15)

§3—3—1 单片机的系统扩展概述 (15)

车床CA6140主轴系统的数控化改造及仿真毕业设计

1.摘要

本论文针对车床CA6140主轴系统进行数控化改造及仿真设计，旨在

提高车床的加工精度和生产效率。首先，对车床的主轴系统进行了详细分析，并确定了改造的目标和需求。然后，基于数控系统的工作原理和数控

编程的方法，设计了适用于CA6140主轴系统的数控控制系统。最后，通

过仿真模拟对改造方案进行了验证，并使用实际加工试验进行了实验验证。实验结果表明，通过数控化改造，主轴系统的加工精度和生产效率得到了

显著提高。

2.引言

车床是传统机械加工设备中常用的一种，但是由于其控制方式落后，

存在加工精度低、生产效率不高等问题。因此，对车床进行数控化改造是

提高其加工精度和生产效率的重要手段。主轴系统作为车床的核心部件之一，其控制精度对整个车床的加工效果起着重要作用。本论文针对车床

CA6140主轴系统进行了数控化改造及仿真设计，旨在提高其加工精度和

生产效率。

3.车床CA6140主轴系统的分析与改造目标

首先，对车床CA6140主轴系统的结构和工作原理进行了详细分析，

发现其存在传动链路复杂、加工精度不稳定等问题。基于此，确定了改造

目标为提高主轴系统的加工精度和稳定性，并提高其生产效率。

4.数控控制系统的设计

根据数控系统的工作原理和数控编程的方法，设计了适用于CA6140主轴系统的数控控制系统。首先，选取了适合主轴系统控制的数控设备，并设计了相应的控制算法和程序。然后，对数控编程进行了详细设计，并使用仿真软件进行了仿真验证。

5.改造方案的仿真与验证

为了验证改造方案的有效性，使用仿真软件对其进行了仿真模拟。首先，建立了CA6140主轴系统数学模型，并将其运行参数与改造后的数控控制系统进行了耦合。然后，通过调整控制系统的参数，对加工过程进行了仿真模拟，并对加工结果进行了分析和评估。最后，使用实际加工试验进行了实验验证，并与仿真结果进行了对比分析。

CA6140普通车床数控化改造解析

第一章前言

1.1问题提出

数控车床作为机电液气一体化的典型产品，是现代机械制造业中不可缺少的加工设备，在机械制造业中发挥着重要的作用，能解决机械制造中结构复杂、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,制造出合乎市场需要的、性能合适的产品,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。

购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径,但是成本太高，很多工厂在短时间内都无法有那么多的资金，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，而且还具有较长使用寿命的普通机床，由于普通机床加工精度相对较低、不能批量生产，生产的自动化程度不高，生产自适应性差，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。而改造现有旧机床、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，不失为一条投资少、提升产品加工精度及质量，提高生产效率的捷径，使企业提升竞争力，在我国成为世界制造业中心及制造强国的进程中，占有一席之地。

1.1.1国内外数控系统发展概况

机床作为机械制造业的重要基础装备，它的发展一直引起人们的关注，由于计算机技术的兴起，促使机床的控制信息出现了质的突破，导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床－数控机床的诞生和发展。

随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。

CA6140车床数控化改造解析

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，很好的解决了现代机械制造中的结构复杂.精密.批量小.多变零件的加工问题。且能稳定加工质量，大幅度提高生产效率。但数控机床价格昂贵，一次性投入对企业来说负担很大。另一方面，在国内还有大量的普通机床,只需对其进行一些相关的技术性改造就可以形成一定生产能力的经济型数控机床。不仅能节省很大一部分资金，还能提升其市场竞争力。具有极大的经济潜力。

对于职业院校的数控实训教学而言，通过闲置的普通车床进行数控化改造，可盘活资产，实现资产优化配置，同时对教师和学生而言也是一次很好的学习、锻炼和提高的机会。对推动教学改革、专业转型和课程开发都有积极的意义。

我院现有闲置的普通车床为云南机床厂生产的CAY6140-1000，通过对该机床的结构特点进行分析，对机械和电气进行数控化改造，改造后的数控车床主要用于中小型轴类零件、盘类零件及螺纹的加工。

第一章数控机床的结构和工作原理

1.1数控车床工作原理及加工特点

以数字形式进行信息控制的机床称为数字控制机床，简称为数控机床。

数字控制系统是相对于模拟系统而言：数字控制系统中的信息是数字量，而模拟控制系统中的信息是模拟量。随着计算机技术的发展，硬件数控系统已被逐渐淘汰，取而代之的是计算机数控（CNC）系统。

图1-1 数控车床

1．数控车床的工作原理

数控车床加工零件时，首先应编制零件的数控程序，这是数控机床的工作指令。将数控程序输入数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速、启停，进给运动的方向、速度和位移大小，以及其他诸如择刀、工件夹紧松开和冷却润滑的启、停等动作，使刀具与工件及其辅助装置严格地按照程序规定的顺序、路程和参数进行工作，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。

CA6140型普通车床数控化改造

［摘要］以C6140型普通车床为例，从机械和电气方面详细阐述了数控化改造的方法。改造后的车床投入使用后运行稳定，加工精度明显提高，取得了极大的经济效益。

［关键词］普通车床；数控化改造；SINUMERIK802S base I ine

Numerical Control Transformation of C6140 Common

Lathe

Abstract ：Takes CA6140 type common lathe as an example ,has explained the NC transformation method from machinery and electric two respects in detail. After transforming, the new lathe runs steadily, the machining accuracy is obviously improved, has made the great technological economic benefits.

Key words： common lathe; NC transformation; SINUMERIK802S base line

引言 (1)

第一章概述 (2)

第二章总体方案的设计 (4)

2.1设计任务 (4)

3.2总体方案的论证 (4)

4.3总体方案的确定 (4)

2.4数控系统的选择 (5)

第三章机械部分改造 (6)

5.1机械传动方式 (6)

机电一体化课程设计-C6140卧式车床数控化改造设计讲解

机电一体化课程设计

说明书

设计题目：C6140卧式车床数控化改造设计班级：班

设计者：

学号：

指导教师：

1设计任务 (3)

2设计要求 (3)

2.1总体方案设计要求 (3)

2.2设计参数 (4)

2.3.其它要求 (6)

3进给伺服系统机械部分设计与计算 (6)

3.1进给系统机械结构改造设计 (6)

3.2进给伺服系统机械部分的计算与选型 (6)

3.2.1确定系统的脉冲当量 (6)

3.2.2纵向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核 (6)

3.2.3横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核 (11)

4步进电动机的计算与选型 (14)

4.1步进电动机选用的基本原则 (14)

4.1.1步距角α (14)

4.1.2精度 (14)

4.1.3转矩 (14)

4.1.4启动频率 (15)

4.2步进电动机的选择 (15)

4.2.1 C6140纵向进给系统步进电机的确定 (15)

4.2.2 C6140横向进给系统步进电机的确定 (15)

5电动刀架的选择 (15)

6控制系统硬件电路设计 (16)

6.1控制系统的功能要求 (16)

6.2硬件电路的组成： (16)

6.3电路原理图 (17)

6.4主轴正反转与冷却泵启动梯形图.......................................... 错误！未定义书签。7总结 .. (19)

8参考文献 (19)

1设计任务

设计任务:将一台C6140卧式车床改造成经济型数控车床。主要技术指标如下：

1) 床身最大加工直径460mm 2) 最大加工长度1150mm

3) X 方向（横向）的脉冲当量 mm/脉冲，Z 方向（纵向）脉冲当量 mm/脉冲

CA6140车床数控化改造设计解析

一、背景介绍：

CA6140车床是一种常见的传统车床，它通过手动操作来控制工件加

工过程，由于操作依赖于操作人员的经验和技能水平，加工效率低且容易

受到人为因素的影响。为了提高加工效率和加工精度，以及减少人为错误

带来的质量问题，对CA6140车床进行数控化改造是一个重要的研究方向。

二、数控化改造的目标：

1.提高加工效率：通过数字控制系统控制各个工作参数，实现工件的

自动化加工，提高加工效率。

2.提高加工精度：通过数控系统的精确控制，保证工件加工的精度和

一致性。

3.降低人为错误：将操作人员对机床的依赖度降低，减少人为错误对

产品质量的影响。

4.增加功能灵活性：数控系统可以灵活地调整参数，以适应不同工件

的加工需求。

三、设计方案：

1.数控系统选型：选择一款适合CA6140车床的数控系统，该系统应

具有稳定可靠的性能和完善的功能，能够满足车床加工的需求。

2.导轨和滑块改造：对原有的导轨和滑块进行改造或更换，以提高加

工精度和稳定性。

3.主轴改造：对原有的主轴进行改造或更换，以提高转速控制的精度和可靠性。

4.伺服电机安装：在车床的各个轴向上安装伺服电机，由数控系统控制其运动，以实现自动化加工。

5.完善的自动化装置：设计并安装自动换刀装置、自动送料装置等，以提高加工效率和减少人为操作。

6.编程软件开发：根据数控系统的特点，开发适合CA6140车床的编程软件，以便操作人员能够方便地进行程序编写和调整。

7.操作界面设计：设计一个简洁明了的操作界面，方便操作人员进行监控和调整。

四、预期效果：

对CA6140普通车床的数控化改造

1.1 CA6140普通车床基本结构和技术参数简介

1.2 CA6140普通车床的主要结构部件

主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。

进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。

丝杠与光杠：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。

溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。

刀架、尾架和床身。

1.3 CA6140车床具有以下技术参数

床身上最大工件回转直径： 400 mm

刀架上最大工件回转直径： 210 mm

最大工件长度： 750-2000 mm

主轴转速等级： 24级

主轴的正转转速(RPM)： 10-1400

进给的等级： 64

纵向进给量： 0.028-6.33mm/rev. 横向进给量： 0.014-3.16mm/rev. 车削螺纹范围：米制螺纹 1-192 mm

CA6140车床数控化改造设计解析

（4）根据系统的功能要求，需要光电隔离电路和步进电机驱动电路，此外，系统中还应包括螺纹加工中用的光电脉冲发生器和其他辅助电路。（5）设计自动回转刀架及其控制电
路。（6）纵向和横向进给是两套独立的传动链，它们由步进电机、齿轮副、丝杠螺母副组成，其传动比应满足机床所要求的分辨率。
（7）为了保证进给伺服系统的传动精度和平稳性，选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副，并应有预紧机构，以提高传动刚度和消除间隙，齿轮副也应有消除齿侧间隙的机构。（8）采用贴塑导轨，以减小导轨的摩擦力。（9）选择四工位自动回转刀架，选择螺纹编码器等。
（6）X向定位精度± 0.01 mm，Z向± 0.02 mm；（7）可以车削柱面、平面、锥面与球面等；（8）安装编码器，可以车削公/英制的直螺纹与锥螺纹，最大导程为24 mm；（9）安装四工位立式电动刀架，系统自动选刀；（10）纵、横向安装限位开关；（11）数控系统可选用国产数控系统；
二、总体方案的确定
总体方案设计应考虑机床数控系统的类型，传动方式和执行机构的选择等。
（1）普通车床数控化改造后应具有单坐标定位，两坐标直线插补、圆弧插补以及螺纹插补的功能。因此，数控系统应设计成连续控制型。
（2）普通车床经数控化改造后属于经济型数控机床，在保证一定加工精度的前提下，应简化结构，降低成本。因此，进给伺服系统常采用步进电动机的开环控制系统。（3）根据普通车床改造，应在降低成本的同时缩短改造的周期，应选用市场上生产成熟的数控系统，广州数控系统、华中数控系统等。

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。

CA6140数控化改造(完美版)解析

西安工业大学

机电一体化课程设计CA6140横向进给系统的数控化改造

学生：

学号：110209

专业：机械设计制造及其自动化

日期：2014.7.1

摘要

目前大多数企业还有数量众多，而且还有较长使用寿命的普通机床，由于普通机床加工精度相对较低，不能批量生产，生产的自动化程度不高，生产自适性差，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。而把普通机床改装成数控机床不失为一条投资少，提升产品加工精度及质量，提高生产效率的捷径，使企业提升竞争力，在我国成为机械制造强国的进程中占有一席之地。

数控机床的优点：具有高度柔性，加工精度高，产品质量稳定、可靠，生产效率高，可加工形状复杂的零件，改善劳动条件，有利于生产管理和机械加工自动化的发展。

在数控机床上加工零件，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床。因此，数控机床适用于零件频繁更换的场合。也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。

目前机床数控化改造的市场在我国有很大发展空间，用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展，所以必须大力提高机床的数控化率。本文以车床的数控改造为例，介绍了机床数控改造的方法，包括其结构的改造设计，性能以及最后改造方案的确定。

关键字：机床，数控化，改造

一、总体改造方案的确定

1.CA6140普通车床简介

车床基本组成如下图所示：

ca6140车床数控化改造

ca6140是北京第一机床厂20世纪80年代生产的机床，ca6140是中小型机床。ca6140可使用各种圆柱铣刀、圆片铣刀、角度铣刀、成形铣刀和端面铣刀，加工各种平面、加工中心斜面、沟槽、齿轮等。该机床的x、Y、z轴都是由法兰盘式电动机带动齿轮箱齿轮传动驱动，实现传动。经过十多年的使用，该机床的导轨已严重磨损，导轨的直线度等级低，达不到使用要求。进给轴的轴承和齿轮的磨损都已比较严重，经评估，该机床的精度不能达到加工精度要求，但主轴箱、液压系统等其他部件性能良好，只是易损件磨损严重。因此，可以通过经济型数控化改造，完成对该机床整体性能的提高。主轴箱结构复杂，加工中心是普通机床的重要部件。在经济型数控化改造中，在考虑经济因素的前提下，要求尽量保持原有的主传动系统。ca6140符合经济型数控化改造的条件。X63普通铣床数控化改造，主要是使其工作从原来的半自动到全自动，对加工工件的程序更连续。实现点位控制、连续轮廓控制、刀具半径补偿、刀具长度补偿、ca6140固定循环及一些特殊功能。直改造总体方案的确定由于普通机床的数控化改造中经济成本是一个重要因素，因此改造过程中一般采用无测量反馈装置的开环控制方式。该方式的驱动装置主要是步进电动机、电液脉冲马达等。数控机床的控制过程是由数控系统送出的进给指令脉冲，经驱动电路控制和功率放大后，使步进电动机转动，通过齿轮副与滚珠丝杠副驱动执行部件。只要控制指令脉冲的数量、频率以及通电顺序，便可控制执行部件运动的位移量、速度和运动方向。加工中心系统位移精度主要取决于步进电动机的角位移精度，齿轮丝杠等传动元件的节距精度。该方式不具有反馈装置，对实际位移量不进行检测，无反馈与原指令值进行比较，不进行误差校正，系统的位移精度低，但具有结构简单、调试维修方便、ca6140成本低、易改装等特点。除了重要的控制系统外，还有以下几点在改造过程中也是要注意的。1．机械系统的设计改造普通机床改造最重要的部分就是对其纵向、横向以及垂直进给机构的改造及控制系统的设计改造，以便使其具有更加合理的结构和更全面的控制系统。原机床的进给系统都是由法兰盘式普通电动机拖动，这种电动机是不能实现脉冲控制的。若想实现进给的无级调速，必须使用伺服电动机，包括步进电动机、直流或交流伺服电动机。因此要将各方向的进给驱动电动机换成步进电动机。加工中心同时，原来的丝杠传动摩擦阻力太大，传动误差大，因此在要求较高的场合应将其更

CA6140车床数控化改造设计

确保数控系统与车床电气系统的连接稳定可靠，包括信号线、电源线等。
数控系统功能
根据车床加工需求，选择具有插补、补偿、固定循环等功能的数控系统。
主轴系统改造
01
02
03
主轴电机更换
根据需要，更换更高功率和转速的主轴电机，提高加工效率。
主轴轴承调整
优化主轴轴承配置，提高主轴刚性和回转精度。
主轴冷却系统改造
增强了设备可维护性
改造后的车床采用了模块化设计，方便了设备的维护和保养
，降低了维修成本。
未来改进方向
进一步优化加工精度
针对高精度零件的加工需求，未来可以对车床的数控系统进行升级，提高加工精度的稳定性。
提升自动化水平
研究更加智能化的加工技术，进一步提高车床的自动化程度，减少人工干预。
拓展加工范围
刀架系统改造
根据需要，选用电动刀架或数控刀架，实现快速换刀和刀具管理。
防护装置改造
改进机床的防护装置，提高操作安全性和设备使用寿命。
电气控制系统改造
优化电气控制系统，提高控制精度和稳定性，降低故障率。
04
改造效果评估
改造前后对比
加工精度提升
数控化改造后，加工精度得到显著提升，减少了人为误差和操作不当导致的精度损失。
难以保证。
自动化程度低
手动操作和调整较多，加工效率低下，工人劳

CA6140车床的数控化改造解读

摘要

数控机床的优点：具有高度柔性，加工精度高，加工质量稳定、可靠，生产率高，改善劳动条件，利于生产管理现代化。

普通机床的缺点：普通机床靠齿轮和普通丝杠螺母传动。由于各运动副间存在间隙，加上手工操作不准确，因此重复精度较低。普通机床测量时需停车后手工测量，测量误差较大，而且效率低下。适合批量较小，精度要求不高，零活类零件。它投资较数控低，但对工人的操作技能要求较高，因此工资水平高。

物竞天择，适者生存。一些不适应社会发展在机床必将被淘汰，所以实施机床的数控化改造是机械行业在必然趋势。通过搜集资料、实践研究等方法对机床就行改造即是用较少的成本去创造更高的价值。而这也将极大的推动中国机械行业的发展。

经过大量实践证明普通机床数控化改造具有一定经济性、实用性和稳定性。所以很多企业纷纷将现有机床改造成经济型数控机床，这种做法具有投资少、见效快的特点。事实证明：机床的数控化改造可以为企业带来可观的经济效益。

目前机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间，现在我国机床数控化率不到3％。用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展，所以必须大力提高机床的数控化率。本文以车床的数控改造为例，介绍了机床数控改造的方法，包括其结构的改造设计，性能与精度的选择以及最后改造方案的确定。

CA6140车床的数控化改造

摘要：数控化加工是机械行业向着高质量、高精度和高效率发展的必然趋势，对现有CA6140车床进行数控化改造能够在满足生产需要的基础上降低新设备的购置成本，提高企业的经济效益。本文就其改造过程进行了论述。

关键词：CA6140 车床改造

数控机床是典型的机电一体化产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，解决了机械制造过程中对精密件和复杂结构件的加工。就我们企业目前面临的现状来说，大部分工厂在其生产过程中使用的还是CA6140等普通车床，如果一次性购备数控机床所需要的资金较多，企业心有余而力不足。为此对普通车床进行数控化改造解决企业生产过程中遇到的技术和经济问题，为技术人员提供参考依据是非常必要的。

1 数控机床改造的必要性

数控机床是利用数字化信息对机床的运动和加工过程进行控制的一种设备，主要由机床主机、驱动装置、辅助装置、CNC装置和编程装置等部分组成。按照加工工艺的不同，可以分为金属切削类数控机床、特种加工类数控机床以及板材加工各类数控机床;按照控制运动轨迹的不同可以分为点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床;按照驱动装置的不同分为开环控制数控机床、闭环控制数控机床、半闭环控制数控机床和混合控制数控机床。随着科学技术的不断进步，数控机床越来越受到企业的青睐，跟普通车床相比，数控机床的优点主要有：

(1)加工精度高，质量稳定。数控机床的定位精度为0.01 mm，重复定位精度为0.005 mm，特别适用于加工精度较高的产品。

(2)数控机床的主传动和进给传动采用了独立的电机，二者能够单独运动，也可以多坐标联动，在加工复杂曲面和形状复杂的零件过程中具有较高的精度。

CA6140车床的数控改造

摘要

我国数控机床产量持续高速增长，数控机床在加工精度、自动化程度、生产效率、劳动强度等诸方面都有普通机床无法比拟的优势，但购买新的数控机床特别是大型数控机床费用很高，常使许多用户望而怯步，对普通机床实施数控化改造，不仅实用性能良好、周期短，而且可以节约大量资金。本文主要论述了普通车床改造的项目、步骤和需要进行改造的主要部件。重点讨论了CA6140机床的主轴系统、进给系统、丝杠、刀架以及导轨的改造。通过对老机床实施数控化的改造，可以节约成本，提高工作效率。

关键词：普通机床数控化改造

第一章数控车床的简介 (1)

第二章数控机床的改造概述 (5)

第三章数控机床的改造 (11)

第四章机床数控系统的选择 (32)

结论 (34)

致谢 (35)

参考文献 (36)

附录A××××× (37)

第一章数控车床简介

1.1数控机床概述

数控机床及由数控机床组成的柔性化制造系统是改造传统机械加工装备产业、构建数字化企业的重要基础，它的发展一直备受人们关注。数控机床以其卓的柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目。它开创了机械产品向机电一体化发展的先河，因此数控技术成为先进制造技术中的一项核心技术。通过持续的开发研究以及对信息技术的深化应用，促进了数控机床性能和质量的进一步提升，使数控机床成为国民经济和国防建设发展的重要制

造装备。

我国数控机床产量持续高速增长，根据市场需求和技术发展趋势，应重点推进高效、精密为核心的数控机床“μm”级工程，加强发展高性能、高可靠性数控功能部件，积极开展复合加工机床、超精密数控机床和可重构制造系统的工程化研究等相应的关键技术。