立式车床的数控化改造

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普通机床数控改造方法与设计

普通机床数控改造方法与设计

2012年12月(中)工业技术科技创新与应用

普通机床数控改造方法与设计探讨

韩瑞宝

(牡丹江温春药业有限责任公司,黑龙江牡丹江157041)

1机床数控改造的必要性

根据现在社会的生产,本着节约成本,提高生产效率的原则。

1.1可以节省资金。普通机床的经过数控改造所需的费用比新

机床可节省2/3的费用,特别是大型和特殊设备。

1.2性能比较稳定。普通机床经过长期使用,精度特别差,经过

改造后可以提高稳定性和精度。

1.3可降低工人劳动强度,实现自动化生产,提高生产效率。把

普通机床数控改造后,计算机可以记忆和存储输入的程序,机床可

以按顺序自动工作,可以实现自动化加工。可比传统机床提高效率

3~5倍。对越复杂零件提高效率越多。且可以节省装料对刀的时间,

为企业节约了费用、缩短了生产时间。

2普通车床改数控的方案

图1数控系统的框图

数控系统说明:

2.1控制用的计算机可采用工控的PC机就能满足数控系统的

控制要求;

2.2三维运动控制采用MTC运动控制卡使用专用高性能高速

运动控制芯片,基于PC总线开放式运动控制,提供完美函式库,简

便的二次开发,实现圆弧插补和直线控制;

2.3光电耦合电路采用的是4N25,起到耦合脉冲信号和隔离控

制系统和外部干扰信号的作用,能使数控系统的稳定性得到提高;

2.4机床的伺服电机和步进电机及其控制器是由常州宝来电

器有限公司是研制开发和生产制造的(86BYG250C-SAFRBC-0302)

步进电机和驱动器(SH20806),输入电压是45V。X轴的脉冲当量是

0.0025,Z轴的脉冲当量是0.00125。完全能够满足达到加工精度要

C6140车床数控化改造

C6140车床数控化改造
1、进给系统机械结构改造设计 挂轮架系统:全部拆除,在原挂轮主动轴处安装光电脉冲
发生器。 进给箱部分:全部拆除,在该处安装纵向进给步进电机与
齿轮减速箱总成丝杠、光杠和操作杠拆去,齿轮箱连接滚珠丝杠, 滚珠丝杠的另一端支承座安装在车床尾座端原来装轴承座的部分。
溜板箱部分:全部拆除,在原来安装滚珠丝杠中间支撑架 和螺母以及部分操作按钮。
(11)自动控制冷却泵的启/停; (12)安装电动卡盘,系统控制工件的夹紧与松开; (13)纵、横向安装限位开关; (14)数控系统可与PC机串行通信; (15)显示界面采用LED数码管,编程采用ISO数控代
码。
二、总体方案的确定
总体方案应考虑车床数控系统的运动方式、 进给伺服系统的类型、数控系统CPU的选择, 以及进给传动方式和执行机构的选择等。
数控系统应设计成 连续控制型。
进给伺服系统常采用步 进电动机的开环控制系 统。
8位单片机作为数控系统的CPU。
(5)用摩擦力小、传动效率高的滚珠丝杠螺 母副
(6)计算选择步进电动机,为了圆整脉 冲当量,可能需要减速轮副,且应有消间 隙机构。
(7)选择四工位自动回转刀架与电动卡 盘,选择螺纹编码器等。
3.换装自动回转刀架
选用四工位立式电动刀 架。实现自动换刀需要 配置相应的电路,由数 控系统完成。
4.螺纹编码器的安装方案
它与车床主轴同步转动。

双柱立车数控化改造中双刀架进给控制

双柱立车数控化改造中双刀架进给控制
中 ,运 行 效 果 良好 。
关键词 :双柱立式车床 ;进 给控制 ;数控化改造
中 图分 类 号 :T G 6 5 9 文献 标 识 码 :B 文 章 编 号 :1 0 0 1 — 3 8 8 1( 2 0 1 3 )2 0—1 1 8— 3
Th e Twi n Tu r r e t ’ s F e e d Co n t r o l i n Nu me r i c a l Tr a n s f o r ma t i o n
f 0 r Do ub l e Co l u mn Ve r t i c a l La t he
D0NG Ta o .ZHANG Xi a o q i n g
( 1 . Me c h a n i c a l D e s i g n I n s t i t u t e o f S h a a n x i P r o v i n c e ,X i a n y a n g S h a a n x i 7 1 2 0 0 0 ,C h i n a ; 2 . X i a n y a n g N o r m a l U n i v e r s i t y ,X i a n y a n g S h a a n x i 7 1 2 0 0 0,C h i n a )
双 柱立 车数 控 化改 造 中双 刀架进 给 控制
董韬 ,张小青
( 1 .陕西省 机械研 究 院 ,陕 西咸 阳 7 1 2 0 0 0;2 .咸 阳师范 学院 ,陕西成 阳 7 1 2 0 0 0 )

C6140车床数控化改造课程设计

C6140车床数控化改造课程设计
第四节 进给传动部件的计算和选型
纵 、横 向 进 给 传 动 部 件 的 计 算 和 选 型 主 要 包 括 :确 定 脉 冲 当 量 、 计算切削力、选择滚珠丝杠螺母副、设计减速箱、选择步进电动机 等。
4.1 脉冲当量的确定
步进电机是一种把电脉冲信号变成直线位移或角位移的轨型元
件 。对 于 每 一 个 电 脉 冲 ,步 进 电 机 都 将 产 生 一 个 恒 定 的 步 进 角 位 移 ,
第2页
第一节 设计任务
1.1 题目:CA6140 车床纵、横向进给系统经济型数
控改造设计
C6140 型普通车床是一种加工效率高,操作性能好,并且社会 拥有量较大的普通型车床。经过大量实践证明,将其改造为数控机 床,无论是经济上还是技术都是确实可行了。
一般说来,如果原有车床的工作性能良好,精度尚未降低,改 造后的数控车床,同时具有数控控制和原机床操作的性能,而且在 加工精度,加工效率上都有新的突破。
术方向过渡的主要内容之一。 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 , C A D / C A M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。

RMQ1600数控立车的升级改造

RMQ1600数控立车的升级改造
文章编 号 :17 — 7 (0 7 8 0 1— 2 6 1 0 1 2 0 )0 — 0 8 0 1
中 彀俺z 0. 阖 程278 0 0
R 0 数控立车的升级改造 MQ1 0 6
李 皓 ,曹 乐 中
( 南铁 道 职 业 技 术学 院 , 湖南 湖 摘 株洲 4 20 ) 10 1
二 、改造 方案 1 数控 系 统 . ( )西 门子 8 0 N 系 统 。 系 统 主 机 为 1 4DC C P U 0 .G Z2 6 C 5 1 H /5 M, 集 成 MC 2一 O R 配 2 I B A D;
数 ,使机 床 具有较 高 的回零精 度 。
( )设 置全 方 位 报警 文本 功 能 ,使 系统 能 自 6
( )刀架 驱 动 器 。刀架 滑 板 、滑枕 控制 采 用 2 两 台 西 门子 6 1 1 D交 流 伺 服 驱 动 器 配 西 门子 l 6 兀’ 交 流伺 服 电机 ,其 中 X轴为 5 N・I 0 I, 为 5 N・ T Z轴 0 m 带抱 闸 ,全 部 配 1m 西 门子 电机 动力 电缆 、反 馈 5 电缆 ;配西 门子 电子 手轮 ,安装 在控制 悬挂 按钮 站 上 ,方便操 作人员 进行 对刀操 作 。 ( )7 3 0 L 3 — 0 P C可 编 程 序 控 制器 。8 0 内置 4D
从原 西德 引进 的设 备 ,承担 电力机 车轮 毂 的机械 加 工任 务 。该 立车 的原控 制 系统 为西 门子 8系 统 ,服 役 1 8年来从 未 出现过 大 的故 障 ,机械精 度较 稳定 。 但是 ,2 0 0 3年 以来 ,该立 车 的技 术状 况 每况 愈下 , 严 重影 响生 产 。2 0 0 5年 ,对该 数 控 立 车 的控 制 系

C5126数控化中主轴系统的无级调速设计

C5126数控化中主轴系统的无级调速设计
D o i :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 9 -0 1 3 4 . 2 0 1 4 . 0 1 (I - ) . 3 3
1 主轴驱动方式
主 轴通 常 有 交 流 与直 流 两 种 调 速 方 式 。 改造
前 车 床 的主 轴 为 有 级 调 速 ,调 速 效 率 比较 低 , 改
l 渣 匐 化
C 5 1 2 6 数控化中主轴 系统的无级调速设计
The st epl es s speed r egul at i on desi gn of spi ndl e s ys t em o f C51 26 N C
曹 宾 ,金 向杰
收稿 日期:2 0 1 3 - 0 9 -0 3 作 者简 介:曹宾 ( 1 9 8 0一 ),男,河南郑 州人 ,讲 师,工程硕士 ,主要从事数控方面 的研究 工作。 【 1 1 4 ] 第3 6 卷 第1 期 2 0 1 4 —0 1 ( 上)
、 l
变 频 器 型 号
CHF1 0 0 — 0 3 0 G/ 0 3 7 P一 4
造。本文结合企业实际 ,主要讲解数控化中主轴系统的无级调速设计。 关键词 :05 1 2 6 ;数控化 ;主轴系统 ;无级调速 中图分类号 :T G6 5 9 文献标 识码 :B 文章编号 :1 0 0 9 -0 1 3 4 ( 2 0 1 4 ) 0 1 (I - ) 一 0 1 1 4 — 0 3

CA6140数控化改造毕业设计

CA6140数控化改造毕业设计

摘要

我国目前机床总量380余万台,而其中数控机床总数只有11.34万台,即我国机床数控化率不到3%。近10年来,我国数控机床年产量约为0.6~0.8万台,年产值约为18亿元。机床的年产量数控化率为6%。我国机床役龄10年以上的占60%以上;10年以下的机床中,自动/半自动机床不到20%,FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数(美国和日本自动和半自动机床占60%以上)。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床,而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备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。

物竞天择,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。

关键字:机床、数控化、改造、意义

目录

第一章数控机床改造的意义

第二章 CA6140车床简介

第一节 CA6140车床概述 (4)

第二节 CA6140车床的加工范围及特点 (6)

第三节 CA6140车床的传动系统分析 (7)

普通机床的数控化改造培训课件(ppt 55页)

普通机床的数控化改造培训课件(ppt 55页)
在设计中尽量采用已经商品化的标准部件和外购元件
数控化改造总体方案制定举例
某车间加工图6 -2所示的多种齿数规格的端面齿离合器,以 前是在卧式铣床上利用分度头一个齿一个齿地加工,用这种 加工方法,工人操作紧张,劳动强度大,而且一次分度错误 则整个零件报废,所以对机床进行数控化改造,使其能自动 分度铣削。
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6.2普通机床数控化改造实例
(2)总体方案确定根据设计任务,系统应采用连续控制系统。 控制系统由微机部分、键盘及显示器、I/O接口及光电隔离电 路、步进电机功率放大电路等组成。纵向、横向均采用步进 电机一减速齿轮一滚珠丝杠螺母一溜板的传动方式。刀架更 换为四刀位自动回转刀架。改造后的车床传动系统如图6-4所 示。
2.普通机床数控化改造方案的确定原则 为了提高机床微机改造的效益,在确定总体方案时需注意下
列问题:
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6.1普通机床数控化改造的方法
改造后的数控机床通常适用于加工具有一定批量的相类似零 件,使其既有专用机床的特性,又有一定的柔性。因此不要 勉强地要求其具备多种功能,否则花费大量的投资,而出现 某些功能名义上能实现而实际上不能实现的效果。
(4)经过数控化改造,可以有效提高工件加工精度和生产效率。 因为改造时可根据生产技术的发展要求,及时提高生产设备 的自动化水平和效率,提高设备质量和档次。如某单位3.4m 的立式车床改造后,加工球体轴承座零件,其2m直径偏差仅 为0.035 mm ,满足了设计要求,并且机床改造后的工作效率 提高了5-6倍。

C5225立式车床的数控化改造

C5225立式车床的数控化改造

C5225立式车床的数控化改造

摘要

C5225普通立式车床可以满足普通端面和外圆的切削,但不适应曲面类零件的加工。加工曲面类零件需先根据零件的要求设计制造工装,然后利用工装进行加工,因而存在生产成本高,产品适应性差,加工周期长等缺点。针对C5225立式车床的结构特点,经过技术上和经济上的可行性分析,本文提出了利用SIEMENSSINUMERIK 802D数控系统对机床进行数控化改造的方案,对机床主传动系统的全数字直流调速改造、左刀架进给系统的数控化改造以及数控电气控制系统的设计和调试三方面的内容进行了具体实现。

1、主传动系统的全数字直流调速改造采用英国欧陆590+全数字直流调速器,在保留原变速机构的基础上将机床原液压16级手工变速改造为液压4级无级调速。改造内容包括调速方案和电机的选择、主传动传动路线的调整以及直流调速器控制电路、PLC控制程序的设计;

2、左刀架进给系统的数控改造采用滚珠丝杠替换原滑动丝杠,半闭环控制。改造内容包括伺服进给系统控制方式的选择、进给系统机械部分改造方案的确定;滚珠丝杠副及伺服电机的的参数计算和选择;

3、SINUMERIK 802D数控系统有效实现了左刀架的x轴和z轴联动控制,数

控电气控制系统的设计内容主要包括数控电气控制系统的组成及连接、数控系统中PLC程序的设计及调试、数控系统的调试及系统基本参数的设定。

机床改造后,除可以满足普通端面和外圆的切削外,还可以加工出普通立车

无法加工的复杂曲面类零件,大大扩大了机床的加工范围,同时提高了生产效率和加工精度,并至少节省购买数控立车的大笔资金50万元,完全达到了改造的目的。

低成本改造普通机床方法初探

低成本改造普通机床方法初探

低成本改造普通机床方法初探

作者:杨红瑶

来源:《陕西教育·高教版》2008年第01期

为了适应中职院校的发展,提高自身实践能力,我参加了某电机厂对该企业一台双柱立式车床φ2500的数控化改造。通过这次实践,使我对普通机床低成本数控改造有了深入认识。为了进一步交流经验,有必要总结这次工作经历。

机床数控化改造的目的

一般说来,数控机床比传统机床有以下突出的优越性。

(1)可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。特别是过去需要几个零件或几道工序组合成的构件,现在有可能一次加工出来,大大提高了工效,降低了成本。

(2)可以实现加工的自动化,而且是柔性自动化,从而效率可比传统机床提高3~7倍。由于客户对于电机产品的特殊性能要求越来越多,企业为适应市场需要,往往要在标准型号之外再开发一系列派生型号,以适应客户特殊需求,这就要求车间能适应小批量多品种加工任务。要实现这个目的,数控化改造是必由之路。

(3)加工零件的精度高,尺寸分散度小,使零部件之间的互换性提高,减少了装配难度。

(4)可实现多工序的集中,减少零件在机床间的频繁搬运。

(5)拥有自动报警、自动监控等多种自律功能,因而可实现长时间无人看管加工。

(6)降低了工人的劳动强度,节省了劳动力(一个人可以看管多台机床),减少了工装,缩短了新产品试制周期和生产周期,可对市场需求作出快速反应。

机床数控化改造的主要形式有以下几点:

其一是恢复原功能,对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复;其二是NC化,在普通机床上加数控系统,改造成NC机床、CNC机床;其三是翻新,为提高精度、效率和自动化程度,对机械、电气部分进行翻新,对机械部分重新装配加工,恢复原精度;对其不满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新;其四是技术更新或技术创新,为提高性能或档次,

立式车床的数控化改造设计

立式车床的数控化改造设计
应用 非 常广泛 。近 年来 ,随 着装 备制造 技术 水平 的 大 I
刀架 代 替 。 由刀 架 滑 板 、立 滑 枕 和纵 向进 给 传 动链 组
成 ,滑板 在 横梁 的横 向导 轨_ 移 动 ,采用 贴塑 导轨 副 、 卜
幅度 提 高 ,T件 的加 工 日趋 复杂 ,加T 的 曲线轮廓 精度
标 准 ,进 行 全面彻 底 的升级 改造 和全新 的没计制造 。
半径 、刀 具 长度 等 补偿功 能 ; 町实现 图形模 拟 、手工 和 自动编程 、故 障 自诊 断 、报 警 及查询 、加 工程 序和 多种 参 数的存储 及调 用 等功能 。 主传 动调速 系统 采用英 国 “ 陆”公 一 的交流 变频 欧 J
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பைடு நூலகம்
Po u l rd es& T c n lg ★ eh ooy
立式车床的数控化改造设计
De i n f r r t o t o e tc l l t e wi sg o e r f f v r i a a h t CNC i h
滚珠 丝杠 副和刀 架横 向滑板 完成 横 向进 给运 动 。 在 架 的滑 枕 卜安装 电动 多工位转 塔 刀台 。具 备快
I 求 ,数控 化车 削加工 势 在必行 。 要
然而 ,投 资购 买全 新 的大型数 控立 式车 床不仪 投 资

C5225立式车床主传动改造及PLC控制的实现

C5225立式车床主传动改造及PLC控制的实现
4 结论
在保留原变速箱机构基础上, 将 C 5225 立式车床液压 16 级手工变速改造为液压 4 级无级变速, 缩短了改造周期, 减少 了改造的工作量, 降低了改造成本, 同时提高了操作的简洁性。 无 级 变 速 使 C 5225 立 式 车 床 在 加 工 中 得 到 最 有 利 的 切 削 速 度; 能在运转中变速; 能在负载下变速, 便于车削大端面时保持 恒定的切削速度, 提高了生产效率和加工质量。PLC 控制的应 用, 使整个机床控制系统线路大为简化, 使机床故障检测和维 修 更 为 方 便 、迅 速 。

AC 220V
X 14
Y 21
X 15
Y 22
X 16
X 17
Y 23
X 20
Y 24
X 21
Y 25
FX 2N -80M R P LC
( )
Y 26 X 22
Y 27
X 23
Y 30
X 24
Y 31
Y 32
Y 33
X 25
Y 34
X26 Y44Y52
Y 53Y 54
X 41
X 42
Y 56
X 43
PLC 控制程序设计除要保证机床主运动各个动作的正确 运行外, 还要保持机床原操作方式不变以利机床操作人员的操
变速启动 变速到位 工作台Ⅰ档 工作台Ⅱ档 工作台Ⅲ档 工作台Ⅳ档

C6150普通车床的数控化改造设计

C6150普通车床的数控化改造设计

C6150普通车床的数控化改造

摘要:与普通车床相比较,数控机床作为机电液气一体化的典型产品,可以解决在机械加工中结构比较复杂多变的零件加工的问题,而且加工质量好,生产效率也高。随着科学技术的快速发展,数控机床的占有率已经成为衡量一个国家机械制造业水平的重要标志。

购买新的数控机床或者从国外进口是提高产品质量和效率的主要方法,但是费用高,许多工厂在较短时间内没有办法实现,这样就严重阻碍企业设备更新的脚步。采用经济型数控系统对普通机床进行数控化改造,特别适合我国普通机床拥有量大,生产规模小的具体国情。

本次设计是对C6150普通车床的数控化改造设计计算,主要是对原有机床的结构进行创造性的设计,最终使机床达到比较理想的状态。其中主要对伺服系统、数控系统等方面做了详细的计算和设计。设计时我先对数控机床系统进行了总体方案的设计,然后对进给系统、齿轮箱传动比及步进电机进行了设计、选型和计算,最后对微机数控系统硬件电路进行了设计。

关键词:数控改造步进电动机单片微机

Reforming design of NC for C6150 general l

-athe

Author’s Name: Qi Yan-ting Tutor: Xue

Xiao-lan

ABSTRACT: As a representative production of mechanical, electronic, hydraulic and pneumatic integration, numerically controlled machines have a stabilization quality and high efficiency, and can solve problems such as complex structure, high precision, mass production, part variety in machining.Along with the science technical fast fierce development, numerical controlling tool machine has already become the important marking which measures a national machine manufacture industry level.

CQ5250立式车床的数控化改造

CQ5250立式车床的数控化改造
工 人 的劳动 强度大 。
1 普 通 立 式 车 床 加 工 存在 的不 足
金华 水 轮机 厂 一 台 8 O年代 由武汉 重 型机 床 厂
所 以 , 了解 决 普通 立 式车 床 加 工 中存 在 的 不 为
足, 能满 足现代 加工 的需 要 , 对其 进行 改造 。 生产 的普通 5 m立 式 车床 (Q 2 0, C 55 ) 是加 工水 轮机 叶轮 的重要设 备 , 电气 设 备较 为复 杂 。 电气 控 制 其
关 键 词 : 式 车 床 : 控 改 造 ; 案 立 数 方
中圈源自文库分 类 号 :G 1 T 55
文 献 标识 码 : A
文 章 编 号 :6 1 39 (0 6 0 — 0 7 0 1 7 — 6 9 2 0 )3 0 1- 3
Nu rc l n r l r n fr t no Q5 5 ria te meia to a so mai fC 2 0Vet l h Co T o c La
摘 要 : 通 立 车 进 行 数 控 改造 可以 取得 良好 的 经 济 效 益 和 应 用效 果 , 利 于提 高 企 业 的 生 产 力 和 竞 争 力 。本 文 通 普 有
过 对 CQ5 5 2 0普 通 立 式 车 床 的分 析 , 出 了刀 架、 控 及 进 给 伺 服 驱 动 系统 、 提 数 主轴 传 动 的 数 控 改 造 方 案 。

普通立式车床的数控化改造的开题报告

普通立式车床的数控化改造的开题报告

普通立式车床的数控化改造的开题报告

一、选题背景

目前,在制造业中,数控技术已成为生产制造中的常规工具。数控车床正是其中最重要的设备之一。随着生产和市场要求的不断增长,普通立式车床已难以满足生产效率、质量和精度等方面的要求。为此,将普通立式车床进行数控化改造,以增强其功能和性能,提高生产效率和质量,已成为制造业中的一个趋势。

二、选题意义

数控车床经过数控化改造,可具备更高的自动化程度,精度更高,生产效率也更高。具有以下优点:

(1)精度高。数控车床采用数控系统控制,可保证加工精度和重复精度。

(2)生产效率高。数控车床自动化程度高,通过编写加工程序和自动换刀等功能,大大减少了人工干预和加工时间。

(3)操作简易。数控系统可通过图形和符号进行指令输入,大大降低了技术要求,易于操作。

(4)适应性强。数控系统具有程序重复使用和修改功能,便于适应不同的生产制造要求,并可随时调整加工方案。

三、研究目标

本次研究主要目标是:

(1)研究普通立式车床的数控化改造技术,包括数控系统选型、控制程序编写等方面。

(2)设计实现数控化改造方案,并进行相关试验和验证。

(3)对数控化改造后的普通立式车床进行性能对比测试,验证其加工精度和生产效率等指标的优化效果。

四、研究内容

本次研究主要内容包括以下几个方面:

(1)数控系统选型和配套设备的选取。

(2)数控系统的安装和调试,包括控制程序的编写和优化。

(3)机械部件改造和安装,包括电机、伺服驱动装置、传动机构等的改造和安装等。

(4)数控化改造后的普通立式车床的试验和验证,包括加工精度测试、生产效率测试等指标的测试和比较分析。

160KZ 15000/8000立式车床数控改造

160KZ 15000/8000立式车床数控改造
用s o l i d e d g e软件进行受力变形与应 力分析 。 关键 词 1 5 m立车 数控改造 右侧刀架 B 移动部件 重量 以 3 0 t 计算 , 摩擦 力按 照摩擦 因数 0 . 1 5 , 则 1 8 t + 4 . 5 t = 2 2 . 5 t , 驱动力满 足要求 。 ( 2 ) 滑 枕 Y向运动 由安装于右进 给箱 X T 轴( 箱体 右侧面 ) 中图分类号 T G 5 4 7 文献标识 码
驱 动齿 条 的最后 齿轮 1 9 / 1 0处 ,作 用力 为 9 5  ̄ 5 5 2 . 8 6 / 0 . 0 9 5 = 5 5 2 8 6 0 N = 5 5 2 . 8 6 k N = 5 5 . 3 t 。查 得右刀杆最大 切削力为 1 8 t , 加上
1 .加工材料 和刀具 加工零 件 的主要材料 是 2 0 C r Mn S i ,抗 拉强 度为 O 1 = 8 0 k g / mm , 屈服点 o - = 6 0 k g / mm , 硬度 H B≤2 1 0 , D= q b 4 0 0 0 ~ 5 0 0 0 am, r 切削参数 : t = 2 0 m m, S = 6 m m / r , n = 3 ~ 5 r / m i n , 车刀材料 Y T 5 , 主偏角 4 5 。 , 副偏角 1 0 。 。
切 向 力 = X t x S  ̄ . 7 5 x V , G- 为 切 削 力 系 数 ,查 表 得 =
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目录

第一章绪论 (2)

1.1课题研究背景 (2)

第二章机床数控系统 (4)

2.1改造方案 (4)

2.2相关技术 (4)

2.2.1变频技术 (4)

2.2.2伺服控制 (6)

2.3 PLC技术 (7)

2.3.1基础知识 (7)

2.3.2发展趋势 (8)

2.4小结 (8)

第三章 PLC编程技术 (9)

3.1概述 (9)

3.1.1语言特点 (9)

3.1.2编程语言的形式 (10)

3.2程序设计 (11)

3.2.1程序结构 (11)

3.2.2变量表 (22)

3.3小结 (22)

第四章PLC接口与通信技术 (23)

4.1自由口模式下PLC与计算机的通信 (23)

4.1.1通信协议 (23)

4.1.2通信技术 (25)

4.2 PLC与控制系统通信 (33)

4.3 PLC与人机界面HMI (34)

4.4小结 (35)

第五章总结 (36)

论文总结 (36)

致谢 (37)

参考文献 (38)

第一章绪论

1.1课题研究背景

由于机床一般都具有较长的使用时间,在上个世纪70、80年代制造的普通机床都采用的是接触器-继电器控制,到目前有很大一部分还在使用,该系统具有体积大、功耗大、控制速度慢、改变控制程序困难,由于是由触点控制,在控制复杂时可靠性降低。在如今的加工环境中已经越来越不适应精确,高效率的要求。

可编程序控制器(PLC)是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的,是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。

PLC是一种用于自动化控制的专用计算机,实质上属于计算机控制方式,PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。机床采用了PLC控制,用软件实现对机床运行的自动控制,可靠性大大提高。控制系统结构简单,外部线路简化。另外可方便地增加或改变控制功能。也可进行故障自动检测与报警显示,提高运行安全性,并便于检修。

鉴于其种种优点,目前,普通机床的继电器控制方式已逐渐被PLC控制代替。同时,由于电机交流变频调速技术的发展,机床的调速方式已由原来的齿轮箱固定档位调速改为直接由伺服电机拖动的无级调速。它具有体积小,调速范围广。

如果要把那些老式机床废弃,重新购买新的数控机床,不仅花费巨大,而且原有的老式机床也将浪费。在美国、日本和德国等发达国家,它们的机床改造作为新的经济增长行业,生意盎然,正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步,机床改造是个"永恒"的课题。所以,对这些机床进行数控化改造,就有了很大的市场,且具有投资少,交货快,可充分利用现有条件和采用最新技术的特点。

同购置新机床相比,一般可以节省60%~80%的费用,改造费用低。特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造,只花新机床购置费用的1/3,交货期短。但有些特殊情况,如高速主轴、托盘自动交换装置的制作与安装过于费工、费钱,往往改造成本提高2~3倍,与购置新机床相比,只能节省投资50%左右。

可以充分利用现有地基,不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。可根据技术革新的发展速度,及时地提高生产设备的自动化水平和效率,提高设备质量和档次,将旧

机床改成当今水平的机床。

宏观上看,工业发达国家的军、民机械工业,在70年代末、80年代初已开始大规模应用数控机床。最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后20年。如我国机床拥有量中,数控机床的比重(数控化率)到1995年只有1.9%,而日本在1994年已达20.8%,因此每年都有大量机电产品进口。这也就从宏观上说明了机床数控化改造的必要性。

目前,在我国随着企业加速进行现代化技术改造,PLC及其应用技术越来越多的应用到企业的设备改造和技术更新之中。近几年在大型机床的电气化改造中PLC技术的应用得到了长足发展,有许多成功范例。

第二章机床数控系统

我国20年以前生产的机床电气控制普遍采用交流接触器和继电器进行控制,经过长期使用,电器元件老化,触点烧损,造成设备故障频发。在维护中由于线路接点多,元件更新,许多故障不能及时处理,给企业生产带来诸多不便。随着电子和信息技术的发展,PLC技术也获得了长足进步。许多企业为了提高机床效率与精度开始对老式机床进行技术改造,运用PLC、变频控制、人机交互、网络控制等技术提高机床的可靠性和精度,提高设备现代化技术水平,以适应市场经济带来的挑战。

2.1改造方案

C5235双柱立式车床是武汉重型机床厂70年代生产的大型车床,采用接触器和继电器回路进行控制,主要加工大型碎矿、选矿备件。近几年,由于线路老化、接点烧损,电气故障频繁发生,控制回路多,故障难以及时排查,加之电子元件改型,往往牵一发而动全身,给维护工作带来极大困难。经有关技术人员讨论决定对电气线路进行数控化改造,采用PLC摸块作核心控制,用变频器驱动主电机带动工作盘,左右立柱电机更换步进电机,传动丝杠改用滚珠丝杠,用触摸屏代替控制柜,实现实时显示与控制。

改造后走刀量实现了精确控制与显示,加工锥体不再板立柱,安装专用挂轮系统,而只需输入指令,并且通过专用软件可与生产管理系统相连接,在后续开发通过编程还可实现加工球面、抛物面和复杂曲面加工,软件升级与开发都可通过编程实现。提高了加工效率和精度,实现自动化,为以后信息控制系统奠定了基础。

2.2相关技术

2.2.1变频技术

变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、再次整流(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。通过改变电流频率来改变电机速度,但如果仅改变

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