普通车床的数控化改造培训资料(doc 36页)
普通车床数控改造(c6132)
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机械设计制造及其自动化摘要本次设计是对普通车床C6132的数控化改造。
主要包括：主传动系统的改造、进给系统的改造、导轨和刀架的改造，以及控制系统改造。
结果表明，改造后的车床具有自动化程度高、精度高等优点，并且降低了成本，提高了原机床的使用价值。
关键词：车床数控改造滚珠丝杠数控系统一、总体方案拟定数控车床主要用于轴类、盘类零件的加工, 能自动完成外围柱面、内孔、锥面、圆弧面、螺纹等工序的粗细加工, 并能在圆柱面或端面上进行铣槽、钻孔、铰孔等工作, 可以实现回转体零件在预先加工好定位基面后, 一次装夹下完成从毛坯到成品的全部工序。
因此能够极大的提高生产率。
C6132车床主要用于对小型轴类、盘类以及螺纹零件的加工。
数控车床的结构改造要求：在改造中应尽可能保留原机床结构。
主传动系统中保留主轴箱内滑移齿轮变速机构，取消原操作手柄，实现主轴的正反转及停止，改由数控系统直接控制主电机，当数控系统发出M03指令后，主电机正转，通过传动系统实现主轴正转。
纵、横进给系统均采用交流伺服电动机。
用滚珠丝杠螺母机构代替普通的滑动丝杠螺母机构,具有摩擦力小,运动灵敏, 无爬行现象, 也可以进行预紧, 以实现无间隙传动,传动刚度好,反向时无空程死区等特点。
可提高传动精度。
普通车床数控化改造的主要内容
普通车床数控化改造的主要内容
1.数控系统的安装与调试：将数控系统安装在车床上，并进行相关调试，确保其正常运行。
2. 电机和传动系统的更新：将传统的电机和传动系统替换为具有更高性能的电机和传动系统，以确保数控系统的稳定性和精度。
3. 自动化控制系统的集成：将自动化控制系统集成到数控系统中，以实现对车床的自动化控制和监控。
4. 床身和导轨的改造：对床身和导轨进行优化改造，以提高车床的刚性和稳定性，从而提高加工精度和效率。
5. 刀架和刀具系统的升级：升级刀架和刀具系统，以适应数控系统的要求，提高加工精度和效率。
6. 系统的集成和测试：将各个部分集成起来，并进行测试和调试，以保证整个数控化改造系统的正常运行。
通过上述内容的改造，普通车床能够实现数控化加工，提高加工精度和效率，满足市场对加工品质和效率的要求。
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普通车床数控化改造
4．螺纹编码器的安装方案
螺纹编码器又称主轴脉冲发生器或 圆光栅。数控车床加工螺纹时，需 要配置主轴脉冲发生器，作为车床 主轴位置信号的反馈元件，它与车 床主轴同步转动。
1、同轴安装 同轴安装是指将编码器直接安装在主
轴后端，与主轴同轴，这种方式结构简单， 但它堵住了主轴的通孔。 2、异轴安装
异轴安装是指将编码器安装在床头箱
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、数控系统的选择，以 及进给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）根据系统的功能要求，需要扩展 程序存储器、数据存储器、键盘与显示 电路、I/O接口电路、D/A转换电路、串 行接口电路等；还要选择电动机的驱动 电源以及主轴电动机的交流变频器等。 （3）为了达到技术指标中的速度和精 度要求，纵、横向的进给传动应选用摩 擦力小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副； 为了消除传动间隙提高传动刚度，滚珠 丝杠的螺母应有预紧机构等。
（4）拆除四方刀架与上溜板总成，在横溜 板上方安装四工位立式电动刀架。 （5）拆除横溜板下的滑动丝杆螺母副，将 滑动丝杆靠刻度盘一段锯断保留，拆掉刻度 盘上的手柄，保留刻度盘附近的两个推力轴 承，换上滚珠丝杠副。 （6）将横向进给伺服电机通过法兰座安装 到横溜板后部的纵溜板上，并与滚珠丝杠的 轴头相联。 （7）拆去三杆（丝杆、光杆与操纵杆）， 更换丝杆的右支承。
2．安装电动卡盘
为了提高加工效率，工件的夹紧 与松开采用电动卡盘，选用呼和 浩特机床附件总厂生产的 KD11250型电动三爪自定心卡 盘。卡盘的夹紧与松开由数控系 统发信控制。
普通车床数控化改造设计
普通车床数控化改造设计
一、引言
二、设计方案
1.机床结构设计
机床结构设计是普通车床数控化改造的关键环节之一、首先需要对原有车床结构进行分析和评估，确定是否适合改造。
然后根据数控系统的要求进行设计改造，包括添加刀塔、伺服电机、控制系统等。
同时还要考虑加工精度、刚性和工作台移动等因素。
2.操作系统选择
操作系统是数控车床的核心，直接影响数控系统的性能和稳定性。
常见的操作系统有FANUC、SIEMENS、MITSUBISHI等，选择合适的操作系统需要考虑产品性能、技术支持和成本等因素。
3.传感器和执行器选型
传感器和执行器是实现数控车床动作控制的关键元件。
合理选择传感器和执行器可以提高系统的稳定性和精度。
常见的传感器有光栅尺、编码器等，执行器有伺服电机、步进电机等。
三、设备选型
设备选型是普通车床数控化改造的重要环节之一、根据设计方案选择合适的数控系统、传感器和执行器等设备。
1.数控系统选型
数控系统是普通车床数控化的核心设备之一、常见的数控系统有FANUC、SIEMENS、MITSUBISHI等，根据操作系统的选择确定数控系统的型号和配置。
2.传感器和执行器选型
根据设计方案确定合适的传感器和执行器。
传感器需要具有高精度、高稳定性的特点，执行器需要具有高速度、高精度、高扭矩的特点。
五、总结。
普通车床数控化改造课件【word版】6p
CA6140型普通车床数控化改造
袁剑梅
（陕理工机械工程学院机械制造及其自动化专业机自专062班，陕西汉中723003）
[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 line
（3）数控系统的硬件电路设计?：任何一个数控系统都由硬件和软件两部分组成。硬件是数控系统的基础，性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。有了硬件，软件才能有效地运行。
2.3总体方案的确定?
经总体设计方案的论证后，数控化改造设计时,在满足车床总体布局的前提下要尽可能利用原来的零部件,因此确定总体改造方案如下：
1.1机床数控化改造的必要性
①从提高资本效率出发，改造闲置设备，能发挥机床的原有功能和改造后的新增功能，从而提高机床的使用价值；
②适用于多品种、小批量零件生产；
③数控改造费用低，减少了投资额，经济性好。数控改造费用仅为新购一台数控机床的15％～25％，同购置新机床相比，一般可以节省75％～85％的费用。
(1)拆除原车床的纵向和横向丝杠及光杠、溜板箱及挂轮箱中的齿轮，用滚珠丝杠替换原有普通滑动丝杠，将选取的纵向滚珠丝杠副通过托架安装在原溜板箱与床鞍连接的部位上，纵横向滚珠丝杠两端尽可能利用原固定和支承方式。为便于安装滚珠丝杠副，丝杠采用分体式，用套筒联轴器实刚性联接；
普通车床数控化改造
普通车床数控化改造普通车床数控化改造摘要：这次设计主要是将一台普通车床进行经济型数控改造设计，设计改造后的经济型数控机床具有定位、直线插补、顺逆圆弧插补、暂停、循环加工、公英制螺纹加工等功能，且加工质量稳定可靠。
零件加工的适应性强，自动化程度高。
关键词：车床 ;数控 ;改造一、引言计算机技术与车床制造业的高速发展，特别是面向柔性制造技术的出现，使得数控车床得到了迅速普及。
这次设计主要是将一台普通车床进行经济型数控改造设计，由于定位精度高，所以纵、横向导轨均采用贴塑导轨，传动系统采用滚珠丝杠，同时，为提高传动刚度和消除间隙，对丝杠进行预拉伸，传动齿轮采用双片错齿消隙齿轮，驱动元件采用步进电机。
为了保证加工螺纹时，主轴转一转，刀架移动一个被加工导程，主轴用脉冲发生器通过波纹管联接，并将纵向和横向进给系统用单片机控制，是其成为一个能独立运动的开环进给伺服系统。
数控系统采用MCS—51系列的8031单片机扩展系统。
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组成。
系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用数码管，以显示加工数据及机床状态等信息。
为了达到机床要求的脉冲当量，传动系统采用步进电机齿轮减速后，带动丝杠。
二、数控改造的优点和意义数控机床是实现柔性制造、计算机系统、敏捷制造等先进制造技术的重要基础装备，它关系到一个国家发展的战略地位。
数控系统可分为开环、半闭环、闭环等几种形式。
开环具有稳定性好、环境是适应性强、造价底等特点;闭环定位精度和重复定位精度高，但造价高;而半闭环既有高档全闭环机床的加工精度，又有开环机床的稳定性和环境适应性，适合复杂零件的加工。
随着科学技术的迅速发展，数控技术的应用范围日益扩大，数控机床及其系统已成为机械制造业中不可缺少的组成部分。
我国在普及应用数控技术方面近几年来取得了很大的进展，从计算机数控(CNC)发展到直接数控(DNC)，并能独立设计和制造机械加工中心及柔性制造系统(FMS)。
普通车床的数控化改造培训文件
一般车床的数控化改造第一章绪论1.1 本文选题的背景及意义1.1.1 金属切削机床及其在国民经济中的地位金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，他是制造机器的机器，因此又被称为“工作母机”或“工具机”。
机床的母机属性决定了它在国民经济中的地位。
机床工业为各种类型的机械制造厂提供先进的制造技术与优质高效的机床设备，促进机械制造工业的生产能力和工艺水平的提高。
机械制造工业肩负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，即为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种机器、仪器和工具。
为适应现代化建设的需要，必须大力进展机械制造工业。
可见，机械制造工业是国民经济各部门赖以进展的基础，而机床则是机械制造工业的基础。
一个国际机床工业的技术水平在专门大程度上标志着那个国家的工业生产能力和科学技术水平。
1.1.2 数控机床的优越性数控机床是综合应用计算机、自动操纵、自动检测及周密机械等高新技术的产物,是技术密集度及自动化程度专门高的典型机电一体化加工设备。
它与一般机床相比,其优越性是显而易见的,不仅零件加工精度高,产品质量稳定,且自动化程度极高,可减轻工人的体力劳动强度,大大提高了生产效率,特不值得一提的是数控机床可完成一般机床难以完成或全然不能加工的复杂曲面的零件加工,因而数控机床在机械制造业中的地位愈来愈显得重要。
1.1.3 数控机床在我国的进展现状我国是世界上机床产量最多的国家，但在国际市场竞争中仍处于较低水平；即使国内市场也面临着严峻的形势,一方面国内市场对各类机床产品特不是数控机床有大量的需求,而另一方面却有许多国产机床滞销积压,国外机床产品充斥市场。
90年国外数控机床在我国市场的占有率仅达15%左右,而95年已达77%。
严峻阻碍我国数控机床自主进展的势头。
这种现象的出现,除了有经营上、产品制造质量上和促销手段上等缘故外,一个要紧的缘故是我国生产的数控机床品种、性能和结构不够先进,新产品(包括基型、变型和专用机床)的开发周期长,从而不能及时针对用户的需求提供中意的产品。
数控机床培训资料
数控机床培训资料第一节数控技术实践的重要性随着科学技术的飞速发展，社会对机械产品的结构、性能、精度、效率和品种的要求越来越高，单件与中小批量产品的比重越来越大（目前已占到70%以上），传统的通用、专用机床和工艺装备已经不能很好地适应高质量、高效率、多样化加工的要求，因而，以微电子技术和计算机技术为基础的数控技术，将机械技术、现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通信技术和成组技术等有机地结合在一起，使机器制造行业的生产方式和机器制造技术发生了深刻的、革命性的变化。
当今机床行业的计算机数控化已成为技术进步的大趋势。
数控机床是电子信息技术和传统机械加工技术结合的产物，它集现代精密机械、计算机、通讯、液压气动、光电等多学科技术为一体，具有高效率、高精度、高自动化和高柔性的特点，是当代机械制造业的主流装备。
数控机床大大提高了机械加工的性能（可以精确加工传统机床无法处理的复杂零件）。
有效提高了加工质量和效率，实现了柔性自动化（相对于传统技术基础上的大批量生产的刚性自动化），并向智能化、集成化方向发展。
所以，可以毫不夸张地说，（计算机）数控技术，是现代先进制造技术的基础和核心。
数控机床在机械制造业中得到日益广泛的应用（美国的数控机床已占机床总数的80% 以上），是因为它有效地解决了复杂、精密、小批多变的零件加工问题，能满足高质量、高效益和多品种、小批量的柔性生产方式的要求，适应各种机械产品迅速更新换代的需要，经济效益显著，代表着当今机械加工技术的趋势与潮流，也是现代机械制造企业在市场竞争激烈的条件下生存与发展的必然要求。
在数控机床发展过程中，值得一提的是数控加工中心的出现。
这是一种具有自动换刀装置的数控机床，它能实现一次装夹并进行多工序加工。
这种机床在刀库中装有钻头、丝锥、铰刀、镗刀等刀具，通过程序指令自动选择刀具，并利用机械手将刀具装在主轴上，这样可大大缩短零件装卸时间和换刀时间。
数控加工中心现在已经成为数控机床中一个非常重要的品种，不仅有立式、卧式等镗铣类加工中心用于箱体类零件的加工，还有车削加工中心用于回转体零件加工以及磨削加工中心等。
毕业设计CAK6150普通车床的数控化改造(PLC系统的改造)说明书
目录1绪论 (2)1．1 数控机床与数控技术 (2)1.1.1数控机床的发展趋势及国内发展现状 (2)1.1.2数控机床的发展趋势 (2)1.2数控改造的必要性 (4)1.2.1机床数控化改造的必要性 (4)1.2.2数控化改造的特点 (5)1.2.3、数控系统的选择 (6)1.2.4数控改造中主要机械部件改装探讨 (6)2 数控车床总体改造方案及机械部分设计 (7)2.1设计要求 (7)2.1.1 设计基本思路 (7)2.1.2总体方案设计 (8)2.1.3初始故障诊断原理 (8)2.2改造方案的确定 (9)2.3改造的实施 (11)2.4验收及后期工作 (12)3车床的PLC数控系统控制原理设计 (13)3.1 车床的操作要求 (13)3.2 PLC数控系统需解决的问题 (13)3.3 数控系统的控制原理 (14)3.4 总程序结构设计 (14)3.5手动程序梯形图设计 (16)4结论 (17)参考文献 (18)致谢 (19)1绪论1．1 数控机床与数控技术1.1.1数控机床的发展趋势及国内发展现状从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。
数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。
数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。
数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。
进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。
机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。
c6132普通车床de数控化改造
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: c6132普通车床; 数控化改造; 步进电机; 经济型数控系统ABSTRACTSummary of study on machine tool numerical control transformation of important project is to raise the level of technology and equipment in China, in our country now due to numerical co ntrol machine tools, processing capacity and finance limited, NC machine tools is a way to save money, fast and efficient. This article on C6132 of NC improvement on common lathe for in-depth study, including feasibility analysis for machine tool, machine performance and precision, fully able to realize process of cylindrical, conical, thread, facecontrol, improve the efficiency of the original machine tool production, reduce labor intensity.key words: lathe; numerical control transformation; stepping motors; CNC system目录摘要 (I)ABSTRACT (II)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 (1)1.3本文所研究的主要内容 (2)1.3本章小结 (3)2 车床总体改造方案设计 (4)2.1总体方案设计 (4)2.2主传动系统的改造 (4)2.2.1 主轴无级变速的实现 (4)2.2.2 主轴脉冲编码器的安装 (5)2.3横向进给传动系统的改造 (6)2.3.1 横向传动系统的改造 (6)2.3.2齿轮传动间隙的消除 (7)2.4导轨的改造 (7)2.5刀架部分的改造 (8)2.6数控系统的类型及选择 (10)2.6.1 数控系统的分类 (10)2.6.2 数控系统的选择 (11)2.7计算机系统的选择 (11)2.8本章小结 (12)3 C6132 车床数控化改造机械部分改造设计与计算 (13)3.1纵向进给系统的设计计算 (13)3.1.1切削力计算 (13)3.1.3 同步带减速箱设计 (15)3.1.4步进电动机的选择 (17)3.2横向进给系统的计算 (19)3.3车床改造的机械结构特点 (19)3.3.1 纵向滚珠丝杠 (19)3.3.2横向滚珠丝杠 (20)3.3.3 滚珠丝杠螺母副的设计、计算和选型 (20)3.3.4导轨副 (20)3.3.5主轴脉冲发生器 (20)3.3.6 安装电动卡盘 (21)3.4安装 (21)3.5本章小结 (22)4电气控制部分设计 (23)4.1硬件电路设计 (23)4.2单片机数控系统硬件电路设计内容 (23)4.3MCS--51系列单片机简介 (25)4.4存储器扩展电路设计 (26)4.4.1地址锁存器选用 (26)4.4.2 外部程序存储器选择 (26)4.4.3 内部程序存储器选择 (26)4.4.4 外部I/O接口电路的扩展 (26)4.4.5 键盘接口电路的设计 (27)4.5译码电路设计 (27)4.6其他辅助电路设计 (28)4.7步进电机的控制 (28)4.7.1 步进电机的工作原理 (28)4.7.2 步进电机的控制 (29)4.7.3 步进电机接口及驱动电路 (29)4.8C6132普通车床微机数控化改装硬件设计说明 (30)4.9控制软件设计 (31)4.9.1 总体方案设计 (32)4.9.2 环形分配器软件设计 (32)4.9.3 逐点比较法的直线插补软件设计 (33)4.9.4 逐点比较法的圆弧插补软件设计 (33)4.9.5 步进电机自动升降速控制 (33)4.10本章小结 (39)结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)附录 (43)1 绪论1.1 数控技术与数控机床数控技术，简称数控(Numerical Corltrol——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。
普通车床机械部分的数控改造
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｎｕ ｒｃ ｌ ｏ ｔｏ ａ ｓｏｍａｉｎｏ ｍｅ ｈ ｎｃ ｌ ａｔ ｆ ｏ ｓｒ ｃ ： ｍｅ ａ ｎ ｒｌｒ ｎ ｆｒ ｔ ｆ ｃ ａ ｉａ ｒｓ ｃ ｍｍｏ ｔ ｓ ｈ ｅ ｅ ｓｔ ｎ ｏ ｔｎｓｏ ｔｅｔａ ｓｏ ａｉｎ ｉ ｃ ｔ ｏ ｐ ｏ ｎｌ ｈｅ ｅ ｃ ｓ ｉ ａ ｄｃ ｎｅ ｔ ｆｈ ｎ ｆｒ ｔ ａ ｔ ｎ ｙ ｒ ｍ ｏ
术 的重 要手 段
国内外数控车床的床身大多采用普通铸铁 ， 在改造
中， 主要是修 复普 通车床导轨的精度 ， 以应充分利用 所 旧床身。 为了使改造后的车床有较高的加工精度， 应提高 车床导轨的精度。导轨 的修复方法主要有以下几种。 ①塑料导轨重新粘塑 。 使用聚四氟 乙烯导轨软带可
修复塑料 导轨 ， 这种导轨软带是 以聚 四氟 乙烯为基体 ，
①对普通车床存在的故 障进行诊断 ， 能恢复其功能
的尽量恢 复。
清洗导轨粘贴面后 ， 用胶粘剂粘合导轨软带 ， 压 １ 再 加 — ２ 后再合拢到配对的固定导轨或专用夹具上施加一定 ｈ 的压力 ， 室温下 固化 ２ ｈ 即可进行开槽 和精加工。 在 ４， ②铸铁导轨精加工。 铸铁导轨的精加 工可采用刮削
王印力 ， 周新民 。 叶选林
（ 西南林 学￣ Ｘ程学院 ， Ｅ． － 云南 昆明 ６０ ２ ） ５２ ４
摘 要： 简要 介绍普通车床数控 改造 的必要性 ， 数控 改造的 内容 ， 重点探 讨车床 主要机械 部件 的改造。 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ １４ ６ （０ ８ １－ ０ ６ ０ １０ — ４ ２ ２０ ）１０ ５ — ２
ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｒｅ ｙａ ｄｇｅ ｔｍｐ ｒａ ｃ ｔ ｃ ｅ ｅｔ ｎ ｆｒ ｔ ｎｏ ｍａｎｍｅ ｈ ｎｃ ａｔ ｆ ｏ ｓ ｎｒ ｄ ｃ ｄｂ ｆ ｎ ｒａ ｏ ｔｎ ｅｉａｔ ｈ ｄｔ ｔ ａ ｓｏｍａｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｉａ ｐ ｒｓ ｃ ｍｍｏ ｔｅ ． ｉ ｉｌ ｉ ｓ ａ ｏｈ ｒ ｏ ｌ ｏ ｎｌ ｈ ｓ ａ
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普通车床的数控化改造培训资料(doc 36页)普通车床的数控化改造第一章绪论1.1 本文选题的背景及意义1.1.1 金属切削机床及其在国民经济中的地位金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，他是制造机器的机器，所以又被称为“工作母机”或“工具机”。
机床的母机属性决定了它在国民经济中的地位。
机床工业为各种类型的机械制造厂提供先进的制造技术与优质高效的机床设备，促进机械制造工业的生产能力和工艺水平的提高。
机械制造工业肩负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，即为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种机器、仪器和工具。
为适应现代化建设的需要，必须大力发展机械制造工业。
可见，机械制造工业是国民经济各部门赖以发展的基础，而机床则是机械制造工业的基础。
一个国际机床工业的技术水平在很大程度上标志着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。
出一些特殊要求,甚至在产品即将投产时有的用户临时提出一些要求,这就需要迅速变型设计和修改相应的图纸及技术文件。
在国外,这项修改工作在计算机的辅助下一般仅需数天至一周,而在我国机床厂用手工操作就至少需1～2个月,且由于这些图纸和文件涉及多个部门,常会出现漏改和失误的现象,影响了产品的质量和交货期。
(4) 现在我国工厂设计和工艺人员中青年占多数,他们的专业知识和实际经验不足, 又担负着开发的重任。
(5)由于长期以来形成的设计、工艺和制造部门分立,缺乏有效的协同开发的模式,不能从制订方案开始就融入各方面的正确意见,容易造成产品的反复修改,延长了开发的周期。
为解决这些问题,必须对产品开发的整个过程综合应用计算机技术,发展优化和仿真技术,提高产品结构性能,并建立起基于并行工程(Concurrent Engineering)的使设计、工艺和制造人员协同工作和知识共享的产品虚拟开发环境,使用相应的产品虚拟开发软件，这样才能有效地解决产品开发的落后局面,使企业取得良好的经济效益。
1.1.4 机床数控化改造的必要性我国目前机床总量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。
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：用较少的资金，将普通机床改造升级为数控机床，可以为企业带来可观的经济效益。
1.2 机床数控技术的基本概念1.2.1概述数控技术，简称数控(NumericalControl)。
它是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。
用数控技术实施加工控制的机床，或者说装备了数控系统的机床称为数控机床。
数控系统包括：数控装置、可编程序控制器、主轴驱动及进给装置等部分。
要实现对机床的控制，需要用几何信息描述刀具和工件间的相对运动以及用工艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺参数，如：进给速度、主轴转速、主轴正反转、换刀、冷却液的开关等。
这些信息按一定的格式形成加工程序，通过数控系统的译码，从而使机床准确地动作和加工出优质的零件。
1.2.2数控机床的工作流程数控机床工作时根据所输入的数控加工程序，由数控装里控制机床部件的运动零件加工轮廓，从而满足零件形状的要求。
数控加工程序的编制：在零件加工前，首先根据被加工零件图样所规定的零件形状、尺寸、材料及技术要求等，确定零件的工艺过程、工艺参数、几何参数以及切削用量等，然后根据数控机床编程手册规定的代码和程序格式编写零件加工程序。
对于比较简单的零件，通常采用手工编程；对于形状复杂的零件，则在编程机上进行自动编程，或者在计算机上用CAD/CAM软件自动生成零件加工程序。
译码：数控装置接受程序，译码程序按照一定的语法规则将信息解释成计算机能够识别的数据形式。
刀具补偿：零件加工程序通常是按零件轮廓轨迹编制的。
刀具补偿的作用是把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹运动加工出所要求的零件轮廓。
插补：插补的目的是控制加工运动，使刀具相对于工件作出符合零件轮廓轨迹的相对运动。
位置控制和机床加工：位置控制的任务是在每个采样周期内，将插补计算出的指令位置与实际反馈位置相比较，用其差值去控制伺服电机，电动机使机床的运动部件带动刀具相对于工件按规定的轨迹和速度进行加工。
1.3 数控机床的组成和分类1.3.1数控机床的组成数控机床一般由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成，见图1-1：图1-1 数控机床的组成(1)输入输出设备输入输出设备主要实现程序编制、程序和数据的输入以及显示、存储和打印。
(2)数控装置数控装置是数控机床的核心。
它接受来自输入设备的程序和数据，并按输入信息的要求完成数值计算、逻辑判断和输入输出控制等功能。
(3)伺服系统伺服系统是接受数控装置的指令，驱动机床执行机构运动的驭动部件。
它包括伺服电路和伺服电机组成。
一般来说，数控机床的伺服驱动要求有好的快速响应性能，能灵敏而准确地跟踪由数控装置发出的指令信号。
(4)测量反馈装置该装置由测量部件和响应的测量电路组成，其作用是检测速度和位移，并将信息反馈给数控装置，构成闭环控制系统。
(5)机床本体机床本体是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分。
1.3.2数控机床的分类按伺服系统的控制原理可分为：开环控制的数控机床、半闭环控制的数控机床和闭环控制的数控机床。
(1)开环控制的数控机床这类数控机床不带有位置检测装置，数控装置将零件程序处理后，输出数字信号给伺服系统.驱动机床运动。
指令信号的流程是单向的。
如图1-2所示。
图1-2 开环控制的数控机床(2)闭环控制的数控机床这类机床带有检测装置。
它随时接受在工作台端测得的实际位置反馈信号，将其与数控装置发来的指令位置信号相比较，由其差值控制进给轴运动，直到差值为零，进给轴停止运动。
如图1-3。
图1-3 闭环控制的数控机床闭环控制可以消除包括工作台传动链带在内的误差，从而定位精度高、速度调节快，但由于工作台惯量大，给系统的设计和调整带来很大的困难，主要是系统的稳定性受到不利影响。
(3)半闭环控制的数控机床半闭环控制的数控机床与闭环控制得到数控机床的区别在于检测反馈信号不是来自工作台。
而是来自电动机端或丝杠端连接的测量元件。
如图1-4。
图1-4 半闭环控制的数控机床实际位置的反馈是通过间接测得的伺服电动机的角位移算出来的，因而控制精度没有闭环高，但机床工作的稳定性却由于大惯盆工作台被排除在控制环外，调试方便，因而广泛用于数控机床中。
1.4 数控机床的特点(1)加工零件的适应性强，灵活性好。
(2)加工精度高，产品质皿稳定。
(3)生产率高。
(4)减少工人的劳动强度。
(5)生产管理水平高。
1.5 CA6140车床数控改造技术参数最大工件直径/mm 400最大工件长度/mm 1500溜板及刀架重力/N 纵向（z 轴）800；横向（x轴）600刀架快速移动速度/m/min 纵向2.4；横向1.2最大进给速度/m/min 纵向0.6；横向0.3定位精度/mm ±0.015主电动机功率/kw 7.5启动加速时间/ms 30第二章车床的总体改造和设计2.1 CA6140车床改造的总休方案图2-1 数控系统的总体框架总体框架说明:(1) PC机：可采用工控PC机，可满足该控制系统的控制要求。
(2)运动控制卡：采用PCL运动控制卡，该卡是一种高速三轴步进电机运动控制卡，它有16位的数字输入、输出口，可实现三轴联动。
因此，它可以满足车床X、Z轴联动，实现直线，圆弧插补。
(3)光电耦合电路的作用是能够隔离外部干扰信号对运动控制卡的信号冲击，提高系统的稳定性。
(4)机床本体是由CA6140改造而来，拆除原来的丝杆，溜板箱，变速箱等。
(5)步进电机及其驱动器要能够达到0.005mm的加工精度要求。
(6)各种限位开关：减速开关，回零开关均安装在机床本体上，限位开关起着硬件硬限位的作用，当车床加工工件超出加工范围时，车床自动停止加工。
减速开关的作用是当车床刀架回零并走到车床零点附近时，减速开关被开启并通知车床减速走到零位置。
2.2 进给系统的设计考虑到该数控系统是开环控制，没有位置反馈，故进给系统尽可能的要减少中间传动环节。
本车床的X、Z两轴进给系统去掉了原来的进给系统的中间传动环节，直接采用了步进电机+刚性联轴器+滚珠丝杆的传动方案。
拆除原来的丝杆，增加少量的机械附件，就可安装步进电机及滚珠丝杆螺母副。
2.3 控制系统的软件部分该车床控制系统采用GSK980T系统。
其功能主要有读取零件的加工G代码，编辑和编译G代码，仿真加工(包括加工前仿真和与加工同步仿真)，回参考点，手工对刀，加工中断，超程软限位等功能。
它可处理进给速度，主轴速度及转速方向，刀具信息，M功能等多种加工信息。
加工过程中，软件界面的状态栏还可以显示出刀具当前的坐标，加工状态，加工时间等信息。
2.4 改造后机床的特点(1)具有与原机床一致的刚度与强度.(2)具有与原机床一致的加工范围。
(3)纵向进给直线度与原机床一样，其运动精度则有数控系统和纵向电机、滚珠丝杠的精度保证。
(4)横向进给的直线度和运动精度全部有改造部分的制造和装配精度保证。
(5)可充分利用机床床身部分的已加工表面作为改造部分的定位和测量基准。
(6)改造后的机床外型将类似于国产经济型数控车床，整体较美观、大方。
第三章机床的电气改造3.1 数控系统的选择机床数控系统(CNC系统)是数控机床的控制核心，随着机床数控技术的不断发展与进步，提高了数控机床的整体性能，尤其是它的加工精度和生产效率提高得更为显著，现在，数控机床已在机械工业生产中得到广泛应用。
目前市场上流行的数控系统，如FANUC、西门子、GSK980TD等都配置有车床数控系统，能够胜任车、削加工的大部分工作，并具有价格低廉、可靠性强、功能强大等特点。
在对多家数控系统进行比较后!我们选择了GSK980TD型数控系统。
数控机床应能长期连续加工，其数控系统必须能够长期无故降连续运行。
为保证机床长期可靠地运行，数控系统必须有抵抗恶劣环境的高可靠运行特性。