CA6140普通车床的数控化改造总体方案

湖南铁道职业技术学院HUNAN RAILWAY PROFESSIONAL TECHNOLOGY COLLEGE

毕业设计

题目: CA6140普通车床的数控化改造

系别: 机电工程系

学生姓名: 郭柳

专业班级: 数控维修091班

指导老师: 孙贵清老师

完成时间： 2011年12月

湖南铁道职业技术学院

毕业设计评阅书

1. 指导教师评语：

签名:

年月日2 . 答辩委员会综合评语:

经毕业设计(论文)答辩委员会综合评定成绩为:

答辩委员会主任(签字):

毕业设计评分标准

毕业设计任务书

机电工程系

一、设计课题名称：CA6140车床的数控化改造

二、指导教师：孙贵清

三、设计要求：

采用数控装置和伺服装置，对CA6140车床进行数控化改造。要求能进行车削数控加工，达到或超过原车削加工性能。数控装置、伺服装置选择合理，控制系统设计简单可靠，保护措施完备。

四、设计依据：

CA6140车床控制要求、电气原理图及相关参数；数控装置型号规格参数；伺服装置型号规格参数；常用低压控制电器型号规格参数。

五、参考资料：

熊光华主编·数控机床·北京：机械工业出版社；2002

廖兆荣主编·机床电气自动控制·北京：化学工业出版社；2003

王爱玲主编·现代数控机床结构与设计·北京：兵器工业出版社；1999

余良英编著·机床数控改造设计与实例·北京：机械工业出版社；1998

白恩远主编·现代数控机床伺服及检测技术·北京：国防工业出版社；2002

袁任光编著·交流变频调速器选用手册·广州：广东科技出版社，2002

曾毅等编著·变频调速控制系统的设计与维护·济南：山东科学技术出版社，2002

编写组编·机床设计手册第5卷上、下册·北京：机械工业出版社，1979

李荣生主编·电气传动控制系统设计指导·北京：机械工业出版社，2004

姜德希编·机床电气线路图册·北京：中国农业出版社，

编写组编著·工厂常用电气设备手册上、下册·北京：中国电力出版社，1997

六、设计内容进度及工作量

(一)设计内容和进度要求

(二)工作量

设计说明书：数控化改造总体方案设计；机械部分改造设计；伺服装置选型；伺服系统控制设计；数控装置选型；电气控制系统设计；机床安装与调试设计。

图纸：机械改造图；伺服系统控制原理图；电气安装接线图；电气原理图；元器件清单；

七、说明书的格式和装订要求

（一）毕业设计封面（全系统一格式）

（二）毕业设计评阅书（全系统一格式）

（三）评分标准（全系统一格式）

（四）毕业设计任务书（指导教师下发）

（五）毕业设计明细表（全系统一格式）

（六）目录

（七）毕业设计正文

（八）设计图纸

（九）毕业设计总结

（十）参考资料

注:说明书用A4开纸打印或书写，毕业设计正文字数不少于1.5万（含空格）八、毕业设计课题审批表

目录

第1章前言 (1)

1.1 问题提出 (1)

1.2 普通车床数控化改造的好处 (1)

1.3 机床数控化改造的意义 (2)

第2章改造总体方案 (3)

2.1 CA6140车床介绍 (3)

2.1.1 CA6140车床组成图 (3)

2.1.2 CA6140改造参数 (3)

2.2 数控化改造要求和内容 (4)

第3章机械部分改造 (7)

3.1 主传动系统 (7)

3.1.1主传动系统的介绍 (7)

3.1.2 主轴脉冲发生器 (7)

3.2 进给传动系统 (7)

3.2.1 纵向进给的改造与计算 (7)

3.2.2 横向进给的改造与计算 (11)

3.2.3 导轨 (15)

第4章辅助装置 (16)

4.1 刀架的改造与安装.................................... 错误!未定义书签。第5章数控部分 (19)

5.1 数控系统的选择 (19)

5.2 数控系统的介绍 (20)

5.2.1 操作面板 (20)

5.2.2 软件操作界面 (20)

5.2.3 系统参数 (21)

5.3 伺服驱动 (22)

5.4 伺服电机 (24)

第6章机床的安装与调试 (25)

6.1 数控系统的调试 (25)

6.1.1 参数设置 (25)

6.1.2 外部状态检查 (27)

6.1.3 伺服电机安装调试 (29)

6.1.4 接通伺服电源 (30)

6.1.5 连接机床调试 (30)

6.1.6 参数的设置与系统的调试 (33)

6.1.7 其他参数设置及传动链注意事项 (33)

6.2 电气PLC的调试 (33)

6.3 安装调试的注意事项 (34)

元器件清单 (35)

毕业设计图纸 (37)

致谢 (40)

参考文献 (41)

第1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。

所以，针对普通车床6140存在以下几个问题：

1）车床整体太破旧，机床磨损严重，加工精度达不到要求。

2)车床电气元件老化，连接线不稳固。

3)普通车床加工存在局限性，不能实现现代多种零件的加工。

4)随着机床的发展，机床也变成了数控化、人性化、效益化。而，普通车床实现一人操作多台机床，不能自动化控制。

故，据上述问题普通车床即将面临淘汰，因此，普通车床的改造势在必行。

1.2 普通车床数控化改造的好处

（1）有利于普通车床的再次利用

经改造后的车床能够再次利用，能够达到生产要求，实现数控化、人性化、效益化。

（2）有利于企业技术的提高，成本的节约

数控机床与普通机床相比，有很大的优势，数控机床具有高度柔性，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；而普通机床精度低，效率低，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，因此工人工资水平高。这样会大大的加大企业的支出，对企业的收入也是有所影响的。

（3）有利于企业经济开支的节约

数控化改造一般用户都能承担的起,这为资金紧张的中小型企业的技术改造开辟了新路,也对实力雄厚的大型企业产生了较大的吸引力。由于新型机床价格昂贵,一次性投资巨大,如果把旧机床设备全部用新型机床替换。要花费大量的资金,而替换下的机床又会闲置起来