(正文)普通车床进行数控改造
机械机床毕业设计35CA6140普通车床进行数控改造设计
一、绪论1.1引言随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品的性能和质量不断提高，产品的更新换代也不断加速，因此对机床不仅要求具有较高的精度和生产率，而且应能迅速地适应产品零件的变换。
生产的需要促使了数控机床的产生，随着电子技术，特别是计算机技术的发展，数控机床迅速的发展起来。
从第一台数控机床（1952年美国）问世至今，机床的数控化率在不断的提高。
世界各工业国家已普遍生产和应用，日本生产机床的数控化率在1988年就已达到70%。
我国从开放搞活以来，加快了数控机床技术的引进，促使我国的机床数控技术的普及和发展。
当前普遍应用的微型计算机数控机床，它综合了电子技术、计算机技术、自动化技术、测量技术和机械制造等方面的最新成果，是一种灵活高效的自动化机床，是机电一体化的典型产品之一。
各大企业不断设置数控机床扩大再生产和替换陈旧设备。
数控机床的普及率不断提高，这种情况下，普通机床的数控改造是否必要可从以下几点说明。
数控机床可以较好地解决形状复杂、精密、小批多变零件的加工问题，能够稳定的加工质量和提高生产效率，但是应用数控机床还是受到其他条件的限制。
⑴数控机床价格昂贵，一次性投资巨大，对中小企业常是力不从心。
⑵目前各企业都有大量的普通机床，完全用数控机床替换根本不可能，而且替代的机床闲置起来又造成浪费。
⑶国内订购新数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产需要。
⑷通过数控机床对具体生产有多余功能。
要较好地解决上述问题，应走普通车床数控改造之路，从一些工业化国的经验者，机床的数控改造也必不可少，数控改造机床占有较大比例。
如：日本的大企业中有近30%的机床经过数控改造，中小企业则是70%以上。
在美国有许多数控专业化公司为世界各地提供机床数控改造服务。
我国作为机床大国-为了提高机床的数控化率对普通机床进行数控改造不失为一种良策。
一些发达国家如德国、美国、日本等就非常重视对旧机床的改造，而且已形成了一个完善的产学研结合的改造体系。
C620普通车床进行数控改造
摘要针对现有常规C620普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。
本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了C620机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。
采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。
改造过程如下：（1）机械部分的改造，包括纵向进给方向的改造和横向进给方向的改造。
主要包括对滚珠丝杠螺母副及反应式步进电机的计算选择及纵向、横向机构装配图方案的制定。
（2）电气控制部分的设计，主要包括MCS-51系列单片机及扩展芯片的选用和电气控制图的设计。
关键词：数控，单片机，步进电机，滚珠丝杠，改造ABSTRACTTo remedy the defects of ordinary lather C620, a design of data processing system and its single chip microcomputer system program is put forward to raise the processing precision and extend the machine’s usage, and to improve production rate。
This paper presents the process of designing numerical control reform，and explicitly introduces the design of mechanical and numerical control system reforms。
We adopt control system which has 8031 as cpu to cope with the signal，and output the step pulse through the I/O interface。
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C616型数控化改造
毕业设计（论文）设计（论文）题目：C616型普通车床改造为经济型数控车床系别：机械学院专业：班级：姓名：学号：指导老师：完成时间：目录序言--------------------------------------------------------------------------------------3 一、设计方案的确定-----------------------------------------------------------------4 （一）设计任务------------------------------------------------------------------------4 （二）总体设计方案的确定---------------------------------------------------------4 二、机械部分改造与设计------------------------------------------------------------4 （一）纵向进给系统的设计与计算------------------------------------------------4 （二）横向进给系统的设计与计算------------------------------------------------10 三、步进电机的选择------------------------------------------------------------------13 （一）步进电机选用的基本原则---------------------------------------------------13 （二）步进电机的选择---------------------------------------------------------------14四、机床导轨改造---------------------------------------------------------------------15五、自动转位刀架的选用------------------------------------------------------------16六、经济型数控机床改造时数控系统的选用------------------------------------17七、典型零件的工艺设计及应用程序的编制------------------------------------18 （一）工艺分析------------------------------------------------------------------------18 （二）工作坐标系的设定------------------------------------------------------------19 （三）手动钻孔------------------------------------------------------------------------19 （四）编制加工程序------------------------------------------------------------------19 小结---------------------------------------------------------------------------------------21参考文献---------------------------------------------------------------------------------22序言毕业设计课题：C616型普通车床改造为经济型数控车床课题简介：本课题是围绕将普通机床改造成经济型数控机床展开设计的，经济型数控机床是指价格低廉、操作使用方便，适合我国国情的装有简易数控系统的高效自动化机床。
普通车床的数控化改造毕业论文
学号：湖南理工学院成教学院毕业论文作 者 函授站 指导老师层 次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。
数控机床作为机电一体化的典型产品，在机题目：普通车床的数控化改造 年 级 专 业 职 称 完成时间械制造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，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。
但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。
如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。
因此，普通机床的数控化改造大有可为。
本文通过对CA6140普通车床的数控改造，使其加工精度明显提高，定位准确可靠, 操作方便，性能价格比高。
这种方法对中小企业设备的数控改造有一定的借鉴与推广作用。
本次改造主要针对车床的主轴系统、刀架系统、进给系统、反馈环节、电器控制柜及数控系统进行了改造。
关键词：数控；改造；车床。
摘要 (1)目录 (2)绪论 (4)L数控机床改造的背景和意义 (4)1.1数控机床在我国的发展现状 (4)1.1』车床数控化改造的意义 (5)1.1.2普通车床数控化改造的优点 (6)1.2数控化改造的内容 (7)1.3机床数控化改造的必要性 (10)2.车床数控改造的构思与方案 (11)2.1改造任务 (11)2.2改造方案的论证 (11)2.3改造方案的确定 (12)3.主要结构的数控改造方法 (13)3.1数控系统的改造 (13)3.1.1...................................................................................................................................... 数控系统的选择 . (13)3.1.2...................................................................................................................................... 电气控制原理 (14)3.2纵向（Z向）进给系统的改造 (16)3.2.1...................................................................................................................................... 改造思路 . (16)322实施步骤 (17)3.3横向（X向）进给系统的改造 (18)3.4刀架. (19)3.4.1...................................................................................................................................... 选用选用LD4-6132型电动刀架 (19)3.4.2...................................................................................................................................... 实施步骤 . (19)3.5主轴传动系统的改造 (19)3.5.1...................................................................................................................................... 改造思路 . (19)3.5.2...................................................................................................................................... 实施步骤 . (19)3.6滑动导轨副的改造 (19)4.安全防护 (19)4.1硬防护 (20)4.2软防护 (20)5.总结 (20)参考文献 (21)致谢 (22)随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品的性能和质量不断提高。
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。
普通车床的数控化改造方案
普通车床的数控化改造方案摘要：为了提高我国机床的国际竞争力，满足生产和教学需要，将普通车床进行数控化改造并提高其使用的多功能性、安全性是大势所趋，在对普通车床进行改造的同时，设计出便于工人使用的机床附属元件也是很有意义的，所以本次设计改造主要包括对普通车床进行数控化改造、“车、铣、钻复合”车床改造及安全扳手的设计改造。
车床;改造;数控化;多功能性;安全性1.引言我国是世界上机床产量最多的国家，目前机床总量380余万台，但其中数控机床总数只有11.34万台，数控化率不到3%，在国际市场竞争中处于较低水平。
所以，投入较少的资金，将普通车床改造升级为数控车床，可以为企业创造可观的经济效益，可以使学校适应现代化生产和教学的要求，同时也可提高我国机床的数控化率。
并且，在普通车床改造升级为数控车床的基础上，还要更大程度的提高该数控车床的多功能性、安全性、加工精度和生产效率，因此提出了以下改造方案。
2.改造方案2.1数控化改造方案对普通车床进行数控化改造，可以提高加工效率、加工精度和自动化程度，数控改造分为硬件设计和软件设计两个部分。
硬件设计主要包括液压卡盘、液压尾座的总体布局设计，及其主要零件形状、尺寸、材料的设计，在制造前还要对其进行有限元分析^p ，从而优化设计;软件设计主要包括PLC 和CNC系统的设计，包括CNC系统的选择及电气控制线的连接、PLC系统的选择及与CNC机床联接方式的确定，并设计与其配套的附属元件。
2.2“车、铣、钻复合”车床改造方案车铣复合是实现工件完整加工的有效方法，减少了零件在加工中重复拆卸、安装、找正所耗费的时间。
动力刀塔的设计是车铣复合车床的重要部分，它的性能将直接影响零件的加工精度、表面质量和机床生产率。
基于以上考虑，将动力刀塔设计如下：动力刀塔由步进电机、伺服电动机、横溜板、燕尾槽动导轨、立柱、动力头、刀具等组成，其中动力头是主要组成部分。
动力头部分可以安装十二把刀具，分别为车刀、铣刀、钻头、螺纹刀等;动力头安装在立柱上，可做旋转运动，方便了更换刀具;立柱可以沿着燕尾槽动导轨上下滑动，同时与主轴的旋转运动相配合，可以实现刀具与工件之间X向、Y向的相对运动。
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。
普通机床的数控改造
普通机床的数控改造普通机床是一种非常重要的机械设备，在各种生产制造过程中都扮演着重要的角色。
虽然它能够满足大部分的加工需求，但是在某些特定的场景中，传统机床也存在一些弊端，这时候普通机床的数控改造就十分必要。
普通机床数控改造是指将传统的非数控机床进行改装，使其具备数控加工的能力，从而提高其加工精度和生产效率。
数控改造可以应用于多种类型的机床，例如铣床、车床和钻床等。
这种技术在实践中已经得到了广泛的应用，其优点在于改造后的数控机床能够实现高精度、高效率、高自动化程度的加工，并且在生产过程中能够减少人工干预，避免人为错误的发生。
为什么要进行数控改造呢？其主要原因在于普通机床不能完全满足现代生产的需要。
在传统机床加工过程中，往往需要通过人工来控制机械的加工过程，这样不仅提高了出错率，同时也极大地影响了加工效率。
而通过进行数控改造，可以通过计算机控制机床加工过程，实现高精度、高效、高稳定性、高自动化程度的加工效果。
数控改造的最大好处就是提高了加工的准确性和生产效率。
因为数控加工过程中所有的加工参数都可以在程序中进行预先设置，这样就可以大大降低加工误差和减少加工重复次数，从而提高了生产效率。
同时，数控加工具有高度的重复性，可以确保生产的每个产品都拥有相同的大小、形状和质量标准，提高了产品质量。
除此之外，数控改造还能够提高机床的使用寿命。
因为数控精度高，能够保证机床的使用寿命长。
同时，数控机床还能够实现多种加工模式的切换，适应不同的加工要求。
这种灵活性与多功能性，使得数控机床在很多领域都能够发挥出更好的性能。
当然，数控改造并不意味着完全抛弃传统机床。
纯数控加工设备通常价格昂贵，而数控改造可以在不大幅度增加成本的情况下，将现有的机床进行升级，使其具备较好的数控加工能力。
总之，普通机床数控改造是一个非常有实际意义的技术，它可以提高生产效率、产品的质量和机床的使用寿命，具有广泛的应用前景。
虽然改造的难度较大，但是在技术不断进步的背景下，这种技术越来越成熟，实现的难度也越来越低，预计会在未来得到更广泛的运用。
浅析普通车床的数控改造
浅析普通车床的数控改造摘要:企业要在当前市场需求多变,竞争激烈的环境中生存和发展就需要迅速地更新和开发出新产品,以最低价格、最好质量、最短时间去满足市场需求的不断变化。
而普通车床已不适应多品种、小批量生产要求,数控改造后的车床操作方便,降低了操作者劳动强度,提高了产品质量,为下一道工序生产创造了良好条件。
而改造所需费用仅是购买简易数控车床价格的一半。
关键词:车床数控改造普通车床是目前使用最广泛的机床之一,其技术参数范围广,加工范围较广,但结构复杂且自动化程度低,生产效率低,不适用于精密、形状复杂零件的加工。
数控化加工是机械加工行业朝高质量、高精度、高效率发展的必然趋势。
在现有的普通车床基础上对其进行数控化改造是一条低成本、高效益的途径。
对企业现有的车床进行了数控化改造后,既满足了生产需要,又节省了很多经费,创造了可观的经济效益。
普通车床经过多次大修后,其零部件相互连接尺寸变化较大,主要传动零件几经更换和调整,故障率仍然较高,采用传统的修理方案很难达到大修验收标准,而且费用较高。
因此合理选择数控系统是改造得以成功的主要环节。
数控车床的改造目的是要求车床稳定可靠,以尽可能低的故障率运转。
普通车床应用微机控制系统进行改造,可以提高工艺水平和产品质量,减轻操作者的劳动强度。
现将应用微机控制系统对普通车床改造进行总结分析。
一、车床数控改造的目的意义改造后的车床生产效率高,是普通车床的3～5倍;减少工装,减少人为误差,提高加工精度,具有广泛的适用性和灵活性;缩短新产品的试制和生产周期,易于组织多品种生产,使企业能对场需求作出快速响应,能加工普通机床不能加工的大型复杂零件,能减轻劳动强度,改善劳动条件,节省人力,能降低劳动成本;熟悉了解设备、便于操作维修。
二、机床数控化改造的必要性我国目前机床总量400多万台,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为0.68～0.8万台,年产值约为18亿元。
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)。
车床的数控化改造方案(精简)
普通车床的数控化改造方案数控化加工是机械加工行业朝高质量，高精度，高成品率，高效率发展的趋势。
结合我国实际国情，经济型数控车床是我国从普通车床向数控车床发展的及其重要的台阶。
利用现有的普通车床，对其进行数控化改造是一条低成本，高效益的途径。
一、总体方案：图1 数控系统的总体框架配置总体框架说明：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。
我们采用了由ADVANTECH公司生产的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、光电耦合电路是自己设计的，它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C613改造而来，拆除原来的丝杆，溜板箱，变速箱等，保留原来的三爪卡盘等。
5、步进电机及其驱动器是采用南京四通公司的。
驱动器的输入电压式45V，考虑步进电机的步距角和丝杆的螺距，本系统X轴的脉冲当量是0.00125，Z 轴的脉冲当量是0.0025。
完全能够达到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，限位开关是起这硬件硬限位的作用，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。
二、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。
根据计算，要求步进电机的扭距是5 Nm。
我们选用步进电机是南京四通公司的86BYG250C-SAFRBC-0302，步距角选用0.9/1.8，扭距是7.5Nm。
普通车床C616的数控改造毕业设计论文
摘要本文主要是将传统的C616车床的电气控制系统改造成为数字控制的开环控制系统。
随着当今工业设备对精密程度的要求越来越高，对机械加工设备的加工精密程度也要求越来越高。
而在中国的机械加工设备的车床中，普通车床占了很大比例。
这已经越来越制约着当今工业的发展。
而数控机床由于价格昂贵，且需要较高技术的加工工人。
所以对普通机床进行数控改造具有很大的意义。
本人在搜索、查阅和研究大量有关资料的基础上，对机床的数控改造技术进行了研究和分析，并描述了机床控制系统的设计。
整个改造过程主要对车床纵、横向进给系统进行了改造，选用自动转位刀架，由脉冲发生器来加工所需要的螺纹。
整个控制系统以8031型号的单片机为中心，通过编程对机床的驱动设备进行控制以达到所需要的加工程度。
关键词：C616车床数控改造8031单片机步进电机目录摘要 (1)ABSTRACT ....................................................... 错误!未定义书签。
第1章绪论. (1)1.1普通机床数控化改造概述 (1)1.2机床数控化改造的意义 (1)1.2.1 微观看改造的必要性 (1)1.2.2 宏观看改造的必要性 (2)1.3国内外机床改造业的发展概况 (2)1.3.1 国外机床改造业的发展 (2)1.3.2 国内机床改造业的发展 (3)1.4数控机床未来的发展方向 (4)第2章 C616普通车床数控改造总体方案的设计 (5)2.1本毕业设计的选题及主要任务 (5)2.2总体方案设计 (5)第3章机械部分改造 (7)3.1纵向（Z向）进给系统的设计 (7)3.2横向（X）向进给系统的计算与设计 (13)3.3机床导轨改造 (17)3.4自动刀架的选择 (18)3.5主轴脉冲发生器 (18)第4章电气系统控制部分改造 (20)4.1步进电机的选择 (20)4.1.1 步进电机选用的基本原则 (20)4.1.2 C616纵向进给系统步进电机的确定 (21)4.1.3 C616横向进给系统步进电机的确定 (21)4.2数控装置硬件设计 (21)4.2.1 数控系统硬件组成 (21)4.2.2 单片机的选择 (22)4.2.3 存储器的选择 (23)4.2.4 I/O接口电路 (23)4.2.5步进电机驱动电路 (24)4.3数控系统软件设计 (25)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)第1章绪论1.1 普通机床数控化改造概述随着机电一体化技术的迅猛发展，数控机床的应用已日趋普及，机械制造业正在越来越多地采用数控技术来改善其生产加工方式，用以解决现代机械制造中结构复杂、紧密、批量小、多变零件的加工问题，能够稳定加工质量和提高生产率，但是数控机床的应用也受到其他条件的限制。
(完整版)CA6140 普通车床的数控改造毕业设计论文
河南工业职业技术学院Henan Polytechnic Institute 毕业设计（论文）题目： CA6140普通车床的数控改造班级：机电设备维修与管理0902 班*名：***指导教师：**CA6140车床数控化改造摘要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。
数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造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，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。
但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。
如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。
因此，普通机床的数控化改造大有可为。
针对现有常规CA6140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。
本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了CA6140各个改造部分的设计。
通过对CA6140普通车床的数控改造，实现了加工精度明显提高，定位准确可靠，操作方便，大大提高了工作效率，稳定了零件的加工质量，并保留了原机床的基本结构和部分工作性能，能节约资金，缩短生产周期，是工厂进行机械设备技术化改造的趋势。
关键词：车床，数控，改造，精度，进给系统目录一绪论 (1)1.1数控机床的发展史 (1)1.2机床数控化改造的意义 (1)1.3数控化改造后机床的优越性 (2)1.4机床数控化改造的内容 (2)二设计要求及系统的选型 (4)2.1总体方案设计要求 (4)2.2设计参数 (4)2.3其他要求 (5)2.4系统的确定 (5)2.5系统的特点 (6)2.6GSK980TA的参数 (6)三车床丝杠的改造与伺服系统的改造设计 (9)3.1滚珠丝杠的优点 (9)3.2换用滚珠丝杠的设计 (9)3.3纵向滚珠丝杠选型与设计 (10)3.4横向滚珠丝杠的选用与设计 (16)3.5滚珠丝杠的支撑与轴承的选用 (20)3.6步进电机的选用原则 (21)3.7步进电机的选用 (23)3.8驱动器的选择 (31)四 CA6140其他部分的改造特点 (33)4.1电气控制系统的改造设计 (33)4.2主轴脉冲发生器的选用与安装 (36)4.3导轨副的改装 (37)4.4联轴器的安装 (37)五总结 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录 (33)一绪论1.1数控机床的发展史1946年诞生了世界上第一台电子计算机。
车床C620的数控改造
需求分析
3、适应多样化的生产需求：通过编程和控制，可以满足不同种类、不同批量 的生产需求。
4、维护和升级方便：改造后的车床应便于维护和升级，以便在未来适应新的 生产需求和技术发展。
4、维护和升级方便：改造后的 车床应便于维护和升级
2、软件改造
（3）生产管理：结合企业资源规划（ERP）系统，实现生产计划的动态调整 和优化。
三、改造效果分析
三、改造效果分析
经过数控化改造后，C616卧式车床可实现以下性能提升： 1、加工精度：通过选用高精度轴承、刀具和传动系统，以及先进的数控技术， 可大幅提高车床的加工精度。
三、改造效果分析
4、维护和升级方便：改造后的车床应便于维护和升级，以便在未来 适应新的生产需求和技术发展。
4、操作界面改进：设计友好型操作界面，使工人能够方便地操作机床。同时， 增加故障诊断功能，快速定位和解决机床故障。
参考内容
内容摘要
随着科技的不断发展，制造业正在快速变革，向着更高精度、更高效率的目 标迈进。在这个过程中，普通车床的数控化改造成为了制造业转型升级的重要手 段。本次演示将介绍C6140普通车床数控化改造的背景和意义，分析普通车床的 不足，提出数控化改造方案，并举例说明编程方式及改造效果。
四、应用前景展望
总之，C616卧式车床的数控化改造不仅能提升企业的生产效率和产品质量， 还能推动制造业的转型升级，具有较高的实用性和推广价值。在未来，我们应进 一步研究和优化改造方案，为制造业的发展贡献更多力量。
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车床C620的数控改造
01 引言
03 参考内容
目录
02 需求分析
普通车床数控化系统改造方案
普通车床数控化系统改造方案一、项目背景随着科技的不断发展，传统的普通车床正在逐渐被数控车床所取代。
数控车床具有高精度、高效率、高稳定性等优势，可以满足现代制造业对产品质量和生产效率的要求。
因此，对现有的普通车床进行数控化改造，可以提高其加工精度和生产效率，降低人力成本，提高企业竞争力。
二、目标1.提高加工精度和稳定性：通过数控系统的精确控制，实现加工精度的提高和加工过程的稳定性。
2.提高生产效率：通过数控系统的自动化控制，实现加工过程的自动化和快速完成，提高生产效率。
3.降低人力成本：通过数控系统的自动化控制，减少人工操作和监控，降低人力成本。
三、改造方案1.数控系统选型：根据企业的需求和预算，选择适合的数控系统。
可以选择开放式数控系统，以便后续的扩展和升级。
2.硬件改造：将普通车床的机械结构进行改造，增加数控系统需要的传感器和执行器。
例如，增加伺服电机、编码器、控制阀等。
3.电气改造：将车床原有的电气系统替换为数控系统所需的电气设备。
包括电源、变频器、控制器等。
4.编程与调试：根据加工工艺要求，编写数控程序，并进行相关工艺参数的设置和调试。
确保数控系统能够准确地控制车床的运动。
5.操作与维护培训：对操作人员进行相关培训，使其熟悉数控系统的操作和维护方法。
确保数控系统的正常运行和维护。
四、预期效果1.加工精度提高：通过数控系统的精确控制，可以实现加工精度的提高，减少加工误差，提高产品质量。
2.生产效率提高：数控系统具有自动化控制功能，可以实现加工过程的自动化和快速完成，提高生产效率。
3.降低人力成本：数控系统的自动化控制减少了人工操作和监控，可以降低人力成本。
4.提高企业竞争力：数控化系统能够提高产品质量和生产效率，提高企业竞争力，获得更好的市场发展空间。
五、风险与挑战1.成本风险：数控化系统改造需要一定的投资，成本较高。
需要评估投资回报率和风险控制。
2.技术难题：数控化改造涉及机械、电气、编程等多个领域的知识，对技术人员的技能要求较高。
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题目C620普通车床进行数控改造毕业设计(论文)说明书摘要随着市场竞争日益复杂激烈，普通机床已经难以满足企业的新产品开发对成本、效率以及质量等方面的要求。
本文主要对普通车床的数控改造过程进行了介绍，同时以C620普通车床作为例子，在对传统的缺点研究基础上提出了针对性的的改造方案，特别是机床设计的机械转换与电气控制。
其对数控机床CPU的合理利用以及对齿轮转动利用滚珠丝杆的设计等，提高数控化程度，实现进给运动的横纵兼具。
对普通车床C620的数控方案和单片机系统改造将大大提升其性能，拓宽其适用范围并降低工作者的劳动强度。
关键词:数字控制单片步进电机滚珠丝杆目录第一章总体方案的设计 (5)1.1设计任务 (5)1.2总体方案的论证 (5)1.2.1机械部分的改造设计 (5)1.2.2伺服进给系统的改造设计 (5)1.2.3数控系统的硬件电路设计 (6)1.3总体方案的确定 (6)第二章机械部分的改造设计 (7)2.1纵向进给系统的改造设计 (7)2.1.1纵向滚珠丝杠副的选用 (7)2.2.1.1确定系统的脉冲当量 (7)2.1.1.2车削力的计算 (7)2.1.1.3滚珠丝杠副的设计、计算和选用 (7)2.1.2 纵向步进电机的选用 (9)2.1.2.1脉冲量的计算 (9)2.1.2.2等效负载转矩的计算 (10)2.1.2.3等效转动惯量的计算 (10)2.1.2.4步进电机型号的选择 (10)2.2横向进给系统得改造设计 (12)2.2.1横向滚珠丝杠副的选用 (12)2.2.1.1确定系统的脉冲当量 (12)2.2.1.2车削力的计算 (12)2.2.1.3滚珠丝杠副的设计、计算和选用 (13)2.2.2横向步进电机的选用 (15)2.2.2.1脉冲量的计算 (15)2.2.2.2等效负载转矩的计算 (15)2.2.2.3等效转动惯量的计算 (15)2.2.2.4步进电机型号的选择 (16)2.3齿轮传动间隙的调整 (17)第三章电气控制部分的设计 (22)3.1单片机的选择 (22)3.2步进电机的驱动 (23)3.2.1环形脉冲分配器的选择 (23)3.2.2功率放大器的选用 (25)3.3步进电机的微机控制 (26)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)第一章总体方案的设计1.1 设计任务本次设计任务主要为对普通车床C620进行触控化程度的提高。
包括对伺服进给系统、数控系统的硬件电路等的优化设计。
1.2 总体方案的论证在满足总体设计要求进行数控化改造的前提下，尽量节约资金成本，提高普通车床使用性能与效率。
1.2.1 机械部分的改造设计普通车床往往在经历多次大修之后会出现零部件之间连接尺寸加大的问题，其精确度与分辨率机等仍然难以保障，数控机床改造则是以提高机床运行稳定性、提升精密程度为目的的，故而在此过程中为降低摩擦系数与提高传动刚度，考虑步进电机以及滚珠丝杠用哪种最为合理十分重要。
车床传动系统改进后其布局合理，摩擦阻力降低，运动进度提高，具体如图1-1所示：图1-1 改进后的车床传动系统：1.2.2 伺服进给系统的改造设计设计高性能的伺服进给系统是数控机床改造过程中的重要环节与关键技术，考虑本此设计为经济性数控改造，且开环设计的结构简单，工作精度较强，有较好的负载能力，故而选用开环伺服方式。
1.2.3 数控系统的硬件电路设计CPU在数控系统中起到关键作用，因此在NC装置在设计的过程中不得不重视CPU技术，所需考虑的因素包括以下三个方面：1. 高速高精算法与物体的移动速度紧密切合；2. 应用软件的升级，包括储存容量的拓展应考虑数控功能的强弱；3. 指令系统及 I/O扩展能力与单片机外部储存之间有着十分密切的相关性。
1.3 总体方案的确定在总体方案设计完成后，普通车床C620的经济模型的确定成为工作重点。
首先是关于主轴变速箱，为降低费用，只针对手工变速作以修改，输入相应的程序，使之服从相应的指令；其次是对滑动丝杠的改变，原机的普通滑动丝杠是很难满足企业现代化生产要求的，将其改为滚珠丝杠，这将大大减少摩擦，提高运行效率，同时驱动步进电机的使用也将推车床横向与纵向双向运动的实现。
第二章 机械部分的改造设计2.1 纵向进给系统的改造设计 2.1.1 纵向滚珠丝杠副的选用滚珠螺旋传动，顾名思义，是指对滚珠进行利用使得在运动过程螺纹能够产生滚动摩擦。
滚珠丝杆传动的与众不同主要体现在以下三个方面：1.滚动动作向滑动动作转变，传转运动为直线式而非旋转式，故而其摩擦系数较低，提高了传动效率；2.由于有着较低的发热，故而其寿命普遍较长，且结构相对简单，便于维修；3.在垂直传输上有较大的缺陷，需要用到自锁或者制动装置。
在数控机床，脉冲的轴线位移称为脉冲当量，也被称为最小单元。
该设计中心C620脉冲当量为：纵向/脉冲脉冲当量0.01毫米，脉冲当量横向0.005毫米/脉冲。
2.1.1.1 确定系统的脉冲当量纵向为0.005毫米/脉冲2.1.1.2 车削力的计算数控机床设计过程中对车削力的考虑不可或缺，结合各种影响因素，笔者将采用经验公式对切削力进行计算，具体如下：车床的主切削力)(N F Z 可用下式计算：5.1max67.0D F Z =车床刀架的最大直径是毫米。
故：N F Z3.556241067.05.1=⨯= 按以下比例分别求出分力xF 和yF ，4.0:25.0:1::=y x Z F F F则：NF x 1391=，NF y 2226=2.1.1.3 滚珠丝杠螺母副的设计、计算和选型最初滚珠丝杠螺母副采用的是机构类型的设计——预紧方式循环。
确定该循环类型后，家下来进行参数的选取确定以及详细计算。
参数主要包括：d 、L 、j 、k 、精度等级等。
(1)对进给率牵引力m F的计算涉及到滚柱丝杠子在运动过程中给进速度的牵引力，零部件的阻力、转移重量以及摩擦等都应给予考虑。
mF 计算公式如下：纵向进给导轨为三角形，则：)('G F f KF F z x m ++=N ))8003.5562(15.0139115.1(+⨯+⨯=N 2554=三角形导轨选取参数：N G f K 800,15.0,15.1'===(2)计算最大动负荷C使用滚珠螺杆对的直径，必须的作用下必须具有的轴向载荷，螺杆后反向百万转，在不会发生其滚动路径点蚀。
计算：丝杠转速01000L n sν=其中s ν=m in 75.0m 60=Lmin125675.01000r n =⨯= 寿命61060T n L ⨯⨯=（r 610）25.11101500125606=⨯⨯=最大动负荷N F j L C M w 13.858425545.125.1133=⨯⨯== (3)计算最大静负荷在滚珠丝杠副的状态为静止或者低速（m in 10r n ≤）状态下，其容易造成的损伤主要是滚珠轴承接触表面变形的时候可能产生的塑性变形程度过大所带来的损害，关于塑料变形的球的要求一般是不超过滚珠轴承接触表面变形1 / 10000。
在静态安全系数= 2的时候，滚珠丝杠的最大静载荷是：N =⨯=⋅=510825542max 0F f C s （0C ——产生塑性变形的荷载过大时最大允许的静荷载） (5)传动效率计算滚珠丝杠螺母副传动率为η()943.00506.00477.0542tan 442tan tan tan '0'0===+=φγγη参数如下表2-1所示：该工作主要检查滚珠丝杠在工作载荷和扭矩下，每一个引线的变形与丝杠的要求是否相一致。
每导程变形量L ∆可按以下公式计算πϕ20021L EF L F L L L m ±±=∆+∆=∆GJ TL 0±=ϕ选取)(106.204mm N E ⨯=221)(88.10174mm d F ==πmm EF L F L m 5401103.788.1017106.2062554-⨯=⨯⨯⨯=⋅=∆mmL L 4402102.221028.262--⨯=⨯⨯⨯==∆ππϕ其中：4441102.864mm d J ⨯==π mm mm 441028.2102.882462554-⨯=⨯⨯⨯=ϕ 则： 21L L L ∆+∆=∆ 45102.2103.7--⨯+⨯= mm 41093.2-⨯=mmm L L /000293.061001001⨯=∆=∆m mm /0049.0=查表时，选择螺杆的精度等级，允许误差满足要求。
(7) 稳定性校核不容忽视的稳定性安全系数印在允许的范围之内，只有这样，滚珠丝杠才是处于一个安全的状态。
)(k mkk n F p n ≥=其中kn 是指稳定性安全系数（通常取值范围在2.5～4）。
kp ——丝杠失稳时的临界负载，由：2)(l EJp k μπ=式中 l ——丝杠长度μ——丝杠轴端系数，由支承条件定。
J ——截面惯性矩，对实心圆4164d J π=对于铅螺丝的水平，考虑的影响的重量的理想(k n )≥4。
Np k 115776)12001(102.8106.202462=⨯⨯⨯⨯⨯=π)(452554115776k k n n ≥==丝杠不会失稳。
2.1.2 纵向步进电机的选用 2.1.2.1 脉冲量的选择电动机的步距角在三相步进运动模式中的步距角为005.175.0，而在三相六拍运动过程中所选用的步距角为075.0=β。
转脉冲数：r p S 48075.0360360000===β当脉冲当量：由此产生的中间齿轮传动比i 是：25.148001.06=⨯==S L i δ 2.1.2.2 等效负载转矩计算1.空载时的摩擦转矩LF Tm i L T s LF N =⨯⨯⨯⨯=⋅=046.025.18.02006.080006.02ππηωμ2.车削加工时的负载转矩L T()[]()[]mL F W FT Siy xLN =⨯⨯⨯++=++=5.125.18.02006.022*******.013912ππημ2.1.2.3 等效转动惯量的计算1.滚珠丝杠的转动惯量SJ2344000237.0321085.72.104.032m l d J S N =⨯⨯⨯⨯==πρπ2.拖板运动惯量换算到电动机轴上的转动惯量ωJm i L g W J w N ⨯=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=-522221076.425.112006.08.980012ππ 3.大齿轮的转动惯量2g J采用的是大齿轮齿数452=Z ，小齿轮齿数361=Z ，模数mm m 2=。
23424220005056.0321085.701.009.032m b d J g N =⨯⨯⨯⨯==πρπ4.小齿轮的转动惯量1g J23414110004142.0321085.702.0072.032m b d J g N =⨯⨯⨯⨯==πρπ换算到电动机轴上的L J221i J J J J J sg w g L +++=220023.025.100237.00005056.00000476.00004142.0mN =+++=p mm 01.0=δ312.1.2.4 步进电动机型号的选择笔者选用的主要类型110bf003步进电机，其步距角为005.175.0，最大静转矩m T ⋅N =8max ，转子惯量23108.36m kg J m ⋅⨯=-，可：5.018.085.1max <==T T L , 23325.0108.36103.2=⨯⨯=--m L J J141max<<T J L由验算结果可知电动机合格。