普通车床的数控改造方法及设计有哪些
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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普通车床数控化系统改造方案(doc 15页)
普通车床数控化系统改造方案(doc 15页)修整来保证，工人的劳动强度大，已难以保证产品的加工质量。
随着新机车的发展，对机车轮毂的要求越来越高，多曲率圆弧处的曲率变化也越来越多。
先使用的普通车床已无法满足生产加工要求，必须更新设备，经多方面比较、认为对CW61100普通车床进行数控化改造比重新购买新设备可节约资金近10万元。
因此决定对CW61100普通车床进行数控化改造，以满足新型机车轮毂的加工要求。
二、改造方案的确定1、新型机车轮毂的外形特点及加工要求：新型机车轮毂的外形有多曲率圆弧处、外圆和端面及倒角做、组成，并且多曲率变化圆弧处加工精度要求高，加工难点主要是多曲率变化圆弧处；因此要求该设备改造后，该设备的Z向必须具有联动功能，由于该零件较大、重约500KG，因此对主轴转速要求不高，要求主轴以一定的转速旋转固定不变。
2、数控化改造方案的确定数控化改造方案的内容：系统运动方式的确定；数控控制系统的选择；伺服系统的选择；执行机构的结构；机械传动方式确定及机械精度的修复等内容。
应根据设计任务和要求进行调研，查阅技术资料，提出该造的总体方案，并对方案进行分析比较和论证。
①控制系统的选择根据新型机车轮毂的外型特点及加工要求，经对西门子数控系统比较，确定选择西门子802C控制系统，对该设备的Z向进行控制；并实现Z向的联动。
②伺服系统的选择根据改造后该设备加工零件的精度要求，确定选择编码器半闭环控制系统。
③执行机构的结构的选择执行机构的结构选择西门子伺服控制电机。
④机械传动方式的确定机械传动方式采用滚珠丝杠副加一级同步带减速装置进行运动和力的传递。
⑤机械精度的修复机械精度的修复主要指Z向导轨精度的修复。
三、机械部分改造1、Z向进给机构的改造。
拆除原机床的进给箱，利用原机床进给箱的安装孔和销孔安装滚珠丝杠丝母固定支撑架。
滚珠丝杠仍安装在原丝杠的位置，两端采用固定方式支撑，中间加辅助支撑，以提高滚珠丝杠的刚性。
普通车床的数控改造方法及设计方案图
用华中Ⅰ数控系统对 C6132 车床进行数控改造 2008-4-21 20:16:00 来源：中国自动化网 网友评论 1 条 点击查看 1 机械部分的改造把 C6132 普通车床改成数控车床的主要改造部位：主电 动机和水泵电动机能分别通过 M03、M04、M05、阴刀、M09 等指 令来进行控制；把原来的手动进给改成微机控制，实现二轴联 动；为实现螺纹车削在主轴后端加一光电编码器。
机械部分的改造，在原机床的基础上，去掉挂轮箱(保留三星齿 轮>、进给箱、溜板箱、刀架部分，保留大拖板、中拖板。
光电编码器的安装利用挂轮箱中的三星齿轮，找到与主轴传动比为 1:1 的传动齿轮，采用同心套通过一个固定支架与 光电编码器相联，结构示意图如图 1 所示。
纵、横向丝杠的改造去掉机床的进给传动系统，安装上 滚珠丝杠、减速器接口、步进电动机。
X 轴传动比为 5:3, Z 轴 的传动比为 1:1。
这类小型机床在中间设置一级传动结构的目 的是提高伺服电动机的使用寿命。
对于瞬时性的快速起、停起 到一定的缓冲作用。
改造后机床的传动进给示意图如图 2 所 示。
2 电控部分的改造华中Ⅰ型数控系统开放性好，所以改造非常简单。
具体 方法为全部拆除原车床的电控线路。
对单速电动机，直接从数 控系统的电控柜中出线与主轴电动机的 U2、 V2、W2 和冷却泵 电动机的 U6、V6、W6 连接。
对于双速电动机，除了直接连线以 外还应对电控柜和系统软件中的内置 PLC 系统程序 STEP.DAT 进 行相应的修改。
3 微机系统控制部分的设置对于一般车床的改造只须对以下两部分系统配置进行参 数设置就可以了。
一是轴参数，二是内置 PLC 的编码。
在华中Ⅰ型数控系统软件中输入正确的口令以后就可以 对轴参数进行设置了。
不同的用户在改造车床时步进电动机与 丝杠之间选择的传动比是不同的，同时丝杠的螺距也不同，所 以为了适用不同的传动比，华中Ⅰ型数控系统开发了一个有用 的工具，通过设置一对电子齿轮的比值来对实际的传动比进行 调整。
CA6136普通车床数控改造设计
CA6136普通车床数控改造设计【摘要】目前在一些企业还存在普通车床加工情况，我公司也有一定数量的CA6136普通车床，这些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，更主要的是不易形成批量化生产，从而在市场上缺乏竞争力，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。
同样机床数控化改造的市场也还有很大的发展空间，本文以普通车床CA6136的数控改造为例，介绍了普通车床数控改造的方法。
【关键词】车床CA6136；数控改造；设计我公司有数台CA6136普通车床，曾在生产加工中起作一定的作用，能进行基本的机械零件的加工，但在使用时发现其存在一定的问题，如加工的产品品种少、档次低、质量差，更多是不易形成快速批量化生产，从而提高了制造成本，增加了供货时间，影响了企业的生产经营。
车床作为机械制造业的重要基础设备，它的发展一直引起人们的关注，由于计算机技术的兴起，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即数控机床广泛应用，它克服了普通机床存在的缺点，为机械加工工艺过程自动化批量化生产的提供了较为理想的手段。
因此人们对传统的机床传动及结构的数控设计改造也有现实的需求。
下面就是对普通车床的数控改造方法进行设计。
一、数控机床改造的步骤1、调研及系统选型?：改造前必须对机床的结构、性能、运行状态、现有加工精度、特殊功能以及用户对系统改造后要求达到的性能进行详细了解。
数控系统主要由控制、驱动和测量系统3部分组成。
究竟是整体改造还是局部改造取决于上述3大系统的状况以及用户的经费。
系统的选型与配置需综合考虑机床状况、用户对功能的要求、改造经费及各种数控系统的特点。
系统配置时，需对电缆长度、电机扭矩及额定转速、主轴功率、系统安装空间等细节予以充分考虑。
2、设计准备阶段：准备阶段的工作包括改造部分电路设计、控制程序编制及技术培训。
电路设计主要是设计新系统硬件与非改造部分的接口，然后根据加工时机床动作的控制逻辑，对PLC进行编程，确保机床动作正确并实现最佳控制，在可能的条件下进行实验室模拟。
普通车床数控化改造方案
普通车床数控化改造方案一、待改造设备明细：1、设备名称：普通卧式机床2、设备型号：CA61363、生产厂商：沈阳第一机床厂4、该设备最大工件回转直径360mm，最大工件长度750mm的普通卧式机床。
二、改造目的：1、实现锚具用的夹片的数控车床生产。
2、提高夹片的生产效率和加工精度。
3、不改变原有机床的机械结构；4、增加数控控制部分，实现机床机械加工自动化；5、增强机床的可操作性；6、提高生产效率，提高加工精度，降低劳动成本，降低工人劳动强度。
三、改造方案及配置：1、X向进给轴改造：拆除机床原有手动进给机构和小丝杠更换为精密滚珠丝杠副，大托板尾部用铣床加工后便于滚珠丝杠与驱动电机连接，尾部安装电机支座及驱动电机，用连接轴连接。
2、Z向进给部分的改造：拆除原机床的丝杠、光杠、走刀箱、溜板箱；驱动电机安装在原走刀箱位置将滚珠丝杠安装在原丝杠安装位置，用连接轴连接丝杠与电机并用销钉锁紧，大托板与丝杠副采用三角支架和直角板连接利用原溜板箱孔位用高强度内六方螺栓锁紧，3、刀架部分改造：刀架部分是机床主要功能部分，对其改造主要是为了实现多把刀连续工作，自动换刀加工。
拆除原机床刀架及小托板，换上夹片加工专用排刀架。
该刀架操作简单，经济实用、加工精度高、刚性好、使用寿命长、工艺性好等特点。
配套刀具的选用可以选用数控机加刀具也可选用普通磨制车刀。
4、电器部分改造：数控系统采用南京公司生产的最新数控系统,驱动电机采用国产三相混合式步进电机；电机驱动模块采用南京大地数控系统内襄式驱动器；加装电器控制部分；安装数控系统与驱动电机、电机驱动器、车床主轴连接及控制单元。
取消原机床润滑系统，增加手动间歇润滑泵对两个进给导轨副、滚珠丝杠副进行润滑。
增装X、Z轴行程开关及相关附件。
5、数控系统介绍：数控系统采用高性能微处理器和大规模可编程逻辑阵列的专用数控电路，抗干扰能力强，可靠性高。
具有自诊断功能，内外部状态实时显示出现异常立刻报警。
普通车床的数控化改造设计
普通车床的数控化改造设计1.设计目的数控机床课程设计是机电一体化专业教学中的一个重要的实践环节，学生学完技术基础课和专业课，特别是“数控技术”课程后应用的，它是培养学生理论联系实际、解决实际问题能力的重要步骤。
本课程设计是以机电一体化的典型课题——数控系统设计方案的拟定为主线，通过对数控系统设计总体方案的拟定、进给伺服系统机械部分设计，计算以及控制系统硬件电路的设计，使学生能够综合应用所学过的机械、电子和微机方面的知识，进行一次机电结合的全方面训练，从而培养学生具有初步设计计算的能力以及分析和处理生产过程中所遇到的问题的能力。
2.设计要求课程设计是机床数控系统课程的十分重要实践环节之一。
通过课程设计可以初步树立正确的设计思想，了解有关的工业政策，学会运用手册、标准、规范等资料；培养学生分析问题解决问题的实际能力，并在教师的指导下，系统地运用课程和选修课程的知识，独立完成规定的设计任务。
课程设计的内容是改造设备，实现以下几部分内容的设计训练。
如精密执行机的内容应包括：课程设计题目总体方案的确定、系统框图的分析、电气执行元件的选用说明、机械传动设计计算以及机械和电气及其他部分（如环形分配器等）的说明。
该课程设计的内容及方法，可以归纳如下：1)采用微型计算机（包括单片机）进行数据处理、采集和控制。
主要考虑计算机的选择或单片机构成电路的选用、接口电路、软件编制等。
2)选用驱动控制电路，对执行机构进行控制。
主要考虑计算机的选择或单片机构成电路的选用，考虑电机选择及驱动力矩的计算，控制电机电路的设计。
3)精密执行机构的设计。
主要是考虑数控机床工作台传动装置的设计问题：要弄清机构或机械执行元件的主要功能（传动运动、动力、位置装置、微调、精密定位或高速运转等），进行力矩、负载功率、惯性（转动惯量）、加（减）速控制和误差计算。
4)学会使用手册及图表资料，计算机I/O接口设计和驱动电路以及数控化电气原理设计等。
二.总体方案设计1.系统运动方式：普通车床数控化改造应具有定位。
普通车床数控化改造总体方案设计
改造后的普通车床可以加工更复杂的 零件和更广泛的材料，拓展了其应用
领域和市场。
提升产品质量
改造后的普通车床加工精度和稳定性 提高，有助于提升产品质量和客户满 意度。
促进产业升级
普通车床数控化改造是机械制造行业 转型升级的重要方向之一，有助于推 动整个产业的升级和发展。
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伺服系统性能
根据车床的加工需求和改造重点， 选择所需的伺服系统性能，如扭矩 、转速等。
传动系统设计
主传动设计
根据车床的加工需求和改造重点 ，设计主传动系统的结构和性能
参数。
进给传动设计
根据车床的加工需求和改造重点 ，设计进给传动系统的结构和性
能参数。
其他传动设计
根据车床的加工需求和改造重点 ，设计其他必要的传动系统结构
包括机械结构改造、控制系统升级、设备调试等，预计需 要2个月时间。
改造后测试与验收阶段
对改造后的车床进行各项性能测试和安全评估，确保达到 预期效果，预计需要1个月时间。
改造实施费用预算
设备采购费用
根据所选设备的型号和配置，预计设备采购费用为XX万元。
改造施工费用
包括施工所需的人工费、工具费、材料费等，预计改造施工费用为 XX万元。
数控系统功能
根据车床的加工需求和改 造重点，选择所需的数控 系统功能，如车削、铣削 、钻孔等。
数控系统品牌
对比不同品牌数控系统的 性能、价格、可靠性等因 素，选择合适的品牌。
伺服系统设计
伺服系统类型
选择适合普通车床的伺服系统 类型，如步进电机、直流电机
、交流伺服电机等。
伺服系统精度
根据车床的加工精度要求，选择适 度的伺服系统精度。
普通车床的数控改造方法及设计图
用华中Ⅰ 用华中Ⅰ数控系统对 C6132 车床进行数控改造2008-4-21 20:16:00 来源：中国自动化网 网友评论 1 条 点击查看1 机械部分的改造 把 C6132 普通车床改成数控车床的主要改造部位： 主电动机和水泵电动机能分 别通过 M03、M04、M05、阴刀、M09 等指令来进行控制；把原来的手动进给改成微 机控制，实现二轴联动；为实现螺纹车削在主轴后端加一光电编码器。
机械部分的改造，在原机床的基础上，去掉挂轮箱(保留三星齿轮)、进给箱、溜板箱、 刀架部分，保留大拖板、中拖板。
光电编码器的安装利用挂轮箱中的三星齿轮，找到与主轴传动比为 1:1 的传动 齿轮，采用同心套通过一个固定支架与光电编码器相联，结构示意图如图 1 所示。
纵、 横向丝杠的改造去掉机床的进给传动系统， 安装上滚珠丝杠、 减速器接口、步进电动机。
X 轴传动比为 5:3, Z 轴的传动比为 1:1。
这类小型机床在中间设置一级 传动结构的目的是提高伺服电动机的使用寿命。
对于瞬时性的快速起、停起到一定的 缓冲作用。
改造后机床的传动进给示意图如图 2 所示。
2 电控部分的改造 华中Ⅰ型数控系统开放性好，所以改造非常简单。
具体方法为全部拆除原车床 的电控线路。
对单速电动机，直接从数控系统的电控柜中出线与主轴电动机的 U2、 V2、W2 和冷却泵电动机的 U6、V6、W6 连接。
对于双速电动机，除了直接连线以 外还应对电控柜和系统软件中的内置 PLC 系统程序 STEP.DAT 进行相应的修改。
3 微机系统控制部分的设置 对于一般车床的改造只须对以下两部分系统配置进行参数设置就可以了。
一是 轴参数，二是内置 PLC 的编码。
在华中Ⅰ型数控系统软件中输入正确的口令以后就可以对轴参数进行设置了。
不同的用户在改造车床时步进电动机与丝杠之间选择的传动比是不同的， 同时丝杠的 螺距也不同， 所以为了适用不同的传动比， 华中Ⅰ型数控系统开发了一个有用的工具， 通过设置一对电子齿轮的比值来对实际的传动比进行调整。
普通车床数控化改造总体方案设计
普通车床数控化改造总体方案设计随着科技的不断发展，数控机床已经逐渐取代了传统机床成为重要的生产工具，因为其快捷、精准、自动化、高效的特点，越来越受到企业和人们的青睐。
普通车床是加工金属零件必不可少的工具，但是其性能不能够满足复杂零部件的加工要求，所以更加显示了数控机床的实用性和重要性。
今天，我们将介绍一下普通车床数控化改造总体方案设计。
一、数控化改造的优势1、提高生产效率的能力数控机床的控制系统可以对生产过程进行监测，能够及时发现生产中出现的问题并对其修复，为生产提供了坚实的基础。
特别是在复杂加工的过程中，数控机床能够快速切削、加工出想要的产品，节省了工作时间、提高了生产效率。
2、提高零件精度和质量普通车床操作难度较大，要求工人对刀具、工件、加工速度等都能够很好地控制。
而数控机床则可以通过设定刀具的路径和位置、控制加工速度、调节加工深度等，从而保证产品的精度和质量。
3、简化操作流程数控机床的主要优势在于自动化生产，通过使用数控系统，可以避免一些人工操作，对工人的技能要求也较普通车床降低。
这极大地提高了生产效率，降低了对操作人员的要求，从而减少了工作强度。
二、普通车床数控化改造的关键技术1、控制系统控制系统是整个数控化改造过程中的核心部分，其主要作用是控制数控机床的动态加工过程。
控制系统包括数控软件和控制器两个部分，数控软件是用来进行编程的，控制器则是用来执行程序的，两者的相互协调是整个控制系统的关键。
2、运动控制系统运动控制系统是数控机床实现加工运动的重要部分。
它主要包括定位控制系统、运动控制系统和位置检测系统。
定位控制系统是用于控制人工输入的程序和数控系统程序中的切削位置和切削轨迹，运动控制系统用于执行运动控制命令和切削工艺参数，位置检测系统用于检测加工过程的位置精度和误差。
三、普通车床数控化改造的总体方案设计1、优化传动系统在普通车床数控化改造中，需优化其传动部分，以适应新的数控系统。
首先需要更换一些传动零件，例如齿轮等，将其改为钢制齿轮，从而提高了转速和变速的平稳性。
C6150普通车床数控改造
C6150普通车床数控改造第一章总体方案设计1-1设计目的：本设计是针对CA6150普通车床进行数控改造。
利用数控系统对纵、横向进给系统进行开环控制，纵向脉冲当量为0.01mm/脉冲，横向脉冲为0.005mm/脉冲，驱动元件采用步进电动机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动转位刀架，主轴采用变频器控制。
对于普通机床的经济型数控改造，在确定总体设计方案时，应考虑在满足设计要求的前提下，对机床的改动应尽可能少，以降低成本。
1-2总体方案确定根据设计任务，车床的横向、纵向（Z轴）进给运动采用步进电机、减速齿轮、滚珠丝杠副、滑板的传动方式。
由8031单片机组成微机作为数控装置的核心，由I/O接口、环形分配器与功率放大器一起控制步进电机转动，经齿轮减速后带动滚珠丝杠转动，从而实现车床的纵向进给运动。
1-3机械改造设计与计算机械设计内容包括：滚珠丝杠的设计计算与选用，齿轮减速机构的计算与选择，进给系统的步进电动机的计算与选择第二章伺服系统机械部分设计计算伺服系统机械部分设计计算内容包括：确定系统的负载、确定系统脉冲当量，运动部件惯量计算，空载起动及切削力计算，确定伺服电机，传动及导向元件的设计、计算及选用2-1 确定系统的脉冲当量脉冲当量是指一个进给脉冲使机床执行部件产生的进给量,它是衡量数控机床加工精度的一个基本参数。
因此,脉冲当量应根据机床精度的要求来确定。
对经济型数控机床来说，常采用的脉冲当量为0.01mm/step和0.005mm/step,在CA6150的技术参数中，要求纵向脉冲当量pf为0.01mm/step。
横向脉冲当量为pf=0.005mm/step。
2-2纵向进给系统切削力与滚珠丝杠的设计计算已知条件工作台重量：W=80kg=800N时间常量： T=25ms行程： s=950mm步距角： 2=0.75o/step快速进给速度：Vmax=0.5m/ms脉冲当量：pf=0.01mm/step（纵向）1、切削力的计算由机床设计手册可知，切削功率Pc=Pηk主电机功率: p= 5.5 kw主传动系统总效率：η=0.8进给系统功率系数：K=0.96Pc=Pηk=5.5×0.8×0.96=4.224kw纵车外圆：计算切削力FFz——主切削力；V——切削速度；由Pc=Fz ×v×0.001/60 可知Fz=1267.2N按切削力各分力比例：Fz：Fx：Fy =1：0.5：0.6Fx=0.5Fz=0.5×1267.2=633.6NFy =0.6Fz =0.6×1267.2=760.32NG=800N2、滚珠丝杠的设计与选择（1）、计算进给牵引力Fm作用在滚珠丝杠上的进给牵引力主要包括切削时的走刀抗力以及移动件的重量和切削分力作用在导轨上的摩擦力。
普通车床数控化改造总体方案设计方案
普通车床数控化改造总体方案设计1.机械部分的改造设计ca6140车床的主轴以及进给系统都是由法兰式电动机拖动。
普通车床主轴传动系统部分改造难度大、成本高，且精度提高有限，所以在改造此类机床时，摇臂钻床要选那些主轴各方面性能能满足使用要求的。
改造时，保留原主轴系统，对进给传动系统及电气控制系统进行改造。
进给传动系统的传动精度及效率也是数控机床性能的重要组成部分。
原机床进给箱为交换齿轮箱，结构复杂、反向间隙大、传动精度差。
在改造过程中，采用步进电动机与滚珠丝杠，并装有减速机构的传动方式，通过减速机构可得到所需的减速比并增大驱动力矩。
普通车床原机床是用滑动丝杠，传动误差大，因此在数控化改造中将其更换为滚珠丝杠。
滚珠丝杠的传动效率高、无爬行、预紧后可消除反向间隙、精度高。
改造后ca6140车床的横向、纵向传动方式为：步进电动机一消隙齿轮一滚珠丝杠螺母副一工作台的传动方式。
ca6140车床垂直方向的传动方式为：步进电动机一圆锥齿轮一滚珠丝杠螺母副一工作台。
同时，垂直方向还应考虑滚珠丝杠的自锁，采用超越离合器的自动平衡装置实现自锁。
ca6140车床的导轨是采用铸铁-铸铁或铸铁—淬火钢滑动导轨，其静摩擦因数大，摇臂钻床动、静摩擦因数相差较大，低速时易出现爬行，力矩损失大，影响运动的平稳性和定位精度。
若是将导轨改造成滚动导轨或静压导轨，工艺复杂、费用大、周期长；所以在对ca 6140车床改造时采用在普通车床原导轨上粘接聚四氟乙烯软带的方法。
聚四氟乙烯软带是以聚四氟乙烯树脂为基材与耐磨填充料复合后，在常温下用模压法成型烧结、车削和活化处理制得。
其特点是摩擦因数低，抗磨损，静、动摩擦因数差值小，定位准确，防振消声运行平稳，低能耗，具有耐老化和足够的力学性能，对提高机械加工精度、延长导轨副使用寿命也有一定的作用。
这种方法比较方便，费用低，动、静摩擦因数相差小，耐磨性和抗咬伤力强，具有良好的自润滑和抗振性，进给运动无爬行，运动平稳。
普通机床的数控化改造
图7-5 消隙联轴器 1—套筒 2、3—锥环 4—压盖 5—轴 6—螺钉
图7-5 消隙联轴器 1—套筒 2、3—锥环 4—压盖 5—轴 6—螺钉
图7 工作台加平衡 液压缸或配重
3)升降台式铣床工作台重，而且铣削力也较大，垂直丝杠要配备 功率较大的驱动电动机，且比较难选，因此可在工作台上加配重 或平衡液压缸来平衡(见图7)。
2.铣床的数控化改造
(1)工作台的进给运动 因为改造后的机床主要加工圆弧、凸轮一
类平面曲线轮廓，所以采用微机数控系统实现三坐标两轴联动控 制，工作台纵向(Ｘ轴)、横向(Ｙ轴)及垂直方向(Ｚ轴)的运动分别 由步进电动机经过一级齿轮减速后由滚珠丝杠副拖动。
(2)结构设计 1)应尽量消除齿轮副和丝杠副的间隙，齿轮采用双片薄齿轮错齿 法消除间隙。 2)若采用直流伺服电动机作驱动元件，伺服电动机的轴端为光轴， 齿轮与电动机轴、电动机轴与传动轴采用锥环无键连接较方便。
3)导轨副。 4)主轴脉冲发生器。 5)安装电动卡盘或液压卡盘。
(5)安装调整中应注意的问题 1)利用螺母的间隙调整装置调整丝杠副间隙时，应使调整后产生 的预紧力为丝杠副最大负载的 1／3 为宜。
2)传动丝杠轴线上各联轴套上的锥销孔应按十字分布方式进行配 作。 3)消除齿轮间隙的方法很多，调整中心距的方法是最简便的一种。 4)滚珠丝杠副的制造精度要求较高，加工工艺比较复杂，都是由 专业工厂按系列化进行生产。 5)主轴脉冲发生器的引出轴与车床主轴按1∶1无间隙柔性连接传 动，连接后应保证两者有很好的同步性。
1)纵向滚珠丝杠。
图2 车床纵向传动的支承结构 1、4—推力球轴承 2、10—径向滑动轴承 3—左端轴承座 5—左接杆 6、9—联轴套 7— 滚珠丝杠副 8—螺母座 11—丝杠托架 12—消隙变速箱 13—步进电动机
普通车床数控化改造设计
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。
机床数控化改造的优点：（1）改造闲置设备，能发挥机床原有的功能和改造后的新增功能，提高了机床的使用价值，可以提高固定资产的使用效率；（2）适应多品种、小批量零件生产；（3）自动化程度提高、专业性强、加工精度高、生产效率高；（4）降低对工人的操作水平的要求；（5）数控改造费用低、经济性好；（6）数控改造的周期短，可满足生产急需。
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。
C6140C1普通车床的数控化改造设计
四、改造效果分析
四、改造效果分析
经过数控化改造后，C6140普通车床可以显著提升加工精度和效率。首先，数 控系统的精确控制使得加工精度得到了大幅提高，有效避免了人为误差和经验误 差。其次，数控化改造使得车床自动化程度提高，减少了人工干预和调整的时间， 从而提高了生产效率。此外，改造后的车床可以适应多种复杂零件的加工需求， 拓展了车床的应用范围。
二、数控化改造方案
针对普通车床的不足，我们可以采取以下数控化改造方案： 1、硬件方面：将车床主轴、进给系统、传动系统等进行升级，提高车床的刚 性和稳定性。同时，安装数控系统所需的硬件设备，如数控装置、伺服电机等。
二、数控化改造方案
2、软件方ห้องสมุดไป่ตู้：采用先进的数控编程软件，如Mastercam、SolidWorks等，对 加工零件进行精确的三维建模和编程。此外，操作界面改为数字化显示，方便工 人进行参数调整和程序选择。
3、控制模块：基于数控系统和专用软件，实现对车床的精确运动控 制以及加工过程的实时监控。
3、经济效益：经过数控化改造后，C6140C1普通车床在降低生产成本的同时， 提高了加工效率和产品质量。改造后的车床为企业带来了显著的经济效益。
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。
C6140C1普通车床的数控 化改造设计
01 引言
03 设计思路
目录
02 需求分析 04 参考内容
引言
引言
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普通车床的数控改造方法及设计有哪些
1普通车床的数控化改造设计
机床的数控改造，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。
数控车床是机电一体化的典型代表，其机械结构同普通的机床有诸多相似之处。
然而，现代的数控
机床不是简单地将传统机床配备上数控系统即可，也不是在传统机
床的基础上，仅对局部加以改进而成(那些受资金等条件限制，而将
传统机床改装成建议数控机床的另当别论)。
传统机床存在着一些弱点，如刚性不足、抗振性差、热变形大、滑动面的摩擦阻力大及传
动元件之间存在间隙等，难以胜任数控机床对加工精度、表面质量、生产率以及使用寿命等要求。
现代的数控技术，特别是加工中心，
无论是其支承部件、主传动系统、进给传动系统、刀具系统、辅助
功能等部件结构，还是整体布局、外部造型等都已经发生了很大变化，已经形成了数控机床的独特机械结构。
因此，我们在对普通机
床进行数控改造的过程中，应在考虑各种情况下，使普通机床的各
项性能指标尽可能地与数控机床相接近。
2数控车床的性能和精度的选择
并不是所有的旧机床都可以进行数控改造，机床的改造主要应具备两个条件：第一，机床基础件必须有足够的刚性。
第二，改造的
费用要合适，经济性好。
在改装车床前，要对机床的性能指标做出
决定。
改装后的车床能加工工件的最大回转直径以及最大长度、主
电动机功率等一般都不会改变。
加工工件的平面度、直线度、圆柱
度以及粗糙度等基本上仍决定于机床本身原有水平。
主要有下述性
能和精度的选择需要在改装前确定。
1)轴变速方法、级数、转速范围、功率以及是否需要数控制动停车等。
2)进给运动：进给速度：Z
向(通常为8～400mm/min);X向(通常为2～100mm/min)。
快速移动：Z向(通常为1.2～4m/min);X向(通常为1.2～3m/min)。
脉冲当量：
在0.025～0.005mm内选取，通常Z向为X向的2倍。
加工螺距范围：包括能加工螺距类型(公制、英制、模数、径节和锥螺纹等)，一般
螺距在10mm以内都不难达到。
3)进给运动驱动方式(一般都选用步
进电机驱动)。
4)给运动传动是否需要改装成滚珠丝杠传动。
5)刀架
是否需要配置自动转位刀架，若配置需要确定工位数。
6)其他性能
指标选择：插补功能：车床加工需具备直线和圆弧插补功能。
刀具
补偿和间隙补偿：为了保证一定的加工精度，一般需考虑设置刀补
和间隙补偿功能。
显示：采用数码管还是液晶或者显示器显示，显
示的位数多少等问题要根据车床加工功能实际需要确定，一般来说，显示越简单成本越低，也容易实现。
诊断功能：为防止操作者输入
的程序有错和随之出现的错误动作，可在数控改造系统设计时加入
必要的器件和软件，使其能指示出机床出现故障或者功能失效的部
分等，实现有限的诊断功能。
以上是车床数控改造时需要考虑的一
些通用性能指标，有的车床改造根据需要还会有些专门的要求，如
车削大螺距螺纹、在恶劣的环境下工作的防尘干扰、车刀高精度对
刀等，这个时候应有针对性的专门设计。
3车床数控改造方案选择
当数控车床的性能和精度等内容基本选定后，可根据此来确定改造方案。
目前机床数控改造技术已经日趋成熟，专用化的机床数控
改造系统所具备的性能和功能一般均能满足车床的常规加工要求。
因此，较典型的车床数控改造方案可选择为：配置专用车床数控改
造系统，更换进给运动的滑动丝杠传动为滚珠丝杠传动、采用步进
电机驱动进给运动、配置脉冲发生器实现螺纹加工功能、配置自动
转位刀架实现自动换刀功能。
目前较典型的经济型专用车床数控改
造系统具有下列基本配置和功能：1)采用单片微机为主控CPU，具
有直线和圆弧插补、代码编程、刀具补偿和间隙补偿功能、数码管
二坐标同时显示、自动转位刀架控制、螺纹加工等控制功能。
2)配
有步进电机驱动系统，脉冲当量或控制精度一般为：Z为0.01mm，X
向为0.005mm(要与相应导程的丝杠相配套)。
3)加工程序大多靠面
板按键输入，代码编制，掉电自动保护存储器存储;可以对程序进行
现场编辑修改和试运行操作。
4)具有单步或连续执行程序、循环执
行程序、机械极限位置自动限位、超程报警，以及进给速度程序自
动终止等各类数控基本功能。
4车床数控改造实例
如图1-1所示为CA6140型普通车床数控化改造例，它采用了一
种比较简单但是较为典型的改装方案，改造后的车床进给运动由步
进电机A和B驱动，它们分别安装在床头箱内(或床身尾部)和拖板
后方，通过减速齿轮和纵横向丝杠带动车床的纵横进给运动。
(插图
1-1)为使改造后的车床能充分发挥数控车床的效能，纵横向丝杠螺
母副一般需要调换成滚珠丝杠螺母副。
当利用原丝杠螺母副时，为
了减少改造工作量，纵向驱动电机及减速箱一般装在床身尾部，这
时连接车床原传动系统(主轴系统)和纵向丝杠传动的离合器尚未拆除，工作时应使处于脱开位置。
同理，脱落蜗杆等原横向自动进给
机构若未拆除，工作时也应使其处于空档(空挡)位置。
改造后的进
给脉冲当量的量值靠步进电机步距角、减速齿轮比、丝杠导程三者
协调确定。
三者之间换算关系可以以下式表示：
(θ/360)×(ac/bd)×T=δ式中θ——步进电机步聚角(度);T——
所驱动丝杠导程(mm);a,b,c,d——齿轮齿数，当单级减数时，令c、d等于1;δ——脉冲当量值(mm)。
步进电机的参数根据阻力矩及切
屑用量的大小和机床型号来选择，普通车床(如C6140、C620等)的
数控改造中多采用0.08——0.15(N·m)静力矩的步进电机，如选
0.08(N·m)的作为横向进给电机;选0.15(N·m)的作为纵向进给电机。
若需要，可将原刀架换成自动转位刀架，则可以用程序数控转
换刀具进行切屑加工。
当数控系统发出换刀信号时，首先继电器K1
动作，换刀电动机正转驱动蜗轮蜗杆机构，使上刀体上升。
当上刀
体上升到一定的高度时，离合转盘起作用，带动上刀体旋转进行选刀。
刀架上方的发信盘中对应每个刀位都安有一个传感器，当上刀
体旋转到某个刀位时，该刀位的传感器向数控系统输出信号，数控
系统将刀位信号与指令刀位信号进行比较，当两信号相同时，说明
上刀体已旋转到所选刀位。
此时数控系统控制继电器K1释放，继电
器K2吸合，换刀电动机反转，活动销在反靠盘上初定位。
在活动销
反靠的作用下，螺杆带动上刀体下降，直到齿牙盘咬合，完成精定位，并通过蜗轮蜗杆锁紧螺母，使刀架紧固。
此时数控系统控制继
电器K2释放，换刀电动机停转，完成换刀动作。
也可以保留原刀架
仍采用手动转换刀具，但在换刀时必须设置程序暂停。
如果需要加
工螺纹，则要在主轴外端或其他适当部位装上一个脉冲发生器C，
用它发出脉冲使步进电机准确地配合主轴的旋转而产生相应的进给
运动，即保证主轴每转一转，车刀移动一个导程。
上述改造方案中，不更换丝杠方法当数控系统出现故障时，仍可以加工，但滑动丝杠
螺母副容易磨损故需要经常检修，而且功率和加工精度均不如滚珠
丝杠螺母副驱动方式。
另外，拖板与床身的导轨不够平行或垂直，
以及两者之间摩擦力过大，丝杠轴线与导轨间存在平行度误差等问
题均会使驱动阻力增加。
为了减阻力以提高步进电机的力矩有效率
和加工精度.机床改造完毕后，还应该对其进行安装调试及验收。
一
般来说，应特别注意安装的位置和基础，使机床处于良好稳定的工
作环境。
其次是全面检查各器件、插件的连接情况以及各油路、电
路的情况，再进行数控系统的连接。
当完成数控系统的调整，具备
了机床联机通电试车的条件，可切断数控系统的电源，连接电动机
的动力线，恢复报警设定，准备通电试车。
试车的目的是考核机床
的安装是否稳固，各传动、操纵、控制、润滑、液压、气动等系统
是否正常和灵敏可靠。
改造后的数控机床的验收是和安装调试工作
同步进行的。
一台机床数控改造完好后的检测验收工作是一项复杂
的工作，其试验检测手段及技术要求也很高，它需要使用各种高精
度的仪器，对机床的机、电、液、气各部分及整机进行单项性能综
合性能检测，包括运行刚度和热变形等一系列试验，其中应特别注
意机床数控功能的检验，最后得出该机床的综合评价。
5结论
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。
其改造涉及到机械、电气、计算机等领域，是一项理论深、实践强的系统工程。
在进行数控改造时，应该做好改造前的技
术准备。
改造过程中，机械修理与电气改造相结合，先易后难、先
局部后全局。
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