C6140普通车床数控化改造技术协议

C6150A普通车床数控改造方案

一、概述：

贵公司现有C61140普通车床，为了提高生产效率，提高产品的一致性和加工复杂零件。贵公司提出对C61140普通车床进行数控化升级改造。根据贵公司提出的技术要求，结合我公司在数控机床改造方面积累的经验。特制定如下C61140普通车床数控化升级改造技术协议。

二、机械改造部分：

根据《GJB5481-2005国家军用标准》{机床数控化改造通用技术要求}

改造前，应按GB/T 17421.1-1998规定的方法对机床几何精度进行检测，并符合下列要求:

对于改造后需加工的零件（顶头）精度在8级或8级以上的机床，其几何精度应不低于（设备修理精度检验技术手册）Ⅱ类机床的要求。

对于改造后需加工的零件精度在8级以下的机床，其几何精度应不低于（设备修理精度检验技术手册）Ⅲ类机床的要求。

(说明：由于该车床为全新设备。在改造前由双方共同确认机床几何精度，如果几何精完全符合国家标准及出厂精度将不进行几何精度修复工作。)

▲改造部分

(1)进给系统改造：用数控系统控制纵横两方向的伺服电机，实现X、Z两方向的进给。

①保留Z轴梯形丝杆，只增加伺服电机及行星减速机，获得Z向进给运动。

②将刀架滑动丝杠螺母副改为滚珠丝杠副。通过连接装置与伺服电机连接，得到X向进给运动。

(2)刀架保留原手动刀架，如需电动刀架，费用另计

(3)保留主轴的驱动方式，增加主轴编码器，编码器采用同步带传动方式。

▲普通卧式车床数控改造后示意图：

①在改造时取消其原有的走刀箱及溜板箱。

②将原机床上床身梯形丝杆、中拖板梯形丝杆更换为滚珠丝杆。

③因为为了节约费用，保留了Z轴梯形丝杆，但轴反向间隙可能较大（数控只能补偿1MM间隙），加工时尽量向同一个方向移动，反向移动时，需在程序上补偿反向间隙，同时T型丝杠精度不高，长距离时可能误差较大（根据丝杠磨损情况而定）。

④重新设计、加工伺服电机安装座。

⑤伺服电机与滚珠丝杆的联接采用梅花辨式联轴器。

⑥滚珠丝杆副的润滑采用集中润滑站系统定时定量润滑。

▲改造件的机械设计要求

1 机床改造件的安全防护设计应符合GB15760的规定。

2 加工件应符合图样、技术文件和有关标准的规定。

3 加工尺寸的未注公差，应符合GB/T 1804－2000的m级。

4 加工件在热处理后不再进行加工的表面应清洁，表面处理后的光泽应均匀一致。

5 重要铸件粗加工后应进行时效处理。

6 铸件上不影响使用和外观的缺陷，允许按有关规定进行修补。

7 加工件的已加工表面不应有磕碰、划伤和锈蚀等缺陷，螺纹表面不应有压痕。搬运和存放时，应防止加工件损伤和变形。

▲主要改造件加工的基本要求

1 箱体上滚动轴承孔的形状公差应符合GB/T 275-1993的规定。

2 箱体上孔端面对孔轴线的垂直度，一般应按所选轴承的型号和精度等级的安装精度要求确定。

3 系统中高速、重载和滑移齿轮的齿部应进行淬火、渗碳和表面氮化的处理，并应符合有关标准的规定。圆锥齿轮的精度应符合GB/T 11365-1989的规定。

4 滚珠丝杠副应符合GB/T 17587.3-1998的规定。机床传动链末端滚珠丝杠副精度等级的选择应保证各类型机床精度的要求。

▲数控改造装配技术要求

1）装配环境应清洁。精度要求高的部件，装配环境应符合有关规定。

2 ）装配时的零、部件应清理清洁。在装配过程中，零部件不应磕碰、划伤和锈蚀。零部件的配合面及外露表面不应有修挫和打磨等痕迹。

3）机床应按产品图样和装配工艺规程进行装配。装配到机床上的零、部件（包括外购件）均应达到图样及技术文件规定的质量要求。

4）装配后的螺栓、螺钉头部和螺母的端面应与被紧固的零件平面均匀接触，不应倾斜和留有间隙。装配在同一部位的螺钉，其长度一般应一致。紧固的螺钉、螺栓和螺母不应有松动现象，影响精度的螺钉紧固力应一致。

5 ）在螺母紧固后，各种止动垫圈应满足止动要求，需要时可采用在螺纹部分涂低强度或中强度防松胶代替止动垫圈。

6 ）移动、转动部件装配后，运行应平稳、灵活、轻便、无阻滞现象。

三、C61140普通车床数控系统升级改造部份：

（一）数控系统构成

(1) 广州数控928TEA。电源：提供ECU 24V DC；控制部件：用于控制最多3个模

拟坐标轴；NC控制面板：带图形液晶显示和键盘；机床操作控制面板；DI/O接口：16点二进制I/0；电子手轮：在JOC方式下，以增量方式可手动操作X/Z向运动。

(2) 系统的I/O接口分配：

①输入的控制信号：丝杠位置检测信号，包括X向和Z向正负硬限位、X/Z参

考点开关信号；伺服过载和急停信号及伺服就绪信号；四工位刀架信号。

②输出的控制信号：刀架正反转信号及油泵润滑信号；伺服使能信号。

(3) 参数设置及优化调试PLC机床参数包括I/O口高低电平有效定义、刀架控制、润滑有效、倍率开关、急停、X/Z硬限位、驱动优化有效、机床驱动器类型、刀架位数、换刀监控时间、MCP面板按键定义等。对伺服系统进行自动速度控制器优化处理。

（二）系统概述

1、数控系统：

数控系统选用世界知名品牌广州数控公司的928TEA

·X、Z、Y、4th、5th五轴控制，Y、4th、5th

轴的轴名、轴型可定义

·2ms插补周期，控制精度1μm、0.1μm可选

·最高速度60m/min（0.1μm时最高速度24m/min）

·适配伺服主轴可实现主轴连续定位、刚性攻丝、刚性螺纹加工

·内置多PLC程序，当前运行的PLC程序可选择

·G71指令支持凹槽外形轮廓的循环切削

·支持语句式宏指令编程，支持带参数的宏程序调用

·支持公制/英制编程，具有自动对刀、自动倒角、刀具寿命管理功能

·支持中文、英文、西班牙文、俄文显示，由参数选择

·具备USB接口，支持U盘文件操作、系统配置和软件升级

·2路0V～10V模拟电压输出，支持双主轴控制

·1路电子手轮输入，支持手持式电子手轮

·40点通用输入/32点通用输出

·外形安装尺寸、指令系统与GSK980TDa完全兼容

2 、电子手轮（FANUC）：

急停和使能按钮

5个伺服轴的旋转选择开关

3.5m长的伸缩电缆

手轮盒体积紧凑、重量轻，便于手持

手轮盒背后带有磁性材料，便于放置

3 、驱动器（广州数控）

·采用数字信号处理器（DSP）和超大规模可编程门

阵列(CPLD)，集成度高，可靠性好

·采用优化PID控制算法控制电机运转，提高了位置

与速度控制的准确性和快速性

·采用三菱公司智能功率模块（IPM），具备完善的保

护功能，显示报警代码，输出报警信号

·全数字式控制，用户可对控制参数进行设置，以适

用不同的应用需求

·独特新颖的外观设计，并获国家专利。专利号：200530157950.7

4、驱动电机系统：

·采用全封闭式结构，外形美观、结构紧凑。

·采用优化的电磁设计，电磁噪声低、运行平稳、效率

高。

·采用高性能稀土永磁材料，低速特性好、过载能力强。

·采用高速、高精度光电编码器，与高性能驱动单元配

合可作高精度速度和位置控制。

·采用IP65防护等级，确保电动机在-15℃～40℃环境

温度及粉尘油雾环境下可靠使用。

·采用进口高精度轴承和转子高精度动平衡工艺，确保电动机运行在最高转速范围内稳定可靠、振动小、噪声低。

·具有高转矩惯量比，快速响应能力强。

·部分电动机采用F级绝缘结构，寿命长，性能价格比高。

具体参数如下：CA6140/50

轴名额定功率额定/最高转速（rpm）额定扭矩/最大扭矩（Nm）X(130STJ-M075D) 1.88KW 2000/3000 7.5N.M

X(130STJ-M150B) 2.3KW 1500/2000 15N.M

Z(175STJ-M300B) 4.7KW 1500/2000 30N.M

Z轴增加1:3行星减速机

5、刀台：（不做改动，保留现有方式）

LD4型系列电动刀架工作原理及特点

LD4系列立式电动刀架采用蜗杆副传动，上下齿盘啮合定位，螺杆锁紧无触点霍尔元件发信的工作原理。具有转位快，定

位精度高，刚性好的优点。是普遍采用的经济型产品

6、主轴保留现有的控制方式及驱动系统。

7 、其它：

根据技术新、质量品质好、价格低、配件容易购买、品牌国内知名、市场占有率大、性价比好的原则，来确定改造产品技术选型：

更换机床低压电器，从新设计机床控制电路，从新选型继电器、接触器、指示灯、

开关、按钮等，所有低压电器用国内知名品牌的产品。

（三）控制功能：

轴控制功能：

·控制轴数：5轴（X、Y、Z）

·连动轴数：5轴

·公/英制转换EIA/ISO自动识别

·存储型螺距误差补偿

操作功能

·手轮进给（选配件）

·手轮进给倍率：×1，×10，×100，×1000（可设定）

·程序中断再启动

进给功能

·每转进给·自动加减速

·JOG倍率·自动拐角减速

·系统分辨率：0.001mm

刀具偏置补偿功能

·刀具补偿存储器30个·刀具偏置

编辑操作功能

·后台编辑·程序检索

程序输入功能

·极坐标指令·工件坐标系G54-G57

·工件坐标系测量值直接输入·算术和三角函数功能

·绝对值/增量值编程·轮廓编程（人机对话式编程）

·倒角，倒圆指令·程序数据输入

·用户子程序嵌套最大4级·各种加工循环

辅助/主轴功能

·主轴倍率选择·主轴准停，定向（需配伺服主轴和主轴编码器）

设定及显示功能

·坐标显示切换·动态参数显示·中文显示界面

其他

·用RS232接口实现于计算机双向通讯和DNC功能

·断点返回加工

·电子齿轮比·反向间隙补

（四）数控改造参数设定：

1)．速度设定：

进给速度（G01、G02、G03等）：2mm/min~~1000mm/min

快进速度（G00等）：2000mm/min~~4000mm/min

2)．精度设定：

理论控制精度（脉冲当量）：X、Z向0.001mm

显示精度：X、Z向0.001mm

重复定位精度：X≤±0.008mm，Z向≤±

0.01mm

定位精度：≤±0.015/300mm

3)．控制设定：

X，Z进给可以自动/手动控制，速度可以直接调节。

主轴起停，可以自动/手动控制。

冷却自动/手动控制。

定时自动润滑导轨

（五）数控系统框图（仅限参考）

驱

动

模

四、双方责任：

1．甲方责任

·按合同规定按期提供改造工作所需费用。

·提供机床缘由全部电气、机械图纸、技术资料以便乙方设计；工程结束后乙方完整归还给甲方。

·提供施工所需要的必要条件（如：场地、电源、起吊运输，场内交通设备等）和可能的配合。

·机床改造完成后，组织有关部门验收并签署验收报告。

·提供试加工件所需的标准试件和图纸、刀具、量具。 2．乙方责任

·乙方应保质保量，在合同规定时间内完成本协议上两项“电器改造部分”，“机械改造部分”中的各项内容。

·乙方应承诺本次改造所用外购零部件、组件的材料是合格材料；且各电器元器件均为合格的新产品且有有效合格证。

·配合甲方进行试加工，必须满足机床工艺要求。 ·爱护甲方场地内的各种设备和公共设施。 ·乙方应自觉遵守甲方现场的各项规章制度。 五、工作周期：

数控系统备货期：60天

乙方进入现场改造后：30天内完成设备的改造。 六、设备验收程序及标准：

验收在设备安装调试合格后进行。乙方在接到甲方到货通知后，应在1周内到

Z

TTL 编码器

主轴电机

达甲方现场，并负责设备改造、安装、调试工作。乙方通过调试确认合格后，以书面的形式通知甲方验收。由甲方组织有关部门人员，按照技术规范要求进行检查验收，设备连续空运转8小时无故障后，进行产品（数量由双方认可）连续加工，合格率应达到100%，当设备性能和加工工艺及产品加工达到技术质量要求时，为通过终验收。双方签署终验收报告。

七、售后服务

·改造竣工后，乙方向甲方提供两套完整的电气系统资料，机械改造资料，包括零件加工图纸，机械安装图，电器安装图、系统使用说明书、各种软件，硬件清单和所有资料将刻录成光盘以便保存，存档。

·验收并交付使用后，对非人为故障，乙方免费保修壹年。

·乙方免费为甲方培训2到3名操作人员，使其能熟练操作该数控进行数控加工。

·如设备使用中出现问题、故障，在接到用户电话后4小时内到用户现场，2个工作日内给出问题解决方案。

八、技术文件及图纸资料

验收移交的技术资料必须完整无缺，所提交的技术资料如下：1）设备改造使用说明书、数控系统操作说明书（一套）。

2）维护保养说明书、数控系统诊断说明书（一套）。

3）设备改造（竣工）图纸、PLC软件技术资料。

4）设备改造（完工）调试检查记录。

5）设备改造所用的外购器件和材料所带的技术资料。

6）质量保证书。

上面所有资料，除提供文字资料一式2份外，还提供资料光盘2张（含数控系统HMI软件）。

九、其它

其它未尽事宜，双方协商解决

沈阳欧马智能装备有限公司

2016-12-15

CA6140普通车床数控化改造设计

目录 第一章设计任务 (5) 1.1题目： (5) 1.2 任务 (5) 第二章总体方案的确定 (6) 第三章机械系统的改造设计方案 (7) 3.1主轴系统的改造方案 (7) 3.2安装电动卡盘 (7) 3.3换装自动回转刀架 (8) 3.4螺纹编码器的安装方案 (8) 3.5进给系统的改造与设计方案 (9) 第四章进给传动部件的计算和选型 (10) 4.1脉冲当量的确定 (10) 4.2切削力的计算 (10) 4.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (11) 4.4同步带减速箱的设计 (12) 4.5步进电动机的计算与选型 (13) 4.6同步带传递效率的校核 (16) 第五章绘制进给传动机构的装配图 (18) 第六章控制系统硬件电路设计 (21) 第七章步进电动机驱动电源的选用 (22) 第八章容总结 (29) 参考文献 (30) 摘要

我国目前机床总量为380万余台，而其中数控机床总数只有11.34万台，这说明我国机床数控化率不到3%。我们大多数制造业和企业的生产、加工设备大多数是传统机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、成本高等缺点，因此这些产品在国际、国市场上缺乏竞争了，这直接影响了企业的生存和发展。所以必须提高机床的数控化率。 对于我国的实际情况，大批量的购置数控机床是不现实也是不经济的，只有对现有的机床进行数控改造。数控改造相对于购置数控机床来说，能充分发挥设备的潜力，改造后的机床比传统机床有很多突出优点，由于数控机床的计算机有很高的运算能力，可以准确的计算出每个坐标轴的运动量，加工出较复杂的曲线和曲面。其计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记忆和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可以实现另一工件的加工，从而实现“柔性自动化”。改造后的机床不象购买新机那样，要重新了解机床操作和维修，也不了解能否满足加工要求。改造可以精确计算出机床的加工能力，另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，操作和维修方面培训时间短，见效快。另外，数控改造可以充分利用现有地基，不必像购入新机那样需要重新构筑地基，还可以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档次，将机床改造成当今水平的机床。 数控技术改造机床是以微电子技术和传统技术相结合为基础，不但技术上具有先进性，同时在应用上比其他传统的自动化改造方案有较大的通用性和可用性，且投入费用低，用户承担得起。由于自投入使用以来取得了显著的技术经济效益，已成为我国设备技术改造中主要方向之一，也为我国传统机械制造技术朝机电一体化技术方向过渡的主要容之一。

CA6140普通车床的数控化改造毕业设计论文

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。因此，我们必须走数控改造之路。 普通车床（如C616，C618，CA6140）等是金属切削加工最常用的一类机床。普通机床刀架的纵向和横向进给运动是由主轴回转运动经挂轮传递而来，通过进给箱变速后，由光杠或丝杠带动溜板箱、纵溜箱、横溜板移动。进给参数要靠手工预先调整好，改变参数时要停车进行操作。刀架的纵向进给运动和横向进给运动不能联动，切削次序也由人工控制。 对普通车床进行数控化改造，主要是将纵向和横向进给系统改为用微机控制的、能独立运动的进给伺服系统；刀架改造成为能自动换刀的回转刀架。这样，利用数控装置，车床就可以按预先输入的加工指令进行切削加工。由于加工过程中的切削参数，切削次序和刀具都会按程序自动调节和更换，再加上纵向和横向进给联动的功能，数控改装后的车床就可以加工出各种形状复杂的回转零件，并能实现多工序自动车削，

CA6140车床数控化改造解析

摘要 数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好的解决了现代机械制造中的结构复杂.精密.批量小.多变零件的加工问题。且能稳定加工质量，大幅度提高生产效率。但数控机床价格昂贵，一次性投入对企业来说负担很大。另一方面，在国内还有大量的普通机床,只需对其进行一些相关的技术性改造就可以形成一定生产能力的经济型数控机床。不仅能节省很大一部分资金，还能提升其市场竞争力。具有极大的经济潜力。 对于职业院校的数控实训教学而言，通过闲置的普通车床进行数控化改造，可盘活资产，实现资产优化配置，同时对教师和学生而言也是一次很好的学习、锻炼和提高的机会。对推动教学改革、专业转型和课程开发都有积极的意义。 我院现有闲置的普通车床为云南机床厂生产的CAY6140-1000，通过对该机床的结构特点进行分析，对机械和电气进行数控化改造，改造后的数控车床主要用于中小型轴类零件、盘类零件及螺纹的加工。

第一章数控机床的结构和工作原理 1.1数控车床工作原理及加工特点 以数字形式进行信息控制的机床称为数字控制机床，简称为数控机床。 数字控制系统是相对于模拟系统而言：数字控制系统中的信息是数字量，而模拟控制系统中的信息是模拟量。随着计算机技术的发展，硬件数控系统已被逐渐淘汰，取而代之的是计算机数控（CNC）系统。 图1-1 数控车床 1．数控车床的工作原理 数控车床加工零件时，首先应编制零件的数控程序，这是数控机床的工作指令。将数控程序输入数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速、启停，进给运动的方向、速度和位移大小，以及其他诸如择刀、工件夹紧松开和冷却润滑的启、停等动作，使刀具与工件及其辅助装置严格地按照程序规定的顺序、路程和参数进行工作，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。 2．数控车床的加工特点 （1）高难度零件加工：“口小肚大”的内成型面零件，有仅在普通车床上难以加工，还难以测量。 （2）高精度零件加工：高精度零件均可在高精度的特种数控车床上加工完成。 （3）高效率完成加工：为了提高车削加工的效率，通过增加车床的控制坐标轴，就能在一台数控车床上同时加工出两个多工序的相同或不同的零件，也便于实现一批工序特别复杂零件车削全过程的自动化。 1.2 数控车床的组成 数控车床一般由输入/输出装置、CNC装置、伺服单元、驱动装置、可编程控制器及电器控制装置、辅助装置、机床本体和测量装置组成。图3-1是数控车床的组成框图。其中除机床本体之外的部分统称为CNC系统

数控机床改造方案及实施

数控机床改造方案及实施 一、具体步骤 机械修理与电气改造相结合 一般来说，需进行电气改造的机床，都需进行机械修理。要确定修理的要求、范围、内容；也要确定因电气改造而需进行机械结构改造的要求、内容；还要确定电气改造与机械修理、改造之间的交错时间要求。机械性能的完好是电气改造成功的基础。 先易后难、先局部后全局 确定改造步骤时，应把整个电气部分改造先分成若干个子系统进行，如数控系统、测量系统、主轴、进给系统、面板控制与强电部分等，待各系统基本成型后再互联完成全系统工作。这样可使改造工作减少遗漏和差错。在每个子系统工作中，应先做技术性较低的、工作量较大的工作，然后做技术性高的、要求精细的工作，使人的注意力能集中到关键地方。 根据使用条件选择系统 针对某台或某几台机床，确定它的环境、温度、湿度、灰尘、电源、光线，甚至有否鼠害等外界使用条件，这对选择电气系统的防护性能、抗干扰性能、自冷却性能、空气过滤性能等可提供正确的依据，使改造后的电气系统有了可行的使用保证。当然，电气系统的选择必须考虑成熟产品，性能合理、实用，有备件及维修支持，功能满足当前和今后若干年内的发展要求等。 落实参与改造人员和责任 改造是一个系统工程，人员配备十分重要。除了人员的素质条件外，根据项目的大小，合理地确定人数与分工是关键。人员太少不利于开展工作，人员太多也容易引起混乱。根据各个划分开的子系统，确定人员职责，有主有次，便于组织与协调。如果项目采用对外合作形式，更需在目标明确的前提下，界定分工，确定技术协调人。 改造范围与周期的确定 有时数控机床电气系统改造，并不一定包含该机床全部电气系统，应根据科学的测定和分析决定其改造范围。停机改造的周期，根据各企业的实际情况确定，考虑因素有生产紧张程度、人员技术水平、准备工作充分程度、新系统大小与复杂程度，甚至还包括天气情况等。切忌好大喜功，急于求成，匆忙上阵，但也要合理安排，防止拖拖拉拉。 二、改造的技术准备 改造前的技术准备充分与否，很大程度上决定着改造能否取得成功。技术准备包括： 机械部分准备

C6140普通车床数控化改造设计方案

C6140普通车床数控化改造设计方 案 有11.34万台，这说明我国机床数控化率不到3%。我们大多数制造业和企业的生产、加工设备大多数是传统机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、成本高等缺点，因此这些产品在国际、国市场上缺乏竞争了，这直接影响了企业的生存和发展。所以必须提高机床的数控化率。 对于我国的实际情况，大批量的购置数控机床是不现实也是不经济的，只有对现有的机床进行数控改造。数控改造相对于购置数控机床来说，能充分发挥设备的潜力，改造后的机床比传统机床有很多突出优点，由于数控机床的计算机有很高的运算能力，可以准确的计算出每个坐标轴的运动量，加工出较复杂的曲线和曲面。其计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记忆和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可以实现另一工件的加工，从而实现“柔性自动化”。改造后的机床不象购买新机那样，要重新了解机床操作和维修，也不了解能否满足加工要求。改造可以精确计算出机床的加工能力，另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，操作和维修方面培训时间短，见效快。另外，数控改造可以充分利用现有地基，不必像购入新机那样需要重新构筑地基，还可以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档次，将机床改造成当今水平的机床。 数控技术改造机床是以微电子技术和传统技术相结合为基础，不但技术上具有先进性，同时在应用上比其他传统的自动化改造方案有较大的通用性和可用性，且投入费用低，用户承担得起。由于自投入使用以来取得了显著的技术经济效益，已成为我国设备技术

C6140普通车床数控化改造技术协议

C6150A普通车床数控改造方案 一、概述： 贵公司现有C61140普通车床，为了提高生产效率，提高产品的一致性和加工复杂零件。贵公司提出对C61140普通车床进行数控化升级改造。根据贵公司提出的技术要求，结合我公司在数控机床改造方面积累的经验。特制定如下C61140普通车床数控化升级改造技术协议。 二、机械改造部分： 根据《GJB5481-2005国家军用标准》{机床数控化改造通用技术要求} 改造前，应按GB/T 17421.1-1998规定的方法对机床几何精度进行检测，并符合下列要求: 对于改造后需加工的零件（顶头）精度在8级或8级以上的机床，其几何精度应不低于（设备修理精度检验技术手册）Ⅱ类机床的要求。 对于改造后需加工的零件精度在8级以下的机床，其几何精度应不低于（设备修理精度检验技术手册）Ⅲ类机床的要求。 (说明：由于该车床为全新设备。在改造前由双方共同确认机床几何精度，如果几何精完全符合国家标准及出厂精度将不进行几何精度修复工作。) ▲改造部分 (1)进给系统改造：用数控系统控制纵横两方向的伺服电机，实现X、Z两方向的进给。 ①保留Z轴梯形丝杆，只增加伺服电机及行星减速机，获得Z向进给运动。 ②将刀架滑动丝杠螺母副改为滚珠丝杠副。通过连接装置与伺服电机连接，得到X向进给运动。 (2)刀架保留原手动刀架，如需电动刀架，费用另计 (3)保留主轴的驱动方式，增加主轴编码器，编码器采用同步带传动方式。 ▲普通卧式车床数控改造后示意图： ①在改造时取消其原有的走刀箱及溜板箱。

②将原机床上床身梯形丝杆、中拖板梯形丝杆更换为滚珠丝杆。 ③因为为了节约费用，保留了Z轴梯形丝杆，但轴反向间隙可能较大（数控只能补偿1MM间隙），加工时尽量向同一个方向移动，反向移动时，需在程序上补偿反向间隙，同时T型丝杠精度不高，长距离时可能误差较大（根据丝杠磨损情况而定）。 ④重新设计、加工伺服电机安装座。 ⑤伺服电机与滚珠丝杆的联接采用梅花辨式联轴器。 ⑥滚珠丝杆副的润滑采用集中润滑站系统定时定量润滑。 ▲改造件的机械设计要求 1 机床改造件的安全防护设计应符合GB15760的规定。 2 加工件应符合图样、技术文件和有关标准的规定。 3 加工尺寸的未注公差，应符合GB/T 1804－2000的m级。 4 加工件在热处理后不再进行加工的表面应清洁，表面处理后的光泽应均匀一致。 5 重要铸件粗加工后应进行时效处理。 6 铸件上不影响使用和外观的缺陷，允许按有关规定进行修补。 7 加工件的已加工表面不应有磕碰、划伤和锈蚀等缺陷，螺纹表面不应有压痕。搬运和存放时，应防止加工件损伤和变形。 ▲主要改造件加工的基本要求 1 箱体上滚动轴承孔的形状公差应符合GB/T 275-1993的规定。 2 箱体上孔端面对孔轴线的垂直度，一般应按所选轴承的型号和精度等级的安装精度要求确定。 3 系统中高速、重载和滑移齿轮的齿部应进行淬火、渗碳和表面氮化的处理，并应符合有关标准的规定。圆锥齿轮的精度应符合GB/T 11365-1989的规定。 4 滚珠丝杠副应符合GB/T 17587.3-1998的规定。机床传动链末端滚珠丝杠副精度等级的选择应保证各类型机床精度的要求。 ▲数控改造装配技术要求 1）装配环境应清洁。精度要求高的部件，装配环境应符合有关规定。 2 ）装配时的零、部件应清理清洁。在装配过程中，零部件不应磕碰、划伤和锈蚀。零部件的配合面及外露表面不应有修挫和打磨等痕迹。 3）机床应按产品图样和装配工艺规程进行装配。装配到机床上的零、部件（包括外购件）均应达到图样及技术文件规定的质量要求。

车床的数控化改造

机床数控改造的意义 1)节省资金。机床的数控改造同购置新机床相比一般可节省60%左右的费用，大型及特殊设备尤为明显。一般大型机床改造只需花新机床购置费的1/3。即使将原机床的结构进行彻底改造升级也只需花费购买新机床60%的费用，并可以利用现有地基。2)性能稳定可靠。因原机床各基础件经过长期时效，几乎不会产生应力变形而影响精度。3)提高生产效率。机床经数控改造后即可实现加工的自动化效率可比传统机床提高3至5倍。对复杂零件而言难度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工装，不仅节约了费用而且可以缩短生产准备周期。 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2～100 mm/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

C6140卧式车床数控化改造毕业设计论文

目录 1设计任务 (2) 2设计要求 (3) 2.1总体方案设计要求 (3) 2.2设计参数 (3) 2.3.其它要求 (5) 3进给伺服系统机械部分设计与计算 (5) 3.1进给系统机械结构改造设计 (5) 3.2进给伺服系统机械部分的计算与选型 (6) 3.2.1确定系统的脉冲当量 (6) 3.2.2纵向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核 (6) 3.2.3横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核 (10) 4步进电动机的计算与选型 (13) 4.1步进电动机选用的基本原则 (13) 4.1.1步距角α (13) 4.1.2精度 (14) 4.1.3转矩 (14) 4.1.4启动频率 (14) 4.2步进电动机的选择 (14) 4.2.1 C6140纵向进给系统步进电机的确定 (14) 4.2.2 C6140横向进给系统步进电机的确定 (14) 5电动刀架的选择 (15) 6控制系统硬件电路设计 (15) 6.1控制系统的功能要求 (16) 6.2硬件电路的组成： (16) 6.3电路原理图 (16) 6.4主轴正反转与冷却泵启动梯形图.......................................... 错误！未定义书签。7总结 (18) 8参考文献 (18)

1设计任务 设计任务:将一台C6140卧式车床改造成经济型数控车床。 主要技术指标如下： 1) 床身最大加工直径460mm 2) 最大加工长度1150mm 3) X 方向（横向）的脉冲当量 mm/脉冲，Z 方向（纵向）脉冲 当量 mm/脉冲 4) X 方向最快移动速度v xmax =3100mm/min ，Z 方向为v zmax =6000mm/min 5) X 方向最快工进速度v xmaxf =370mm/min ，Z 方向为v zmaxf =730mm/min 6) X 方向定位精度±0.01mm ，Z 方向±0.02mm 7) 可以车削柱面、平面、锥面与球面等 8) 安装螺纹编码器，最大导程为25mm 9) 自动控制主轴的正转、反转与停止，并可以输注主轴有级变速与无极变 速信号 10) 自动控制冷却泵的起/停 11) 纵、横向安装限位开关 12) 数控系统可与PC 机串行通讯 13) 显示界面采用LED 数码管，编程采用相应数控代码 01.0=x δ02.0=z δ

(完整版)普通机床数控化改造实例及分析

普通机床数控化改造实例及分析 来源：数控产品网添加：2010-05-22 阅读:649次 [ 内容简介] 机床与生产线的数控改造主要内容有：(1)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； (2) NC化，在普通机床上加数显装置或加数控系统；(3)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；对其不能满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新；(4)技术更新或技术创新，为提高性能或档次，或为了使用新工艺、新技术，在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新。 现在很多企业为了生存和发展，不断地提高机床的数控化率是必要的。需要进行数控改造的设备一般包括传统机床及近期从国外引进，因存在问题而不能投产的机床设备和生产线。我们芜湖高新重型机床有限公司，在机床数字化控制和改造方面有独特的心得和实际经验。在普通机床恢复精度改造成高效的数控机床方面做了大量的工作。现为了更好的服务客户，我们总结了有关机床数控改造的知识供大家参考。 一、数控改造的内容 机床与生产线的数控改造主要内容有：(1)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； (2) NC化，在普通机床上加数显装置或加数控系统；(3)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；对其不能满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新；(4)技术更新或技术创新，为提高性能或档次，或为了使用新工艺、新技术，在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新。 二、数控系统发展的趋势 l．向开放式、基于PC的第六代方向发展 基于PC所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。至少采用PC机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控任务PC机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。在远程通信、远程诊断和维修的应用将更加普遍。 2．向高速化和高精度化发展 3．向智能化方向发展 (1)应用自适应控制技术。数控系统能检测过程中的重要信息，并自动调整系统参数，改进系统运行状态。 (2)引入专家系统指导加工。将熟练工人和专家经验、加工的一般规律和特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。 (3)引入故障诊断专家系统 (4)智能化数字伺服驱动装置。可以通过自动识别负载和自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行状态。 三、数控系统的选择 1．开环系统 该系统的伺服驱动装置是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。这种系统不需要位置和速度反馈，位移精度主要决定于步进电机的角位移精度和齿轮丝杠等传动元件的精度，所以位移精度低。但系统结构简单、调试维修方便、工作可靠、成本低、易改装成功。 2．闭环系统 该系统由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置信号反馈给计算机，与给定值进行比较，将两者的差值放大并变换，驱动执行机构，以消除偏差。此系统复杂、成本高、对环境温度要求严。但系统精度高、速度快、功率大。可根据产品技术要求，决定是否采用。

CA6140普通车床数控化改造

目录 摘要 (ⅰ) Abstract (ⅱ) 绪论 (1) 第一章 CA6140车床微机数控系统总体设计方案的拟订 (3) 1-1 总体方案确定 (3) 1-2 设计X—Y数控工作台及其控制系统 (4) 第二章 CA6140车床进给伺服系统机械部分设计计算 (5) 2-1 脉冲当量的选择 (5) 2-2 切削力的计算 (5) 2-3 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (6) 2-4 齿轮传动比的计算 (14) 2-5 步进电机的计算与选型 (15) 2-6 设计绘制进给伺服系统机械装配图 (19) 第三章 CA6140 车床微机数控系统硬件电路的设计 (20) 3-1 单片机微机数控系统电路设计内容 (20) 3-2 MCS-51 系列单片机简介 (21) 3-3 存储器扩展电路的设计 (28) 3-4 I/O 接口电路及辅助电路设计 (37) 3-5 典型零件加工程序设计 (46) 总结 (49) 参考文献 (50) 致谢 (51) 外文资料及中文翻译 (52)

绪论 随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品日趋精密复杂，且需频繁改型，普通机床已不能适应这些要求，数控机床应运而生。这种新型机床具有适应性强、加工精度高、加工质量稳定和生产效率高等优点。它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型机械结构等多方面的技术成果，是今后机床控制的发展方向。 一、数控机床的产生 数控机床最早是从美国开始研制的。1948年，美国帕森斯公司在研制加工直升机桨叶轮廓用检查样板的加工机床任务时，提出了研制数控机床的初始设想。1949年，帕森斯公司与麻省理工学院伺服机构实验室合作，开始从事数控机床的研制工作。并于1952年试制成功世界上第一台数控机床实验性样机。这是一台采用脉冲乘法器原理的直线插补三坐标连续控制铣床。经过三年改进和自动编程研究，于1955年进入实用阶段。一直到20世纪50年代末，由于价格和技术原因，品种多为连续控制系统。到了60年代，由于晶体管的应用，数控系统提高了可靠性且价格开始下降，一些民用工业开始发展数控机床，其中多数是钻床、冲床等点位控制的机床。数控技术不仅在机床上得到实际应用，而且逐步推广到焊接机、火焰切割机等，使数控技术不断的扩展应用范围。 二、数控机床的发展 自1952年，美国研制成功第一台数控机床以来，随着电子技术、计算机技术、自动控制和精密测量等相关技术的发展，数控机床也在迅速地发展和不断地更新换代，先后经历了五个发展阶段。 第一代数控：1952-1959年采用电子管元件构成的专用数控装置。 第二代数控：从1959年开始采用晶体管电路的NC系统。 第三代数控：从1965年开始采用小、中规模集成电路的NC系统。 第四代数控：从1970年开始采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制的系统。 第五代数控：从1974年开始采用微型电子计算机控制的系统。 目前，第五代微机数控系统基本上取代了以往的普通数控系统，形成了现代数控系统。它采用微型处理器及大规模或超大规模集成电路，具有很强的程序存储能力和控制功能。这些控制功能是由一系列控制程序来实现的。这些数控系统的通用性很强，几乎只需改变软件，就可以适应不同类型机床的控制要求，具有很大的柔性。随着集成电路规模的日益扩大，光缆通信技术应用于数控装置中，使其体积日益缩小，价格逐年下降，可靠性显著提高，功能也更加完善。 近年来，微电子和计算机技术的日益成熟，它的成果正在不断渗透到机械制造的各个领域中，先后出现了计算机直接数控系统，柔性制造系统和计算机集成制造系统。所有这些高级的自动化生产系统均是以数控机床为基础，它们代表着数控机床今后的发展趋势。 三、我国数控机床的发展概况 我国从1958年由北京机床研究所和清华大学等首先研制数控机床，并试制成功第一台电子管数控机床。从1965年开始，研制晶体管数控系统，直到60年代末和70年代初，研制的劈锥数控铣床、非圆锥插齿机等获得成功。与此同时，还开展了数控加工

CK6730数控车床技术协议(FANUC0imateTC)

CK6730数控车技术协议 甲方： 乙方：宝鸡忠诚机床集团组合机床厂 甲方购买乙方CK6730数控车床台，双方就技术问题达成以下协议： 一、机床主要特点： 1、机床采用机、电、气三位一体，按照人机工程学宜人化进行布局设计，全封闭防护、结构 紧凑，节约面积、操作简便、维修方便。 2、底座为整体式高刚性铸铁结构，排屑流畅，切削空间合理。 3、床身导轨采用山----平型铸铁结构，中频淬火，导轨宽度达355mm;机床刚性好；与其对应 的床鞍接触面为贴塑导轨，能明显地降低导轨滑动时的摩擦阻力，具有良好的动态特性。 4、床鞍及中滑板采用60°燕尾型铸铁导轨，并贴塑。 5、主轴采用P4级日本NSK高速角接触轴承，并经精密动平衡，轴承采用永久性进口润滑脂润 滑，确保主轴高速平稳旋转，并将热变形降至最低限度。 6、机床纵向和横向运动均采用交流伺服电机和丝杠直接连接，丝杠轴承采用日本NSK轴承， 保证了传动的高精度。 7、机床采用高性能自动间歇润滑系统，能及时地对床身导轨、X/Z向丝杠集中润滑，保证了 机床各导轨面及纵、横向丝杠始终处于良好的润滑状态。 8、机床采用排式刀架，刀具布置和调整较为方便。在刀架上装有自动拉料装置，通过数控系 统控制，可方便地实现联机协作自动化。刀架无故障，有利于提高机床的生产效率。 9、工件的夹紧采用台湾佳贺液压筒夹夹紧，夹持力大，夹紧可靠，效率高。 二、主要配置： 1、数控系统： FANUC 0i mate tc主轴伺服系统 2、主轴轴承：日本NSK P4级轴承 3、主轴电机： FANUC主轴伺服电机 4、滚珠丝杆：汉江滚珠丝杆 5、丝杆轴承：日本NSK丝杠专用轴承 6、主轴夹紧形式：台湾液压筒夹夹紧 7、刀架：排式刀架 8、液压系统：台湾液压站及回转油缸

C6140普通车床的数控化改造

机电一体化系统设计任务书总汇 课题：C6140普通机床的数控化改造 姓名：蒋青松（第7组） 班级： 5 学号： 专业：机械设计制造及其自动化 院系：机械工程学院 2015年6月

任务一 一：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。 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.普通车床经数控化改造后属于经济型数控机床，在保证一定加工精度的前提下，应结构简化，降低成本。因此，进给伺服系统采用步进电动机的开环控制系统。 3.根据技术指标中的最大加工尺寸、最高控制速度，以及数控系统的经济性要求，决定选用MCS-51系列的8位单片机作为数控系统的CPU。MCS-51系列8位机具有功能多、速度快、抗干扰能力强、性/价比高等优点。 4.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，还要选择步进电动机的驱动电源以及主轴电动机的交流变频器等。 5.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。 6.计算选择步进电动机，为了圆整脉冲当量，可能需要减速齿轮副，且应有消间隙机构。

二：机械本体 初步原理框图

数控原理框图 三：问题说明 1：连续控制系统：由于在铣削加工中，要求工作台或刀具沿各坐标轴运动有确定的函数关系，即刀具以给定的速度相对于工件沿加工路径运动（因为点位控制系统要求工件相对于刀具运动过程不进行切削），所以选择之； 2：开环控制系统：该改造属于经济型数控机床，加工精度要求不高，没有加入反馈系统，为了简化系统，降低成本，所以选择之。3：机床选择X，Z两轴联动。 4：由于是开环控制，而且结构简单，适用于普通数控机床，功能水平低。

C6140车床数控化改造

目录 第一节设计任务 (2) 1.1题目： (2) 1.2 任务 (2) 第二节总体方案的确定 (3) 第三节机械系统的改造设计方案 (3) 3.1主轴系统的改造方案 (3) 3.2安装电动卡盘 (4) 3.3换装自动回转刀架 (4) 3.4螺纹编码器的安装方案 (4) 3.5进给系统的改造与设计方案 (5) 第四节进给传动部件的计算和选型 (5) 4.1脉冲当量的确定 (5) 4.2切削力的计算 (5) 4.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (6) 4.4同步带减速箱的设计 (8) 4.5步进电动机的计算与选型 (10) 4.6同步带传递效率的校核 (14) 第五节绘制进给传动机构的装配图 (14) 第六节控制系统硬件电路设计 (15) 第七节步进电动机驱动电源的选用 (17) 第八节控制系统的部分软件设计 (18) 参考文献 (23)

第一节 设计任务 1.1设计方案的确定： C6140普通车床数控化改造设计。 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。 本设计主要是对C6140普通型车床进行数控改造，用微机对纵、横进给系统进行控制。系统可采用开环控制和闭环控制，开环控制虽然有不稳定、振动等缺点，但其成本较低，经济性较好，车床本身所进行的加工尺寸是粗、半精加工。驱动原件采用步进电动机。系统传动主要有：滑动丝杠螺母传动和滚珠丝杠螺母传动两种，经比较分析：前者传动效率及精度较低，后者精度和效率高，但成本高，考虑对车床的性能要求，故采用滚珠丝杠螺母传动。刀架性能要求是准确快速的换刀，因此采用自动转位刀架。 1.2 任务 将一台C6140普通车床改造成经济型数控车床。主要技术指标如下： （1） 床身上最大加工直径mm 400; （2） 最大加工长度mm 1000； （3） X 方向（横向）的脉冲当量脉冲/005.0mm x =δ，Z 方向（纵向） 脉冲/01.0mm z =δ； （4） X 方向最快移动速度min /3000max mm v x =，Z 方向为min /6000max mm v x =； （5） X 方向最快工进速度min /400max mm v f x =，Z 方向为m i n /800m a x mm v f x =； （6） X 方向定位精度mm 01.0±，Z 方向mm 02.0±； （7） 可以车削柱面、平面、锥面与球面等； （8） 安装螺纹编码器，可以车削公/英制的直螺纹与锥螺纹，最大导程mm 24； （9） 安装四工位立式电动刀架，系统控制自动选刀； （10）自动控制主轴的正转、反转与停止，并可输出主轴有级变速与无级变速信 号；

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

CNC6130数控车床技术协议 2

CNC-6130A型数控车床 技术协议 甲方： 乙方： 甲方购买乙方的CNC- 6130A型数控车床，双方经友好协商达成以下协议： 一、机床简述 CNC- 6130A型数控车床系是采用半闭环控制的两坐标数控机床，能自动进行各种零件的外圆、内圆、端面、锥面及曲线为任意二次曲线柱面车削加工，并可用来钻孔、铰孔、镗孔等加工。整机按标准化、模块化设计。是一款高刚性、高精度、优良的精度保持性、生产效率高、操作宜人性好、造型美观、防三漏效果理想的全功能数控机床二、CNC- 6130A型数控车床主要参数及性能

1．设备制造完后，订货方派人员到供货方现场接受操作、维修及编程培训（培训人员2~3人，每人培训课时大于3个工作日，包括初级及高级编程培训）。 2．设备到货后，供货方在订货方现场对订货方人员进行调试、操作、维修、电控系统及编程培训（培训人员5~8人，每人培训课时大于5个工作日）。

六、验收标准 验收按产品合同及技术协议进行，依据产品所执行的技术标准，对机床的外观质量、功能、几何精度进行验收。 下列图纸在合同签定后2周内提供给订货方 1）设备三向立面图和平面图，包括如下内容： ●设备及主机轮廓尺寸； ●与主机的分开布置的电控设备（电柜防护等级IP65）、冷却液箱等装置的位置尺寸； ●电力、水、压缩空气、等工艺介质的接点（供排点）位置，接头管径、耗量及要求的技术参数； ●排屑口的位置及高度； ●设备的施工安装图和土建基础图； ●设备清单； 2）设备到货时提供以下资料： 文件内容包括调试说明、使用说明、操作说明、设备说明、维修资料等操作、安装、调试、保养和维修所需的全部资料，具体如下： 设备样本及图片； 设备制造、安装调试过程中的质量证明； 设备安装图； 信号动作流程图（按照需方提供的样本，以供机床维修参考）； 主要电气件清单及易损件清单（按照需方提供的样本，以供机床维修参考）； 八、全部文件采用中文，数量为两套，并提供光盘。制造、安装调试计划 1）预验收 甲方接到乙方预验收通知（传真）后，7天内到达乙方工厂所在地进行预验收；主要内容包括：精度检验（几何精度、定位精度）按照机床合格证进行；工作精度试件加工验收（试件毛坯和刀具由乙方提供）。 2）安装调试

CE6152普通车床数控化改造

目录 CE6152普通车床数控化改造摘要.......................................... II Abstract ............................................................... IV 第1章绪论 (1) 1.1本文选题的背景及意义 (1) 1.1.1 概述 (1) 1.1.2数控机床的优越性 (1) 1.1.3数控机床在我国的发展现状 (2) 1.2机床进行数控化改造的必要性 (3) 1.2.1从微观上看改造的必要性 (3) 1.2.2从宏观上看改造的必要性 (4) 1.3机床数控化改造的现状 (4) 1.3.1国外机床改造业的现状 (4) 1.3.2我国机床改造业现状 (5) 1.3.3目前我国数控化改造市场的现状 (5) 1.3.4数控化改造是发展我国数控设备的一个重要方面 (6) 1.4卧式车床数控化改造的特点 (6) 第2章数控化改造方案 (9) 2.1总体设计方案的拟定 (9) 2.2设计参数 (9) 2.3总体方案确定 (9) 第3章介绍CE6152普通车床 (11) 3.1 CE6152机床的组成和主要技术参数 (11) 3.2 加工范围及特点 (13) 3.2.1加工范围 (13) 3.2.2 CE6152车床的加工特点 (13) 3.3 传动系统的介绍 (14) 3.3.1主运动传动系统 (14) 3.3.2进给传动系统 (14) 3.3.3刀架纵横向移动 (15) 3.3.4机动进给量的计算 (15) 3.3.5车削螺纹 (15) 第4章数控系统软、硬件的设计 (17) 4.1数控系统的特点 (17) 4.2硬件设计 (17) 4.2.1单片机的选择 (17) 4.2.2存储芯片的选择 (18) 4.2.3I/O接口芯片 (18) 4.3软件设计 (20) 4.3.1监控模块 (20)

普通车床的数控化改造

? 电气技术与自动化? 李盛宇? 普通车床的数控化改造
普通车床的数控化改造
李盛宇
( 丽水学院 机械系 ,浙江 丽水 323000)
摘 要 : 通过对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化改造有一定借鉴与推广作用 。 关键词 : 车床 ; 数控 ; 改造 中图分类号 : TG511 ; TP205 文献标识码 :B 文章编号 :167125276 (2005) 0320121203
The Alteration of Numerical Control Lathe
L I Sheng2yu (Lishui College , Mechanism Science Depart ment , ZJ Lishui 323000 , China) Abstract : This paper int roduced an alteration met hod of numerical cont rol lat he. This alteration leads t he ma2 chining precision sharply improved. The positioning is precisie and reliable , and t he manipulation is conve2 nient , finally t he price is much cheaper. This met hod is wort hy to popularize for reference. Key words :lat he ; numerical cont rol ; alteration
0 前言
数控技术水平的高低和数控设备拥有量的多 少已成为衡量一个国家工业现代化的重要标志 。 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 。 为了机电一体化和数控加工技术专业教学的 需要 ,更新现有的数控实验设备以改善办学条件 , 比较经济有效的办法就是充分利用和改造现有的 设备 , 满足教学实践的需要 。为此 , 对我校实习厂 原有的 S K360 普通车床成功地进行了数控化改 造。
有关资料 ,确定总体方案为 : 利用数控系统对输入的加工程序进行运算处 理 ,发出的进给指令通过 I/ O 接口输出给 X 轴和 Z 轴步进电动机 ,经齿轮减速后 ,带动滚珠丝杠转动 , 由螺母带动刀架直线移动 ,从而实现纵向和横向的 自动进给运动 。换刀指令通过刀架控制器控制三 相电动机实现刀架转位功能 ,由脉冲编码器协调完 成螺纹车削功能 ( 图 1) 。
2 数控改造的主要结构
2. 1 数控系统
数控机床的价格主要由数控系统来决定 ,数控 系统从功能上可分为低中高三档 , 中高档系统 ( 如 Siemlens 、 Fanuc 和华中 I 型等 ) 功能齐全 , 性能优 良 ,但价格偏高 ( 2～4 万元不等) 。结合实际 ,从实 用角度出发 ,我们选择了中美合作兰博数控公司的 产品 : LBNC - 2 T 型数控车床系统 , 该系统采用 8031 单片机为主控单元 , 编程格式符合 ISO 国标 代码标准 、 三排数码管显示程序字符和两轴动态坐 标 ,具有自动加工 、 自动换刀 、 车螺纹和 MD I 等功 能 ,是教学 、 生产两用型的数控系统 。
1 总体改造方案
数控机床由机床 、 数控系统和外围技术三部分 组成 。普通车床改造的目的是利用数控系统控制 车床自动完成机械加工任务 ,提高车床的加工精度 和生产率 。在考虑经济型数控机床改造具体方案 时 ,所遵循的原则是在满足需要的前提下 , 对原有 车床尽可能减少改动量 ,以降低改造成本 。改造中 需要解决的问题是 : 将机械传动的进给和手动控制 的刀架转位改造成数控装置控制的刀架自动转位 和自动进给的数控加工车床 。根据 S K360 车床的
M achi ne B uil di ng & A utom ation , J un 2005 , 34 ( 3) : 121 ～ 123
2. 2 纵向 ( Z 向) 进给系统
a) 设计思路 : 纵向进给系统由步进电动机经
减速后驱动滚珠丝杠螺母机构运动 ,带动大拖板左 右纵向移动 。步进电动机安装在纵向丝杠的右端 。
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