龙门刨大修改装数控铣床
技
术
方
案
XXXXXXX有限公司
2019年1月
龙门刨床常用来加工大型工件的各种平面、斜面和槽，特别适宜于加工大型的、狭长的机械零件，如机床的床身、导轨等，但对于中小型件、非连续面、端面，如箱体等等，其加工效率就显得较低。随着近年来产品结构的不断调整，各种中小型、非连续的加工零件也越来越多，单靠刨削加工已远远不能适应生产快速发展的需要。经过对设备进行机械、电气的综合技术改造，将单一的龙门刨床改为数控机床,既能适应各种加工要求，又能节能降耗、有效提高加工效率。
原机床状况描述：
此次需改造的龙门刨床由
无锡机床厂生产，工作台为
1200×6000mm。原工作台运行
采用发电机组调速方式，逻辑
控制采用中间继电器控制。原
电气系统噪音大、能耗高、效
率低，且经过多年长期运行，该系统电气元器件老化严重，连接电缆多，体积大结构复杂，故障率高，配件采购困难，维修难度较大且费用昂贵；尤其是工作台往复换向时对齿轮箱的撞击非常大，严重影响设备的使用寿命。机床现已不能满足生产需要。
改造及加装要求：
对原机床进行机械、电气一体化改造，刨头改为立式铣头,满足机床的铣削加工要求。数控系统选用凯恩帝2000M控制，实现机电一体化操作。
机床改造前，按龙门铣床行业标准或随机合格证进行工作性能、工件试切及机床精度检查。根据精度误差情况及存在问题，决定具体改装项目与验收要求，并做好技术准备,恢复机床出厂前的精度后方可进行数控化改装。
一、机床解体
1、切断机床主电源，卸下照明灯及电气线路等电气设备。
2、依次卸下4个刨头、横梁、立柱、床身、工作台、减速箱等。
3、将拆卸机床大件进行清洗、清理，并涂上底漆，转入待加工准备。
二、主要部件加工及装配
1、立铣头选型及安装，重新制作连接滑板，与横梁进行配括。
2、工作台纵向传动机构改造，采用伺服电机带动滚珠丝杠传动。工作台导轨贴塑、配括，床身导轨采用伸缩式不锈钢防护罩。
3、横梁横向移动机构改造，采用伺服电机带动滚珠丝杠传动，横梁导轨采用风琴式导轨防护罩。
4、更换自动润滑系统。
5、数控控制系统安装、调试。
三、主要部件的装配及精度恢复
1、铣头选型：满足加工要求，操作方便，安全可靠以及外观方面的要求外，应特别考虑到横梁的刚性，如果铣头较重而横梁承载能力较小，会出现铣头抖动从而影响工件的加工精度和表面光洁度。
A、根据设备状况，精选高性价比的龙门铣专用铣头XH-TX500。通过手柄3档调速，62-792mm/min共九种主轴速度，重量600KG，主
轴电机11KW，最大可安装直径250mm的铣刀盘，上下行程500mm，7：24的标准NT50锥度，满足一般铣削加工要求，具有可换性。并配备台湾产自动锁刀装置。
B、选用高速数控铣头，通过重新制作的连接滑板安装在横梁上。选用台湾进口主轴组，转速0-6000RPM，主轴轴承选用日本NSK。主电机功率15KW，配备台湾进口齿轮箱。通过伺服电机控制铣头上下运动，行程达到500mm。
C、90°手动直角头作为选配附件。
2、工作台改造：工作台、床身采用原件精细化改造，工作台导轨原为一条三角轨，一条平行轨，对工作台导轨进行贴塑，确保铣削时，工作台低速运行稳定，不抖动、不爬行。
工作台底部进行二次加工，增加丝杠螺母座。
选用P5级Φ80轧制或磨制滚珠丝杠来驱动工作台，具有良好的承载性能、动态性能和稳定性，X轴的驱动采用伺服电机和台湾减速机驱动滚珠丝杠旋转实现直线运动，可确保工作台精度，X轴定位精度0.02mm。
3、横梁改造：横梁导轨经过淬火后磨削加工，确保横梁达到所需精度要求。横梁两侧丝杠安装位置进行加工，确保横梁横向丝杆的安装及使用。同时采用伺服调速器配 4KW 伺服电机来实现铣头沿横梁方向进行横向进给的自动控制，确保铣削时铣头移动稳定、可靠、精确。
4、立柱改造：立柱导轨经过淬火后磨削加工，确保立柱达到所需精度要求。
5、床身改造：床身尾部进行机加工，便于安装X轴丝杆及减速箱。
6、自动润滑系统：更换机床的润滑系统，采用先进的自动润滑泵使其保证导轨和运动的各轴定时定量的全自动润滑，并且进行检测与报警，减少磨损，延长机床各运动部件的使用寿命。
7、数控系统采用国内优质品牌（北京凯恩帝2000Mi），采用伺服电机，进口可编程控制器，对铣头，工作台和主轴电机进行精确、稳定控制，具有子程序调用、报警和自诊断等功能。外部电机电缆线、操作线均采用国内优质品牌。
8、电气部分改造：重新制作电气控制柜，采用喷塑壳体，柜内器件整体布局美观、紧凑，采用封闭式线槽走线方式，布线合理，符合电气走线工艺标准。电柜内的低压控制器件主要部分选用施耐德、德力西等优质品牌，以提高整个设备的可靠性，也便于日后维修。
9、增加悬挂式控制箱，控制箱可旋转方向便于工人生产操作，配备电子手轮。
10、最后进行整机机电联调（拖车、切削、复查各精度）。
11、机床油漆颜色根据委托方提供的色卡或指定颜色。
四、改造配置明细表
五、设备改造周期
5.1 生产改造周期：60 个工作日5.2 现场安装调试周期：7个工作日
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。
机床数控改造方案及实施(doc 9页)
机床数控改造方案及实施 改造的可行性分析通过以后，就可以针对某台或某几台机床的现况确定改造方案，一般包括： 1 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。 2 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。
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： 1 机械部分准备 为配合电气改造而需进行的机械大修改造的测量、计算、设计、绘图、零件制作等应先期完成。同时对停机后需拆、改、加工的部分等应事先规划完毕，提出明确要求，与整个改造工作衔接得当。 2 新系统电气资料消化 新系统有许多新功能、新要求、新技术，因此改造前应熟悉技术资料，包括系统原理说明、线路图、PLC梯形图及文本、安装调试说明、使用手册、编程手册等。要有充裕的时间来
数控机床的安装与调试 1、数控机床的选用原则 （1）实用性 （2）经济性 （3）可操作性 （4）稳定可靠性 2、数控机床选用的基本要点 （1）确定典型加工对象 （2）数控机床类型的确定 （3）机床主参数的选择 （4）机床的精度选择 （5）机床刚度的确定 （6）机床可靠性的确定 （7）关于机床的噪声和造型 （8）关于功能预留 3、数控机床从订购至交付使用的过程 工艺论证、选型——机床订购合同（商务、技术）——机床预验收——运抵工厂、安装调试——最终验收——交付使用 4、（数控）机床数控系统改造注意事项 （1）机床数控化改造功能的确定 （2）机床数控化改造与更新的性价比分析 （3）数控系统改造通常指数控装置，一般不含伺服装置和电机。 （4）数控系统、伺服装置、伺服电机、PLC等尽可能选用同一厂家的产品，易于维修与备件准备。 （5）同性能的数控系统，国外产品比国内产品价格高，西门子比FANUC贵，国内推荐使用北京凯恩帝数控、广州数控、武汉华中数控等系统，可用于车、铣床的改造。 （6）主轴控制选择交流伺服或变频器 （7）尽量不使用工控机改造机床，因软件是改造方人工有针对性编制的，易受制于人。（8）某些机床可改造为仅PLC控制无NC，可大大降低费用，仅有PLC编辑软件、PLC 通讯软件（PLC与计算机之间）、PLC人机界面软件如西门子WinCC软件。 （9）机械一定要大修，恢复机床几何精度，检修液压、气动、冷却液、润滑、排屑等装置。（10）通常，改造时将全闭环控制改为半闭环控制，理由：省钱，德国海德汉光栅尺每一延米约1万元；半闭环控制便于机床调试，全闭环控制时若机械调整不良，易产生振荡。 （11）机床主要零部件更换时要注明生产厂家、规格型号、数量等如滚珠丝杠螺母副、光栅尺、直线滚动导轨等。 （12）通常需重做电气柜，电气柜需考虑加装排风装置或电气柜空调。电气柜内电缆线、接触器、继电器、断路器等需更换，不能用洗衣粉清洗后再次使用，更换时需注明生产厂家、规格型号、数量等，如西门子、德力西系列产品。然后检查行程开关、接近开关等是否需要更换。
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
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： 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2数控机床2北京：机械工业出版社；2002 廖兆荣主编2机床电气自动控制2北京：化学工业出版社；2003 王爱玲主编2现代数控机床结构与设计2北京：兵器工业出版社；1999 余良英编著2机床数控改造设计与实例2北京：机械工业出版社；1998 白恩远主编2现代数控机床伺服及检测技术2北京：国防工业出版社；2002 袁任光编著2交流变频调速器选用手册2广州：广东科技出版社，2002 曾毅等编著2变频调速控制系统的设计与维护2济南：山东科学技术出版社，2002 编写组编2机床设计手册第5卷上、下册2北京：机械工业出版社，1979 李荣生主编2电气传动控制系统设计指导2北京：机械工业出版社，2004 姜德希编2机床电气线路图册2北京：中国农业出版社， 编写组编著2工厂常用电气设备手册上、下册2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 序号进度要求设计内容
1 1周了解车床传动、控制、加工性能，分析国内外数控车床的结构、控制和加工要求。 经过分析、比较、计算，确定改造总体方案。 2 0．5周 对进给、主轴传动系统进行分析计算，选择拖动电动机并确定传动系统 改造方案。 1周完成进给、主轴传动系统改造图。 3 0．5周选择伺服装置 0．5周完成伺服系统控制设计，并完成伺服系统控制原理图。 4 0．5周选择数控装置。 5 1周完成电气原理图草图和电气安装接线图草图。 0．5周完成电气原理图和电气安装接线图。 6 0．5周伺服系统调试设计。0．5周数控装置调试设计。0．5周机床安装及调试设计。 7 2周编写设计说明书。 8 1周毕业设计答辩准备及答辩。 (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）
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，
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
江苏多多塑胶工业有限公司 机床设备拆迁 施工方案 施工单位：镇江李四起重设备安装有限公司 目录 一、工程概述 (3) 1、工程概况 (3) 2、工程特点 (3) 二、施工方法 (4) 1、设备拆除 (4) 2、设备吊装 (4) 3、设备的运输 (5) 4、设备安装 (5) 5、安装注意事项 (5) 三、施工组织计划 (6) 1、工序计划 (6) 2、人员计划 (6) 3、机具计划 (7) 四、施工保证体系及措施 (8) 1、工程管理体系 (8) 2、安全管理体系 (8) 3、质量保证 (10) 一、工程概述 工程概况 业主名称：江苏多多塑胶工业有限公司 1、工程名称：江苏多多塑胶工业有限公司设备搬迁项目 2、项目编号：ZJLS—2014—04 3、工程地点：江苏多多塑胶工业有限公司厂房 4、质量目标：检修质量事故为零，安装一次性到位，精度达标。
5、安全目标：安全、消防、保卫事故为零； 6、本工程的工期目标： 本工程计划工期2个月，具体开工时间待业主确定。 7、机床拆迁主要工作内容： 江苏多多塑胶工业有限公司70多套机床设备，需要搬迁至新厂内，计划按车间为单位，逐次搬迁，确保生产工序影响为最小。 工程特点 江苏多多塑胶工业有限公司厂房内所有机床设备需要搬迁，机床大小、规格不同，形状、重量也不同，拆除和运输时要合理编排顺序；搬迁过程中要保证平稳，不能有较大的震动；门宽度不够，需要拆除墙体；旧厂房内没有天车，汽车吊进入厂房后吊臂伸展不开，只能用叉车，滚杠等机具将机床运出厂房外再装车。 二、施工方法 1、机床设备拆除： 机床现安装方式有三种，第一种为减震垫，机床底座距地面30-50mm，第二种为铁垫板，混凝土浇灌，第三种为直接放置到地平上。机床的安装形式为两种，一种为整体或独立式，另一种为分体式。一部分设备精度高、体积大，拆除时需要采取保护措施，减少震动和碰撞。精密元器件或脆弱的配件需拆除下来，装箱保护。 （1) 拆除时，先拆除机床电缆，端子用号码或文字做编号，同设备包扎牢固；精密元器件或零星配件拆除，编号后装箱，必要时拍照留存。需业主技术人员配合确认。 （2) 分体设备，拆除油箱、罩壳、光学设备等配件。油管管口用塑料布包扎，螺栓、螺丝和密封装袋并编号；罩壳、设备拆除前作记号，拆除后装箱运输。如投影仪、数控机床。 （3) 检查机床设备联接情况，确认有无关联，解除后准备拆除。减震垫安装的，如果机床底座和地平间距超过40mm，直接用叉车起吊；间距小于40mm的，用撬杠抬高后，加装方木支撑；垫片安装的，先铲除混凝土，断开垫片；直接安装在地平上的设备（如投影仪、数控机床），外壳是落地式的，用尼龙吊带挂穿过设备支撑结构，起吊加装方木，为保证设备的平稳，分两端依次起吊。
关于数控机床改造方案的方法选择及设计 【摘要】随着我国科学技术的不断发展、基础材料工艺的生产工艺不断改善，消费者对产品的质量的要求也在随着时间的推移而增加，但是作为加工仪器部件、机械零件的主要工具，机床的数控化率水平相比于发达国家还是有很大的差距，目前我国加工机床的数控化率在3%左右。 非数控化机床加工产品精度差、质量难以保证、种类少、劳动强度高、效率低。在我国劳动力成本不断增加、国际市场竞争加剧的情况下，加工企业在国内、国际市场的竞争力不断下降，这中情况对企业的生存和发展是巨大的威胁，机床数控化普及已经到了迫在眉睫的阶段。本文简单介绍机床数控化改革的方法和不同机床的改造方案的确定。 【关键词】数控机床改造措施意义 1数控机床改造的历史背景 进入21世纪后，我国每年生产的数控机床在10000台左右，数控化率在8%上下。但多数的加工制造企业的加工、生产设备是传统的机床，而且使用多年，加工效率和质量得不到保障。但是这类机床数量众多，而且多数机床机械加工部分尚可使用，这使得数控机床改造有非常广阔的市场。 2数控机床改造的条件
现行使用的机床只有部分适合对其进行数控改造，至少应具备下列条件：一、现有机床的基础机械部件基本完好，具有足够的机械强度，在升级改造完成之后能够继续服役一定年限，有能力为企业创造一定价值。二、改造机床的整体费用要适当。在升级改造之前需要对机床性能评估和改造项目整体费用进行预算，对于性价比比较低的升级改造项目要妥善考虑甚至放弃升级改造计划，以达到整体收益最大化的目标。三、改造升级的技术要成熟。国内外先进的数控技术经过多年实践，已经具备了一定的技术基础，在进行项目升级改造的过程中可以适当的进行借鉴，以减少升级过程中的技术难度。 3机床数控改造的方向 （1）对现有机床进行评估，可以正常使用但生产效率低、加工精度不够的进行模块化改造；对于现有数控系统整体瘫痪、伺服器停止更新致使机床无法正常使用的考虑数控系统整体升级，引进国外近年来先进成熟的系统与现有机床进行匹配。 （2）对于因长期使用产生磨损的机械部件进行修配、再加工，甚至更换新的部件，以达到甚至超过机床原有精度。 （3）使用创新技术。现有机床很多都是十年之前使用的老一代数控系统，加工程序单一、生产控制能力不强，可以采用新的模块进行编程，增加不同的加工工艺参数，使加
工作行为规范系列 数控机床维修改造技术的 说明 （标准、完整、实用、可修改）
编号：FS-QG-14467数控机床维修改造技术的说明 Description of CNC machine tool maintenance and modification technology 说明：为规范化、制度化和统一化作业行为，使人员管理工作有章可循，提高工作效率和责任感、归属感，特此编写。 没有理论指导的实践是盲目的实践，没有实践的理论是空洞的理论。 我国从事数控机床电气设计、应用与维修技术工作的工程技术人员数以万计，然而由于此项技术的复杂性、多样性和多变性以及一些客观环境因素的制约，在数控机床电气维修技术方面还没有形成一套成熟的、完整的理论体系。当今控制理论与自动化技术的高速发展，尤其是微电子技术和计算机技术的日新月异，使得数控技术也在同步飞速发展，数控系统结构形式上的PC基、开放化和性能上的多样化、复杂化、高智能化不仅给其应用从观念到实践 带来了巨大变化，也在其维修理论、技术和手段上带来了很大的变化。因此，一篇讲座形式的文章不可能把已经形
成了一门专门学科的数控机床电气维修技术理论完整地表述出来，本文仅是将多年的实践探索及业内众同仁的经验总结加以适当的归纳整理，以求对该学科理论的发展及工程技术人员的实践有所裨益。 一、数控技术 谈到维修，首先必须从总体上了解我们的维修对象。 1.数控机床电气控制系统综述 一台典型的数控机床其全部的电气控制系统如图1所示。 (1)电流环是为伺服电机提供转矩的电路。一般情况下它与电动机的匹配调节已由制造者作好了或者指定了相应的匹配参数，其反馈信号也在伺服系统内联接完成，因此不需接线与调整。 (2)速度环是控制电动机转速亦即坐标轴运行速度的电路。速度调节器是比例积分(PI)调节器，其P、I调整值完全取决于所驱动坐标轴的负载大小和机械传动系统(导轨、传动机构)的传动刚度与传动间隙等机械特性，一旦这些特性发生明显变化时，首先需要对机械传动系统进行修复工作，然后重新调整速度环PI调节器。
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
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。
目录 前言 (1) 一、概述 (1) 数控车床大修的意义 (1) （1）节省资金 (1) （2）性能更加稳定可靠 (1) （3）提高设备性能和劳动生产率.. (1) 二、大修方案 (2) （1）数控CNC系统 (2) （2）X轴与Z轴进给系统 (2) （3）主轴系统 (3) （4）机床辅助操作面板 (3) （5）电气元件的更换 (3) （6）电线、电缆的更换 (4) （7）电气控制柜辅助工作设备 (4) （8）大修机床电气设计及安装调试 (4) 四、机床大修后的技术要求及目标 (5) 五、合作方式 (5) 六、技术支持与售后服务 (6) 七、机床大修费用明细表 (6)
前言 本套数控车床电气系统大修方案的思路是配合机械大修恢复机床精度到初始状态，同时保证设备长时间稳定、可靠运行。本套方案的大修目标，主要针对原有电气系统的数控系统、电气元件、电气执行元件等部件进行更换、优化、改进，最终达到恢复加工精度、使机床系统运行更加稳定、可靠的目的。 一、概述 数控车床大修的意义： 1、节省资金。精度对于车床来说是一个至关重要的硬性指标，如果车床的精度下降会直接影响到加工件的质量，还可能会给客户带来不小的经济损失。如果因机床精度丧失而购置同类型的新机床则需要花费不菲的费用，大型及特殊设备尤为明显。 2、性能更加稳定、可靠。因原机床各电气元件和线路逐渐老化和疲劳，更换新的元器件后可保证机床运行稳定、可靠，避免因元器件和线路老化造成停机从而影响生产。 3、提高设备性能和劳动生产率。因原机床购置时间较早，设备配置的电气系统随着时间推移已经逐渐落后，大修时着眼于当前机床控制的主流技术结合设备的自身特点制定合理、性价比高的大修方案，从而达到提高设备性能，最大化投入产出比的效果。
数控机床维修改造技术 数控机床维修改造技术 凯普机电一体化工程有限公司（北京100011）刘荫庭没有理论指导的实践是盲目的实践，没有实践的理论是空洞的理论。我国从事数控机床电气设计、应用与维修技术工作的工程技术人员数以万计，然而由于此项技术的复杂性、多样性和多变性以及一些客观环境因素的制约，在数控机床电气维修技术方面还没有形成一套成熟的、完整的理论体系。当今控制理论与自动化技术的高速发展，尤其是微电子技术和计算机技术的日新月异，使得数控技术也在同步飞速发展，数控系统结构形式上的PC基、开放化和性能上的多样化、复杂化、高智能化不仅给其应用从观念到实践带来了巨大变化，也在其维修理论、技术和手段上带来了很大的变化。因此，一篇讲座形式的文章不可能把已经形成了一门专门学科的数控机床电气维修技术理论完整地表述出来，本文仅是将多年的实践探索及业内众同仁的经验总结加以适当的归纳整理，以求对该学科理论的发展及工程技术人员的实践有所裨益。一、数控技术谈到维修，首先必须从总体上了解我们的维修对象。 1.数控机床电气控制系统综述一台典型的数控机床其全部的电气控制系统如图1所示。（1）数据输入装置将指令信息和各种应用数据输入数控系统的必要装置。它可以是穿孔带阅读机（已很少使用），3.5in软盘驱动器，CNC键盘（一般输入操作），数控系统配备的硬盘及驱动装置（用于大量数据的存储保护）、磁带机（较少使用）、PC计算机等等。（2）数控系统数控机床的中枢，它将接到的全部功能指令进行解码、运算，然后有序地发出各种需要的运动指令和各种机床功能的控制指令，直至运动和功能结束。数控系统都有很完善的自诊断能力，日常使用中更多地是要注意严格按规定操作，而日常的维护则主要是对硬件使用环境的保护和防止系统软件的破坏。（3）可编程逻辑控制器是机床各项功能的逻辑控制中心。它将来自CNC的各种运动及功能指令进行逻辑排序，使它们能够准确地、协调有序地安全运行；同时将来自机床的各种信息及工作状态传送给CNC,使CNC能及时准确地发出进一步的控制指令，如此实现对整个机床的控制。当代PLC多集成于数控系统中，这主要是指控制软件的集成化，而PLC硬件则在规模较大的系统中往往采取分布式结构。PLC与CNC的集
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。
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ca61 40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
一、工程概述 1、业主名称： 2、工程名称： 3、质量目标：检修质量事故为零，安装一次性到位，精度达标。 4、安全目标：安全、消防、保卫事故为零； 5、本工程的工期目标： 本工程计划工期５０天，具体开工时间待业主确定。
二、施工准备? 1.1对所有参加施工人员进行工程的技术交底，并对每一个单项工程项目的具体施工人员进行施工工艺要求，质量要求，施工注意事项等进行交底，所有参加施工人员均应熟悉现场、图纸及规范、规程要求，作到人人心中有数，不盲目操作。? 1.2按照业主和规范要求，对所有施工工机具，检测仪器(表)，清洗设备，劳保用品等作好检验、验收、储存、保护工作。? 1.3设备的检查，包括以下内容：? A.?检验设备的外观? B.?确认设备的技术参数、动作状态? 工厂搬迁方案，工厂设备详细搬迁方案 C.?检查设备的安装精度? D.?测绘设备间的相互位置，操作位置，画出相关图? E.?设备的加工精度以现场就地生产的工件为准，以后该样品工件随机装箱和发运。? 以上检查要作出详细的记录，并交双方现场代表签字，作为安装依据。? 1.４标记? 为了方便拆迁和复原安装工作的顺利进行，设备拆迁采用统一的标志方法，即数字标位的办法进行，电气设备的拆迁，基本上采用同一方法进行，并根据电气设备的复杂性，相应增加部分标记符号。? 其次，为了确定各线设备在生产线的位置，按各线工艺流程方向排列的先后标定各设备，标定的原则为各可分离的、完成某一工艺过程的设备为划分单元进行标定。? 设备分解要综合考虑，分解及重新安装时，能保持原有精度要求的条件下考虑包装方便，二者有矛盾时应以保证精度，工作性能不发生变化为准。? 各线(设备)的限位挡块，行程开关，无触点开关，在条件许可的情况下，尽可能不拆下，以减少安装后再调整的工作，必须拆下的，必须严格测定探头的位置与发讯工件(或挡块)的相对位置和距离，标出安装位置，并作好记录，画出草图。? 各线设备，应按以后安装时可能缺乏资料的情况下，标定各相关的定位尺寸，
齐齐哈尔工程学院 论文 题目：数控车床电气控制系统改造 专业：机械设计制造及其自动化 学号： 2013030233 学生：王鑫 指导教师：陈龙 起止日期： 2016.11.21-12.30
目录 目录 摘要 (3) 引言 (4) 一、概述 (5) 1.1 选题的目的和意义 (5) 1.2 关于课题的一些介绍和讨论 (5) 1.3 电气控制技术的发展 (6) 1.4 PLC的发展史及特点 (4) 二、镗床的概况 (9) 2.1 T6113卧式镗床主要结构及机械运动 (9) 2.2 电气控制 (10) 2.2.1 卧式镗床电力拖动及控制要求 (10) 2.2.2 T6113卧式镗床的电气控制 (10) 三、镗床电力拖动电动机的选择 (13) 3.1 概述 (13) 3.2 镗床用电动机容量的选择 (13) 3.2.1 镗床主运动电动机容量的选择 (13) 3.2.2 快速移动电动机容量的选择 (13) 3.2.3 后立柱电机容量的选择 (13) 3.2.4 主轴箱和工作台油泵电动机容量的选择 (13) 四 PLC控制系统的设计 (14) 4.1 PLC控制系统设计的内容和步骤 (14) 4.1.1 PLC控制系统设计的内容 (14) 4.1.2 PLC控制系统设计的步骤 (14) 4.2 PLC控制系统的硬件配置 (14) 4.2.1选择PLC机型 (14) 4.2.2开关量I/O模块的选择 (14) 4.2.3 PLC的接线电路分析 (14) 五、 PLC在T113卧式镗床中的应用 (16) 5.1 T6113卧式镗床的PLC控制方案 (16) 5.2 T6113控制系统设计 (16) 5.2.1 机型的选择及I/O接口的分配 (16) 5.2.2 程序编制 (16) 结论 (20) 参考文献 (21)
? 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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