CA6140机床的数控化改造
一、市场研究与需求分析
目前机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间，现在我国机床数控化率比较低。用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，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，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。
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。
二、CA6140车床数控系统总体设计方案
数控技术是先进制造技术的核心，是制造业实现自动化、网络化、柔性化、集成化的基础。数控装备的整体水平标志着一个国家工业现代化水平和综合国力的强弱。机床数控系统总体方案的拟定应包括以下内容：系统运动方式的确定，伺服系统的选择、执行机构的结构及传动方式的确定，计算机系统的选择等内容。
一般应根据设计任务和要求提出数个总体方案，进行综合分析、比较和论证，最后确定一个可行的总体方案。
1、设计任务
对CA6140普通车床进行数控化改造的车床能进行生产加工，其加工质量和精度(误差万≤o．03ram)达到或超过改造前车床出厂时的水平，接近同档次数控车床的水平，数控改造的车床其生产效率、安全性超过改造前普通车床出厂时的水平。
2.2总体方案确定
2.2.1系统的运动方式与伺服系统的选择
由于改造后的经济型数控铣床应具有定位、直线插补、顺、逆圆插补、暂停、循环加工、公英制螺纹加工等功能，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，即刀具以给定的速率相对于工件沿加工路径运动，所以不能选用点位系统，因为点位控制系统要求工件相对于刀具移动过程中不进行切削。因此，应选用连续控制系统。
1.确定伺服系统
1）小型机床都采用步进电机驱动系统。这种系统价格低，结构简单，安装调试和维修都非常方便，但控制精度和速度较低。
2）大、中型机床则都采用可控硅直流伺服系统和PWM直流伺服系统。这两种系统控制精度高、调速范围宽、快速性好，容易实现半闭环控制，但价格较高，维修较困难。
2.数控系统
数控系统的控制方式有三种：开环、闭环和半闭环方式。选择哪种控制方式，需根据具情况确定。
1）一般小型机床的数控化改造多半采用开环控制方式。数控系统多数为以单板机为主控制单元的简易数控系统。因该类机床本身价格低廉，而该控制方式投资少，安装调试方便，
但控制精度和速度较低。
2）大、小型机床的数控化改造多半采用半闭环控制方式。数控系统有北京数控设备厂研究生产得BS03经济型数控系统，如FANUC System3、DYNAPATH System10等中档数控系统。该控制方式虽然改造费用较大但该类机床本身价格较贵，特别是大型、重型机床，价格更昂贵，且该控制方式多以直流伺服电机为驱动元件，控制精度和速度比开环控制方式高，安装调试也比较方便。
3）闭环控制由于需直接测出移动部件的实际位置，因此要在机床的相应部位安装直线测量元件，工作量大，费时多而且闭环控制的调试相当麻烦，它的稳定性与机械部分的各种非线性因素有很大关系。在机床数控化改造中一般不采用这种控制方式。
CA6140型车床改造属于经济型数控机床，加工精度要求不高，为了简化结构，降低成本，采用步进电机控制系统，因闭环控制系统适用于精度要求较高的机床设计，且闭环控制系统的造价昂贵。
2.2.2机械传动方式
为实现机床所要求的分辨率，采用步进电机齿轮减速再传动丝杠，为保证一定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副以及滚动导轨。同时，为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负载的滚动导轨和滚珠丝杠副机构。齿轮传动也要采用消除齿侧间隙的消隙齿轮结构。
三、CA6140车床进给系统的改造设计
本章主要完成纵向和横向进给系统的设计与计算、滚珠丝杠螺母副的选型、步进电机的型号选择计算等，该部分设计的总体方案见图3-1纵向和横向进给系统图所示。要使进给系统的部分改造与数控装置系统的配合达到好的效果，在后面的章节中还将涉及到步进电动机相关的驱动电源、功率放大电路、辅助电路；与滚珠丝杠副相关的机床导轨的贴塑等内容的设计。
图3-1 纵向和横向进给系统图
3.1脉冲当量的选择
一个进给脉冲，使机床运动部件产生位移量，也称为机床的最小设定单位。脉冲当量
是衡量数控机床加工精度的一个基本技术参数。经济型数控车床铣床常采用的脉冲当量是0.01～0.005mm/脉冲。
根据机床精度要求确定脉冲当量，纵向：0.01mm/脉冲，横向：0.005mm/脉冲。 3.2切削力的计算
在设计机床进给伺服系统时，计算传动和导向元件，选用伺服电机等都需要用到切削力，下面介绍数控车床中的切削力的计算。 3.2.1纵车外圆
主切削力F z (N)按经验公式估算:
Z F =0.67D 5
.1max
=0.673400
5
.1=5360
按切削力各分力比例：
4.0:2
5.0:1::=Y X Z F F F
X F =536030.25=1340 Y F =536030.4=2144 3.2.2横切端面
主切削力)('N F Z 可取纵切的1/2.
26802
1
'
==
Z Z F F 此时走刀抗力为'
Y F (N),吃刀抗力为'
Z F (N).仍按上述比例粗略计算:
'
Z F :'
Y F :'
X F =1:0.25:0.4 'Y F =268030.25=670 'X F =268030.4=1072
3.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型
滚珠丝杠螺母副的设计首先要选择结构类型：确定滚珠循环方式，滚珠丝杠副的预紧方式。结构类型确定之后，再计算和确定其他技术参数，包括：公称直径d 0（丝杠外径d ）、导程L 0、滚珠的工作圈数j 、列数K 、精度等级等。
滚珠循环方式可分为外循环和内循环两大类，外循环又分为螺旋槽式和插管式。我们在此选用螺旋槽式外循环：在螺母外圆上铣出螺旋槽，槽的两端钻出通孔，同螺母的螺纹滚道相切，形成滚珠返回通道。为防止滚珠脱落，螺旋槽用钢套盖住。在通孔口设有挡珠器，引导滚珠进入通孔。挡珠器用圆钢弯成弧形杆，并焊上螺栓，用螺帽固定在螺母上。它的优点是：工艺简单，螺母外径尺寸较小。缺点是：螺旋槽同通孔不易连接准确，挡珠器钢性差、耐磨性差。
滚珠丝杠副的预紧方法有：双螺母垫片式预紧、双螺母螺纹式预紧、双螺母齿差式预紧、单螺母变导程预紧以及过盈滚珠预紧等。
本设计采用双螺母螺纹式预紧结构，它通过调整端部的圆螺母，使螺母产生轴向位移。其特点是结构较紧凑，工作可靠，滚道磨损时可随时调整，预紧量不很准确，应用较普遍。
3.3.1纵向进给丝杠
1.计算进给率引力m F (N)
作用在滚珠丝杠上的进给率引力主要包括切削时的走刀抗力以及移动部件的重量和切削分力作用在导轨上的摩擦力。因而其数值大小和导轨的型式有关。
纵向进给为综合型导轨 由前所知：
X F =1340 N
Z F =5360 N
G =1000 N K =1.15
'f =0.16
得：
m F (N)=()G F f KF Z X ++'
=1.1531340+0.163(5360+1000)=2559 N
式中 K —考虑颠复力矩影响的实验系数,综合导轨取K=1.15；
'f --滑动导轨摩擦系数:0.15～0.18；
G --溜板及刀架重力: G =1000 N.
2.计算最大动负载c
利用滚珠丝杠副的直径d 0时，必须保证在一定轴向负载作用下，丝杠在回转100万转（106
转）后在它的滚道上不产生点蚀现象。这个轴向负载的最大值即称为该滚珠丝杠能承受的最大动负载C ，可以用下式计算：
c =m w F f L 3 L =6
1060T
n ??
1000L u n s
?=
式中 0L --滚珠丝杠导程,初选0L =6㎜;
s u --最大切削力下的进给速度，可取最高进给速度的(21～31),此处
s u =0.6m/min
T --使用寿命,按15000h;
w f --运转系数，按一般运转取w f =1.2～1.5；
L --寿命，以106转为1个单位。
将数据分别带入上式得： 0
1000L u n s ?=
=65
.06.01000??=50r/min
L =61060T n ??=6
10150005060??=45
=c m w F f L 3=34531.232559=10799 N
3.滚珠丝杠螺母副的选型
查阅附录A 表3,可采用W 1L3506外循环螺纹调整预紧的双螺母滚珠丝杠副,1列2.5圈,其额定动负载为16400 N,精确等级按表4-15选为3级(大致相当于老标准E 级).
4.传动效率计算
滚珠丝杠螺母副的传动效率为：
η=
)
(?γγ
+tg tg
式中 γ—螺旋升角, W 1L3506 γ=3°39′
?--摩擦角取10′滚动摩擦系数0.003～0.004
将各数据带入上式得：
η=)(?γγ+tg tg =949.0)
'10'73('
730=+tg tg o
5.刚度验算
滚珠丝杠副的轴向变形会影响进给系统的定位精度及运动的平稳性因此应考虑以下引起轴向变形的因素：丝杠的拉伸或压缩变形量；滚珠与螺纹滚道间的接触变形；支承滚珠丝杠的轴承的轴向接触变形；滚珠丝杠的扭转变形引起导程的变化量；和螺母座及轴承支座的变形。最后一种常为滚珠丝杠副系统刚度的薄弱环节，但变形量计算较为困难，一般根据其精度要求，在结构上尽量增强其刚度而不作计算。
因此滚珠丝杠副刚度的验算，主要是前三种变形量，他们的和应不大于机床精度要求允许变形量的一半，否则，应考虑选用较大直径的滚珠丝杠副。
先画出纵向进给滚珠丝杠支承方式草图如图3-2所示。最大牵引力为2559 N.轴承支撑
间距L =1500㎜，丝杠螺母及轴承均进行预紧，预紧力为最大轴向负荷的3
1。
图3-2
（1）丝杠的拉伸或压缩变形量1δ
查图4-6，根据m P =2559 N ，O D =35㎜，*查出L L /δ=5
102.1-?，可算出： L
L
δδ=
131500=1.6310
5
-31500=2.4310
2
-（㎜）.
由于两断均采用向心推力球轴承，且丝杠又进行了预拉伸,故其刚度可以提高4倍。其实际变形量'1δ(㎜)为:
'1δ=
2
11δ=0.63102- (2)滚珠与螺纹滚道接触变形2δ
查图4-7, W 系列1列2.5圈滚珠和螺纹滚道接触变形量Q δ: Q δ=7.1μm 因进行了预紧, 2δ=
21Q δ=2
1
37.1=3.35μm (3)支承滚珠丝杠轴承的轴向接触变形2δ
采用8107型推力球轴承，1d =35㎜,滚珠体直径Q d =6.35㎜,滚动体数量z =18,
c d =0.0024 3
22
Z d F Q m ?=0.0024 32
2
18
35.6256
?0.0075(㎜) 注意,此公式中m F 单位应为 kgf 因施加预紧力,故
3δ=21c δ=2
1
30.0076=0.0038㎜ 根据以上计算:
δ=1δ+2δ+3δ=0.006+0.00355+0.0038
=0.01335㎜<定位精度
6.稳定性校核
滚珠丝杠两端推力轴承，不会产生失稳现象不需作稳定性校核.
3.3.2横向进给丝杠
1.横向进给系统的组成及设计
普通车床经济型数控改造的横向进给系统的设计相对比较简单，一般是步进电机经驱动滚珠丝杠，使刀架横向运动。步进电机安装在大拖板上，用法兰盘将步进电机和机车大拖板连接起来，以保证其同轴度，提高传动精度。
2.横向进给系统的设计计算
(1)计算进给牵引力m F
'
横向导轨为燕尾形,计算如下: 由前所知：
'
X
F =1072 N 'Y F =670 N
Z F =2680 N '
G = 600 N 'f =0.2 得：
m F '=1.43'Y F +'f (Z F +2'
X F +'G )
=1.43670+0.23(2680+231072+600)≈2023 N
(2)计算最大动负载c
n =
1000L v s ?=55
.03.01000??=30
L =
61060T n ??=6
1015000
3060??=27
c =3L w f m F '=32731.232023=7283 N
3.选择滚珠丝杠螺母副
从附录中查出, W 1L3506 1列2.5圈外循环螺纹预紧滚珠丝杠副,额定动载荷为9700 N,
可满足要求，选定精度为3级.
4.传动效率计算
η=)(?γγ+tg tg =)
10'334(334'
'
+ tg tg =0.965 5.刚度验算
横向进给丝杠支承方式如图3-3所示，最大牵引力为2425 N ，支承间距L =450㎜，因丝杠长度较短，不需预紧，螺母及轴承预紧。
图3-3
计算如下：
（1）丝杠的拉伸或压缩变形量1δ（㎜） 根据m F
'
=2023 N,
0D =20㎜,查出L L δ=4.23105
-,可算出
1δ=
L
L δ3L =4.23105-450=1.893102
-㎜ (2) 滚珠与螺纹滚道间接触变形量2δ Q δ=8.5m μ 因进行了预紧 2δ=
21Q δ=2
1
38.5=4.25m μ (3) 支承滚珠丝杠的轴承的轴向接触变形3δ 采用8120推力球轴承,
0094
.012763.432.2020024.00024.032322=?=?'=z d P d Q m Q )
(m m
考虑到进行了预紧,故
)(0047.00094.021
2
13mm c =?=
=δδ
综合以上几项变形之和:
mm 0279.00047.00043.00189.0321=++=++=δδδδ显然此变形量已大于定位
精度的要求,应该采取响应的措施修改设计,因横向溜板空间的限制,不宜再加大滚珠丝杠的
直径,估采用贴塑导轨见效摩擦力,从而减小最大牵引力.重新计算如下:
)2(4.1G F F f F F x z y m
'++'+'='
N 1155
)600107222680(04.06704.1=-?+?+?= 当N F m
1155='时,5104.2/-?=L L δ 0108
.0450104.251=??=?=
-L L
L
δδ
2δ和3δ不变,
则
mm 0198.00047.00043.00108.0321=++=++=δδδδ,定位精度为
mm 01.0±,估此变形量仍不能满足,如果将滚珠丝杠再经过预拉伸,刚度还可提高四倍,则
变形量可控制在要求的范围之内.
mm 0117.00047.00043.00108.041
4
1321=++?=
++=δδδδ
6.稳定性校核
计算临界负载)(N F K
K F =2
2L EI
f z π
式中 E ---材料弹性模量,钢: E =20.63106
N/㎝2
;
I ---截面惯性矩(㎝4
)丝杠: I =
64
π1d 4
,1d 为丝杠内径; L ---丝杠两支承端距离(㎝);
Z f ---丝杠支承方式系数,从表4-13中查出，一端固定,一端简支Z f =2.00
I =
64π1d 4=64
π31.67884=0.3899㎝4
K F =22L I E f Z ???π=2
6245
3899
.0106.202????π=78214 N K n =
m K F F '
=1155
78214=67.7>>[K n ]
(一般[K n ]=2.5～4) 此滚珠丝杠不会产生失稳。
3.4齿轮传动比的计算
3.4.1纵向进给齿轮箱传动比计算
已确定纵向进给脉冲当量P δ=0.01滚珠丝杠导程0L =6㎜，初选步进电机步距角 0.75°。可计算出传动比 i
i =
360L b p θδ=675.001
.0360??=0.8 可选定齿轮齿数为: i =
2
1Z Z =4032或2520 3.4.2横向进给齿轮箱传动比计算
已确定横向进给脉冲当量P δ=0.005 ,滚珠丝杠导程0L =5㎜,初选步进电机步距角0.75°可计算传动比 i :
i =
360L b p θδ=575.005.0360??=0.48 考虑到结构上的原因，不使大齿轮直径太大，以免影响到横向溜板的有效行程,故此处
可采用两级齿轮降速:
i =
21Z Z 43Z Z =53354=4024325
20
1Z =24、2Z =40、3Z =20、4Z =25
因进给运动齿轮受力不大，模数m 取2。有关参数如下:
3.5步进电机的计算和选型
选用步进电机时，必须首先根据机械结构草图计算机械传动装置及负载折算到电机轴上的等效转动惯量，分别计算各种工况下所需的等效力矩，在根据步进电机最大静转矩和起动、运行矩频特性选择合适的步进电机。 3.5.1纵向进给步进电机计算
1.等效转动惯量计算
计算见图3-2，传动系统折算到电机轴上的总的惯量∑J （㎏2㎝2
）可由下式计算：
∑J =M J +1J +2
2
1)
(Z Z ()??????????? ??++2
022πL g G J J S
式中 M J ---步进电机转子转动惯量（㎏2㎝2
）;
1J 、2J ---齿轮1z 、2z 的传动惯量（㎏2㎝2
）;
s J ---滚珠丝杠转动惯量（㎏2㎝2
）
。 参考同类型机床，初选反应式步进电机150BF ，起转子转动惯量M J =10㎏2㎝2
。
1J =0.783103-341d 21L =0.783103-36.4432=2.62㎏2㎝2
2J =0.783103
-34
2
d 22L =0.78*103
-384
32=6.39㎏2㎝2
s J =0.783103-3443150=29.952㎏2㎝2
G =1000 N
代入上式：
∑J =M J +1J +2
2
1)
(Z Z ()??????????? ??++2
022πL g G J J S
=10+2.62+2
4032?
?
?
??()???
?
??????? ??++2
26.08.91000952.2939.6π =36.474㎏2㎝2
考虑步进电机与传动系统惯量匹配问题
M J /∑J =10/36.474=0.274
基本满足匹配的要求。
2.电机力矩的计算
机床在不同的工况下，其所需转距不同，下面按个阶段计算： （1） 快速空载起动力矩M 起 。
在快速空载起动阶段，加速力矩占的比例较大，具体计算公式如下：
M 起 =max a M +f M +0M
max a M =∑J 2
ε
=∑
J a t n +π
260max
310
2
-=∑J 3
a
t n ???-601022
max π
max n =
p
v δmax
3
360b
θ 将前面数据代入，式中各符号意义同前。
max n =
p
v δmax
3
360b θ=360
75
.001.02400?=500 min r 。 起动加速时间 a t =30ms
max a M =∑J 3
a
t n *602max ?π=36.474303.0*60500*2π3102
-
=636.6 N 2㎝
折算到电机轴上的摩擦力矩f M ：
f M =i L F πη200=1
20
'/2)(z z L G P f Z πη?+
=25
.18.026
.0)8005360(16.0???+?π=94 N 2㎝
附加摩擦力矩0M ：
0M =()
200
012ηπη-i
L F p =
120/231z z L
F m πη??()
201η- =)9.01(25
.18.026
.02530312-????π=805.330.19=153 N 2㎝
上述三项合计：
M 起 =max a M +f M +0M
=636.6+94+153=881.5 N 2㎝
（2）快速移动时所需力矩M 快
M 快=f M +0M =94+153=247 N 2㎝
（3）最大切削负载时所需力矩M 切
M 切=f M +0M +x M =f M +0M +i
L F x πη20
=94+153+
25
.18.026
.01340???π=94+153+127.96
=375 N 2㎝
从上面的计算可以看出，M 起、M 快和M 切三种工况下，以快速空载起动所需力矩最大，以次作为初选步进电机的依据。
从表中查出，当步进电机为五相十拍时，λ=max j q M M =0.951。 最大静力矩max j M =881.5/0.951=927 N 2㎝ 。
按此最大静转距从表查出，002150BF 型最大静转距为13.72 N 2㎝ 。大于所需最大静转距，可作为初选型号，但还必须进一步考核步进电机起动距频特性和运行距频特性。
3.计算步进电机空载起动频率和切削时的工作频率
k f =
p
v δ?601000max =01.0604
.21000??=4000 HZ e f =
p s v δ?601000=01
.0606.01000??=1000 HZ
从表中查出002150BF 型步进电机允许的最高空载起动频率为2800 HZ 运行频率为8000 HZ ， 130BF001步进电机的起动矩频特性和运行矩频特性曲线如图3-4，3-5所示，可以看出，当步进电机起动时，f 起=2500Hz 时，M=100cm N ?，远远不能满足此机床所要求的空载起动力矩（881.5cm N ?）直接使用将会产生失步现象，所以必须采取升降速控制（用软件实现），将起动频率将到1000Hz 时，起动力矩可增到588.4cm N ?，然后在电路上再采用高低压驱动电路，还可以将步进电机输出力矩扩大一倍左右。
图3-4 130BF001步进电机的起动矩频特性
图3-5 130BF001步进电机的运行矩频特性
当快速运动和切削进给时，130BF001型步进电机运行矩频特性（图3-5）完全可以满足要求。
3.5.2横向进给步进电机计算和选型
90BF计算步骤如上所述，经计算满足要求，此处计算略。
电机选为002
4.CA6140车床数控化改造数控系统设计
4.1数控装置系统
数控系统作为车床的核心部分也正向多样化、多层次化方向发展。先期由单板机开发的经济型数控系统多数存在通用性差、不易于用户进行功能扩展的问题，可靠性与稳定性也较差，主要表现为抗干扰能力差，经常会由于外界干扰出现误动作，这种现象以单板机z一80为CPU的数控系统尤为突出。为此，所选择数控系统
应克服以上问题，而具有通用性强、抗干扰能力强等特点，还应考虑下一步的升级到信息化、网络化制造的需要。
4.1.1数控装置系统选型
根据所改造的性能和精度指标来选配数控装置系统，进口数控装置系统常用的有FANUC 公司系统、SIEMENS公司系统、MITSUBISHI公司系统、A-B公司系统、FAGOR公司系统等，这些系统有多个系列，每一系列有多种可选择的功能，适用于多种机床使用，但价格较贵，而国产数控系统中有珠峰数控公司的CME988(中华I型)系统、北京航天数控集团的
cAsNuc9llMc(航天I型)系统、华中理工大学的HNCI(华中I型)系统、中科院的1060型系统、广州数控设备有限公司的GSK980、GSK928系统等，这些系统也提供了多种可选择的功能，适用于多种机床使用，价格较低，一般为进口系统的1/3左右，而且配置容易安装方便，性能与精度指标能满足一般机械加工的要求，其性价比高，通常为普通机床数控化改造所选配。
根据对国内生产的经济性数控系统市场的调研，从性能和价格上进行综合比较评判，CA6140数控化改造的数控装置系统选择广州数控CSK928TC--I车床数控系统。它的性能特点、参数见表4-1所示。
图4-1 SK928TC--I车床数控系统
表4—1 GSK 928TC一1车床数控系统特点、参数
通过表5-1可知广州数控CSK928TC--1车床数控系统，精度la m级，所控制轴X、‘Z两轴的最小指令单位：0．001mm=l u m，最高移动速度：15000mm/min；进给速度：直线6000mm/min、圆弧3000mm／min，能实现X、Z二轴直线、圆弧插补，24种G代码，包括固定／复合循环加工、Z轴钻孔攻丝等代码，程序容量： 24KB、100个程序。具有刚性攻丝功能、螺纹螺距：0．250mm～100．000mm(公制)100．000牙／英寸～O．250牙／英寸(英制)，8组刀具长度补偿、1号～4号刀位信号直接输入、T代码绝对换刀或手动相对换刀，正转选刀、到位反转锁紧、定点对刀、试切对刀、移动刀具／修改坐标、参数选定，可设置档位控制或模拟控制，可设置三档主轴，输出OV～lOV控制主轴转速，主轴正转、反转、停止、制动，冷却启停、润滑启停、卡盘夹紧放松、进给保持等。
满足经济性数控装置对纵向进给系统、横向进给系统等伺服进给步进电机开环控制，达到经济型一般为分辨率10um，进给快移速度8000--15000mm／min，能控制3个坐标轴，具有设定单位、插补类型、绝对和增量(相对)坐标编程，G、M、S、T功能、刀补功能、间隙补偿功能及循环功能、中文菜单操作显示方式，通讯功能，可手工编程和自动编程、在线编程和离线编程，实现网络化加工。符合设计要求。
4.1.2数控(CNC)装置安装
根据设计方案，将CSK928TC--1车床数控系统装置安装在车床的右上方，高度和宽度符合正常操作位置，与车床整体结构相协调。
4.2步进电机驱动器选型
根据设计方案，保留主轴箱、床身导轨、溜板、尾座，即主传动的主轴电动机驱动保持原有设备。纵向和横向进给传动的设计已在第2章完成，已确定了滚珠丝杠的型号、步进电机的型号等，本节主要选择纵向和横向进给传动步进电机的驱动器。
步进电机的驱动器主要由环形分配器和功率驱动电路两个部分组成．功率驱动电路将环形分配器输出的微弱电流进行放大，满足步进电机的驱动，因此选择步进电机驱动器的良好性能是保证普通车床数控化改造的精度之一。常见的步进电机驱动器的功率驱动电路有血种，其中细分驱动电路是通过控制绕组中的电流数值来调整步进电机步距角的大小，控制精度高。根据第2章已选择的纵向进给传动和横向进给传动选择的步进电机分别为：iIOBYG 350C、1IOBYG 350B，查阅相关资料以及产品可知，广州数控DY3B系列三相混合式步进电机驱动器，采用DC310V驱动电压。高速高转矩输出。产品特点：正弦波驱动，数字技术实现矢量细分，电机旋转定位精度高、运行平稳、噪音低。用户可设置十五种电机步距角(0．036～0 75)，应用灵活、适合精密控制。选用三菱公司第四代智能模块(IPM)，耐电压冲击力强，稳定性好，具有过载、短路、过压、过热等完善的保护措施。控制线路集成度高，可靠性好，整机结构紧凑、台理。具有外部电流可调功能，用户可根据负载情况灵活调节。采用DC310V 驱动电压，高速高转矩输出。采用机外风冷散热设计，防护好。结构如图4-3所示，
技术参数见表4—2所示。
综合以上产品特点和技术参数，步进电机lIOBYG 350C、lIOBYG 350B的驱动器选择为：广州数控DY3B一30、DY3B一28三相混合式步进电机驱动器。
4.3脉冲发生器
为保持切削螺纹的功能，必须在主轴上安装脉冲发生器，采用脉冲发生器直接与主轴由无间隙传动联轴器连接，达到传动系统结构简化，传动链短，传动刚度提高。主轴与脉冲发生器同步旋转，发出两路信号：每转发出的脉冲个数和一个同步信号，经隔离电路阻及I／O 接口送给数控装置(CNC)。
4.3.1脉冲发生器——光栅编码器选型
按照经济性改造方案，查阅脉冲发生器的相关产品，最后选定HEDSS公司生产的光栅编码器，型号记为：HKY2508一WOOIGSl2BZ3—5E。该公司是国际著名的编码器模块、光栅、码盘及延伸产品的研发、制造商，采用德国技术，模块化生产。光栅编码器HKT-w是一种高性能、经济的两通道光电增量编码器。在与光栅盘一起使用时，这个模块可以检测旋转角度(位置)，具有体积小，安装方便，分辨率范围宽，不要求信号调节，兼容TTL，具有两通道或者三通道正交输出。光栅编码器HKT—w基本参数见表4-3。
4.3.2脉冲发生器——光栅编码器装配设计
根据车床主轴右端直径=24mm，选择及设计弹性柱销联轴器，它的左部分结构见图4-5所示，用紧盯螺钉与车床主轴固定，它的右部分结构见图4-6光栅编码器装配图所示，用弹性轴套套在左右两轴上，再用紧盯螺钉与之固定，又将弹性柱销联轴器装在套筒内，套筒的结构见图4-7所示。弹性柱销联轴器将光栅编码器HKT—w直接与主轴无间隙连接，由于弹性
柱销联轴器具有一定的缓冲、减振能力，且弹性柱销为圆柱状，因此既保证了传动的稳定性，又保证了传动的精度。光栅编码器装配要求见图5-9。
图4-5 联轴器
图4-6 光栅编码器装配
图4-7 套筒的结构
4.4数控系统功能
CA6140车床数控化改造的数控系统装置选择广州数控CSK928TC一1车床数控系统，采用高速CPU、超大规模可编程门阵列集成电路芯片构成控制核心，国际标准数控语言一IS0代码编写零件程序，u级精度，全屏幕编辑，配有中文操作界面，加工零件图形实时跟踪显示，操作简单直观。
将普通车床CA6140数控化改造，主轴采用有级变速(正转32级、反转16级)，可实现直线插补、圆弧插补、固定循环、复合循环、恒线速度车削、刀尖半径自动补偿功能，刀具功能，进给编变速功能，并能实现冷却液压控制辅助功能和手动工作方式等。通过编程可以完成外圆、端面、切槽、锥度、圆弧、螺纹等加工，具有较高的性能价格比。
4.4.1系统工作方式
本系统操作面板采用3203240分辨率点阵显示器，具有0—9数据输入和英文字母地址输入，16个功能键，11个编辑键／状态选择键，12个手动轴控制键(X轴、Z轴正负向和手轮选择，快速进给，手动步长，单步，主轴正传反转停止)，还有换刀键、冷却液控制键、系统复位键和状态指示灯。本系统可采用工作方式键直接选择相应的工作方式，常用的有编辑工作方式、手动工作方式、参数工作方式、刀偏工作方式、诊断工作方式；各种工作方式之间可以直接转换，操作简便、直观。
(1)辑工作方式
通过键盘新建、选择和删除零件程序，可以对选择的零件程序的内容进行插入、修改和删除等编辑操作。还可以通过RS232通讯接口与通同用个人的计算机的串行接口连接，将系统内零件程序传送到外部计算机中或外部计算机内编辑好的零件程序传送到数控系统中。
(2)手动工作方式
通过键盘来完成车床拖板的移动，主轴及冷却液的启动，手动换刀，X、Z轴回程序参考点和回机械零点等功能。手动工作方式有手动单步和手动点动两种方式。
手动点动按住手动进给方向键不放开，车床拖板按照所选定的坐标轴连续移动，按键放
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。
毕业设计任务书 毕业设计题目：经济型C6140车床数控改造
内容和要求：内容：司服进给系统的校核计算和微机数控系统硬件电路设计，完成普通C6140车床的数控化改造及相关图纸。 技术要求：利用微机对纵、横向进给系统进行开环控制，纵向（Z向）脉冲当量为0.01mm/脉冲，横向（X向）脉冲当量为0.005mm/脉冲，驱动采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠，刀架采用自动转位刀架。 工作质量要求：方案设计合理，理论计算准确，结构设计合理，图纸图面清楚，投影正确，标注完整，设计及绘图过程符合国家要求等。 软硬件条件：个人计算机；参考书；AutoCAD（或其他绘图条件） 指导教师（签字）：年月日
机床作为机械制造业的重要基础装备，它的发展一直引起人们的关注，由于计算机技术的兴起，促使机床的控制信息出现了质的突破，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－数控机床的诞生 和发展。计算机的出现和应用，为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。用经济型数控系统改造普通机床，在投资少的情况下，使其既能满足加工的需要，又能提高机床的自动化程度，比较符合我国的国情。到目前为止，已有很多厂家生产经济型数控系统。可以预料，今后，机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。 关键词：机床, 数控机床, 伺服进给系统, 单片机
1．前言 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 数控机床和数控技术 (1) 1.3 数控机床的特点 (2) 1.4 数控机床的发展 (3) 2．总体方案的设计 (4) 2.1 设计任务与要求 (4) 2.1.1 课程设计的目的 (4) 2.1.2 课程设计的主要技术参数 (4) 2.2.3 课程设计的内容 (5) 2.2.4 课程设计的要求 (5) 2.2.5 课程设计的图纸 (5) 2.2 总体方案的设计 (5) 2.2.1 数控系统运动方式的确定 (5) 2.2.2 伺服进给系统的改造设计 (6) 2.2.3 数控系统的硬件电路设计 (6) 3．伺服进给系统的计算 (8) 3.1 确定系统脉冲当量 (8) 3.2 切削力的计算 (8) 3.2.1 纵车外圆 (8) 3.2.2 横切端面 (8) 3.3 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9) 3.3.1 纵向进给丝杠 (9) 3.3.2 横向进给丝杠......................................... .11 3.3.3 纵向和横向滚珠丝杠螺母副几何参数..................... .14
车床数控化机械部分的改造设计 发表时间：2018-12-26T12:35:56.377Z 来源：《防护工程》2018年第27期作者：王德顺 [导读] 车床是机械加工业中必不可少的加工工具。随着我国经济的迅速发展，机械加工业也在快速发展。 济宁市技师学院山东省济宁市 272000 摘要：近几年，我国生产制造行业得到了迅速的发展。在生产制造业发展过程中数控机床的市场需求也不断增加，对于普通机床的改造成为时代发展的主要趋势。在实际普通车床数控化改造过程中，电极参数选择不精确、数控系统功能不合理等问题频繁发生，影响了普通车床数控化改造的精确度。因此为了保证改造后数控机床的应用效率，对具体改造过程进行进一步分析非常必要。 关键词：普通车床；机械结构；数控化改造 车床是机械加工业中必不可少的加工工具。随着我国经济的迅速发展，机械加工业也在快速发展，数控车床逐渐取代了原本的普通车床，但是，普通车床仍然在使用。因为数控车床的价格比较高，很多企业无法负担，所以，需要对普通车床的机械结构进行数控化改造，以增强普通车床的自动加工能力，提高加工精度。通过对某型号普通车床机械结构进行数控化改造，提高普通车床的加工精度。 一、车床数控化改造的必要性 相比较于传统机床，通过数控机床，能够对繁琐复杂的零件开展加工工作；能够显著提高机床工作效率，确保机床加工自动化月柔性自动化的实现；数控机床所加工的零件具有非常高的精准度，尺寸计算能力更强，有利于安装与配置工作的开展，不需要开展有关修配工作；能够集中起多个工序，降低零件的搬运频率；能够自主开展有关报警监控与补偿等工作等等；使工人劳动强度得到显著降低，有效缩减新产品试制与生产周期。与此同时，在企业信息化改造过程中，机床数控化发挥着重要的基础作用，数控技术既是制造业自动化的核心技术，更是其重要的基础技术。 二、车床数控化改造的特点 1、车床改造方案的制定，是通过车床中存在的问题来进行的。在改造车床的过程中，具有较强的针对性，确保符合有关生产的要求与规定。在改造旧车床数控化过程中，大多数基础件与很多传动部分无需进行更换，应当将这些零部件予以高效利用，在减少原材料与资金费用开支的同时，能够有效缩短改造时间，确保生产工作的迅速开展。 2、通常情况下，车床大型构件的制造运用的是铸铁，相比较于新铸件其稳定性更加突出，只需对中小型部件开展修复或更换工作即可。应当满足多品种、小批量零件生产的需要，扩大车床应用范围。通过车床数控化改造，能够实现生产设备自动化水平与能力的提升，强化设备质量。此过程中，更加需要注入科学技术的力量，让科学技术的应用促进车床数控化的改造，以促进改造目的的实现。 三、机床精度、质量检测与调试 1、精度调试。普通车床机械部分数控化改造后，必须进行精度调试。数控车床精度主要体现在：主轴跳动、刀塔精度、丝杠精度三方面可以用主轴千分表测量主轴精度、刀塔两项精度；跳动、圆度精度不合格的通过主轴卡头重新装配或车卡头来实现精度调整； X、Z 轴丝杠精度可通过调节伺服电机的齿轮比及精修丝杠和调节反向间隙及刀塔装配位置调整，反向间隙调试时要选用千百分表；进行几何精度调试时，可选择用角尺，平尺，千分表；当进行定位误差调试时，必须用激光干涉仪对定位精度进行测量，然后，根据情况进行适当的补偿，可以大大提高机床的定位精度和加工精度。重复定位精度不合格，要通过调整丝杠和丝杠母间隙或更换丝杠和轴承。精度调试是一个比较复杂的过程，一般是机械和电气部分都改造好后再调试。不同的机型调试也有差异，要根据机型特点进行调试，一般都要反复调几次，直到调好为止。 2、质量检测与调试 （1）质量检测。质量检验指机床性能和功能的检验，普通车床数控化改造后，机床性能检验项目主要有主轴性能、进给性能、机床噪声、润滑等。主轴性能有手动操作、手动数据输入方式（MDA）；进给性能有手动操作、手动数据输入方式（MDA）、软硬限位、回原点；数控功能检验项目有准备功能、辅助功能、操作功能、显示功能等方面。 （2）检测与调试。质量检测与调试包括空运转检测调试、动作检测调试、功能检测调试及试切削检测调试等。空运转检测调试：让机床主运动由低、中、高运转，观察主轴轴承温度是否稳定，再输入程序做连续运动，如果正常可连续运转不少于48h。动作检测调试：按数控系统安装手册进行主轴变挡指令调试，检测各轴正负两个方向的超程。功能检测调试：用指令对机床的功能进行调试，检查动作的灵活性和功能的可靠性。然后做进给坐标超程、手动数据输入、位置显示、程序暂停、程序删除、回基准点，程序序号显示和检索、直线插补、直线切削循环、刀具位置补偿、螺距补偿、锥度切削循环、螺纹切削循环、圆弧切削循环、间隙补偿等功能的可靠性、动作灵活性等调试。试切削检测调试：把事先准备好的零件程序输入系统，进行试切削加工，检测机床数控化改造后的加工性能和精度的稳定性。 四、车床数控化改造 1、普通车床床身导轨的改造。我国大部分普通车床的床身材料为铸铁，在进行数控化改造时，为了提高床身导轨的精度，可以在铸铁导轨上粘贴塑料软带。塑料软带能够提高车床导轨的润滑性，使导轨上的主刀行进得更加流畅，从而保证车床的加工精度。在改造过程中，也可以将传统的铸铁导轨改造为滚动导轨，滚动导轨的摩擦系数比较小，不会影响机械加工的几何精度。 2、滚珠丝杠的改造。滚珠丝杠主要是由滚珠、丝杠、回珠管等构成的，它可以将车床机械部件的回转运动转化为直线运动。普通车床中的滚珠丝杠可以提高车床的传动效率，使车床刀轴的行进过程更加平稳。因为滚珠丝杠在运行过程中不会产生较大的振动，所以，不会产生过大的摩擦阻力。对滚珠丝杠进行数控化改造时，需要测量滚珠丝杠的齿差缝隙、丝杠转速和滚珠直径等，以保证改造完成后车床不会出现直线行进失稳的情况。 3、主轴传动系统的数控化改造。普通车床的主轴是由电动机带动皮带使主轴旋转。在数控化改造时，尽量不要破坏原本的主轴箱，主要改造电机的变速系统。因此，可以用双速或者四速电动机代替原本的电动机，以增强主轴传动系统的传动能力。在改造过程中，可以在主轴传动系统中增加脉冲编码器，标记主轴运行的初始位置，为主轴传动编码，让主轴每转动一圈编码器自动调整一次主轴刀具的位置。一般情况下，脉冲编码器安装在主轴箱中，并与电动机的传动齿轮1∶1 连接，从而实现主轴与编码器的同步运行。 4、车床进给系统的数控化改造。在改造进给系统时，需要加装步进电机，并在进给系统的步进电机上安装减速器。减速器通过连接装
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，
沈阳CAK系列数控车床维修实例 沈阳第一机床厂生产的CAK系列数控车床，主要用于轴类、盘类零件的精加工和半精加工，可以进行内、外圆柱表面、锥面、螺纹、镗孔、铰孔以及各种曲线回转体的加工，适合汽车、摩托车，电子、航天、军工等多种行业的机械加工，深得用户的一致好评。 但是，再好的产品，由于操作人员的使用不当，再加上机械零件的磨损、疲劳、失效，电器元件老化变质，以及恶劣的生产环境，又疏于保养，难免就会出现各种各样的故障。不过，在众多的机械和电气故障当中，百分之八十都是一般性的常见故障，这类故障却是生产设备出现频率最多的问题，但都能在很短时间内解决。再有百分之二十就是有一些难度的疑难故障了，需要假以时日才能解决故障。 要想设备少出故障，少停机，关键还得企业老板要重视设备的日常维护保养工作，不然故障停机时间太长，无法按时交货，只有哭晕在厕所了。 多年前在网络上写过一些维修的实例，全是实际工作中遇到的故障，主要就是那百分之八十的常见故障，纯属个人维修经验之杂谈，已好久都没有更新了，现抽空整理原来发布的维修实例，并更新了有记载的维修实例分享给大家，以解决实际生产中遇到的问题。 2020年8月18日
例1 、主轴无力（2007.6.26） CAK3675数车，系统：GSK980TD，变频器：沈阳北辰SC1000，主轴电机：5.5KW，主轴转速：200-3000（手动卡盘2000）。 用户反映才买的4台CAK3675机床，在低速50r/min，吃刀量1mm，F0.1mm出现闷车（即主轴停住），后在相同速度下，手逮住卡盘（注意，此法不可取，十分危险）也能使主轴停下。 此现象明显是转矩太低引起。 由于用户不了解变频调速原理，当变频器带普通电机长期运行时，由于散热效果变差，电机温度升高，所以不能长期低速运行，如果要低速恒转矩长期运行，必须使用专用变频电机。 再加上没有仔细看说明书，以为从0-2000转都能正常使用，按说明书要求最低转速是200转，低于此转速虽然也能转动，但转矩很低，将影响正常加工，应避免安排加工低于200转以下的工件。 北辰变频器是V/F控制方式，这种变频器本身就是在低速时输出转矩较低，要提高低速输出转矩，只能修改参数满足其要求。 主要有以下几个参数： 1、转矩提升（补偿）：根据现场情况适当增加设定值，加大后要十分注意电机的温度和电流，过大将会损坏电机； 2、中间输出频率电压； 3、最低输出频率电压。 参数1一般单独使用； 参数2、3在不使用1参数时使用，低速输出转矩不足时根据实际情况增大2、3参数设定值，如果出现启动时冲击较大，减小设定值。 本例适当增大设定值后问题解决。 其它变频器也可以参照本例。 强烈建议不要长期在机床规定最低主轴转速下运行。 以上方法，仅供参考。 例2 、Z轴运行不稳（2007.6） 机型：CAK50135nj ，系统：GSK980TD 故障现象： 快移倍率100％的情况下，在自动运行G00时，Z轴出现一冲一冲的现象，快移倍率50％的情况下，则无此现象； 快移倍率50％、100％的情况下，手动快移也无一冲一冲的现象。 排除方法： 初步分析是Z轴的快移加减速时间参数不合适造成，原Z轴加减速时间参数25＃＝80，由于不同机床有不同的机械性能，故根据现场情况试把参数减小为60，下电后再上电，故障排除。 注：加减速特性调整 加减速时间常数越大，加速、减速过程越慢，机床运动的冲击越小，加工时的效率越低；加减速时间常数越小，加速、减速过程越快，机床运动的冲击越大，加工时的效率越高。
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
基于PLC的数控车床电气控制系统设计毕业论文_(2)[1]
摘要 数控机床是一种机电一体化的数字控制自动化机床。早期的数控机床是依靠继电器逻辑来实现相应的功能。由于继电器逻辑是一种硬接线系统，布线复杂，体积庞大，更改困难，一旦出现问题，很难维修。这样的系统，其可靠性往往也不高，影响正常的生产。 本文正是针对这一问题展开工作的。本文介绍了用三菱FX2N微型可编程控制器对CK9930机床的电气控制部分的改造设计，重点阐述了数控机床PLC的功能、机床的电气控制原理及相应的PLC程序编制与调试三方面的问题。并且详尽地展示了PLC控制程序的开发过程。 根据数控车床所承担加工任务的特点，可知其操作过程比较复杂。要用PLC 控制车床动作，必须将PLC及其控制模块和相应的执行元件加以组合。所以在该控制程序的开发过程中，采用了模块化的结构设计方法。 本文主要完成了主轴控制、坐标轴控制、自动换刀控制、定时润滑控制以及报警处理等功能的PLC控制程序的开发。并且利用FXGP_WIN-C软件编写了该机床的PLC控制程序，并借助其运行、监控功能，通过相关设备，观察了程序的运行情况。 关键词：PLC控制，数控车床，梯形图
目录 第一章概述 (1) 1.1 数控系统的工作原理 (1) 1.1.1 数控系统的组成 (1) 1.1.2 数控系统的工作原理 (2) 1.2 PLC的硬件与工作原理 (3) 1.2.1 PLC的简介 (3) 1.2.2 PLC的基本结构 (3) 1.2.3 PLC的工作原理 (4) 第二章数控车床的PLC (5) 2.1 数控车床PLC的信息传递 (5) 2.2 数控车床中PLC的功能 (6) 2.2.1 PLC对辅助功能的处理 (6) 2.2.2 PLC的控制对象 (6) 2.3 用PLC实现车床电气控制系统的功能 (7) 2.4 利用PLC代替继电器—接触器控制方式的优越性 (8) 第三章 CK9930数控车床电气控制分析 (9) 3.1 车床主要结构和运动方式 (9) 3.2 车床对电气控制的要求 (9) 3.3 车床的电气控制电路分析 (10) 3.3.1 主电路分析 (11) 3.3.2 控制电路分析 (11)
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
题目数控机床的组成加工原理与工艺 系部：机电工程系 专业：机电一体化 指导老师： 班级： 学生：
目录 绪论 (1) 第一章数控车床的基本组成和工作原理 (4) 1.1 任务准备 (4) 1.1.1 机床结构 (4) 1.2 工作原理 (6) 1.3 数控车床的分类 (6) 1.4 数控车床的性能指标 (7) 1.5 数控车床的特点 (8) 第二章数控车床编程与操作....... . (10) 2.1 数控车床概述 (10) 2.1.1数控车床的组 (10) 2.1.2数控车床的机械构成 (11) 2.1.3数控系统 (11) 2.1.4数控车床的特点 (12) 2.1.5数控车床的分类 (13) 2.1.6数控车床（CJK6153）的主要技术 (13) 2.1.7数控车床（CJK6153）的润滑 (13) 2.2 数控车床的编程方法 (13) 2.2.1设定数控车床的机床坐标系 (13) 2.2.2设定数控车床的工件坐标系 (14) 第三章数控车床加工工艺分析 (20) 3.1 零件图样分析......................................... (20) 3.2 工艺分析 (21) 3.3 车孔的关键技术 (21)
3.4 解决排屑问题 (21) 3.5 加工方法 (22) 第四章当前数控机床技术发展趋势 (24) 4.1 是精密加工技术有所突破 (24) 4.2 是技术集成和技术复合趋势明显 (24) 结束语 (25) 参考文献 (26)
绪论 数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯 机并加工零件。 数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点：●加工精度高，具有稳定的加工质量； ●可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；●加工零件改变时，一 般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；数控折弯机 ●机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）；●机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；●对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。数控机床一般由下列几个部分组成：●主机，他是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。数控机床●数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。●驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。 ●辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。●编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。自从1952年美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床以来，数控机床在制造工业，特别是在汽车、航空航天、以及军事工业中被广泛地应用，数控技术无论在硬件 和软件方面，都有飞速发展。
C6132普通车床数控化改造设计 摘要 机床数控化改造的研究是提高我国技术装备水平的重要项目，在我国目前拥有大量超期服役和技术陈旧的机床急待更新的情况下，由于数控机床的加工能力和资金受限，对机床进行数控化改造是一条节约资金、快速有效的途径。 本文对C6132普通车床数控化改造进行了深入研究，包括对机床改造进行可行性分析、对机床关键部件参数的计算、对机床结构的设计、对机床改造方案优化选择、选择合适的机床伺服系统和计算机系统，以及在改造中应注意的事项等进行了详细的论述。结果表明:经改造后的机床已达到预期的功能和精度，完全能实现加工外圆、锥度、螺纹、端面等的自动控制，提高了原机床的生产效率，降低了劳动强度。 关键词:普通车床，数控改造，步进电机，经济型数控系统，MCS-51
C6132 NC lathe design of ordinary ABSTRACT S tudy on machine tool numerical control transformation of important project is to improve the level of technical equipment in China, with large extended serviceand technology in China urgently needs to be updated of the old machine tool case, because the NC machine tool processing capacity and funding is limited, of machine tool numerical control transformation is a saves money, fasted effective way. C6132 lathe NC system to rebuild this article to be an in-depth study, including machine tools retrofitting feasibility analysis, calculation of parameters of the key parts of machine tool design, machine tool, machine too l structure rebuilding scheme optimal selection, choose a suitable machine tools servo system and computer system, and matters for attention in the reform are discussed in detail. Results: after the transformation has reached the expected functionality and accuracy of machine tool, fully able to realize process of cylindrical, conical, thread, automatic control at the end, improve the efficiency of the original production of machine tools, lower labor intensity KEY WORDS：Lathe, numerical control transformation, stepping motors, CNC system, MCS-51
数控机床维修技术简述及维修实例 Revised on November 25, 2020
数控机床维修技术简述及维修实例 摘要本文主要介绍电子数控系统检修的一些知识，对一些常见的电子故障进行总结归类，并在每类故障后加以故障实例，以加深读者对数控机床维修技术理论的认识。 【关键词】电子数控故障诊断检修技术 1 常用电子数控的故障诊断和排除方法 首先确认故障现场，通过操作者或者自行调查故障现象，充分掌握故障信息。列出故障部位的全部疑点，分析故障原因，制定排除故障的方案。 按照电子数控系统故障排除普遍使用的方法，大致可以分为以下几种：（1）CNC故障自诊断及故障报警号；（2）初始化复位法；（3）功能参数封锁法；（4）动态梯形图诊断法；（5）原理分析法；（6）备件置换法；（7）同类对换法；（8）使能信号短接法；（9）参数检查法；（10）直观法；（11）远程诊断法 2 电子数控系统的常见故障分析 根据电子数控系统的构成、工作原理等特点，结合在维修中的经验，将常见的故障部位及故障现象分析如下。 位置环
就是电子数控系统发出位置控制指令，位置检测系统将反馈值与设定值相比较。它具有很高的工作频度，所处的位置条件一般比较恶劣，也最容易发生故障。 常见的故障有：（1）位控环报警：可能是测量回路开路，位置控制单元内部损坏；（2）不发指令就运动，可能是位置控制单元故障，测量元件损坏；（3）测量元件故障，一般表现为无反馈值，机床回不了基准点，可能的原因是光栅或读数头脏了，光栅坏了。 故障实例：一台青海第一机床厂生产的数控加工中心，在加工过程中所加工的位置与设定位置出现明显的偏差。首先分析故障原因，此程序在之前使用过，并未出现此现象。故可排除程序问题。经过查找轴参数发现伺服轴除了转台所在的C轴都是有两个测量系统即全闭环。观察设备运行时两个测量系统的数值发现当伺服轴运行到预定位置的时候Y轴的两个测量系统检测值相差很大，怀疑Y轴的光栅尺检测的位置反馈数值是不对的。为进一步确定故障是Y 轴光栅尺检测的问题，将Y轴改为半闭环，重新运行该程序，则本次运行的编码器测量值与正确位置相一致，确诊为光栅尺故障。
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
经济型数控车床的改造设 计毕业论文 目录 摘要 (1) Abstract (1) 1.前言 (4) 2.数控车床设计概述 (6) 3.进给伺服系统概述 (9) 4.横向进给系统的设计计算 (11) 4.1主切削力及其切削分力计算 (11) 4.2导轨摩擦力的计算 (11) 4.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (12) 4.4确定进给传动链的传动比i和传动级数 (12) 4.5滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 (13) 4.6滚珠丝杠螺母副承载能力校核 (15) 4.7计算机械传动的刚度 (16) 4.8驱动电机的选型与计算 (18) 4.9机械传动系统的动态分析 (23)
4.10机械传动系统的误差计算与分析 (23) 4.11确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (25) 5.进给系统的结构设计 (25) 5.1滚珠丝杠螺母副的设计 (25) 5.2齿轮传动副的设计 (27) 5.3齿轮箱的设计 (29) 5.4床身及导轨 (31) 5.5中间轴的设计 (34) 5.6轴承端盖的设计 (36) 总结与体会 (39) 致谢词 (40) 参考文献 (41) 1.前言
我国目前机床总量580余万台，而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约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。机床的数控化率仅为6％。这些机床中,役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品国、外市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。 而相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性： （1）可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。 （2）可以实现加工的柔性自动化，从而效率比传统机床提高3～7倍。 （3）加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要“修配”。 （4）可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。
数控车床应用与发展前景 摘要 随着计算机技术的高速发展,现代制造技术不断推陈出新。在现代制造系统中,数控技术集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现自动化、集成化、智能化、起着举足轻重的作用。 数控加工作为一种高效率高精度的生产方式,尤其就是形状复杂精度要求很高的模具制造行业,以及成批大量生产的零件。因此数控加工在航空业、电子行业还有其她各行业都广泛应用。然而在数控加工从零件图纸到做出合格的零件需要有一个比较严谨的工艺过程,必须合理安排加工工艺才能快速准确的加工出合格的零件来。
目录 摘要 前言 第一章数控车床的基本组成与工作原理1、1 任务准备 1、1、1 机床结构 1、2 工作原理 1、3 数控车床的分类 1、4 数控车床的性能指标 1、5 数控车床的特点 第二章数控车床编程与操作 2、1 数控车床概述 2、1、1数控车床的组成 2、1、2数控车床的机械构成 2、1、3数控系统 2、1、4数控车床的特点 2、1、5数控车床的分类 2、1、6数控车床(CJK6153)的主要技术 2、1、7数控车床(CJK6153)的润滑 2、2 数控车床的编程方法 2、2、1设定数控车床的机床坐标系
2、2、2设定数控车床的工件坐标系 第三章数控车床加工工艺分析 3、1 零件图样分析 3、2 工艺分析 3、3 车孔的关键技术 3、4 解决排屑问题 3、5 加工方法 第四章当前数控机床技术发展趋势 4、1 就是精密加工技术有所突破 4、2 就是技术集成与技术复合趋势明显 结束语语 参考文献 致谢 前言 高速加工技术发展迅速,在高档数控机床中得到广泛应用。应用新的机床运动学理论与先进的驱动技术,优化机床结构,采用高性能功能部件,移动部件轻量化,减少运动惯性。在刀具材料与结构的支持下,从单一的刀具切削高速加工,发展到机床加工全面高速化,如数控机床主轴的转速从每分钟几千转发展到几万转、几十万转;快速移动速度从每分钟十几米发展到几十米与超过百米;换刀时间从十几秒下降到10秒、3秒、1秒以下,换刀速
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