普通车床数控化改造装配工艺

题目四 C6132普通车床的数控改造设计1. 设计目的：通过C6132普通车床的数控改造，使学生们掌握普通机床改造的方法，具有灵活运用相关知识的能力；2. 设计内容及要求：C6132型车床是一种加工效率高，操作性能好，社会拥有量大的普通车床。

本设计任务是对C6132普通车床进行数控改造。

利用微型计算机对纵、横向进给系统进行开环控制．纵向脉冲当量为0.01mm／脉冲．横向脉冲当量为0.005mm／脉冲，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动转位刀架。

3. 设计成果：1）电动机的选取2）相关硬件电路图普通车床数控改造——C6132总体设计及横向进给设计机械设计制造及其自动化摘要本次设计是对普通车床C6132的数控化改造。

主要包括：主传动系统的改造、进给系统的改造、导轨和刀架的改造，以及控制系统改造。

结果表明，改造后的车床具有自动化程度高、精度高等优点，并且降低了成本，提高了原机床的使用价值。

关键词：车床数控改造滚珠丝杠数控系统一、总体方案拟定数控车床主要用于轴类、盘类零件的加工, 能自动完成外围柱面、内孔、锥面、圆弧面、螺纹等工序的粗细加工, 并能在圆柱面或端面上进行铣槽、钻孔、铰孔等工作, 可以实现回转体零件在预先加工好定位基面后, 一次装夹下完成从毛坯到成品的全部工序。

因此能够极大的提高生产率。

C6132车床主要用于对小型轴类、盘类以及螺纹零件的加工。

数控车床的结构改造要求：在改造中应尽可能保留原机床结构。

主传动系统中保留主轴箱内滑移齿轮变速机构，取消原操作手柄，实现主轴的正反转及停止，改由数控系统直接控制主电机，当数控系统发出M03指令后，主电机正转，通过传动系统实现主轴正转。

纵、横进给系统均采用交流伺服电动机。

用滚珠丝杠螺母机构代替普通的滑动丝杠螺母机构,具有摩擦力小,运动灵敏, 无爬行现象, 也可以进行预紧, 以实现无间隙传动,传动刚度好,反向时无空程死区等特点。

可提高传动精度。

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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普通车床数控化改造普通车床数控化改造摘要：这次设计主要是将一台普通车床进行经济型数控改造设计，设计改造后的经济型数控机床具有定位、直线插补、顺逆圆弧插补、暂停、循环加工、公英制螺纹加工等功能，且加工质量稳定可靠。

零件加工的适应性强，自动化程度高。

关键词：车床 ;数控 ;改造一、引言计算机技术与车床制造业的高速发展，特别是面向柔性制造技术的出现，使得数控车床得到了迅速普及。

这次设计主要是将一台普通车床进行经济型数控改造设计，由于定位精度高，所以纵、横向导轨均采用贴塑导轨，传动系统采用滚珠丝杠，同时，为提高传动刚度和消除间隙，对丝杠进行预拉伸，传动齿轮采用双片错齿消隙齿轮，驱动元件采用步进电机。

为了保证加工螺纹时，主轴转一转，刀架移动一个被加工导程，主轴用脉冲发生器通过波纹管联接，并将纵向和横向进给系统用单片机控制，是其成为一个能独立运动的开环进给伺服系统。

数控系统采用MCS—51系列的8031单片机扩展系统。

控制系统由微机部分、键盘及显示器I/O 接口及光电隔离电路、步进电机功率放大电路组成。

系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用数码管，以显示加工数据及机床状态等信息。

为了达到机床要求的脉冲当量，传动系统采用步进电机齿轮减速后，带动丝杠。

二、数控改造的优点和意义数控机床是实现柔性制造、计算机系统、敏捷制造等先进制造技术的重要基础装备，它关系到一个国家发展的战略地位。

数控系统可分为开环、半闭环、闭环等几种形式。

开环具有稳定性好、环境是适应性强、造价底等特点;闭环定位精度和重复定位精度高，但造价高;而半闭环既有高档全闭环机床的加工精度，又有开环机床的稳定性和环境适应性，适合复杂零件的加工。

随着科学技术的迅速发展，数控技术的应用范围日益扩大，数控机床及其系统已成为机械制造业中不可缺少的组成部分。

我国在普及应用数控技术方面近几年来取得了很大的进展，从计算机数控(CNC)发展到直接数控(DNC)，并能独立设计和制造机械加工中心及柔性制造系统(FMS)。

论文题目：CA6140车床主轴加工工艺数控化改造作者介绍：摘要数控机床的优点：具有高度柔性，加工精度高，加工质量稳定、可靠，生产率高，改善劳动条件，利于生产管理现代化。

普通机床的缺点：普通机床靠齿轮和普通丝杠螺母传动。

由于各运动副间存在间隙，加上手工操作不准确，因此重复精度较低。

普通机床测量时需停车后手工测量，测量误差较大，而且效率低下。

适合批量较小，精度要求不高，零活类零件。

它投资较数控低，但对工人的操作技能要求较高，因此工资水平高。

在数控机床上加工零件，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床。

因此，数控机床适用于零件频繁更换的场合。

也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。

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。

所以很多企业纷纷将现有机床改造成经济型数控机床，这种做法具有投资少、见效快的特点。

事实证明：机床的数控化改造可以为企业带来可观的经济效益。

关键字：机床、数控化、改造、意义CA6140车床主轴简图目录一、数控化改造的必要性 (4)二、零件的作用 (4)三、CA6140车床主轴零件图 (5)四、零件的结构特点及设计要求 (6)五、CA6140车床主轴技术要求及功用 (7)六、零件毛坯的选择及热处理 (8)七、基准的选择 (9)八、工序加工中的主要问题 (10)九、加工阶段的划分 (12)十、加工工序的安排和工序的确定 (12)十一、工序具体内容的确定 (15)十二、指定工序数控加工编程 (16)十三、零件的检验 (18)十四、结论 (20)十五、致谢 (22)十六、参考文献 (22)一、数控化改造的必要性当代人类社会快速发展，正在进行第三次工业革命，由于社会生产力的快速发展，工业发达国家的军、民机械工业在上世纪70年代末、80年代初已经开始大规模应用数控机床，其本质是，采用信息技术对传统产业包括军、民机械工业，进行技术改造。

目录1绪论 (2)1．1 数控机床与数控技术 (2)1.1.1数控机床的发展趋势及国内发展现状 (2)1.1.2数控机床的发展趋势 (2)1.2数控改造的必要性 (4)1.2.1机床数控化改造的必要性 (4)1.2.2数控化改造的特点 (5)1.2.3、数控系统的选择 (6)1.2.4数控改造中主要机械部件改装探讨 (6)2 数控车床总体改造方案及机械部分设计 (7)2.1设计要求 (7)2.1.1 设计基本思路 (7)2.1.2总体方案设计 (8)2.1.3初始故障诊断原理 (8)2.2改造方案的确定 (9)2.3改造的实施 (11)2.4验收及后期工作 (12)3车床的PLC数控系统控制原理设计 (13)3.1 车床的操作要求 (13)3.2 PLC数控系统需解决的问题 (13)3.3 数控系统的控制原理 (14)3.4 总程序结构设计 (14)3.5手动程序梯形图设计 (16)4结论 (17)参考文献 (18)致谢 (19)1绪论1．1 数控机床与数控技术1.1.1数控机床的发展趋势及国内发展现状从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。

数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。

数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。

数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。

进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。

机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。

普通车床的数控化改造方案数控化加工是机械加工行业朝高质量，高精度，高成品率，高效率发展的趋势。

结合我国实际国情，经济型数控车床是我国从普通车床向数控车床发展的及其重要的台阶。

利用现有的普通车床，对其进行数控化改造是一条低成本，高效益的途径。

一、总体方案：图1 数控系统的总体框架配置总体框架说明：1、PC机可采用工控PC机，可满足该控制系统的控制要求。

2、运动控制卡。

我们采用了由ADVANTECH公司生产的PCL运动控制卡。

该卡是一种高速三轴步进电机运动控制卡，它有16位的数字输入、输出口，可实现三轴联动。

因此，它可以满足车床X，Z轴联动，实现直线，圆弧插补。

3、光电耦合电路是自己设计的，它的作用是能够隔离外部干扰信号对运动控制卡的信号冲击，提高系统的稳定性。

4、机床本体是由C613改造而来，拆除原来的丝杆，溜板箱，变速箱等，保留原来的三爪卡盘等。

5、步进电机及其驱动器是采用南京四通公司的。

驱动器的输入电压式45V，考虑步进电机的步距角和丝杆的螺距，本系统X轴的脉冲当量是0.00125，Z 轴的脉冲当量是0.0025。

完全能够达到0.005mm的加工精度要求。

6、各种限位开关，减速开关，回零开关均安装在机床本体上，限位开关是起这硬件硬限位的作用，当车床加工工件超出加工范围时，车床自动停止加工。

减速开关的作用是当车床刀架回零并走到车床零点附近时，减速开关被开启并通知车床减速走到零位置。

二、进给系统的设计考虑到该数控系统是开环控制，没有位置反馈，故进给系统尽可能的要减少中间传动环节。

本车床的X，Z两轴进给系统去掉了原来的进给系统的中间传动环节，直接采用了步进电机＋刚性联轴器＋滚珠丝杆的传动方案。

拆除原来的丝杆，增加少量的机械附件，就可安装步进电机及滚珠丝杆螺母副。

根据计算，要求步进电机的扭距是5 Nm。

我们选用步进电机是南京四通公司的86BYG250C-SAFRBC-0302，步距角选用0.9/1.8，扭距是7.5Nm。

摘要摘要针对现有常规C620普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。

本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了C620机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。

采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。

改造过程如下：（1）机械部分的改造，包括纵向进给方向的改造和横向进给方向的改造。

主要包括对滚珠丝杠螺母副及反应式步进电机的计算选择及纵向、横向机构装配图方案的制定。

（2）电气控制部分的设计，主要包括MCS-51系列单片机及扩展芯片的选用和电气控制图的设计。

关键词：数控，单片机，步进电机，滚珠丝杠，改造IABSTRACTABSTRACTTo remedy the defects of ordinary lather C620, a design o f data processing system and its single chip microcomputer system program is put forward to raise the processing precision and extend the machine’s usage, and to improve production rate。

This paper presents the process of designing numerical control reform，and explicitly introduces the design of mechanical and numerical control system reforms。

We adopt control system which has 8031 as cpu to cope with the signal，and output the step pulse through the I/O interface。

第三章车床数控改造的总体构思与技术方案本次改造的普通车床型号为CW6163。

数控改造主要传动系统的机械改造。

由于对经济型数控机床的加工精度要求不高，为简化结构、降低成本。

通过控制横进给系统，保证改造后的车床具有定位、直线插补、圆弧插补、暂停等功能。

为实现机床所要求的分辨率，采用步进电机经联轴器再传动丝杠；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。

3.1 设计任务将CW6163普通车床改造成经济型数控车床在过程中满足以下几点要求：、1．横向进给脉冲当量为0.001mm/脉冲2．进给范围：3-1000mm/min快速进给：1000-3000mm/min3．横向进给系统有微机实现开环控制系统两轴联动3.2 总体方案的论证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。

控制系统运动方式的确定本设计中只对机械部分进行改造不对数控部分进行改造。

3.3 总体改造方案的确定CW6163车床主要用于对中型轴类、盘类及螺纹零件的加工，加工这些零件工艺上要求机床应完成的工作内容有：能够控制主轴正反转，实现不同切削速度的主轴变速；刀架能够实现横向的进给运动，并具有在换刀点自动改变四个刀位完成选择刀具的功能；加工螺纹时，应保证主轴转一转，刀架移动一个加工螺纹的螺距或导程。

这些内容就是数控化改造后数控系统需要控制的对象。

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效率。

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，以降低改成本。

改造中需要解决的问题是：将机械传动的进给和电动动控制的转位刀架改造成数控装置控制的自动转位刀架和自动进给的数控加工车床。

根据CW6163车床的有关资料，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轴步进电机，经联轴器后，带动滚珠丝杠转动，由螺母带动刀架直线移动，从而实现横向的自动进给运动。

数控改造一般是指对普通机床某些部件做一定的改造，配上数控装置，从而使机床具有数控加工的能力。

利用微机对纵、横进给系统进行开环控制，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副等措施，这样有助于降低企业的成本投入。

下面我们就来具体介绍一下，如何在普通车床上加装数控系统。

1、机床改造前的准备工作由于用微机改造的机床只能提高零件加工质量的一致性，零件的加工精度由机床本身的传动精度及步进电机步距精度来保证。

所以机床改装前必须对机床进行修复。

（1）对实际使用时间在5年以下的机床，各部件精度尚未严重磨损，导轨刮花在基本可见的状态，可以不进行大修。

（2）对使用时间在5—10年的机床，其零件基本尚好，只需对部分易损件进行检修和更换，并按照车床大修的标准检查合格即可进行改造。

2、改装过程车床传动系统的改装对普通车床而言，主传动系统及进给系统都是出自主轴电机，而改造后的数控车床，主传动系统与进给系统相互分离成为两个不相关的系统。

步进电机与滚珠丝杠的连接方式是机床改装的一个重要问题，要求连接可靠。

步进电机与机床的连接形式采用变速箱式连接。

把步进电机轴和丝杠轴用一个箱体连接，轴孔中心距可得到较精确的保证，使齿轮啮合良好，传动平稳噪声低且便于防尘。

适用于精度保持较好的车床改装。

消除齿轮间隙的措施由于步进电机和滚珠丝杠之间采用一对齿轮传动后，引入了传动间隙，步进电机转一个步距角未能使滚珠丝杠同步转一个相应的角度，从而降低加工精度。

这种传动间隙如不加以补偿可能使零件加工积累误差越来越大，造成死区和回程误差。

消除齿轮间隙的措施，一方面利用计算机软件修正另一方面采用无隙齿轮传动。

硬件电路总体方案改造后的数控车床控制系统的硬件电路概拮起来由以下四部分组成：主控制器、存储器、总线及接口。

硬件电路的可靠性直接影响到数控系统的性能指标，其中CPU是数控系统的核心。

软件设计本单片机数控系统软件采用模块化设计方法，即包括主模块、子程序模块及中断处理模块。

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。

CA6140车床的数控改造摘要我国数控机床产量持续高速增长，数控机床在加工精度、自动化程度、生产效率、劳动强度等诸方面都有普通机床无法比拟的优势，但购买新的数控机床特别是大型数控机床费用很高，常使许多用户望而怯步，对普通机床实施数控化改造，不仅实用性能良好、周期短，而且可以节约大量资金。

本文主要论述了普通车床改造的项目、步骤和需要进行改造的主要部件。

重点讨论了CA6140机床的主轴系统、进给系统、丝杠、刀架以及导轨的改造。

通过对老机床实施数控化的改造，可以节约成本，提高工作效率。

关键词：普通机床数控化改造目录第一章数控车床的简介 (1)第二章数控机床的改造概述 (5)第三章数控机床的改造 (11)第四章机床数控系统的选择 (32)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录A××××× (37)第一章数控车床简介1.1数控机床概述数控机床及由数控机床组成的柔性化制造系统是改造传统机械加工装备产业、构建数字化企业的重要基础，它的发展一直备受人们关注。

数控机床以其卓的柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目。

它开创了机械产品向机电一体化发展的先河，因此数控技术成为先进制造技术中的一项核心技术。

通过持续的开发研究以及对信息技术的深化应用，促进了数控机床性能和质量的进一步提升，使数控机床成为国民经济和国防建设发展的重要制造装备。

我国数控机床产量持续高速增长，根据市场需求和技术发展趋势，应重点推进高效、精密为核心的数控机床“μm”级工程，加强发展高性能、高可靠性数控功能部件，积极开展复合加工机床、超精密数控机床和可重构制造系统的工程化研究等相应的关键技术。

近6年来，我国数控金切机床（简称数控机床）产量一直以年均增长超过30%速度发展。

据初步统计，2004年数控机床的产量为51860台，同比增长40.8%,数控机床的消费量约74000台，同比增长32%。