CA6136普通车床数控改造设计

设计综合实训课程设计说明书设计内容：C6136A普通车床总体方案设计专业：机械设计制造及其自动化班级：U机制122姓名：吕修伟学号：1211501221指导教师：李青祝2013年11月30日设计综合实训任务书1目录1 拟定机床运动方案 (1)1.1 表面成形运动 (1)1.1.1工件的旋转运动 (1)1.1.2刀具的移动 (1)1.2 辅助运动 (1)2 确定机床技术参数 (1)2.1 主参数与尺寸参数 (1)2.1.1主参数 (1)2.1.2主要尺寸参数 (2)2.1.3主轴前锥孔直径 (2)2.2 运动参数 (2)2.3 动力参数 (3)2.3.1切削力的计算 (3)2.3.2切削功率Pm (3)2.3.3估算电动机功率 (3)3 机床总体布局 (4)3.1 确定结构方案 (4)3.2 布局 (4)4 机床总体联系尺寸图 (5)4.1 车床的主要规格参数见表2： (5)4.2 车床尺寸联系图 (6)5 结论 (7)I1 拟定机床运动方案为了加工出所要求的工件表面，必须使刀具和工件实现一系列运动。

运动主要为机械传动。

1.1 表面成形运动1.1.1工件的旋转运动车床的主运动，其转速较高，消耗机床功率的主要部分。

可通过传动系统（主传动）把动力源（电动机）的运动及动力传给主轴，使主轴带动工件旋转实现主运动，并满足卧式车床主轴变速和换向的要求。

1.1.2刀具的移动车床的进给运动。

将主轴箱的运动分出一路，由进给传动系统实现。

刀具可作平行于工件旋转轴线的纵向进给运动(车圆柱表面)或作垂直于工件旋转轴线的横向进给运动(车端面)，也可作与工件旋转轴线倾斜一定角度的斜向运动(车圆锥表面)或作曲线运动(车成形回转表面)。

车削螺纹时，只有一个复台的主运动：螺旋运动。

它右以被分解为两部分：主轴的旋转和刀具的移动。

1.2 辅助运动有刀架纵、横向机动快移。

2 确定机床技术参数2.1 主参数与尺寸参数2.1.1主参数通用机床的主参数确定方法在《金属切削机床型号编制方法》均有规定。

普通车床数控化改造过程作者：刘振波来源：《神州》2011年第33期【摘要】介绍了对普通CA6136型车床的的数控改造方法，同时介绍了旧机床的拆解及在拆解过程中应注意的问题；新机床的安装及在安装过程中应注意的问题；及调试过程中应注意的问题。

【关键词】普通车床；数控改造【中图分类号】TG659 【文献标识码】B 【文章编号】1009-5071(2011)11-0296-02随着工业化进程，科技的不断进步，一些已经使用多年的老设备被市场逐渐脱离出来闲置。

随着市场竞争的日益激烈，实用性人才的缺乏，逼迫着许多经理人另辟新路来迎合市场所趋。

提高质量，压缩成本，提高企业核心竞争力是摆在所有经营者面前的实际问题。

而“普通车床数控化改造”项目，正是解决这个实际问题的方法之一。

下面我们对这个项目的改造过程作以略解供参考。

①项目：普通车床数控化改造②材料：CA6136普通车床一台；伺服数控系统一套；机械附件一套。

1 将CA6136拆解车床的中托板与大托板从机体上取下：先取中托板上的刀台，它由四个禁锢螺丝固定在中托板上，悬拧后即可脱离两个部件。

然后用一字螺丝刀将中托板上的前后两个梢铁螺丝旋拧下来，用人手力向前推中拖板一个距离，这样就很容易将中拖板上的销铁脱离中托取下待用。

取下销铁的中拖板很容易向前后推拉，但是由于首端有手柄支架和末端盖板的阻碍还是无法将其取下。

所以下一步是将手柄部位的圆刻度盘前的丝杠首端圆螺母逆时针拧下，将刻度盘直接拔出，剩下的就是丝杠首端支架了。

这个支架也有四个禁锢件连接着，取下这四个螺丝后，我们就可以用铜棒沿小丝杠逆方向水平往下敲打支架，一手拔一手打，很容易将这个小支架从床体上取下来。

这时取下支架后的中拖板已经可以无障碍的滑动取下了。

取大拖板不是很容易。

首先应将三杠分别脱离床体，即，将大丝杠与床头端送刀箱之间的销丁取下（注意大小头方向），在将离合器杠与床体间的搬杠分离，剩下的光杠是通天键槽，直接往相反的方向拔离送刀箱即可。

毕 业 设 计 任 务 书院（系）： 专业班 级： 学生: 学号：一、毕业论文课题 CA6136普通车床数控化改造二、毕业论文工作自 2013 年 5月 21 日起至 2013 年 月 日止三、毕业论文进行地点四、毕业论文的内容要求（一）已知条件：1、横向(X 向)脉冲当量0.005mm2、纵向(Y 向)脉冲当量0.01mm3、最大进给速度：v fxmax =1m/min ，v fymax =2m/min（二）设计内容：1、分析CA6136卧式车床数控改造后的加工要求,确定改装后机床主要技术参数；2、进行改装后数控车床总体方案设计和控制系统总体方案设计；3、完成主运动和进给运动的机械结构设计；4、完成控制系统硬件和软件设计；（三）设计要求：1、查阅有关参考文献，按要求写出开题报告；2、绘制改装后的数控机床总图；3、绘制纵向进给装配图；4、绘制控制系统电气原理图；5、编写设计说明书（不少于1.5万字，有英文摘要）；6、翻译专业文献（不少于3000英文单词）。

专业负责人批准日期（四）主要参考资料1、《机床设计图册》华东纺织工学院等主编上海科学技术出版社；2、《机床设计指导》任殿阁、张佩勤主编辽宁科学技术出版社；3、《金属切削机床》下册顾熙荣、迟宝珍主编上海科学技术出版社；4、《数字控制机床》廖效果、朱启逑主编华中科技大学出版社；5、《机电综合设计指导》吴振彪主编中国人民大学出版社；《单片机微型计算机原理及应用》胡乾斌等主编华中科技大学出版社；6、7、《新编机械设计手册》蔡春源主编辽宁科学技术出版社；8、《机床主轴、变速箱设计指导》曹鑫横主编机械工业出版社；9、《计算机数控系统》彭炎行主编西北工业大学出版社。

指导教师接受论文任务开始执行日期2013年 5 月23 日学生签名。

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。

c6136普通车床数控化改造软件设计摘要本文主要内容是对普通车床C6136进行数控化改造的论述，车床C6163数控化改造其中着重对车床的组成、原理，以及车床各部件的选择进行了详细描述。

数控车床是由数控装置、控制系统、伺服系统、检测反馈系统、车床主体等五大部分组成。

其中数控装置是车床的中心枢纽，体现了车床性能的好坏；控制系统主要是用来接受加工程序信息；直流伺服电动机伺服系统则是用来准确地执行数控装置所发出的命令；而检测反馈系统又是用来检测并纠正伺服机械中所出现的误差。

根据车床的各个部分不同作用，在对普通车床的数控化改造过程中，每个部分都加以了比较选择。

由于控制系统核心是计算机，而目前使用较广泛的是8031单片机，故选择了8031单片机，执行元件选择了FANUC直流伺服电动机，其特点是低转速大惯量、启动力矩大、低速运转平稳、输出力矩大等。

进给传动系统采用了外循环方式的滚珠丝杠螺母副，它的最大优点是大大提高了传动效率和精度。

位置检测元件则采用了光电编码盘，其输出为数字信号，安装在电机轴端，构成了半闭环系统。

关键词：车床数控改造、直流伺服电动机、8031单片机、目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)1 概述 (1)1.1机床数控化改述造的目的 (1)1.2机床数控化改述造的意义 (3)2 总体方案的设计 (12)2.1设计任务 (1)2.2总体方案的论证 (1)2.3总体方案的确定 (1)3 微机数控系统硬件电路设计 (52)3.1微机数控系统硬件电路总体方案设计 (52)致谢 (56)参考文献 (54)附录A：XXX (55)……第一章概述1.1 机床数控化改述造的目的随着科学技术的不断发展,对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求。

机械加工工艺过程的自动化是实现上述要求的最重要的措施。

它不仅能够提高产品的质量，提高生产效率，降低生产成本，还能够大大改善工人的劳动条件。

和普通车床相比较，数控化车床具有很多优势，而目前在市场上购买一台数控车床的价格远大于改装一台普通车床所需花费，且在有技术条件下，对普通车床的数控化改造更可行。

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。

杭州万向职业技术学院毕业设计开题报告设计(论文)题目CA6136普通车床数控化改造学生姓名专业机电一体化技术指导教师所属教学系应用工程系班级10-3班实习单位选题背景及意义：我的毕业设计选题是《CA6136普通车床数控化改造》我国占有大量的通用机床，自动化程度低，然而大量更新的机床，不论是资金方面还是我国的制造方面都存在的一定的困难。

主要原因就是生产数控车床品种、性能和结构不够先进，新产品的开发周期长，从而不能提供用户的需求提供满意的要求。

为了适应多品种、中小批量零件加工自动化的现实要求，应该走普通车床数控化改造的方向，这样不仅能实现机床的自动化，提高车床的加工精度，而且可以提高产品的质量，降低材料的损耗促使生产成本的降低，可以缩短生产周期，降低生产设备的的费用，总体可以下降，可以获得良好的经济效益。

研究方法：针对现有常规CA6136普通车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，对CA6136进行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。

本课题的设计提高了机床加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率，改善加工工艺，还可以减少资金投入，减轻工人的劳动强度，缩短订购新的数控机床的交货周期时间。

实践已经证明普通车床的经济型数控改造具有重大的实际价值，为此，在旧有车床上进行数控改造有着较好的市场前景。

附件13：研究的重点和难点问题：重点：本设计任务是对CA6136普通车床进行数控改造。

利用单片机对纵、横向进给系统进行控制，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，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副。

难点：为了实现机床所要求的分辨率，采用步进电机经齿轮减速再传动丝杠。

为了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。

摘要经济型数控是我国80年代科技发展的产物。

这种数控系统由于功能适宜，价格便宜，用它来改造车床，投资少、见效快，成为我国“七五”、“八五”重点推广的新技术之一。

十几年来，随着科学技术的发展，经济型数控技术也在不断进步，数控系统产品不断改进完善，并且有了阶段性的突破，使新的经济型数控系统功能更强，可靠性更稳定，功率增大，结构简单，维修方便。

由于这项技术的发展增强了经济型数控的活力，根据我国国情，该技术在今后一段时间内还将是我国机械行业老设备改造的很好途径。

对于原有老的经济型数控车床，特别是80年代末期改造的设备，由于种种原因闲置的很多，浪费很大；在用的设备使用至今也十几年了，同样面临进一步改造的问题通过改造可以提高原有装备的技术水平，大大提高生产效率，创造更大的经济效益。

毕业设计是学生在校学习阶段的最后一个教学环节，也是学生完成工程师基本训练的重要环节。

其目的是培养学生综合运用所学的专业和基础理论知识，独立解决本专业一般工程技术问题的能力，树立正确的设计思想和工作作风。

毕业设计说明书不只反映了设计的思想内容，方法和步骤，而且还反映了学生的文理修养和作风。

本说明书分为概述、设计内容、总结三部分，分别介绍了此次设计任务将普通卧式车床（C6136）改造为经济型数控车床；有关经济型数控车床改造总体方案确定及框图、进给伺服系统机械部分设计计算及校核、数控系统硬件电路的设计、加工程序编制；主要是对本次毕业设计的心得。

本书在编写过程中，得到了指导老师和各位老师及同学的大力支持和热心帮助，在此表示谢意由于作者水平有限，书中难免有疏漏和不妥之处，恳请读者批评指正。

关键字：数控改造C6136车床经济型数控进给系统Abstrac tEconomic type CNC is the product of80time of our country science and technology development.This NC system as suitable function,cheap price,use it to transform lathe,less investment,quick effect,become China's"seven five","eight five"focus on the promotionof new technologies.Come ten years,with the development of science and technology,economic type CNC technology is also in constant progress,continuous improvement of CNC system products,and has been a breakthrough,the economical CNC system function more new,more stable reliability,increased power,simple structure,convenient repair.Due to the development ofthis technology to enhance the economic type CNC vitality,according to the situation of our country,the technology in the next period of time w ill also is a good way to the reform of old equipment machinery industry in china.For the old economy CNC lathe,especially at the endof the80's transfor mation device,due to many reasons,idle waste;in the equipment use hasmore than ten years,also face further problems can improve the technical level of the original equipment,through the trans formation,greatly impr ove the production efficiency,and create more economic benefit.Graduation design is the last teaching link of students learning stage,is very importantfor students to complete the basic training engineer.The purpose is to cultivate students' comprehensive use of academic and professional knowledge,ability to solve engineering problems of the professional independence,set up the design ideology and work style of the correct.The graduation design instruction not only reflects the design ideas,methods and procedures,but also reflects the students of Arts and culture and the style.This manual is divided into introduction,design content,conclusion of three parts, respectively,intr oduced the design task will ordinar y horizontal lathe(C6136)for the trans formation of economic CNC lathe;the economic CNC lathe transformation overall scheme,and the block diagram of servo feed system of the mechanical part design,calculation and checking the numerical control system hardware circuit design,processing programming;mainly for the graduation design experiences.In the process of writing this book,guided by the teachers and the teachers and studentsof the strong support and help,thanks her eBecause of the limited level of the author,the book was har d to avoid oversights and inadequacies,invite the reader to criticism.Keywords:CNC lathe C6136transformation of economical NC feed system目录摘要 (1)ABSTRACT (2)目录 (4)第一章概述 (6)1.1设计目的 (6)1.2设计任务 (6)第二章设计内容 (8)2.1总体方案的确定及框图 (8)2.2机床进给伺服系统机械部分设计计算及校核 (10)第三章硬件电路的设计 (26)3.1控制系统构成 (26)3.1.1控制系统的功能 (26)3.1.2CPU、存储器及I/O接口 (26)3.1.3存储器及I/O口芯片地址分配 (27)3.2硬件电路图 (28)第四章数控机床加工程序编制 (29)结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)第一章概述1.1设计目的通过毕业设计，学习了系统地综合运用所学的知识和技能解决实际工程问题的本领，巩固和加深时所学知识的理解，并且通过毕业设计的实践扩大和补充了知识，使认识提高到一个新的水平，通过毕业设计的实践，培养了调查研究的习惯和工作能力，练习查阅资料和有关标准，查阅工具书或参考书，合理选择设计计算公式，正确计算，并能以图纸和说明书表达设计的思想和结果，通过毕业设计，不但提高了解决具体问题的独立工作能力，具体动脑动手能力，而且建立了正确的设计和科研思想，加强了科学性，牢固树立实事求是和严肃认真的工作态度。

普通车床C6136A的数控化改造设计摘要普通机床的数控化改造已成为企业提高自动化程度的一种重要手段，以C6136A普通车床的数控化改造为例，分析了数控化改造的特点和优势。

在机械传动部分，拆掉原先的普通丝杆、光杆，进给箱、溜板箱，换上滚珠丝杠螺母副，并对其进行了分析、计算、选型及校核。

关键词：进给系统；滚珠丝杠；伺服电机；数控化改造Abstract: The general transformation of CNC machine tools has become the is a kind of important means to improve the degree of automation in enterprises, this paper using C6136A numerical control modification of the engine lathe as an example, analyzes the characteristics and the advantages of numerical control transformation.Key words: feed system; ball screws; servo motor; numerical control transformation中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1.引言机床数控化改造花费少、改造时间短、针对性强，是符合我国可持续发展战略的一项绿色系统工程。

2．进给传动机构2.1进给传动机构要求数控机床对传动机构的要求如下：(1) 适当加大滚珠丝杠的直径，对丝杠螺母副、支撑部件进行预拉伸等，可以提高传动系统刚度。

(2) 在满足系统强度和刚度的前提下，尽可能减小部件的重量、直径，可以降低惯量，提高快速性。

(3) 在允许范围内，消除传动机构的间隙。

(4) 采用高效传动部件，减少系统的摩擦阻力，提高运动精度，避免低速爬行。