车床Z向数控改造(毕业论文设计)
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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..................... .143.4 齿轮传动比计算 ........................................ .15 3.4.1 纵向进给齿轮箱传动计算 .............................. .15 3.4.2 横向进给齿轮箱传动计算 .............................. .15 3.5 步进电动机的计算和选型 ................................ .16 3.5.1 纵向进给步进电动机计算 .............................. .16 3.5.2 横向进给步进电动机的计算和选型 ...................... .20 4.微机数控系统硬件电路设计............................... .21 4.1 微机控制系统硬件的选择 ................................ .21 4.2 8255A可编程并行I/O口扩展芯片......................... .23 4.3 8255端口的寻址........................................ .26 4.4 可编程键盘,显示器接口—Intel8279 ..................... .27 4.5 部分硬件接口电路及辅助电路设计 ........................ .28 4.6 数控系统软件设计 ...................................... .30 结论 ................................................... ..32 致谢 .................................................... .33 参考文献 .................................................. .34 附件 .. (35)1 前言1.1 概述整个人类社会的文明史,就是制造技术不断演变和发展的历史。
中小型普通车床控制系统改造摘要针对大多数企业,具有数量众多和较长使用寿命的普通机床,其加工精度较低、不能批量生产,自动化程度不高,自适应性差,但考虑投资成本,产业的连续性,又不能马上被淘汰,购买新的数控机床是提高产品质量和效率的重要途径,但是成本高,许多企业在短时间内无法实现,这严重阻碍企业设备更新的步伐。
企业要在激烈的市场竞争中获得生存、求得发展,就必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本,制造出合乎市场需要的、性能合适的产品。
为此改造现有旧机床、配备与之相适应的数控系统,把普通机床改装成数控机床,不失为一条投资少、提升产品质量及生产效率的捷径,是当前许多企业对现有设备更新换代的首选办法,也是提高机床数控化率的一条有效途径。
改造后的车床属于开环控制。
由于开环系统自身固有的缺陷不容易保证加工精度。
因此,合理选择伺服系统是课题的一个中心环节。
步进电机工作原理特性和实际应用正好符合我们的这一需求,所以,改造系统选择步进电机作为双向进给驱动电动机。
步进电机是一种通过电脉冲信号控制相绕组电流实现定角转动的机电元件,与其他类型电机相比具有易于开环精确控制、无积累误差等优点,在众多领域中获得了广泛的应用。
为了得到性能优良的控制结果,出现了很多步进电机控制系统,其中采用单片机作为控制核心的控制系统得到了广泛的应用。
很多这种控制系统在步进电机的驱动上已经做的非常好,本文采用的控制电路主要由8031单片机、晶振电路、地址锁存器、译码器、EEPROM存储器及可编程键盘/显示控制器Intel一8279等组成,单片机是控制系统的核心。
文中对整个系统的架构及硬件电路和驱动软件的实现都做了详细的设计。
本设计在对原有机床机械机构、性能、功能等进行充分研究基础上,主要针对中小型普通车床控制系统进行改造,用单片机系统实现弱电控制强电机,改造了系统的切削工艺,提高了切削精度和效率,对旧车床的数控改造有一定的指导作用,是一种新的尝试,也必将有更加广阔的应用前景。
普通车床数控化系统改造方案(doc 15页)修整来保证,工人的劳动强度大,已难以保证产品的加工质量。
随着新机车的发展,对机车轮毂的要求越来越高,多曲率圆弧处的曲率变化也越来越多。
先使用的普通车床已无法满足生产加工要求,必须更新设备,经多方面比较、认为对CW61100普通车床进行数控化改造比重新购买新设备可节约资金近10万元。
因此决定对CW61100普通车床进行数控化改造,以满足新型机车轮毂的加工要求。
二、改造方案的确定1、新型机车轮毂的外形特点及加工要求:新型机车轮毂的外形有多曲率圆弧处、外圆和端面及倒角做、组成,并且多曲率变化圆弧处加工精度要求高,加工难点主要是多曲率变化圆弧处;因此要求该设备改造后,该设备的Z向必须具有联动功能,由于该零件较大、重约500KG,因此对主轴转速要求不高,要求主轴以一定的转速旋转固定不变。
2、数控化改造方案的确定数控化改造方案的内容:系统运动方式的确定;数控控制系统的选择;伺服系统的选择;执行机构的结构;机械传动方式确定及机械精度的修复等内容。
应根据设计任务和要求进行调研,查阅技术资料,提出该造的总体方案,并对方案进行分析比较和论证。
①控制系统的选择根据新型机车轮毂的外型特点及加工要求,经对西门子数控系统比较,确定选择西门子802C控制系统,对该设备的Z向进行控制;并实现Z向的联动。
②伺服系统的选择根据改造后该设备加工零件的精度要求,确定选择编码器半闭环控制系统。
③执行机构的结构的选择执行机构的结构选择西门子伺服控制电机。
④机械传动方式的确定机械传动方式采用滚珠丝杠副加一级同步带减速装置进行运动和力的传递。
⑤机械精度的修复机械精度的修复主要指Z向导轨精度的修复。
三、机械部分改造1、Z向进给机构的改造。
拆除原机床的进给箱,利用原机床进给箱的安装孔和销孔安装滚珠丝杠丝母固定支撑架。
滚珠丝杠仍安装在原丝杠的位置,两端采用固定方式支撑,中间加辅助支撑,以提高滚珠丝杠的刚性。
摘要机械制造业是国民经济中具有十分重要的地位和作用的一个重要行业。
机械制造业提供的装备水平对国民经济各部门的技术进步有着很大的和直接的影响。
机械制造业的规模的水平是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志。
因此,世界各地都把发展机械制造业作为振兴和发展本国经济的战略重点。
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。
根据我国机床拥有量大、生产规模小的具体国情,采用经济型数控系统对普通机床进行数控化改造,对提高我国机械加工的数控化率,提升拥有大量普通机床的国有企业的加工能力,具有重要的意义。
下面便以CA6140 型车床为例,利用经济型数控系统对其进行数控化改造。
关键词: CA6140车床 ,数控化改造, 意义目录第一章 CA6140车床的简介 (1)1.1机床的特点与用途 (1)1.2机床的主要结构和加工范围及特点 (1)1.3机床的传动系统的介绍 (4)第二章设计进给系统 (8)2.1设计纵向进给系统 (8)2.2设计横向进给系统 (23)第三章主轴交流伺服电动机 (39)3.1 主轴的变速范围 (39)3.2 初选主轴电机型号 (39)3.3 主轴电动机恒功率调速范围 (40)3.4 主轴交流电动机的性能 (40)第四章刀架的选型 (41)4.1 改造刀架的目的 (41)4.2 刀架的工作过程 (41)4.3 刀架的工作原理 (41)第五章安装调整中需要注意的问题 (43)5.1 滚珠丝杠螺母副的选择 (43)5.2 滚珠丝杠螺母副的调整 (43)5.3 联轴器的安装 (43)5.4 主轴脉冲发生器的安装 (43)第六章数控车床工件加工实例 (45)第七章数控机床的日常维护与养护 (50)7.1 保持设备的清洁 (50)7.2 定期对各部位检查 (50)7.3 主轴脉冲发生器的安装 (50)第八章结论 (52)参考文献 (53)致谢 (54)第一章 CA6140车床的简介1.1机床的特点与用途CA6140型卧式车床,其结构具有典型的卧式车床布局,它的通用性程度较高。
毕业论文(设计)题目:车床Z向进给数控改造校区(函授站):专业班级学号:学生姓名:导师姓名:起止时间:毕业论文(设计)任务书学生姓名指导教师职称校区(函授站) 专业机电一体化题目车床Z向进给数控改造任务与要求1.完成一台机床工作台的数控改造;要求工作台能实现点位(或连续)控制;2.改造部分进给伺服系统一个坐标轴的机械装配图一张(A1);3.计算机I/O接口、驱动电路等电路原理设计图一张(A1);4.设计说明书8000字左右(前言,控制系统总体方案的分析及框图,机械部分设计计算,机构设计说明,硬件电路设计说明,技术经济分析,结束语,参考文献,后记,附录);5. 选步进电机为驱动电机,脉冲当量取0.01mm/step;6. 旋转——移动的转换用滚动丝杠;7. 能用键盘输入命令,控制工作台;能实时显示工作台当前运动位置;有超越边界报警,并停止运动。
原始数据:1. 工作台(或刀架)重G=180N;2.工作台行程L=0~300mm;3.工作台最大移动速度V max=3m/min;工作台工作进给速度V max=1m/min;4.切削分力:F X=420 N,F Y= 1100N,F Z=1660 N;5.工作台尺寸:300×550mm2;6.各传动部件的设计寿命15000~48000h。
开始日期完成日期2目录概述 (1)第一章总体设计方案的拟订 (5)1.1总体方案确定 (5)1.2经济型数控车床总体方案框图 (6)第二章车床进给伺服系统机械部分设计计算 (7)2.1选择脉冲当量 (7)2.2计算切削力 (7)2.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (7)2.3.1 计算进给牵引力Fm (7)2.3.2 计算最大动负载C (7)2.3.3 滚珠丝杠螺母副的选型 (8)2.3.4 传动效率计算 (8)2.3.5 刚度验算 (8)2.3.6 稳定性校核 (9)2.3.7 滚珠丝杠副几何参数 (9)2.4 齿轮传动比计算 (10)2.5 步进电机的计算和选型 (10)2.5.1 初选步进电机 (10)2.5.2 校核转动惯量转矩 (12)第三章微机数控系统硬件电路设计 (15)3.1 单片机数控系统硬件电路设计内容 (15)3.2 MCS—51系列单片机简介 (16)3.2.1 8031单片机的基本特性 (16)3.2.2 8031芯片引脚及构成 (16)3.3 存储器扩展电路设计 (17)3.3.1 程序存储器的扩展 (17)3.3.2 数据存储器的扩展 (21)3.4 I/O接口电路及辅助电路设计 (22)3.4.1 键盘显示接口电路 (22)3.4.2 步进电机接口及驱动电路 (24)3.4.3 其他辅助电路 (26)参考文献 (31)致谢 (32)3概述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。
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。
设计目的通过本课程设计的训练,使学生在学完《数控机床结构及维修》和《数控原理与系统》课程之后,能够运用所学的知识独立完成数控车床进给传动系统的自动控制系统设计,从而使我们更进一步加深和巩固对所学的知识的理解和掌握,并提高学生的实际操作能力。
(1)运用所学的理论知识,进行车床数控化改造的初步训练,培养我的设计能力;(2)了解普通车床的机械部分的数控化改造与电气部分的数控化改造方法(3)掌握查阅和运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力;(4)掌握编写技术说明书的能力。
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。
物竞天择,适者生存。
一些不适应社会发展在机床必将被淘汰,所以实施机床的数控化改造是机械行业在必然趋势。
通过搜集资料、实践研究等方法对机床就行改造即是用较少的成本去创造更高的价值。
而这也将极大的推动中国机械行业的发展。
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。
关键词:CA6140普通车床;数控化改造;数控车床目录第一节普通车床数控化改造绪论1.1 概述 (1)1.2 数控机床在我国的发展概况 (1)1.3 数控机床的发展趋势 (2)第二节机械设计部分 (3)2.1C A6140普通车床的数控化改造设计方案的拟定 (3)2.2总体方案确定 (3)2.3设计参数 (4)2.4 CA6140车床进给伺服系统机械部分设计计算 (5)2.5步进电机拖动的开环系统 (15)第三节 PLC程序设计部分 (16)3.1系统配置 (16)3.2程序设计 (16)3.3程序设计及调试运行程序 (17)第四节体会收获 (21)第五节参考文献 (22)第一节普通车床数控化改造绪论1.1 概述1.机床数控化改造的目的:用数控装置、伺服系统、滚珠丝杠副及其他辅助装置等对普通机床进行数控化改造,将其有机结合,使普通机床基本具备同类数控机床的性能的数控机床。
毕业设计(论文)任务书专业机械设计制造及其自动化毕业设计(论文)题目:EC18普通机床数控改造立题目的和意义:机床数控改造是我国机床工业技术发展的方向之一,有利与提高机床的加工精度,自动化程度。
是典型的机械一体化课题,具有机械结构典型,控制系统软、硬件强弱均能得到训练等特点,有利于综合运用所学知识和工程设计能力与培养,符合培养目标的教学要求。
技术要求与工作计划:技术要求(1)保持原机主运动不变,取消溜箱杆和进给箱以及步进电机驱动纵横向进给,实现开环控制。
(2)纵横向脉冲当量均为0.02mm。
工作要求(1) 完成纵向进给及横向进给系统的改造设计和部分零部件工作图设计。
(2)设计开环控制系统。
(3)撰写设计工作说明书。
(4)完成整机外观图设计。
时间安排:第1-2 周毕业实习,搜集毕业课题资料,完成译文和论文综述;第3-4周总体方案、结构草图设计;完成开题报告、实习报告(4月6日第一阶段检查)第5~8 周机构设计和完成装配图设计(4月29日第二阶段检查)第9 周控制系统设计第10周整理说明书第 11 周零件工作图设计(5月20日第三阶段检查)第12 周评阅(5月23日第四阶段检查)第13-14周答辩指导教师要求:按计划、按要求完成毕业设计任务(签字)年月日教研室主任意见:(签字)年月日院长意见:(签字)年月日摘要车床数控化改造研究是提高我国技术装备水平的重要项目。
我国目前拥有大量超期服役和技术陈旧的机床急待更新。
由于资金受限,相比于添置新的数控车床,对车床进行数控化改造是一条节约资金、快速上马的有效途径。
车床的数控化改造具有针对性强、大大节约原材料和资金以及扩大机床应用范围等优点,主要内容包括总体设计方案的确定、对车床导轨进行改造设计和自动回转刀架的选型与安装等。
关键词: 车床改造数控化节约AbstractNC lathe research is to improve the level of technical equipment important project. China currently has a large number of extended service and technical obsolescence of the machine urgently updated. Limited because of funding, compared to purchasing new CNC lathe, CNC lathe transformation of a savings is quickly launched an effective way. Transformation of the NC lathe has targeted a significant reduction in raw materials and capital and to expand the scope of application tools, etc. The main contents include the determination of the overall design scheme, designed to transform the rail on the lathe rotary tool holder and automatic selection and installation .Keywords: CNC Lathe savings目录摘要 (III)Abstract (IIIIII)1绪论 (1)1.1 数控机床的发展史 (1)1.2 机床数控化改造的意义 (1)1.3 数控化改造后机床的优越性 (1)1.4 机床数控化改造的市场 (2)1.5 机床数控化改造的内容 (2)1.6 普通机床数控改造的目的 (3)2 总体方案设计 (4)2.1 设计参数 (4)2.2 其他要求 (4)2.3传动原理 (5)3 传动设计 (5)3.1 减速齿轮设计及校核 (6)3.2 带轮及带的计算 (10)3.2.1 确定计算功率 (10)3.2.2 选取V带型 (10)3.2.3 验算带速和确定带轮直径 (10)3.2.4 确定带传动的中心距和带的基准长度 (11)3.2.5 验算小带轮的包角 (11)3.2.6 确定带的根数 (11)3.2.7 计算单根V带初拉力的最小值 (12)3.2.8 计算压轴力 (12)3.2.9 带轮的结构 (12)3.3 确定计算转速 (13)3.3.1 主轴 (13)3.3.2 各传动轴 (13)3.3.3 各齿轮 (13)3.3.4 核算主轴转速误差 (13)3.4 轴的初步确定 (13)3.5 轴的校核 (14)4 进给系统设计 (17)4.1 纵向进给丝杠设计 (17)4.2 横向进给丝杠设计 (19)4.3 步进电机选择 (19)4.3.1步距角α (20)4.3.2精度 (20)4.3.3转矩 (20)4.3.4启动频率 (21)4.3.5 纵向进给系统步进电机的确定 (21)4.3.6横向进给系统步进电机的确定 (22)5 技术经济分析 (23)总结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)1绪论1.1 数控机床的发展史1946年诞生了世界上第一台电子计算机。
第一章绪论1.1 机床的数控化改造1.1.1机床进行数控化改造的现状目前,关于机床改造方面的报道比较多,其方法多种多样,具体表现在:1.根据用户的需求可以选择不同的数控系统。
2.根据要求可以进行经济性数控化改造,也可以进行智能化数控机床改造。
不管哪种形式的数控改造,最基本的思路是要满足用户的基本使用需求。
但目前对车床的数控化改造,主要是经济性数控化改造。
在改造过程中,主要沿用系统供应商提供的外部接线要求进行控制电路设计,没有对系统进行深入的分析研究,不能结合实际应用解决当前同类机床存在的问题,比如:现在的机床普遍采用正逻辑控制,当限位保护电路,如发生电路开路或接触不良时,不会立即报警,容易造成事故。
针对目前同类数控机床使用中存在的问题,经过仔细的研究和分析系统特性,在改造机床时所有限位保护电路均采用负逻辑,如发生电路开路或接触不良时会立即报警,防止意外事故发生;设定了特殊的限位控制装置,使刀架在特定的位置不能换刀,保证了生产安全。
这一技术已经申请了国家发明专利。
另外,我们知道车床加工的主要任务是承担轴类、套类、盘类等零件的加工。
成本、质量、生产率和产量、交货期是衡量企业生产能力和市场竞争能力的4个要素,采用传统的非数控生产方式只有达到一定闭值的大批量的规模生产才能取得上述4个方面的统一。
但在当前激烈的市场竞争环境下,以生产为中心,企业为主导的卖方市场已转向以市场需求为中心用户为主导的买方市场,产品需求呈现多样化和个性化,且产品经济寿命大大缩短,这首先将形成以多品种变批量的生产方式为主流的生产环境;其次,衡量企业竞争力的首位因素也由成本转为交货期。
为此,发展柔性结构体系的数控制造装备及制造系统是实现在快速多变的市场环境中对用户驱动的市场需求作出灵活、快速响应的关键。
所谓制造装备及制造系统的柔性化是指当产品的品种的需求发生变化时,它们仍能在满足经济性的前提下,实现及时转换生产的适应能力。
同时,持续地提高经济加工精度也是适应市场竞争的另一个主要目标。
CW普通车床数控化改造Z向CW普通车床是一种比较常见的机床设备,用于加工各种种类的零件。
随着数控技术的不断发展,普通车床的功能和效率已经无法满足现代自动化生产的需求,因此需要进行数控化改造。
本文将围绕着如何将CW普通车床进行Z向数控化改造来进行探讨。
一、数控化改造的概念和必要性所谓数控化改造,是指将传统的机械设备通过加装各种传感器、电机、数控系统等电子元器件来实现自动化生产控制的过程。
普通车床作为最基本的加工设备,其数控化改造是提高生产效率和质量的必要手段。
二、CW普通车床Z向数控化改造的流程和技术难点1、Z向数控化改造的定义Z向数控化改造指的是,通过加装电机、编码器等电子元器件,将普通车床的Z向运动实现自动化控制,并与计算机联动,从而实现高精度、高速度的加工过程。
2、Z向数控化改造的流程①确定数控系统。
选择适合CW车床的数控系统,包括控制器、电机、编码器、伺服驱动等元器件。
②防护和安全性设计。
为保护设备和生产人员的安全,需要考虑CW车床的防护安全性问题。
③电机与传感器安装。
根据数控化改造的需求,对电机和传感器进行相应的安装和调试。
④数控系统联调。
对Z向数控系统进行测试,并调试系统参数,使其符合加工需要。
3、Z向数控化改造的技术难点在CW普通车床进行Z向数控化改造时,需要解决以下技术难点:①系统精度和重复定位精度。
数控系统需要能够精准地控制车床的运动,达到高精度的加工要求,重复定位精度需要保证。
②零件加工过程中的动态控制。
CNC控制器需要能够对车床进行动态控制,使加工过程稳定,并保持较高的生产效率。
③控制方法和运动轨迹的合理化设计。
对车床加工过程中运动方式进行合理化设计,达到高效的加工效果。
三、Z向数控化改造的优势1、加工精度高。
数控化改造后,可计算机指令控制车刀在零件表面上运动的轨迹和速度,保持一定的加工精度。
2、自动化生产增强。
数控化改造后,可以实现自动化和高效率生产,降低了人工操作的成本。
车床Z向数控改造(毕业论文设计)
一、选题背景
车床工具在机械加工中扮演着重要的角色。
近年来,由于市场需求的不断升级和技术的不断进步,数控车床已经成为了现代机械加工的主要工具之一。
在数控车床中,Z轴控制是非常基础的部分,如果能对Z轴进行数控改造,将很大程度上提高车床工作效率和加工质量。
下文将对车床Z向数控改造进行详细介绍。
二、设计目的
在实际生产中,传统车床Z轴调整通常是由机械锁定和手动调整来实现。
但是在应变加工和效率的要求下,机械和手动调整的方式已经不能满足要求。
因此,设计一种数控Z轴控制系统,对车床进行数控改造,可以实现快速、准确、精密的Z向定位和调整。
三、设计方案
数据采集
数控车床Z轴运动的主要输入参数是Z轴位移量,该量可以通过位置传感器或直线光栅进行测量。
本设计采用直线光栅来测量,可获得更高的精度和稳定性。
数据处理
将光栅传感器的信号转换成数字信号后,通过控制器处理这些输入信号,产生控制信号来控制Z轴的定位和调整。
控制方法
本设计采用闭环控制方法,输入量和输出量之间需要一个反馈环来保证Z轴的精度和稳定性。
控制系统的核心部分是一个可编程控制器(PLC)。
PLC具有较强的实时性和稳定性,可以有效地实现Z轴控制。
软件设计
控制器需要一个软件系统来实现Z轴控制。
本设计采用嵌入式C语言编写控制软件,并以控制系统的实时性、精度、稳定性和可编程性为目标。
同时,还需要编写一些参数调整和状态显示程序,以方便用户对系统进行配置和管理。
四、设计步骤
1.硬件设计
(1)光栅测量系统设计
采用直线光栅进行测量,由于精度和稳定性更高,在传感器选型时应考虑光栅的精度和分辨率。
(2)执行机构和驱动器设计
Z轴控制需要的执行机构和电机驱动器都应满足相应的要求。
在选用电机和驱动器时应考虑到负载和速度需求。
(3)PLC控制器设计
本设计采用可编程控制器(PLC)作为控制器核心,应考虑控制器的稳定性,实时性和可编程性。
2.软件设计
(1)控制软件设计
使用嵌入式C语言设计Z轴控制软件,核心是实现控制循环和反馈环。
该软件的主要任务是检测光栅信号、控制伺服电机和调整位置。
(2)参数调整程序设计
为方便使用者的配置和管理,需要设计一个参数调整程序。
(3)状态显示程序设计
设计一个状态显示程序,以显示系统的状态和控制参数。
五、设计结果和分析
(1)硬件设计
实现了控制器的硬件设计,包括光栅测量系统、执行机构和驱动器以及PLC控制器,并完成了硬件调试和系统连通测试。
(2)软件设计
软件设计主要包括控制软件设计、参数调整程序设计和状态显示程序设计,已经测试了软件的稳定性和实时性。
(3)系统测试
系统测试表明,当前硬件和软件设计可以满足控制要求,实现了Z轴控制的数控化,实现了车床的自动化加工,提高了生产效率和加工质量。
六、总结
本文围绕车床Z轴数控改造,详细介绍了其设计思路、目的、方案和步骤。
设计结果表明,本设计可以实现良好的控制效果,改进了车床的生产效率和加工质量,具有一定的应用价值。
更进一步的优化可以进一步提高车床的加工质量和生产效率。