普通机床的数控改造办法

课程设计说明书设计题目：普通车床的数控化改造设计指导老师：设计：班级：学号：时间：一、概述普通车床是金属切削加工中最常见的一类机床，当工件随主轴回转时，通过刀架的纵向移动和横向移动，车床能加工出内外圆柱面、圆锥面、端面、螺纹面等。

借助成形刀具，车床还能加工各种成形回转表面。

普通车床刀架纵向、横向的进给运动由主轴的回转运动经挂轮传递而来，通过进给箱变速后，由光杆或丝杠带动溜板箱、纵溜板移动。

进给参数要靠手工预先调整好，如果改变参数，则要停车进行操作。

刀架的纵向进给运动和横向进给运动不能联动。

对普通车床进行数控改造，主要是将纵向和横向进给系统改造为CNC装置控制的，能独立运动的进给伺服系统，将刀架改造成为能自动换刀的回转刀架，这样利用CNC装置，车床就可以按顺序进行切削加工。

由于切削参数、切削次序和刀具选择都可以由程序控制和调整，再加上纵向进给和横向进给联动的功能，数控化改造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切削，从而提高生产效率和加工精度，还能适应小批量、多品种负责零件的加工二、总体方案设计总体方案设计应考虑机床数控系统的运动方式、伺服系统的类型计算机以及传动方式的选择等。

1.数控系统的选择。

普通车床数控化改造后应具有定位、快速进给、直线查补、圆弧查补、暂停、循环加工和螺纹加工等功能，因此，普通车床数控化改造所选用的数控系统应为连续控制系统。

目前，市场上适用于普通车床数控化改造的数控系统较多，如西门子公司的SIEMENS802S型系统、华中数控公司的“世纪星”21/22型系统、广州数控公司的980T型系统等。

2.伺服系统的选择。

普通车床数控化改造后一般为经济型数控机床。

在保证具有一定加工精度的前提下，从改造的成本考虑，应简化结构，降低成本。

因此，进给伺服系统采用一步进电动机为驱动装置的开环系统为宜。

当然，也可以采用以伺服电动机为驱动装置的半闭环系统。

这主要取决于加工精度的要求。

普通车床进给传动系统数控改造普通车床进给传动系统数控改造普通车床进给传动系统数控化改造：是指在普通车床进行数控化改造的过程中，对原车床进给传动系统的结构进行必要的改进，使之达到符合数控车床进给传动系统的精度要求、以保证普通车床数控化改造目标的实现。

对已使用过的普通车床，就改造中进给传动部分数控化改造过程如下：1 前期准备工作1.1 普通车床原精度的评价已使用了几年的车床，不管是主轴箱，还是溜板箱等原有精度较差，特别是车床导轨与大、中溜板的几何精度和形位精度都已超出规定标准精度，要改造成数控车床就要对其传动系统进行拆卸，对所需零件进行检测，确定维修方案。

1.2 确定保留的机械部分普通车床进行数控化改造，普车与数车进给运动路线不同，对普车原有的挂轮箱，走刀箱、溜板箱等机械传动部分进行拆除，只要保留大溜板和中溜板即可。

1.3 拟定修理恢复精度方案已经使用过的普车，静态和动态精度可能达不到规定的标准要求，当改成数控车床时就要对它进行精度恢复，如对导轨进行热处理和磨加工及刮削加工，或贴塑等。

1.4 数控系统的选择目前，我国使用率最高的数控系统有日本的法那科系统；德国的西门子系统和国产各系统，根据社会调研和我校教学要求，我校选择了德国西门子802S 系统对普车进行数控改造。

1.5 进给电机的选择西门子802S 系统的驱动装置与之匹配的是步进电机，由于该数控系统付出的进给指令为脉冲，经驱动控制电路和功率放大后，使步进电机通过齿轮副或同步带轮或联轴器与滚珠丝杠副驱动执行部件转动。

1.6 传动副的选择在滚珠丝杠传动副中，滚珠与丝杠、螺母等部件之间基本上是滚动摩擦、传动副主要部件都经过热处理，且间隙可调到较小，所以精度高、磨损小、寿命长；具有摩擦力小、效率高、其传动效率可在90%以上；因此选择滚珠丝杠，可满足较高精度零件加工要求。

2 进给传动系统的改造和实施步骤2.1 普车精度恢复后的全面保养普通车床经过大修后对不需要的机械传动部分进行拆除，对需保留部分如大、中溜板进行清洗，通过分析比较我们选择滚珠丝杠传动副。

普通机床数控化改造【摘要】本文介绍普通机床数控化改造的总体方案设计，以CA6140型车床为例阐述数控改造的总体方案，包括数控改造中对主要机械部件改装探讨、机床数控改造主要步骤和联机调试工作。

【关键词】普通机床；数控化改造；CA6410；设计引言机械制造业是国民经济的基础产业和支柱产业，具有举足轻重的作用，机床是发展机械制造业必不可少的生产工具。

我国机械制造业与发达国家相比，总体水平较低，通过提升制造业的装备水平，特别是机床数控化率，能够有效的提高产品质量、降低产品成本，增强市场竞争力。

以机电一体化技术为核心的数控机床集计算机技术、信息技术、自动化技术于一体，在零件加工精度、加工效率、加工表面的复杂性以及加工柔性的适应性等方面比传统的普通机床具有明显的优越性。

1 机床数控化改造的分类机床的数控化改造可以分为以下几种：1.1 其一是恢复原功能，对机床存在的故障部分进行诊断并恢复；1.2 其二是NC化，在普通机床上加数显装置，或加数控系统，改造成NC 机床、CNC机床；1.3 其三是翻新，为进步精度、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；对其不满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新；1.4 其四是技术更新或技术创新，为进步性能或档次，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，较大幅度地进步水平和档次的更新改造。

2 普通机床数控化改造前提普通机床的数控化改造是建立在充分利用原有机床部件的基础上，对基础部件作一定的改装，并配上经济型数控装置或标准型数控系统，使原机床具有数控加工功能。

改造中主要应注意的是：一是增加相应的数控系统，二是对原机床部件的翻新。

对普通机床进行数控化改造在技术上是成熟可行的，但并不是所有的机床都适合改装成数控机床，是否适宜改装应进行技术经济分析和论证，视其是否满足结构的刚度要求和技术经济性要求而定。

2.1 机床基础零部件要有足够的刚度。

一、设计目的:通过本课程设计的训练,使学生在学完机床数控技术及相应的机床电器及PLC等课程之后,能够运用所学的知识独立完成数控车,数控铣和加工中心的进给系统的自动控制系统设计,从而使学生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。

⑴运用所学的理论知识,进行数控系统设计的初步训练,培养学生的综合设计能力；⑵掌握三相反应式步进电机进给驱动的原理和控制方法；⑶掌握PLC控制系统设计的基本技能,具备查阅和运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力；⑷基本掌握编写技术的能力。

二、设计内容和要求：参考课程设计指导书[1]，对于普通车床数控化改造设计，纵向进给驱动由三相感应式步进电机实现，完成其选型计算，用4位拨动开关设定转动速度，并设计其启动停止、正反转、加减速和步数控制系统，数控系统的脉冲当量为0.01mm/脉冲。

三、设计工作任务及工作量的要求：⑴设计任务①.步进电机选型计算；②.PLC控制程序设计⑵设计工作量要求：①.电路接线图和电器件清单；②.控制程序T形图及其对应的程序清单；③.编写课程设计说明书一份。

（A4不少于10页）⑶三个同学分为一组，同学们之间可以互相讨论研究工作内容和设计方法，但每位同学的设计任务必须各有侧重独立完成，不能有雷同现象。

四、设计参数：设计参数包括车床的部分技术参数和车床拟实施数控化改造所需要的参数。

以CA6140型车床的改造,设计参数如下：最大加工直径：在床面上,400mm；在床鞍上, 210mm。

最大加工长度：1000mm。

行程：纵向,1000mm。

快速进给：纵向,2400mm／min最大切削进给速度：纵向,500mm／min溜板及刀架质量：纵向,81.63kg主电动机功率：7.5kw定位精度：0.04mm／全行程重复定位精度：0.016mm／全行程程序输入方式：增量值、绝对值通用控制坐标数：2脉冲当量：纵向,0.01mm／脉冲一、 步进电机选型计算：（一）纵向进给传动链的设计计算 1、主切削力及其切削分力计算 ⑴ 计算主切削里z F已知机床主电动机的额定功率m P 为7.5KW,最大工件直径D=400mm,主轴计算转速n=85r ／min 。

普通机床的数控改造普通机床是一种非常重要的机械设备，在各种生产制造过程中都扮演着重要的角色。

虽然它能够满足大部分的加工需求，但是在某些特定的场景中，传统机床也存在一些弊端，这时候普通机床的数控改造就十分必要。

普通机床数控改造是指将传统的非数控机床进行改装，使其具备数控加工的能力，从而提高其加工精度和生产效率。

数控改造可以应用于多种类型的机床，例如铣床、车床和钻床等。

这种技术在实践中已经得到了广泛的应用，其优点在于改造后的数控机床能够实现高精度、高效率、高自动化程度的加工，并且在生产过程中能够减少人工干预，避免人为错误的发生。

为什么要进行数控改造呢？其主要原因在于普通机床不能完全满足现代生产的需要。

在传统机床加工过程中，往往需要通过人工来控制机械的加工过程，这样不仅提高了出错率，同时也极大地影响了加工效率。

而通过进行数控改造，可以通过计算机控制机床加工过程，实现高精度、高效、高稳定性、高自动化程度的加工效果。

数控改造的最大好处就是提高了加工的准确性和生产效率。

因为数控加工过程中所有的加工参数都可以在程序中进行预先设置，这样就可以大大降低加工误差和减少加工重复次数，从而提高了生产效率。

同时，数控加工具有高度的重复性，可以确保生产的每个产品都拥有相同的大小、形状和质量标准，提高了产品质量。

除此之外，数控改造还能够提高机床的使用寿命。

因为数控精度高，能够保证机床的使用寿命长。

同时，数控机床还能够实现多种加工模式的切换，适应不同的加工要求。

这种灵活性与多功能性，使得数控机床在很多领域都能够发挥出更好的性能。

当然，数控改造并不意味着完全抛弃传统机床。

纯数控加工设备通常价格昂贵，而数控改造可以在不大幅度增加成本的情况下，将现有的机床进行升级，使其具备较好的数控加工能力。

总之，普通机床数控改造是一个非常有实际意义的技术，它可以提高生产效率、产品的质量和机床的使用寿命，具有广泛的应用前景。

虽然改造的难度较大，但是在技术不断进步的背景下，这种技术越来越成熟，实现的难度也越来越低，预计会在未来得到更广泛的运用。

摘要本设计说明书包括：概论、总体设计方案的拟定和验证、主传动部分的改造设计、伺服进给系统的改造设计、自动转位刀架的选择设计、编码盘安装部分的结构设计等几个部分。

改造后的车床，主运动实现自动变速，纵向、横向进给系统进行数控控制，并要求主轴电机最大功率为18KW，X、Z坐标最大运动速度5m/min，刀架要是自动控制的自动转位刀架，要能自动切削螺纹。

关键词：数控改造进给系统滚珠丝杠自动刀架AbstractThis introduction of the design included :The draw-up of the general outline ,the decision and verify of the total designal projection ,the reforms design to the parts of the lord spreads to move ,the reforms design to the system of serve enters ,the choice and design to the knife which turn automatically ,the constructions design of coding dish gearing part ,and so on．While the motorcycle been reformed , the lord exercises realize to change speed automatically.lengthways ,horizontal enter to proceed to system the number controls the control,To the spindle of the motor the greatest power for 18kw, x and z coordinate the movement speed 5m/ min ,knife must be the automatic control a knife which is turning automatically ,and it is able to slice the thread automatically.Key words: The number controls to reforms; the system of enters; roll the bead in silk automatic knife目录第一章引言 (4)1.1数控车床的特点和组成 (4)1.1.1 特点 (4)1.1.2数控车床的组成 (5)1.2机床改造的意义 (5)1.3数控车床的发展 (6)1.3.1 数控车床的现状 (6)1.3.2数控车床在我国的发展现状 (7)1.3.3数控机床在国外的发展现状 (8)1.4数控机床的分类 (9)1.4.1按加工工艺方法分类 (9)1.4.2按控制运动轨迹分类 (10)1.4.3按伺服系统控制方式分类 (11)1.4.4按控制系统功能水平分类 (13)1.5数控机床的发展方向 (13)第二章普通车床的数控改造和可行性论证 (17)2.1车床的数控改造 (17)2.1.1设计内容及任务 (17)2.1.2设计任务 (17)2.2机械部分改造 (18)2.2.1 Z向、X向进给机构的改造 (18)2.2.2机械部分改造设计部分的相关计算 (18)2.2.3改造后机械结构特点 (20)2.3数控系统及伺服系统的改造 (21)2.3.1数控系统简介 (21)2.3.2数控控制系统的选择 (22)2.3.3伺服系统的选择件的 (23)第三章安装调试 (26)3.1安装调整中应注意的问题 (27)3.2功能确定及分布 (28)3.3机床的调试及验收 (29)第四章改造后取得的效果 (31)第五章结束语 (32)参考文献 (33)第一章引言数控技术，简称数控（Numerical Control）。

普通机床数控化改造【摘要】本文详细介绍了有关数控机床改造的过程和方法，对目前国内外有关产品进行了比较分析。

本文提出系统改造主要以机械部分和数控装置的加装为主，在车床上附加数控装置和执行元件，选择合适的机床伺服系统和计算机系统等。

改造过程中一定循序渐进，注意成本的控制，在调试中发现和解决问题。

【关键词】普通机床；数控化改造一、机床主要参数1.1机床主电机型号：YD160L-4，额定功率11KW，最高转速3500r/min，额定转速1460r/min。

1.2变速级数和公比变速级数Z=4，公比φ=2.37.1.3主传动系统总降速比i∑=0.0681.4有级变速各级传动主要参数第一级齿轮传动参数：i12=3.55，Z1=20，Z2=70。

模数m1=m2=2.25mm。

第二级齿轮传动参数：第一对：i34=2.66，Z3=23，Z4=61。

模数m3=m4=2.5mm。

第二对：i56=1.12，Z5=50，Z6=56。

模数m5=m6=2mm。

第三对：i78=0.47，Z7=65，Z8=31。

模数m7=m8=2.25mm。

二、数控机床的改造方案一般情况下对数控机床的改造主要为两部分。

一部分是机械部分改造，第二部分是数控系统改造。

2.1机械部分改造1）导轨改造。

大多数普通机床均采用普通铸铁。

数控机床要求采用淬硬的合金钢材料，例如用GCR15轴承钢淬硬到65～62HRC，可以提高硬度5倍～10倍。

另外，普通机床的滑动导轨需要换成滚动导轨和静压导轨，但是改造难度较大，主要是在导轨表面加装辅助软带；2）刀架改造。

数控机床安装的刀架为自动刀架，以便数控机床根据程序更换刀具。

因此，必须将普通机床的刀架进行改造或更换；3）进给机械改造。

一般进给系统可以保持原来的支架系统，但是要调整弹簧，加装减速齿轮系统。

2.2数控系统的确定1）常规机床数控系统。

由于该类数控系统功能齐全、种类繁多、适用性较强以及信价比高，因而很多机床改造时首选这类控制装置，我国就有很多这类产品的用户。

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ca 6140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有一定的作用。

这种方法比较方便，费用低，动、静摩擦因数相差小，耐磨性和抗咬伤力强，具有良好的自润滑和抗振性，进给运动无爬行，运动平稳。

普通机床改造数控机床的技术要点一、引言随着制造业的快速发展，数控技术在机床领域的应用越来越广泛。

对于已经使用的普通机床，如果能够进行改造，使其具备数控功能，将能够提高生产效率和产品质量。

本文将探讨普通机床改造成数控机床的技术要点。

二、普通机床改造的必要性普通机床虽然在加工精度和生产效率方面有一定的限制，但是在使用成本相对较低的情况下，仍然被广泛应用。

然而，面对市场对高精度、高效率产品的需求，普通机床的局限性逐渐暴露出来。

因此，对普通机床进行数控改造成为一种经济、有效的解决方案。

三、普通机床改造数控机床的技术要点1. 硬件改造普通机床改造成数控机床的第一个要点是硬件改造。

这包括以下几个方面：（1）安装数控系统数控系统是实现普通机床改造的核心部件。

在选择数控系统时，需要考虑到机床的类型、加工需求、控制精度等因素。

常见的数控系统有伺服控制系统、步进控制系统等，可以根据实际情况选择合适的系统。

（2）安装伺服电机伺服电机是数控机床的关键部件之一，它可以实现对机床各轴的运动控制。

在改造过程中，需要根据机床的结构和工作需求，选择适当的伺服电机，并进行安装和调试。

（3）更换传动装置普通机床通常使用传统的机械传动装置，如皮带传动、齿轮传动等。

为了实现数控功能，需要将传统传动装置更换为数字传动装置，如直线导轨、滚珠丝杠等。

这样可以提高机床的运动精度和稳定性。

2. 软件改造除了硬件改造，普通机床改造成数控机床还需要进行软件改造。

这包括以下几个方面：（1）编写加工程序数控机床的核心功能是能够根据加工程序自动进行加工操作。

因此，在改造过程中，需要编写适用于数控机床的加工程序。

加工程序包括加工路径、切削参数、进给速度等信息，通过数控系统进行控制。

（2）开发人机界面数控机床的操作界面需要直观、易懂，以方便操作人员进行操作和监控。

在软件改造中，需要开发人机界面，包括操作面板、显示屏等，使操作人员能够方便地进行参数设置和监控。

（3）实现自动化控制数控机床的目标是实现自动化生产，因此在软件改造中需要实现自动化控制功能。