普通外圆磨床数控化改造

普通外圆磨床数控化改造

刘贵杰1,2,巩亚东1,王宛山1

(1.东北大学,辽宁沈阳110004;2.山东轻工业学院,山东济南250100)

Study on N umerical Co nt rol M odification fo r General Grinding M achine

LIU Gui j ie 1,2,GONG Ya dong 1,WA NG Wan

shan 1

(1.N or theastern Univ ersity,She nya ng 110004,China;2.Sha ndong Lig ht Industry Institute,J inan 250100,China)

摘要:在磨床原有液压系统的基础上,利用电磁节流阀和光电编码传感机构,通过子学习和微调控制策略,可以实现磨削循环的自动化和曲面轴零件的磨削加工,对实现普通磨床的低成本数控改造。

关键词:外圆磨床;数控系统;自学习控制策略中图分类号:TP 27文献标示码:A

文章编号:1001-2257(2002)06-0032-03Abstract :The numeral co ntro l scheme of g en-eral g rinding m achine by personal co mputer is pre-sented,on the basis of hydraulic pressure system ,by using electromag netism thro ttles a nd photoelec-trical enco der,through self

studying co ntro l and self studying co ntrol strateg y ,the automatic cy-cle g rinding pro cess and curv ed shaft w o rk pieces g rinding can be realized,it is sig nificance fo r real-izing low price numeral contro l modifica tio n fo r g eneral g rinding machine .

Key words :cylindrical g rinding machine ;co m-puter control system;self studying control strate-g y.

收稿日期:2002-04-10

基金项目:教育部科学技术研究重点资助项目(200032)

0　引言

磨削加工数控技术虽然起步较晚,目前也已取

得了重大进展,已研究出诸多控制方案。这些控制方案大都是采用步进电机或交流(直流)伺服电机作为驱动源,它们具有较高的控制精度,目前普遍用于工业数控机床上。但是,步进电机、交流(直流)伺服电机和它们的驱动器价格较高,对那些控制精度要求较高的数控机床是必要的,对那些加工精度要求不

太高的机床,采用上述控制方案不经济。

利用计算机和电磁节流阀,对普通外圆磨床进行数控改造,实现了外圆磨床工作台和砂轮架位移量和位移速度的精确控制,实现了曲面圆柱体零件的自动循环磨削加工,在一定程度上提高了普通外圆磨床的应用范围和自动化水平。

1　系统构成及工作原理

1.1　系统构成

系统总体结构框图如图1所示。

系统控制硬件

图1　系统总体结构框图

主要由辨向电路、功率放大电路和接口电路等组成。1.1.1　辨向电路

编码器的辨向电路如图2所示,它由

74LS74

图2　编码器的辨向电路图

和74LS 08两块集成电路芯片组成。其中74LS 74是两路D 触发器,其功能是当C 端上升沿到来时,Q 取D 端的值,在其余时刻,Q 保持原值,Q 是Q 的反。编码器送出的两路脉冲A 与B 是相位相差90°

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的方波脉冲(见图3),向上运动时,A 波超前B 波90°,向下运动时,A 波滞后B 波90°。这样,当活塞向上运动时,接入D 触发器C 端的A 波上升沿对应送入D 端的B 波的低电平。因此,Q 为0而Q 为1,反之,当活塞向下运动时,Q 为1而Q 为0。集成电路片子74LS 08是4个与门组成的,将Q 信号送入一个与门的一个输入。Q 接入另一个与门的一个输入,再将方波A 、B 分别接到两个与门的另一个输入,于是当向上移动时,左边与门一端输入为Q =1。其输出将随另一输入A 方波的变化而变化。因此,向上运动时的脉冲序列由此与门输出送入CTC0。此时,右边与门的一个输入接Q =0,无论另一输入如何变化,其输出都只能为0。同理,向下移动的脉冲序列由右边与门输出送入CTC 3。1.1.2　功率放大电路

功率放大电路如图3所示。集成芯片

74LS06

图3　功率放大电路

由6个非门组成,其作用是使PIO A 口发出的电压

信号取反,同时增大驱动能力以使固态继电器中的发光二极管充分导通。当PIO 输出的信号为1时,经非门后,其相应的输出为0,固态继电器中的发光二极管正向导通,双可控硅导通,使所接的电磁阀线圈通电。

1.2　系统工作原理

泵产生的高压油,经过控制阀的控制与油缸两腔相通。由图1可知,当电磁阀13通电,阀12断电时,油缸上腔进油,下腔排油,活塞向下移动。反之,当13阀断电,阀12通电时,活塞向上移动。活塞移动的速度,取决于进入油缸液体的流量,而流量可以通过节流阀4、5、6、7进行调节,由电磁阀8、9、10、11的通断组合确定。6个电磁换向阀的通断,由计算机的输出进行控制。本系统中利用输入输出接口片子PIO 的A 口作为字节输出,对其进行控制。当某一位输出为1(高电平)时,通过反向器和固态继电

器,使交流电磁阀通电。当输出为0(低电平)时,使其断电。

活塞在移动时通过附件带动光电编码器的轴转动,光电编码器的轴每转一转,可以产生960个方波脉冲。在活塞运动的过程中,光电编码器输出的方波脉冲不断经辨向电路送入计算机内的定时/计数器C TC 。其中上行的脉冲数送至C TC0,下行的脉冲数送至C TC3。计算机不断从C TC 得到脉冲数,感知目前活塞移动的距离,将它与指定的位移距离值比较,从而确定发出的移动速度码。一般来说,当离设定距离较远时,使活塞以较高速度移动,越接近目标值,速度越慢直至停止。

活塞及推动的负载有惯性,当位移到设定距离时,才发出停止码,实际上的距离会大于设定距离。因此,应当给出一定的提前量。此提前量在负载不同时大不相同。因此,在本系统中采用了“自学习”的方

法,由计算机自动确定,并在运动过程中不断调整,以保持停止位置的精确度。

2　控制策略

2.1　控制码生成算法

本系统中采用了自学习和微调控制策略。在本系统中,节流阀4、5、6的开口面积比调为1∶2∶4,

两位两通电磁阀8、9、10的不同的通断组合,可形成7种不同速度。阀7的开口调整得很小,当只有阀11打开时,油缸活塞移动的速度很慢,因此系统实际具有8种不同的速度。可以按照下面的控制算法产生控制码:

C =

CIN T(y d -y

y d

×7)0.5≤y d -y y d ×7≤7

10

y d ×7<0.5

y d -y

y d

≤0式中　y d

指令位移　y 实际位移

　CIN T 舍入取整运算符号　C

控制码

由上式可知,当活塞前进时,随着实际位移y 的增大,C 值减小,直至为0,这样可最大限度地减小因系统惯性引起的位移误差。由于系统惯性等原因,活塞不可能准确停止在指定位置,可由11阀微调。

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33·《机械与电子》2002(6)

2.2　自学习控制策略

通过实验我们可以发现,当发出停止信号的位置固定时,活塞重复精度较好。假设在活塞位移到达指令位移y d前的适当位置y T处,发出停止信号,则可在指定位置不大的误差范围内停止;而发出停止信号位置y T可根据每次停止的位置误差:Δy=y-y d由计算机不断加以修正。这就形成了“自学习”控制算法,其公式如下:

Y T(n+1)=Y T(n)-Δy n=y T(n)-(y n-y d)

n表示第n次运行结果。计算机根据第n次运行的误差,确定下一次,即n+1发出停止信号的位移量。若Δy>0,则提前停止,若Δy<0,则推迟停止,这样不断减小Δy值,可使误差收敛到一定的范围内。

当系统的负载改变时,只要停止位置有误差,计算机就能立刻觉察,并加以修正。

3　实验结果分析

通过实验我们发现,实验结果与文献在气动方面所做的实验结果十分相似,并且油缸位移控制精度比文献关于气缸位移精度更高,可达到0.02mm。系统的稳定性与两个因素有关,一是活塞与缸壁之间的静摩擦力所造成的死区非线性;二是微调阀11的节流口面积,微调节流口面积越大,对系统稳定性越不利。

4　结束语 通过研究我们可以得出如下结论:

a.用本系统控制平面磨床工作台的位移,成本低、精度高。

b.最终采用微调控制方式,可得到较高的位移重复精度(<=0.02mm)。

c.控制程序可用高级语言编制,具有开放性。

d.由于静摩擦力的影响,进一步提高系统精度难度较大,有待进一步研究。

参考文献:

[1]　宁　舒,气动位移系统的计算机“PCM”控制初探[J].

液压与气动,1991,(1):18-22.

[2]　刘贵杰,丁　红,宁　舒.智能气缸设计[J].机械工程

师,1997,(5):27-28.

[3]　刘贵杰,黄桂丛,程　强.气缸位移自学习控制研究

[J].机械工程师,1999,(6):21-22.

[4]　程建中,张忠波,冯李合,黄效国.高精度液压微调控制

系统[J].液压与气动,1991,(2):18-21.

[5]　刘贵杰,巩亚东,王宛山.基于交流异步电机驱动磨床

进给位移的自学习控制[J].东北大学学报,2001,22

(3):268—270.

作者简介:刘贵杰　(1968-),男,山东郓城人,山东轻工业学院副教授,东北大学在职博士研究生,主要从事机电一体化、加工过程智能化控制等方向的研究工作;巩亚东　(1958-),男,辽宁本溪人,东北大学副教授,在职博士研究生,先进制造技术研究所副所长,主要从事超高速磨削、虚拟加工过程等方向的研究工作;王宛山　(1946-),男,东北大学副校长,东北大学机械工程及自动化学院教授,博士研究生导师。

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CA6140普通车床数控化改造设计

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。

CA6140普通车床的数控化改造毕业设计论文

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，

H261数控外圆磨床维护保养操作规程

H261/1数控外圆磨床维护保养操作规程 1.操作者必须熟悉本机床的性能、结构、传动系统、液压系统、操作系统和控制系统，严禁超性能、超负荷使用。 2.操作前应认真检查机床的安全防护装置，操作手柄、手轮、挡块是否灵敏可靠，检查油量、油质是否达到要求，各油路应畅通，并按润滑图表加油和注油。 3.操作砂轮时必须小心。不要振动，撞击。或把砂轮用于其他目的。把砂轮用于其他目的可能会破坏砂轮，也可能会使设备受损和造成人身伤害。 4.对所有砂轮进行裂痕或损伤检查。新砂轮在使用前若有条件最好在砂轮试验机上进行旋转试验，旋转试验的速度应超过砂轮工作速度的30-50%。 5.清洁砂轮法兰和压紧环，然后在安装之前做检查。安装新的砂轮时用新的缓冲纸垫。 6.用压紧螺钉紧固多螺孔法兰时使用对角压紧的方法。 7．每当平衡块有变动时对砂轮作静态平衡。砂轮必须进行恰当的平衡以避免过大的振动。 8．安装好新砂轮后调整手动的或自动的砂轮安全罩。安全罩必须手工安装或调整以使它和砂轮之间的间隙不大于6.5mm，这对减少砂轮外露的范围是必要的。 9.当砂轮起动旋转时操作者不要站在砂轮前面。 10.不要让砂轮超过推荐的最大转速（r/min）最大圆周速度（m/s）。 11.当心砂轮超速。砂轮磨损后，速度（r/min）应安全地增大以达到原先的线速度。砂轮线速度（m/s）是砂轮圆周（mm）和每分钟砂轮转速的乘积除以60000。 12.在开始一个新的操作之前检查所有横向部位的边界点和砂轮进给参数。操纵手柄须在停止位置上。通过检查确信在操作过程中砂轮不会撞击到工件或台面

上仪器，也不会造成损坏或人身伤害。 13.确定顶尖情况良好，并且恰当地装在头架和尾架的主轴上。如果使用硬质合金顶尖，确定顶尖已牢固地固定在其机体上。 14.确信工件的中心孔足够大，顶尖能正确地支撑工件。 15.把头架和尾架固紧在台面上。确定头架和尾架的位置能使顶尖很好地支撑工件。松动的工件会振动或被抛出机床。 16.在开始操作机床之前，把所有机床罩壳包括砂轮罩紧固好。 17.当把工件安装到心轴、夹盘、若其它类型的单端夹紧装置时必须小心仔细。不适当的压紧会让工件转动或移动，这会造成设备的损坏或人员伤害。 18.手工装卸工件时必须小心。把砂轮退回留出足够的距离。 19.用装在头架或者台面上的金刚石修整器修整砂轮时必须小心。在台面动作之前砂轮必须先退回一端足够的距离以防止台面工具与砂轮碰撞。手动修整砂轮时，进给应缓慢，以确保安全。 20.在磨削轴肩面时应当小心，避免侧压力过大使砂轮遭到破坏。 21.在调整砂轮或做任何服务、维护工作之前，把主电源开关断开并锁闭。 22.决不能把手提式测量仪靠到旋转的工件上。这会造成手受伤或测量仪、工件的损坏。 23.防止随意接触及可旋转移动的手轮、手柄及电器按钮，以免发生事故。

CA6140车床数控化改造解析

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

机床数控化改造必要性

一、机床进行数控化改造的必要性 （1）数控机床：1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。 6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。 ①数控（NC）阶段（1952～1970年） 早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路"搭"成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARD-WIRED NC），简称为数控（NC）。随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即1952年的第一代--电子管；1959年的第二代--晶体管；1965年的第三代--小规模集成电路。 ②计算机数控（CNC）阶段（1970年～现在） 到1970年，通用小型计算机业已出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CNC）阶段（把计算机前面应有的"通用"两个字省略了）。到1971年，美国INTEL公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件--运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处理器（MICROPROCESSOR），又可称为中央处理单元（简称CPU）。 到1974年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强，控制一台机床能力有富裕（故当时曾用于控制多台机床，称之为群控），不如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。 到了1990年，PC机（个人计算机，国内习惯称微机）的性能已发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基于PC的阶段。 总之，计算机数控阶段也经历了三代。即1970年的第四代--小型计算机；1974年的第五代--微处理器和1990年的第六代--基于PC（国外称为PC-BASED）。还要指出的是，虽然国外早已改称为计算机数控（即CNC）了，而我国仍习惯称数控

C6140普通车床数控化改造设计方案

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

(完整版)普通机床数控化改造实例及分析

普通机床数控化改造实例及分析 来源：数控产品网添加：2010-05-22 阅读:649次 [ 内容简介] 机床与生产线的数控改造主要内容有：(1)恢复原功能，对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复； (2) NC化，在普通机床上加数显装置或加数控系统；(3)翻新，为提高精度、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；对其不能满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新；(4)技术更新或技术创新，为提高性能或档次，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。 现在很多企业为了生存和发展，不断地提高机床的数控化率是必要的。需要进行数控改造的设备一般包括传统机床及近期从国外引进，因存在问题而不能投产的机床设备和生产线。我们芜湖高新重型机床有限公司，在机床数字化控制和改造方面有独特的心得和实际经验。在普通机床恢复精度改造成高效的数控机床方面做了大量的工作。现为了更好的服务客户，我们总结了有关机床数控改造的知识供大家参考。 一、数控改造的内容 机床与生产线的数控改造主要内容有：(1)恢复原功能，对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复； (2) NC化，在普通机床上加数显装置或加数控系统；(3)翻新，为提高精度、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；对其不能满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新；(4)技术更新或技术创新，为提高性能或档次，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。 二、数控系统发展的趋势 l．向开放式、基于PC的第六代方向发展 基于PC所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。至少采用PC机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控任务PC机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。在远程通信、远程诊断和维修的应用将更加普遍。 2．向高速化和高精度化发展 3．向智能化方向发展 (1)应用自适应控制技术。数控系统能检测过程中的重要信息，并自动调整系统参数，改进系统运行状态。 (2)引入专家系统指导加工。将熟练工人和专家经验、加工的一般规律和特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。 (3)引入故障诊断专家系统 (4)智能化数字伺服驱动装置。可以通过自动识别负载和自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行状态。 三、数控系统的选择 1．开环系统 该系统的伺服驱动装置是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。这种系统不需要位置和速度反馈，位移精度主要决定于步进电机的角位移精度和齿轮丝杠等传动元件的精度，所以位移精度低。但系统结构简单、调试维修方便、工作可靠、成本低、易改装成功。 2．闭环系统 该系统由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置信号反馈给计算机，与给定值进行比较，将两者的差值放大并变换，驱动执行机构，以消除偏差。此系统复杂、成本高、对环境温度要求严。但系统精度高、速度快、功率大。可根据产品技术要求，决定是否采用。

数控外圆磨床功能特点

数控外圆磨床功能特点 数控外圆磨床是按加工要求预先编制程序，由控制系统发出数值信息指令进行加工，主要用于磨削圆柱形和圆锥形外表面的磨床。数控外圆磨床一般具有通用化、模块化程度高，高精度、高刚性、高效率及高适应性等特点。根据数控外圆磨床类型的不同，适用于汽车、摩托车、空压机、轴承、军工、航空、航天等行业相关零件的批量加工。 数控外圆磨床功能特点： 数控外圆磨床是由床身、工作台、砂轮架、头架、尾架等部件组成。 1、床身与工作台 床身采用大圆孔、鱼翅形筋板，经长期使用，机床动刚度、静刚度均好。 工作台分上、下台面可以磨削圆锥面。床身与工作台的导轨采用贴塑导轨，摩擦系数小。工作台由伺服电机直接带动滚珠丝杠移动，运动平稳可靠。 2、砂轮架 砂轮线速度为小于35m/s，磨削效率高，磨头轴承为大包角三块瓦动压轴承，回转精度高。砂轮架运动（X向）由伺服电机、滚珠丝杠直接拖动，最小分辨率为0.0005mm。 3、头架 头架拨盘的旋转，由电机变频调速带动皮带轮，拨盘转动，拨盘转速为40-500r/min分段无极变速，以适应不同直径、不同材料、不同要求工件的磨削。 4、数控箱与电柜 有独立的数控操作箱，上有LCD显示、机床操作按钮、1um级波段补偿开关、手摇脉冲发生器等。 5、端面量仪与径向量仪 数控外圆磨床有径向量仪时，测定值自动输入数控系统，数控系统发讯，使X向伺服电机转动，带动滚珠丝杠到达给定的位置，使磨削工件的尺寸稳定地达到所要求位置，批量磨削工件尺寸分散度小于0.003mm。 MKS1320B型数控外圆磨床是重庆磨床自行研制开发的高精度全闭环数控外圆磨床，采用进口两轴联动数控系统。分别驱动砂轮架和工作台的运动，X轴配置光栅尺，保证高的重复定位精度，配接主动式测量仪进行更高精度的全闭环控制循环磨削。该机床合理的运用了光栅尺，有效的消除了丝杆的油隙及磨损后产生的间隙，更高的保证机床的重复定位精度。

C6140卧式车床数控化改造毕业设计论文

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

CA6140普通车床数控化改造

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

车床的数控化改造

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。 1普通车床的数控化改造设计 机床的数控改造，主要是对原有机床的结构进行创造性的设计，最终使机床达到比较理想的状态。数控车床是机电一体化的典型代表，其机械结构同普通的机床有诸多相似之处。然而，现代的数控机床不是简单地将传统机床配备上数控系统即可，也不是在传统机床的基础上，仅对局部加以改进而成(那些受资金等条件限制，而将传统机床改装成建议数控机床的另当别论)。传统机床存在着一些弱点，如刚性不足、抗振性差、热变形大、滑动面的摩擦阻力大及传动元件之间存在间隙等，难以胜任数控机床对加工精度、表面质量、生产率以及使用寿命等要求。现代的数控技术，特别是加工中心，无论是其支承部件、主传动系统、进给传动系统、刀具系统、辅助功能等部件结构，还是整体布局、外部造型等都已经发生了很大变化，已经形成了数控机床的独特机械结构。因此，我们在对普通机床进行数控改造的过程中，应在考虑各种情况下，使普通机床的各项性能指标尽可能地与数控机床相接近。 2数控车床的性能和精度的选择 并不是所有的旧机床都可以进行数控改造，机床的改造主要应具备两个条件：第一，机床基础件必须有足够的刚性。第二，改造的费用要合适，经济性好。在改装车床前，要对机床的性能指标做出决定。改装后的车床能加工工件的最大回转直径以及最大长度、主电动机功率等一般都不会改变。加工工件的平面度、直线度、圆柱度以及粗糙度等基本上仍决定于机床本身原有水平。主要有下述性能和精度的选择需要在改装前确定。1)轴变速方法、级数、转速范围、功率以及是否需要数控制动停车等。2)进给运动：进给速度：Z向(通常为8～400mm/min)；X向(通常为2～100 mm/min)。快速移动：Z向(通常为1.2～4m/min)；X向(通常为1.2～3m/min)。脉冲当量：在0.025～0.005mm内选取，通常Z向为X向的2倍。加工螺距范围：包括能加工螺距类型(公制、英制、模数、径节和锥螺纹等)，一般螺距在10mm以内都不难达到。3)进给运动驱动方式(一般都选用步进电机驱动)。4)给运动传动是否需要改装成滚珠丝杠传动。5)刀架是否需要配置自动转位刀架，若配置需要确定工位数。6)其他性能指标选择：插补功能：车床加工需具备直线和圆弧插补功能。刀具补偿和间隙补偿：为了保证一定的加工精度，一般需考虑设置刀补和间隙补偿功能。显示：采用数码管还是液晶或者显示器显示，显示的位数多少等问题要根据车床加工功能实际需要确定，一般来说，显示越简单成本越低，也容易实现。诊断功能：为防止操作者输入的程序有错和随之出现的错误动作，可在数控改造系统设计时加入必要的器件和软件，使其能指示出机床出现故障或者功能失效的部分等，实现有限的诊断功能。以上是车床数控改造时需要考虑的一些通用性能指标，有的车床改造根据需要还会有些专门的要求，如车削大螺距螺纹、在恶劣的环境下工作的防尘干扰、车刀高精度对刀等，这个时候应有针对性的专门设

C6140普通车床的数控化改造

机电一体化系统设计任务书总汇 课题：C6140普通机床的数控化改造 姓名：蒋青松（第7组） 班级： 5 学号： 专业：机械设计制造及其自动化 院系：机械工程学院 2015年6月

任务一 一：总体方案的确定 总体方案应考虑车床数控系统的运动方式、进给伺服系统的类型、数控系统CPU的选择，以及进给传动方式和执行机构的选择等。 1.普通车床数控化改造后应具有单坐标定位，两坐标直线插补、圆弧插补以及螺纹插补的功能。因此，数控系统应设计成连续控制型。 2.普通车床经数控化改造后属于经济型数控机床，在保证一定加工精度的前提下，应结构简化，降低成本。因此，进给伺服系统采用步进电动机的开环控制系统。 3.根据技术指标中的最大加工尺寸、最高控制速度，以及数控系统的经济性要求，决定选用MCS-51系列的8位单片机作为数控系统的CPU。MCS-51系列8位机具有功能多、速度快、抗干扰能力强、性/价比高等优点。 4.根据系统的功能要求，需要扩展程序存储器、数据存储器、键盘与显示电路、I/O接口电路、D/A转换电路、串行接口电路等，还要选择步进电动机的驱动电源以及主轴电动机的交流变频器等。 5.为了达到技术指标中的速度和精度要求，纵、横向的进给传动应选用摩擦力小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副；为了消除传动间隙提高传动刚度，滚珠丝杠的螺母应有预紧机构等。 6.计算选择步进电动机，为了圆整脉冲当量，可能需要减速齿轮副，且应有消间隙机构。

二：机械本体 初步原理框图

数控原理框图 三：问题说明 1：连续控制系统：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，即刀具以给定的速度相对于工件沿加工路径运动（因为点位控制系统要求工件相对于刀具运动过程不进行切削），所以选择之； 2：开环控制系统：该改造属于经济型数控机床，加工精度要求不高，没有加入反馈系统，为了简化系统，降低成本，所以选择之。3：机床选择X，Z两轴联动。 4：由于是开环控制，而且结构简单，适用于普通数控机床，功能水平低。

普通车床的数控化改造培训资料(doc 36页)

普通车床的数控化改造培训资料(doc 36页)

普通车床的数控化改造 第一章绪论 1.1 本文选题的背景及意义 1.1.1 金属切削机床及其在国民经济中的地位 金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的机器，他是制造机器的机器，所以又被称为“工作母机”或“工具机”。 机床的母机属性决定了它在国民经济中的地位。机床工业为各种类型的机械制造厂提供先进的制造技术与优质高效的机床设备，促进机械制造工业的生产能力和工艺水平的提高。机械制造工业肩负着为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，即为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种机器、仪器和工具。为适应现代化建设的需要，必须大力发展机械制造工业。可见，机械制造工业是国民经济各部门赖以发展的基础，而机床则是机械制造工业的基础。一个国际机床工业的技术水平在很大程度上标志着这个国家的工业生产能力和科学技术水平。

出一些特殊要求,甚至在产品即将投产时有的用户临时提出一些要求,这就需要迅速变型设计和修改相应的图纸及技术文件。在国外,这项修改工作在计算机的辅助下一般仅需数天至一周,而在我国机床厂用手工操作就至少需1～2个月,且由于这些图纸和文件涉及多个部门,常会出现漏改和失误的现象,影响了产品的质量和交货期。 (4) 现在我国工厂设计和工艺人员中青年占多数,他们的专业知识和实际经验不足, 又担负着开发的重任。 (5)由于长期以来形成的设计、工艺和制造部门分立,缺乏有效的协同开发的模式,不能从制订方案开始就融入各方面的正确意见,容易造成产品的反复修改,延长了开发的周期。 为解决这些问题,必须对产品开发的整个过程综合应用计算机技术,发展优化和仿真技术,提高产品结构性能,并建立起基于并行工程(Concurrent Engineering)的使设计、工艺和制造人员协同工作和知识共享的产品虚拟开发环境,使用相应的产品虚拟开发软件，这样才能有

机床数控化改造实例

前言 2005年，我国数控金属切削机床生产59639台，进口30746台。除部分出口外，总消费数量约85000台。在生产的数控金属切削机床中，经济型数控机床占60%以上（生产的数控机床中经济型数控机床占89%到90%），中档以上的数控金属切削机床不足40%。2006年，我国机床工业的产值和销售收入保持较高的增长速度，其中数控金属切削机床产量快速增长，全年生产85756台，同比增长32.8%，增幅高于金属切削机床产量增幅的18.4%。2007年1月至10月我国进口金属加工机床57.06亿美元，其中金属切削机床进口达41.98亿美元，同比减少8.18%，所占比例为73.57%；成形机床进口达15.08亿美元，同比增长5.68%，所占比例为26.43%。 专家认为，目前我国机床市场的需求结构已经发生了很大的变化，数控机床，特别是普及型数控机床将逐步成为市场主体。国内的机床制造企业在努力开拓高档机床的同时，一定要加速普及型数控机床产业化步伐。通过生产和进口数控机床并不能满足我国日益增长的制造业需求，而淘汰大型企业原有的大量普通金属切削机床不但会造成很大的浪费，而且会因为缺乏资金购买大量的数控机床来填补淘汰普通金属切削机床后的机床空缺，造成停产。所以，目前数控化改造是适应我国制造也迅猛发展，资金短缺，旧有机床所占比例大的国情所需。据调查，现有的与机床数控化改造有关的书籍不多，在网上有关机床数控化改造的问题很多，但是多偏向于一些基本的改造常识和高级的改造技巧方面的问题。由于机床数控化改造涉及的知识面广，若没有专业知识的支持，改造后的机床在使用中会出现很多问题，进而造成事故；而且数控化改造的市场也会因此变得不规范。因此，数控化改造的规范化设计改造是非常迎合目前数控化改造市场的需要的。 机床数控化改造主要是针对数控系统，伺服系统，辅助控制系统和液压系统的改造。由于数控机床本身是机，电，液一体化，结构复杂的产品，因此在改造中是否按照准确的计算方法计算，是否按照规则，要求选择改造方案和元器件类型，是决定改造后机床性能，运行精度，加工质量和可靠性的关键因素。 本书着眼于数控机床改造的具体实例，通过提供详细的计算公式，选择原则和选择方案，进一步说明了数控机床的改造方法。同时根据已有的改造案例总结改造中出现的问题，并说明相应的改造方法。 第一章机床数控化改造概述 1.1 机床数空化改造的必要性 1.1.1微观改造的必要性 从微观上看，数控机床同传统机床相比有如下突出的优越性，而且优越性都来自数控系统计算机的威力。 1）可以加工传统机床加工不出来的曲线，曲面等复杂的零件。由于计算机有高超的运算能力，可以准确的计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。

CE6152普通车床数控化改造

目录 CE6152普通车床数控化改造摘要.......................................... II Abstract ............................................................... IV 第1章绪论 (1) 1.1本文选题的背景及意义 (1) 1.1.1 概述 (1) 1.1.2数控机床的优越性 (1) 1.1.3数控机床在我国的发展现状 (2) 1.2机床进行数控化改造的必要性 (3) 1.2.1从微观上看改造的必要性 (3) 1.2.2从宏观上看改造的必要性 (4) 1.3机床数控化改造的现状 (4) 1.3.1国外机床改造业的现状 (4) 1.3.2我国机床改造业现状 (5) 1.3.3目前我国数控化改造市场的现状 (5) 1.3.4数控化改造是发展我国数控设备的一个重要方面 (6) 1.4卧式车床数控化改造的特点 (6) 第2章数控化改造方案 (9) 2.1总体设计方案的拟定 (9) 2.2设计参数 (9) 2.3总体方案确定 (9) 第3章介绍CE6152普通车床 (11) 3.1 CE6152机床的组成和主要技术参数 (11) 3.2 加工范围及特点 (13) 3.2.1加工范围 (13) 3.2.2 CE6152车床的加工特点 (13) 3.3 传动系统的介绍 (14) 3.3.1主运动传动系统 (14) 3.3.2进给传动系统 (14) 3.3.3刀架纵横向移动 (15) 3.3.4机动进给量的计算 (15) 3.3.5车削螺纹 (15) 第4章数控系统软、硬件的设计 (17) 4.1数控系统的特点 (17) 4.2硬件设计 (17) 4.2.1单片机的选择 (17) 4.2.2存储芯片的选择 (18) 4.2.3I/O接口芯片 (18) 4.3软件设计 (20) 4.3.1监控模块 (20)

全自动外圆磨床改造数控程序设计技巧

全自动外圆磨床改造数控程序设计技巧 全自动外圆磨床改造数控程序设计技巧摘要：Pro/ENGINEER Wildfire机械仿真简述不锈钢的切削加工(中)世界最大吨位车装钻机诞生焊接设备朝高效与节能方向发展应用实例-CLM3015激光切割机模块化数控机床概念设计的研究本土制造商营销的三个关键环节PDM 究竟是什么，包括那些范围？制造业信息化的现状与未来立式磨削的优点刀具的刃材及热处理高速切削刀具磨损寿命的研究Metal Spinning固定砂轮机操作规程海尔推出“节能先锋”螺杆机如何查找辅机振动的原因“精密螺杆副技术开发”项目顺利通过省技术创新重点项多功能机床:未来世界机床的发展方向渐开线齿廓的加工原理日本开发成功中日双语CAD软件[标签:tag] 1.设备介绍改造设备为全自动外圆磨床，有自动上下料机构。该设备使用两个轴控制进给。Z轴控制导轮加工，X轴控制砂轮修整器进给，当X轴控制砂轮修整器纵向进给到砂轮端面后，液压控制该修整器横向刮磨砂轮端面，当刮到砂轮端面末端，X轴控制砂轮修整器纵向退回。所以. 1.设备介绍改造设备为全自动外圆磨床，有自动上下料机构。该设备使用两个轴控制进给。Z轴控制导轮加工，X轴控制砂轮修整器进给，当X轴控制砂轮修整器纵向进给到砂轮端面后，液压控制该修整器横向刮磨砂轮端面，当刮到砂轮端面末端，X轴控制砂轮修整器纵向退回。所以，该设备砂轮的修整是由步进电机和液压共同完成的。 2.设备改造改造该设备使用了SIEMENS 802S数控系统。X轴.Z轴分别用步进电机控制。由于该设备砂轮修整的独特性，依据SIEMENS 802S数控系统的特点，在程序设计上进行一些必要的变化。 3.程序设计该设备的程序分为两部分，加工程序和PLC程序。①加工程序完成各轴的动作。既Z轴导轮加工，X轴砂轮修整器进给及退回。②PLC程序完成该设备的辅助动作。如：上下料及砂轮修整器刮砂.该设备程序设计主要在砂轮修整部分需做一些变化。既当加工程序控制砂轮修整器纵向进给到砂轮端面后，PLC程序立即启动液压控制修整器横向刮砂轮端面，刮到端面末端后，加工程序又控制砂轮修整器纵向退回.依据SIEMENS 802S 数控系统的特点，可以有两种解决方法：①第一种方法，在砂轮修整器横向行程的始末端各安装一个传感器，作为PLC的输入信号。当加工程序执行指令“X轴进给”，砂轮修整器靠近砂轮端面并感应始端传感器，则该传感器信号触发PLC―>NCK信号“NC停止”，则加工程序停止，同时，该传感器信号置位相应的液压阀，控制砂轮修整器横向刮砂轮。当该修整器刮到砂轮末端并感应到末端传感器，该传感器信号复位相应的液压阀，横向刮砂轮动作结束，同时，该传感器信号触发PLC―>NCK信号“NC启动”，则加工程序继续执行下一段指

普通车床的数控化改造

? 电气技术与自动化? 李盛宇? 普通车床的数控化改造
普通车床的数控化改造
李盛宇
( 丽水学院 机械系 ,浙江 丽水 323000)
摘 要 : 通过对普通车床的数控改造 ,使其加工精度明显提高 ,定位准确可靠 ,操作方便 ,性能 价格比高 。这种方法对中小企业设备的数控化改造有一定借鉴与推广作用 。 关键词 : 车床 ; 数控 ; 改造 中图分类号 : TG511 ; TP205 文献标识码 :B 文章编号 :167125276 (2005) 0320121203
The Alteration of Numerical Control Lathe
L I Sheng2yu (Lishui College , Mechanism Science Depart ment , ZJ Lishui 323000 , China) Abstract : This paper int roduced an alteration met hod of numerical cont rol lat he. This alteration leads t he ma2 chining precision sharply improved. The positioning is precisie and reliable , and t he manipulation is conve2 nient , finally t he price is much cheaper. This met hod is wort hy to popularize for reference. Key words :lat he ; numerical cont rol ; alteration
0 前言
数控技术水平的高低和数控设备拥有量的多 少已成为衡量一个国家工业现代化的重要标志 。 但是 ,发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初 期投资大 ,这使许多中小型企业难以承受 。如果淘 汰大量的普通机床 , 而去购买昂贵的数控机床 , 势 必造成巨大的浪费 。因此 ,普通机床的数控化改造 大有可为 。 为了机电一体化和数控加工技术专业教学的 需要 ,更新现有的数控实验设备以改善办学条件 , 比较经济有效的办法就是充分利用和改造现有的 设备 , 满足教学实践的需要 。为此 , 对我校实习厂 原有的 S K360 普通车床成功地进行了数控化改 造。
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 轴和 Z 轴步进电动机 ,经齿轮减速后 ,带动滚珠丝杠转动 , 由螺母带动刀架直线移动 ,从而实现纵向和横向的 自动进给运动 。换刀指令通过刀架控制器控制三 相电动机实现刀架转位功能 ,由脉冲编码器协调完 成螺纹车削功能 ( 图 1) 。
2 数控改造的主要结构
2. 1 数控系统
数控机床的价格主要由数控系统来决定 ,数控 系统从功能上可分为低中高三档 , 中高档系统 ( 如 Siemlens 、 Fanuc 和华中 I 型等 ) 功能齐全 , 性能优 良 ,但价格偏高 ( 2～4 万元不等) 。结合实际 ,从实 用角度出发 ,我们选择了中美合作兰博数控公司的 产品 : LBNC - 2 T 型数控车床系统 , 该系统采用 8031 单片机为主控单元 , 编程格式符合 ISO 国标 代码标准 、 三排数码管显示程序字符和两轴动态坐 标 ,具有自动加工 、 自动换刀 、 车螺纹和 MD I 等功 能 ,是教学 、 生产两用型的数控系统 。
1 总体改造方案
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量 ,以降低改造成本 。改造中 需要解决的问题是 : 将机械传动的进给和手动控制 的刀架转位改造成数控装置控制的刀架自动转位 和自动进给的数控加工车床 。根据 S K360 车床的
M achi ne B uil di ng & A utom ation , J un 2005 , 34 ( 3) : 121 ～ 123
2. 2 纵向 ( Z 向) 进给系统
a) 设计思路 : 纵向进给系统由步进电动机经
减速后驱动滚珠丝杠螺母机构运动 ,带动大拖板左 右纵向移动 。步进电动机安装在纵向丝杠的右端 。
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