C6132普通车床数控化改造设计

C6132普通车床数控化改造设计

摘要

机床数控化改造的研究是提高我国技术装备水平的重要项目，在我国目前拥有大量超期服役和技术陈旧的机床急待更新的情况下，由于数控机床的加工能力和资金受限，对机床进行数控化改造是一条节约资金、快速有效的途径。

本文对C6132普通车床数控化改造进行了深入研究，包括对机床改造进行可行性分析、对机床关键部件参数的计算、对机床结构的设计、对机床改造方案优化选择、选择合适的机床伺服系统和计算机系统，以及在改造中应注意的事项等进行了详细的论述。结果表明:经改造后的机床已达到预期的功能和精度，完全能实现加工外圆、锥度、螺纹、端面等的自动控制，提高了原机床的生产效率，降低了劳动强度。

关键词:普通车床，数控改造，步进电机，经济型数控系统，MCS-51

C6132 NC lathe design of ordinary

ABSTRACT

S tudy on machine tool numerical control transformation of important project is to improve the level of technical equipment in China, with large extended serviceand technology in China urgently needs to be updated of the old machine tool case, because the NC machine tool processing capacity and funding is limited, of machine tool numerical control transformation is a saves money, fasted effective way.

C6132 lathe NC system to rebuild this article to be an in-depth study, including machine tools retrofitting feasibility analysis, calculation of parameters of the key parts of machine tool design, machine tool, machine too l structure rebuilding scheme optimal selection, choose a suitable machine tools servo system and computer system, and matters for attention in the reform are discussed in detail. Results: after the transformation has reached the expected functionality and accuracy of machine tool, fully able to realize process of cylindrical, conical, thread, automatic control at the end, improve the efficiency of the original production of machine tools, lower labor intensity

KEY WORDS：Lathe, numerical control transformation, stepping motors, CNC system, MCS-51

前言

数控技术与数控机床

数控技术，简称数控(Numerical Corltrol——NC)，是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。由于现代数控都采用了计算机进行控制，因此，也可以称为计算机数控(Computer Numerical Control——CNC)。

采用了数控技术进行控制的机床，或者说装备了数控系统的机床称为数控机床。它是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品，是现代制造技术的基础，它很好地解决了形状结构复杂、精度要求高及小批量零件的加工问题且能稳定产品的加工质量，降低工人劳动强度，大幅度提高生产效率。机床控制也是数控技术应用最早、最广泛的领域，因此，数控机床的水平代表了当前数控技术的发展水平和方向。与普通机床相比，数控机床能够自动换刀、自动变更切削参数，完成平面、回旋面、平面曲线的加工，加工精度和生产效率都比较高，因而应用日益广泛。

机床数控化改造的意义

目前各企业都有大量的普通机床，完全用数控机床来替换根本不现实，而且替换下来的旧机床闲置起来又会造成浪费，要解决这些问题，应走普通机床的数控化改造之路。从美国、日本等国家工业现代化进程看，机床的数控化改造也必不可少，数控改造机床占有较大比例。因此，普通机床的数控化改造不但有存在的必要，而且大有可为，尤其对一些中小型企业更是如此。

利用现有闲置的旧机床，通过数控化改造，使其成为一台高效、多功能的数控机床，投资少、见效快，是一种盘活存量资产的有效方法，也是低成本实现自动化的有效方法，也是在短期内提高我国机床的数控化率的一条有效途径。

另外对普通机床进行数控化改造有许多积极的意义:

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。。

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。。

4）可实现多工序的集中,提高了相关的加工精度,同时减少了零件在机床间的频繁运转。

5）可缩短新产品试制周期和生产周期,对市场需求做出快速反应。

6）拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自检功能，更好的调节了机床的加工状态。

本文所研究的主要内容

1）根据数控化改造后车床所具备的功能，制订了车床总体改造方案

2）为使改造后的车床主轴能够实现无级变速、正转、反转以及停止等功能，本次改造采用了变频器驱动主电机的方式，本文对主轴变频器的选用做了相应的说明；

3）为使改造后的车床能够加工螺纹，改造时，拆除原来的挂轮架部分，在机床Ⅹ轴伸出端安装主轴脉冲编码器，本文对脉冲编码器的安装方法作了简要论述；

4）在电气改造方面，设计了车床数控系统的硬件电路图，横向步进电机的计算和选型也作了详细阐述；

5）在机械改造方面，对纵横向伺服进给机构，特别是滚珠丝杠螺母副作了详细设计研究，并对数控转位刀架的安装和选用作了介绍；

6）在软件设计方面，对MCS-51单片机做了简要的介绍