CA6132型普通车床的数控化改造
普车数控化改造
第一章前言1.1问题提出随着科学技术的迅猛发展，数控机床已经成为衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志。
采用经济型数控系统对普通机床进行数控化改造，尤其适合我国普通机床拥有量大，生产规模小的具体国情。
机电一体化技术涉及机械、电子、以及控制等多门学科，是现代工业最主要的基础技术和核心技术之一，是衡量一个国家机械装备发展水平的重要标志。
本次设计是对CA6132普通车床的数控化改造。
在国内，盛行普通车床改造成数控车床，此设计就是针对着这以目的而设计的，这就降低了生产成本，缩短了工业化的进程，同时为广大的生产厂家所接受。
购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径,但是成本太高，很多工厂在短时间内都无法有那么多的资金，这严重阻碍企业的设备更新和设备改造的步伐；同时目前大多数企业还有数量众多，而且还具有较长使用寿命的普通机床，由于普通机床加工精度相对较低、不能批量生产，生产的自动化程度不高，生产自适应性差，但考虑投资成本，产业的连续性和转型周期，又不能马上淘汰。
而改造现有旧机床、配备与之相适应的数控系统，把普通机床改装成数控机床，是当前许多企业对现有设备改造换代的首选办法，也是提高机床数控化率的一条有效途径，不失为一条投资少、提升产品加工精度及质量，提高生产效率的捷径，使企业提升竞争力。
1.1.1国内外数控系统发展概况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，机床作为机械制造业的重要础装备，它的发展一直引起人们的关注，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。
目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。
在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。
普通车床的数控改造方法及设计方案图
用华中Ⅰ数控系统对 C6132 车床进行数控改造 2008-4-21 20:16:00 来源：中国自动化网 网友评论 1 条 点击查看 1 机械部分的改造把 C6132 普通车床改成数控车床的主要改造部位：主电 动机和水泵电动机能分别通过 M03、M04、M05、阴刀、M09 等指 令来进行控制；把原来的手动进给改成微机控制，实现二轴联 动；为实现螺纹车削在主轴后端加一光电编码器。
机械部分的改造，在原机床的基础上，去掉挂轮箱(保留三星齿 轮>、进给箱、溜板箱、刀架部分，保留大拖板、中拖板。
光电编码器的安装利用挂轮箱中的三星齿轮，找到与主轴传动比为 1:1 的传动齿轮，采用同心套通过一个固定支架与 光电编码器相联，结构示意图如图 1 所示。
纵、横向丝杠的改造去掉机床的进给传动系统，安装上 滚珠丝杠、减速器接口、步进电动机。
X 轴传动比为 5:3, Z 轴 的传动比为 1:1。
这类小型机床在中间设置一级传动结构的目 的是提高伺服电动机的使用寿命。
对于瞬时性的快速起、停起 到一定的缓冲作用。
改造后机床的传动进给示意图如图 2 所 示。
2 电控部分的改造华中Ⅰ型数控系统开放性好，所以改造非常简单。
具体 方法为全部拆除原车床的电控线路。
对单速电动机，直接从数 控系统的电控柜中出线与主轴电动机的 U2、 V2、W2 和冷却泵 电动机的 U6、V6、W6 连接。
对于双速电动机，除了直接连线以 外还应对电控柜和系统软件中的内置 PLC 系统程序 STEP.DAT 进 行相应的修改。
3 微机系统控制部分的设置对于一般车床的改造只须对以下两部分系统配置进行参 数设置就可以了。
一是轴参数，二是内置 PLC 的编码。
在华中Ⅰ型数控系统软件中输入正确的口令以后就可以 对轴参数进行设置了。
不同的用户在改造车床时步进电动机与 丝杠之间选择的传动比是不同的，同时丝杠的螺距也不同，所 以为了适用不同的传动比，华中Ⅰ型数控系统开发了一个有用 的工具，通过设置一对电子齿轮的比值来对实际的传动比进行 调整。
C6132普通车床的数控改造
Ｃ １２普通车床的数控改造 ６３
夏 秀 梅
（ 吉林信息工程学校 ， 吉林 吉林 １ ２０ ） ３ ０ ０
摘 要： 了 Ｃ １２ 介绍 ６ ３ 普通车床经济型数控 改造 中机械部分和数控 部分改造 方案和原理 。 关键词： 车床 ； 数控化改造 ； 开环控制 系统 前言 流伺服电动机驱动主轴进给系 数控机床是综合应用微电子、 计算机 、 自动 统 ， 主轴的变速特性变佳 ， 实现 检测等先进技术的新型机床， 他适宜加工小批量、 主轴 自动无级变速。其组成如 高精度 、 形状复杂 、 生产周期要求短的零件 ， 具有 图 ２ ２ 。 ２进给电机伺服系统的 高柔性 、 高精度、 高效益等特点。而 目 前我 国机床 改造没计。为满足尽可能减少 的数控化率不足 ３ 大多数制造行业和企业的生 改动量的要求 ，采用步进电机 ％， 产、 加工装备绝大多数是传统的机床 ， 加工的产品 经接 口 箱减速驱动丝杠 ， 带动 普遍存在质量差、 品种少 、 成品高、 供货期长等现 刀具纵向和横向移动 。 用滚珠 象， 从而在国际国内市场上缺乏竞争力 。 而我国的 丝杠螺母机构代替普通的滑动 图 ２主轴伺服 系统组成 图 才力和工业发展 状况，靠花大量资金购买全新的 丝杠螺母机构 ， 具有摩擦力小 ， ３． ． ２ １插补运算软件实现： 插补就是数控机床通过 数控机床来提高数控化率显然是不可取的，而普 运动灵敏 ， 无爬行现象 ， 也可以进行预紧， 以实现 几个坐标轴的协调运动， 走出直线与圆弧， 或其他 遍机床的数控化改造既经济又快捷，是提高我国 无问阱传动， ｒ 传动刚度好 ， 反向时无空程死区等特 直线。插补 机床数控化率的 —个主要途径。 点。纵向进给机构的改造 ： 拆去原机床的溜板箱、 如直线总点坐标值， 圆弧起点 、 、 圆心 终点坐标 １ 总体方案的拟定。 数控车床主要用于轴类 、 光杠与丝杠 以及安装座，配上滚珠丝杠及其相应 据（ 值、 进给速度等 ） 通过计算 ， 。 将工件的轮廓的形状 盘类零件的加工， 自 能 动完成外围柱面 、 、 内孔 锥 的安装装置，纵向驱动的步进电机及减速箱安装 描述出来 ， 边计算边根据计算结果向各坐标发 出 面、 圆弧面 、 螺纹等工序 的粗细加工 ， 并能在 圆柱 在车床的车尾， 并不 占据丝杠空间。由于采用滚珠 进给命令。 数控机床中常用的插补计算方法为逐 面或端面上进行铣槽 、 、 钻孔 铰孔等工作， 以实 丝杠可提高系统的精度和纵 向进给的整体刚度 。 可 简称逐点比较法 ） 、 数字积分插补 现回 转体零件在预先加工好定位基面后， 一次装 横向进给机构的改造 ：由于原横 向进给的丝杠空 点比较计算法（ 计算法（ 简称数字积分法 ） 、 时间分割插补计算法 夹下完成从毛坯到成品的全部工序。因此能够极 间有限， 以 所 拆除横 向丝杠换上滚珠丝杠； 为了便 简称时间分割法） 和样条插补计算法等。３ ． ２ ２电 大的提高生产率。Ｃ １ ２ ６ ３ 车床主要用于对小型轴 于安装 ， 滚珠丝杠副的丝杠轴不是整体的， 而采用 （ 机的变速控制。 在步进电机运行的程序中， 有两个 类、 盘类以及螺纹零件的加工。１ ． １数控车床 的结 分移式 ， 然后用联轴器联接。 重要参数值得注意： 一是步数 Ｎ 即脉冲数 ， ， 所有程 构改造要求 ： 主轴进给系统采用伺服电机驱动 ， 实 ３数控装置系统设计。３ 数控系统硬件设 ． １ Ｎ 现了无极调速 ， 是主轴和进给系统结构简化 ， 传动 计。３ ． ．１数控系统硬件组成： １ 主控制器（ 中央处理 序都是以 Ｎ作为步进电机运行判别终点条件的， 刚度也大为提高。主轴后端安装了同步运转的脉 单元 Ｃ Ｕ ， ， Ｐ） 总线 存储器， 接口即ＮＡ（ ） ｍ 输出接 是根据加工工件的需要在编程时就能确定的。另 个是延时 Ｙ Ｎ 子程序决定的时间 ｔ ＡＳ ， 它决定了 冲 编码器 ， 用于加工各种螺纹。１ ． ２数控机床的布 口电路 ， 外围设备 （ 键盘、 显示器及光 电输入机 ） 。 要想改变步进电机的 局要求 ： 结构要紧凑以节省占 面积和空间， 地 并采 ３１ Ｐ ．２Ｃ Ｕ类型。ＭＣ － １系列单片微机是美 国 步进电机的运行速度。因此， ． Ｓ５ 就必须从改变延时时间ｔ 来着手考虑。 用全封闭或防护装置。１ ＿ ３床身的结构布局要求 ： Ｉｔ］ ｎｅ公司在 ＭＣ － ８ Ｓ４ 系列单片微机基础上推出的 运行速度， 延时时问 ｔ 增大， 运行速度变慢 ； 延时时间 ｔ 减少， 床身是机床主要承载部件 ， 本改造采用平床身 ， 产品， 因 它的集成度很高， 是集片内存储器、 片内输 由此可见 ， 电 步进 机变速控制程序 为平床身是在普通机床上稍加改革而成的，价格 人慷 出部件和 Ｃ Ｕ于—体的优 良的单片机系统 ， 运行速度变 陕。 Ｐ 就是合理地确定延时参数 ｔ ， 使步进 相对较低， 而且它 的工艺性好 ， 加工方便 ， 刀架处 其配置芯片价廉普及性 、 通用性强， 制造和维修方 设计的任务 ， 电机按照给定的速度运行 。 为此 ， 数控系统往往要 于水平位置， 易于保证刀具运动精度， 故采用平床 便， 完全能够满足数控车床的需要。 Ｃ １２ 故 ６ ３ 数控 求以某种最优（ 或最合理 ） 的方式控制进给脉冲的 身。ｌ ４数控车床的进给系统要求 ： 进给调速范围 车床 以 ＭＣ － １ Ｓ ５ 组成 的单 片机作 为数控控制系 即要有 自 动升降速控制的功能。 最常用的还 大、 定位准确、 无间隙误差 、 较高的传动效率。 以 统。 ＭＣ － １ 所 在 Ｓ５ 系列单片机产品型号中，０ １ － ８ ３ 芯片 频率 ， 动升、 降速过程。 用程序实 为满足低摩擦要求 ， 选用滚珠丝杠、 螺母传动副做 内无 Ｒ Ｍ。 Ｏ 适用于需扩展 Ｒ Ｍ， Ｏ 可在现场修理和 是软件的方法来完成 自 现自 动升、 降速灵活、 方便。 传动和导向元件 ， 伺服电机与丝杠间采用一级减 更新程序存储 器的应用场合 ， 价格 比 ８ ５ 、 其 ０１ ４成品展望。 Ｃ １ ２ 对 ６ ３ 普通车床进行了数控 速器联接 ， 以缩小传动链 ， 提高系统刚度 ， 并减少 ８ ５ 低 ， ７ １ 使用灵活 ， 非常适合在我国使用。 ． ３． １ ３存 技术改造 ， 经改造后， 机床的主要技术性能指标展 传动链误差。 丝杠 、 电机与联轴器之间采用凸轮联 储器。Ｃ Ｕ采用 ８ ３ 芯片＿ ８ ３ 片内无程序 Ｐ ０１ 由于 ０ １ 望如下 ： ｌ进给最 大速度 ｘ ４ 亿轴 分别为 １０／ ２０ 轴器联接。 采用两台 伺服惦记分别驱动纵向（ 轴 ） 存储器需 要有外部程序存储器的支持， ｚ 同时 ８３ ０ １ ｏ Ｏ Ｉ ｎ ． Ｃ １２ ｍ 。 ２对 ６ ３ 普通车床进行了数控 和横向（ 轴 ） ｘ 的滚珠丝杠带动刀架完成进给运动。 内部只有 １８字节的数据纯初期，也远不能满足 ３ ｏ Ⅱ ｉ ４ ２ 通过控制软件可以实现更加灵活、 复 １ ５刀架系统采用电机转塔式刀架， 可使机械结构 控制系统 的要求 ， 故需进行扩展．扩展用 ２ 片 技术改造后， 杂的控制方法 ， 简单， 省去大量液压管路。１ ． ６数控系统采用开环 ２ ６， 片 ６ ６ ，片 ７ Ｌ ３ ３ ． 砌 接 口电路 。 ７ ４１ ２４ｌ ４ Ｓ ７ 。３１ ４ 可满足不同场合的加工需要， 充分体现数字 控制系统（ 如图 ｌ 所示）系统中没有反馈电路 ， ， 不 由于 ８ ３ 只有 Ｐ ０１ Ｉ口和 Ｐ ３口部分能提供用户作 度下 ， ４ ３经改造后的车 带检测装置， 指令信号单方向 传递。 开环伺服系统 为 ∞ 口使用， 不能满足输入输出 口的需要 ， 因而 控制高度智能化和柔性的优点。 ． 产品合格率高， 基本达 主要由步进电机驱动， 结构简单 ， 成本低廉 、 易掌 系统必须扩展输入输出接 口电路 ，系统扩展了二 床能大批量车削加工工件 ， 已经实现证明， 这种经改造后 握、 调试和维护比较方便简单 ， 故广泛应用于经济 片 ８ ５ 可变成 Ｆ １５ Ｏ接 口芯片。 Ｏ接 口芯片与外设 到了原没计的要求， Ｆ 非常适用于加工中小批量 、 精度要求较高 型数 控机 床。 的连接是这样安排的：１５ ２芯片 Ｐ Ｏ Ｐ ７作 的车床 ， ８ ５ （） Ａ －Ａ 的 产品。 ２机械部分改造。 ．主轴伺服系统的改造。 为显示器段选信号 ， ２ １ 是输出；Ｂ － Ｂ 是显示器的 Ｐ ０Ｐ ７
何传庆-C6132普通车床的数控改造设计
题目四 C6132普通车床的数控改造设计1. 设计目的：通过C6132普通车床的数控改造，使学生们掌握普通机床改造的方法，具有灵活运用相关知识的能力；2. 设计内容及要求：C6132型车床是一种加工效率高，操作性能好，社会拥有量大的普通车床。
本设计任务是对C6132普通车床进行数控改造。
利用微型计算机对纵、横向进给系统进行开环控制．纵向脉冲当量为0.01mm／脉冲．横向脉冲当量为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，刀架采用自动转位刀架。
3. 设计成果：1）电动机的选取2）相关硬件电路图普通车床数控改造——C6132总体设计及横向进给设计摘要目前，国内各个机械加工企业数控加工设备的普及率已经很高，但仍然有很多中小企业在使用普通机床，虽然这些普通机床本身加工精度并没有降低，但在加工效率等方面已经不适合于现代化的加工要求。
而普通机床已不适应多品种、小批量生产要求，针对现有常规C6132普遍车床的缺点提出数控改装方案设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。
本次改造说明了普通车床的数控化改造的设计过程，本设计就取其为例，主要介绍其数控化改造的方案、以及改造部位的选型与设计计算。
关键词：车床数控改造滚珠丝杠数控系统设计一、总体方案拟定根据实际工况，C6132型车床的数控化改造方案如下：1 数控系统选用南京产J WK - 15T 型数控系统一般小型机床的数控化改造多半采用开环控制方式。
数控系统多数为以单板机为主控制单元的简易数控系统。
因为该控制方式投资少，安装调试方便。
这里我们选用南京产J WK -15T 型机床数控系统安装到C6132车床上。
经过改装后的数控机床工作原理框图如图1 所示。
图2-1 数控机床工作原理图本系统由数控单元双 8031机、步进驱动单元、专用控制程序、功率驱动、步进电机、步进电机减速装置或转位机构和丝杠等组成。
在加工零件时, 编制的数控程序数据输入 RAM(62256)中,专用控制程序 EPRAM (27256 .2764) 在中央处理单元的支持下,按照所输入的加工程序数据, 经过计算处理 , 发出一系列的组合脉冲,经过驱动功放,驱动步进电动机,拖动机械负载分别控制纵、横两个方向的运动方向、运动速度、位移长度,实现车床的微机控制。
探索C6132普通车床电气控制及数控化改造设计
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图 １信号接 口
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示接口的显示器类型为 Ｌ Ｃ Ｄ显示屏 ， ３ ２ ０ × ２ ４ ０ 的点阵图形式 ，还具有 中／ 英文双重菜单显示功能，图形界面显示的刀具轨迹为仿真图形。Ｉ ｌ ｌ １ ． １ ． ３ Ｇ代码 ２ ３ 种， 包括固定 ／ 复合循环加工、 ｚ轴钻孔攻丝代码。１ ． １ ． ４ 补偿功能两个， 有反向间隙补偿｛ ） （ 、 Ｚ￣） ０ ｍｍ～ ６ ５ ． ５ ３ ５ ｍ ｍ和刀具补偿。 刀具补偿可实现 ８ 组刀具长度补偿 。１ ． １ ． ５ 刀具功能是指固定刀刀和切 割刀 ， 在适应刀架 的过程中分为四工位和八工位两种。电动刀架排刀和 刀位信号输入模式 ： １ ～ ４ 刀位信号直接输入 ，第 ５ 至第 ８ 刀位编码输 入。 Ａ Ｔ Ｃ 类型 ： Ｔ 代码是绝对换刀或手动相对换刀前刀具 的选择 ， 若 发生逆转锁定 ，则执行刀具补偿。移动工具的修改的坐标需要选择参 数。１ ． １ ． ６ 主轴功能的控制模式设定． 失速控制或模拟控制为 ｓ ｌ 、 ｓ ２ 、 ｓ ３ 、 Ｓ ４ 直接输出， 或Ｂ Ｃ Ｄ编码输 出手动换档。 设置三档主轴模拟控制输出， 利用 ０ ～ １ ０ Ｖ电压控制主轴转速和线速切削功能， 让主轴模拟控制方式 有效地发挥作用。１ ． １ ． ７ 辅助功能是指控制主轴正转 、 反转停止、 制动启 动和停 当然冷却、 润滑启动和停止也属于这个范围。 彻 为Ｇ Ｓ ｌ 【 ５ 嘲『 Ｉ ＝ ｌ 喇¨Ｊ 囊 ｌ 出潮刚馨 呼接口圈 １ ． ２车床操作面板。Ｃ ６ １ ３ ２ 车床数控技术是一种创新 ， 车床操作员 可以完成面板设置转换能力的步骤 ， 以方便使用。 集成 Ｇ Ｓ Ｋ ９ ２ ８ Ｔ Ｅ 数控 图２ ＧＳ Ｋ ９ ２ ８ Ｔ Ｅ 输入 ／ 输出的信 号接 口图 系统面板车床的操作按钮 ， 根据操作要求完成操作， 但也可以 单独的操 过操作该按钮 ， 输人控制信号将包括—个手动控制的两个方 向 上的 ｘ 、 作车床辅助面板。车床辅助操作面板的加入是 Ｃ ６ １ ３ ２ 车床数控技术的 ｚ轴 ，利用 主轴 的反 向操作控制 ，停止控制主轴和冷却 切换控制 。 创新。 ． Ｓ Ｑ Ｉ ￣ Ｓ Ｑ ８ 是输入位置信号 ， 该位置输入信号包括切刀位、 ｘ 轴的开关 １ ． ３数控系统接 口。Ｇ Ｓ Ｋ ９ ２ ８ Ｔ Ｅ车床数控系统总共有 ７ 个接 口， 如 位置和减速开关的位置 ，开关 的位置是 ｚ轴方 向上的四个位置中参考 图１ 所示。Ｘ１ 到Ｘ ７ 这六种接 口分别是 Ｒ Ｓ ２ ３ ２ 接 口、 手轮接 口、 螺纹接 点和减速开关的位置。 Ｋ Ａ １ 一 Ｋ Ａ ５ 则通过输出—个控制信号来控制正向 口、 刀架接 口、 电机信号接 口、 输入信号接口和输出信号接口， 利用的针 和反向旋转的刀架， 以及主轴的反转和停 止。 座是 Ｄ Ｂ ９ 针座、 Ｄ Ｂ １ ５ 针座、 和Ｄ Ｂ ２ ５ 针座这三种。 其用途分别进行数据 结束语 的交换 、 控制坐标轴的移动 、 连接主轴编码器 、 连接车床电动刀架 、 驱动 Ｇ Ｓ Ｋ ９ ２ ８ Ｔ Ｅ数控系统可以改造普通车床的运动控制功能， 本文通过 装置接 口、 ｌ ６路开关量输入和 １ ６ 路开关量输出。 相关的论述 ， 对车床的加工Ｊ 陛能和分辨率提高有了很大的帮助。 并且大 ２电气控制设计 大的提高了车床的电气性能和可靠性 ，对设备的维护带来 了极大的方 ２ ． １车床电源配置 。车床的电源配置为 Ｎ Ｃ ２ ２ ０ Ｖ交流电源系统 ， 并 便 ， 最大限度的减少设备故障率 ， 产品质量和生产效率也有 了 很大的改 由Ｔ Ｍ Ｏ １ 伺服隔离变压器， 伺服隔离变压器的网格系统是为了避免在Ｘ 进， 以满足大规模生产的 要求。 轴方向 与ｚ 轴驱动单元的干扰， Ｚ Ｂ Ｔ Ｍ ０ １ 伺服隔离变压器和 Ｎ Ｃ电源之 参 考文献 间的过滤器可以防止杂乱的稳压电源， 避免 Ｉ ／ ０信号受到干扰。整个 『 １ １ 麦小波唐 梅 李庆生 基于 Ｇ Ｓ Ｋ ９ ８ ０ Ｔ 数控 系 统的数控车床的电气 设计 电工技 术 ， ２ ０ ０ ９ ， ３ ． 系统的电源配置 以保证免疫系统的性能和安全可靠。 接地线的要求需 要符合岗位的要求 。 控制变压器 Ｔ Ｃ Ｏ １ 的主轴制动功率与辅助装置需要 『 ２ ］ 郑淑芝． Ｃ ６ ５ ０型卧式车床 电气控制线路改进设计 机床电器， ２ ０ １ １ ． ３ ． 【 ３ ］ 毛好喜． Ｃ ６ １ ３ ２ Ｄ型卧式车 床 电气控制改进 机械工人． 冷加工， 整流 桥整 流 。 ． ２ － ２ 数控系统的连接。车床数控系统使用的是 Ｇ Ｓ Ｋ ９ ２ ８ Ｔ Ｅ经济数 ２ ０１ １ ， １ ２ ． ４ ］ 张兆华， 孙孟庆． Ｃ Ｋ ８ ０ １ ５型数控车床 刀架故障加工程序的调试叨． 铁道 控开关的输入和输出， 驱动单元、 手轮编码器、 微型计算机和转台控制 『 信号是界面与系统核心的重要连接部位，也是这些系统构成了整个车 机车车辆工人００ １ ０ ， １ １ ．
CA6132车床的进给系统数控化改造(GSK系统)
目录目录 (1)摘要 (2)1 绪论 (3)2 CA6132数控改造总体方案 (5)2.1CA6132概述 (5)2.2拟定总体改造方案 (7)3 进给伺服系统机械改造 (11)3.1进给系统机械结构改造设计 (11)3.2进给伺服系统机械部分的计算与选型 (11)3.3步进电机的选择 (15)4 CA6132车床控制系统设计 (18)4.1CA6132控制要求分析 (18)4.2CA6132车床电气控制设计 (18)总结 (22)参考文献 (23)摘要装备制造业和数控技术是现代工业的基础，随着我国国民经济的的快速发展，国民经济的各个部门对所生产的产品的性能要求越来越高，采用数控机床是实现多品种小批量生产的主要途径。
然而，高速、高精度、高自动化的数控机床价格仍然较为昂贵，且订货周期较长，无法满足生产急需。
采用数控改造技术对原有普通机床进行改造是提高机床的加工范围、加工精度，提高自动化生产水平的重要途径。
数控机床伺服系统是影响数控机床系统加工性能的重要指标，围绕伺服系统动态特性与静态特性的提高，近年来发展了多种伺服驱动技术。
针对把CA6132车床改造为经济型数控车床的目标，对车床的进给系统进行设计。
其设计的思路是根据执行件所受到的载荷，选择并校核其相关的零部件，包括滚珠丝杠螺母副、减速齿轮和电机，本文还对机构的重要零件作了比较详细地介绍。
最后，本文针对改造后的CA6132数控车床的电气控制系统提出了设计方案。
关键字：数控改造；装备制造；进给系统；1 绪论机械装备制造业是国民经济的支柱产业之一，直接影响着国民经济各部门的技术进步，同时反映了国家科学技术发展水平和国民经济的实力。
近年来，结合机电技术、液压技术、气动技术为一体的数控机床在机械装备制造业中广泛应用，已成为不可或缺的加工设备。
帮助人们解决了机械加工制造过程中的许多问题，使结构复杂、批量小、精度高、形状多变的零件的加工变得简单，提高了生产效率和机械自动化程度。
CA6132普通车床的数控化改造毕业论文
CA6132普通车床的数控化改造班级：指导老师：摘要随着现代科技和社会生产水平的不断提高，零件的精度要求越高，要求用于零件加工的机床有更高的精度和自动化。
考虑到机床的生产能力和成本问题，以旧车床为基础，通过数控化改造提高机床的占有率是一条节约资金而又快速有效的方法。
本文以CA6132作为研究对象，主要研究容如下。
本文对CA6132普通车床的数控化改造进行了深入研究，包括对数控车床结构的分析、数控车床的改造方案、主传动系统的设计、主轴的形状结构的设计与计算、主电动机的选择、进给伺服电机的选用、滚珠丝杆的计算与选用。
根据机械、动力学原理，重新设计了车床的主传动系统，使车床实现变频无级调速。
结合车床工作条件加工质量，合理选择滚珠丝杆、齿轮和伺服电机。
通过以上的设计即可实现数控车床的改造，实现要求的技术参数。
关键词：机床占有率数控化改造伺服电机主传动滚珠丝杆Numerical control innovation of CA6132common latheAbstract：With the continuous improvement of modern science and technology and the level of social production, the higher the accuracy of the parts, the requirements for the machine tool has a higher precision of parts processing and automation. Considering Machine tool production capacity and cost into consideration, improving machine toolˊshare by numerical control transformation is an efficient and quick way.In this paper, the CA6132 ordinary lathe numerical control transformation was studied. That includes the analysis of the numerical control lathe structure, the retrofit scheme of numerical control lathe, the main drive system design, the shape of the spindle structure design and calculation, the choice of main motor, feed servo motor selection, calculation and selection of ball screw. The main drive system of machine tool was redesigned According to the principle of machinery and dynamics, making makes the lathe realize frequency conversionstep less speed regulation. Combined lathe processing quality of working conditions, choose the ball screw, gear, and servo motor. Design of CNC lathe can be realized through the above reform, realizing technical parameters as required.Key words: machine toolˊshare numerical control transformationservo motor目录第1章绪论01.1数控技术与数控机床01.2 数控化改造的背景01.3 数控化改造的优点11.4 普通车床数控化改造的现状21.4.1数控化改造国外发展现状21.4.2 普通机床数控化改造的趋势21.5 数控化改造的目的和容31.5.1 数控化改造的目的31.5.2 数控化改造的容4本章小结4第2章机械部分数控化改造总体方案52.1 CA6132普通车床与数控车床的参数对比52.2 数控化改造的总体设计方案62.2.1主传动系统62.2.2进给传动系统的改造62.2.3刀架的改造72.2.4 改造方案图8本章小结8第3章主传动系统的数控化改造93.1 主传动系统的传动方式93.2 主轴驱动与控制103.3 主轴电动机103.4 主轴组件113.4.1 主轴组件的性能要求113.4.2 主轴113.4.3 主轴轴承123.4.4 主轴组件的计算123.5 带传动设计143.5.1 带轮153.5.2 同步带的选用与计算15本章小结17第4章进给系统的数控化改造184.1 进给伺服系统的组成184.2 进给伺服系统的基本要求184.3 进给伺服系统的控制方式194.4 进给系统改造204.4.1 电动机的选用204.4.2 滚珠丝杆的计算与选择204.4.3 齿轮传动消隙机构28本章小结28第5章自动换刀装置的设计305.1 自动换刀装置的作用与要求305.2 自动换刀装置的选用30本章小结30结论31致 32参考文献33第1章绪论1.1数控技术与数控机床数控技术，简称数控(Numerical Control——NC)，是利用数字化信息对机械运动与加工过程进行控制的一种方法。
数控专业毕业论文ca6132普通车床数控化改造
XXXX学院毕业设计CA6132普通车床数控化改造2012届机械工程系专业_数控技术学号 _学生姓名指导教师 _完成日期2011年12月27日前言机械制造业在国民经济中具有十分重要的地位和作用。
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。
因而，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之一。
数控车床作为机电液气一体化的典型产品，是现代化机械制造业中不可缺少的加工设备，在机械制造中发挥这重要的作用，能解决机械制造中的结构复杂、精密、批量小、零件多变的加工问题、且产品加工质量稳定，生产效率较高。
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，制造除呵护市场需要的产品，而产品质量的优劣，制造周期的快慢，生产成本的高低，又往往受工厂现有加工设备的直接影响。
目前，采用先进的数控机床，已成为我国制造技术发展的总趋势。
购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径，但因其成本过高，很多工厂在短期内无法有如此多的资金，这严重阻碍企业的设备更新和设备改造的步伐；同时目前大多数企业还有数量众多，具有较长的使用寿命的普通机床，由于普通机床的加工精度相对较低，生产的自动化程度不高，生产适应性差等缺点。
但考虑投资成本，产业的连续性和转型周期，又不能马上淘汰。
所以改造现有的旧机床、配备与之相适应的数控系统，把普通机床改装成数控机床，是当前许多企业对现有设备改造换代的首选办法，也是提高机床数控化率的一条有效途径，减少投资、提升产品加工质量及精度，提高生产效率，不失为企业提升竞争力，使我国成为世界制造强国的一条有效的策略。
本设计以CA6132型普通车床为例，主要介绍其数控化改造的方案、改造部位的选型以及设计计算。
第一章CA6132卧式车床简介1.1机床的特点与用途CA6132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。
CA6132普通车床的数控技术改造
目录第一章绪论·····························································- 4 - 数控技术和装备发展趋势···············································- 4 - 第二章数控机床系统总体设计·············································- 8 - 一总体方案设计容···················································- 8 - 二总体方案确定·····················································- 9 - 第三章进给系统设计计算················································- 10 - 一选择脉冲当量····················································- 10 - 二计算切削力······················································- 11 - 三滚珠丝杠螺母副的计算和选型······································- 12 - 四齿轮进给齿轮箱传动比计算········································- 18 - 五步进电机的计算和选型············································- 19 - 第四章微机数控系统的设计··············································- 24 - 一微机数控系统的设计纲要··········································- 24 -[一] 硬件电路设计··············································- 24 -[二] 软件电路设计··············································- 25 -二 8031单片机及其扩展·············································- 26 -[一] 8031单片机的简介·········································- 26 -[二] 8031单片机的系统扩展·····································- 26 -[三] 存储器扩展················································- 28 -[四] I/O口的扩展··············································- 29 -三步进电机驱动电路················································- 30 -[一] 脉冲分配器（环行分配器）··································- 31 -[二] 光电隔离电路··············································- 31 -[三] 功率放大器················································- 31 -[四] 其他辅助电路··············································- 32 -四数控系统的软件设计··············································- 33 -[一] 软件脉冲分配器············································- 34 -[二] 逐点比较法插补程序········································- 35 -[三] 步进电机升降速软件设计····································- 37 - 第五章数控机床零件加工程序············································- 38 - 第六章总结与展望······················································- 40 -摘要当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状，在此基础上讨论了在我国加入WTO和对外开放进一步深化的新环境下，发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性，并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。
普通车床的数控改造方法及设计图
用华中Ⅰ 用华中Ⅰ数控系统对 C6132 车床进行数控改造2008-4-21 20:16:00 来源：中国自动化网 网友评论 1 条 点击查看1 机械部分的改造 把 C6132 普通车床改成数控车床的主要改造部位： 主电动机和水泵电动机能分 别通过 M03、M04、M05、阴刀、M09 等指令来进行控制；把原来的手动进给改成微 机控制，实现二轴联动；为实现螺纹车削在主轴后端加一光电编码器。
机械部分的改造，在原机床的基础上，去掉挂轮箱(保留三星齿轮)、进给箱、溜板箱、 刀架部分，保留大拖板、中拖板。
光电编码器的安装利用挂轮箱中的三星齿轮，找到与主轴传动比为 1:1 的传动 齿轮，采用同心套通过一个固定支架与光电编码器相联，结构示意图如图 1 所示。
纵、 横向丝杠的改造去掉机床的进给传动系统， 安装上滚珠丝杠、 减速器接口、步进电动机。
X 轴传动比为 5:3, Z 轴的传动比为 1:1。
这类小型机床在中间设置一级 传动结构的目的是提高伺服电动机的使用寿命。
对于瞬时性的快速起、停起到一定的 缓冲作用。
改造后机床的传动进给示意图如图 2 所示。
2 电控部分的改造 华中Ⅰ型数控系统开放性好，所以改造非常简单。
具体方法为全部拆除原车床 的电控线路。
对单速电动机，直接从数控系统的电控柜中出线与主轴电动机的 U2、 V2、W2 和冷却泵电动机的 U6、V6、W6 连接。
对于双速电动机，除了直接连线以 外还应对电控柜和系统软件中的内置 PLC 系统程序 STEP.DAT 进行相应的修改。
3 微机系统控制部分的设置 对于一般车床的改造只须对以下两部分系统配置进行参数设置就可以了。
一是 轴参数，二是内置 PLC 的编码。
在华中Ⅰ型数控系统软件中输入正确的口令以后就可以对轴参数进行设置了。
不同的用户在改造车床时步进电动机与丝杠之间选择的传动比是不同的， 同时丝杠的 螺距也不同， 所以为了适用不同的传动比， 华中Ⅰ型数控系统开发了一个有用的工具， 通过设置一对电子齿轮的比值来对实际的传动比进行调整。
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了数控装置 的 系 配置。对机床的机械传动进行 了 系统的改造设计 ， 统 在保证精度 、 制成本的前 控
的产 品。不需 像普通机床那样进行 调整 ， 因此加工速度 快、 精
度高 、 花样 多 ， 能快速满 足市场需求 。 目前我 国普通机床 的存量 巨大 ，正处于 向数控化转变 的
的快 慢 、 停和 正反转 向； 启 车床 的辅助 功 能如 润滑 、 却 、 冷 排
屑、 报警等能 自动打开和关 闭四 。 从 低 成 本 角 度 和 实 用 性 出 发 ，改 造 设 计 方 案 选 用 ＭＣ 一 １ Ｓ ５ 系列单片机为主控单元 的数控系统 ， 控制方式选择 开
提 下对机械传动与驱动控制部分 的误 差提 出了软件补偿 的措施 。最终对车床的数控 系统 、 机械传 动与控制驱动部分作 了作 了系统 的
校正 ， 达到 了车床数控 改造 的 目标。
关键 词 ： 普通车床 ； 数控 ； 技术 改造
中图分类号 ： Ｇ５ ９１ Ｔ １． 文献标识吗 ： Ａ 文章 编号 ：６ ２ ５ ５ ２ ｏ ０ － １ ２－２ １ ７ － ４ ｘ（ ｏ ８）９ ０ － ８ ０
现直线插补 、 圆弧插 补、 车削螺纹 、 定位 、 暂停 、 自动运行 、 空运
行、 Ｉ ＭＤ 控制方式等功 能 ； 主轴运 动 由单片机 系统进 行半 闭环
控制 ， 实现启停 、 快慢和正反 转 向； 车床 的辅助功 能如润滑 、 冷 却、 排屑 、 报警等 由单片 机系统的开关量控制或程序控制昀 。 原车床 的强电部分 的设 计可以保 留，数控系统与 主轴 电
分 和数控 部分 ， 械部分结构 机 功能改造设 计应与数控功能 相
工业 品面 临国内和 国际市场 的 日 激烈 的竞争 。随着人们 生 益 活水平和生活 质量的提高 ，商 品市场需求 日 益多元 化 、个 性
化， 这种需求传 递到 制造业 ， 求产 品更新速 度快 ， 量规模 要 批 小、 以及订单生产等 。可是 ， 国中小企业特 别是 民营小企业 我 中， 现存着大量手 工操作 的普通车床 ， 已越来 越适应不 了更 新 快、 品种多 、 批量小 、 交货快的生产模式和要求 。 而具有快速 生
维普资讯
Ｅ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔｉｇ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ９， ０ ８ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆｃｒ ｅ ｈ ｏｏｙ Ｎ ． ２ ０ ｎ
Ｃ ６ ２型 普通车床 的数控化 改造 Ａ１ ３
欧 洲， 张晓东
（ 广东 白云学 院 ，广东 广州 ５ ０ ５ ） １４ ０
随着计算 机技术和信 息 技术 的不断发展 ，作为 国家装备
工业基础 的机 床在向数字控制 和智 能控制 的方 向发展 【 。工 业品 的加工离 不开机床 ， 中国作为全球 最大的新兴市场 ， 各种
半闭环控制方式 。
１ 经 济型 数控 部 分改 造 设计 方案
普通 车床进行经济 型数 控化改造设计 ，主要包括机械部
182万方数据装备制造技术zoos年第9期融餮bl调速电机卜i编码嚣卜o80c一196l刀槊电机廷一单片机l限位开关卜l润滑冷却卜图1数控系统硬件设计原理图2机械部分改造设计方案横向和纵向进给部件是两个独立的传动系统由步进电机联轴器齿轮副滚珠丝杆组成传动比应满足机床改造后的加工要求重点要对步进电机滚珠丝杆进行选型载荷分析计算校核等
适应 。 普通 机床进行 经济型数控化改造后 ， 能通过键盘输入 数
控加工程序 ，并 能通过 Ｌ Ｄ或 Ｌ Ｄ显示器显示 加工状态 ； Ｃ Ｅ 纵 向和横 向进给系统能实 现微 型计算机控制 、是 能进行独立 运 动 的伺 服系统 ， 工作台能按预先输 入的加工指令进行 纵向 、 横
产和柔性生产 能力的数控机床 ，已经得到 了制造 企业 的广泛 应用 。数控机 床是先进机械制造技 术 、 数字控制技术 、 计算 机
阶段口 生产企业 为 了快速 响应 市场需 求 ， 】 ， 如果 购买全 新 的数
控机床 ， 对于 中小企 业而言则投资成本 大 ， 受能力有 限。如 承
环控制 ， 编写数控加工程序符合 ＩＯ国际代码标准 。 Ｓ
ｘ向、 Ｚ向进给系统采 用步进 电机驱动 的伺服系统 ， 实 能
果在满足产 品性能和顾客要求 的基 础上 ，对普 通机床进行 数 控化改造 ， 能节 约大量资金 ， 则 降低生 产成本 ， 扩充 和增强 机 床设 备 的利用率 ， 进我 国小 型 、 促 经济 型数控设 备 、 控系统 数 企业 的发展 ， 增强机 床产业的水平 ， 现 良 的经济效益。 实 好 本 文主要讨 论对常用 的加 工中小零件 的 Ｃ ６ ３ 型普通 Ａ １２ 车床 问 的经济型数控 化改造设 计 。普通 车床是手动操作 ， 改造 的 目的就是加装微 型计算机控制 系统 、进给伺服 系统和辅助
收 稿 日期 ：０ ８． — ８ ２０－６ １ ０
作者 简介 ： 洲 （９５ ）湖南 长沙人 ， 欧 １７一 ， 硕士 ， 讲师 ， 究方向为机 电一体化技术 和数 控技术 ； 研 张晓 东（９ １ ）江西吉 安人 ， １６一 ， 硕士 ， 副教授 ， 研究方 向为机械设计制造及其 自 动化 。
机还需设计 弱 电与强 电的接 口电路 。数控 系统 硬件设计原理
控制系统。目 前国内的数控系统有大型的如 Ｓ Ｍ Ｎ 数控系 Ｉ ＥＳ Ｅ
统、 中型 的如 Ｆ ＵＣ数控系统 、 ＡＮ 中小 型的如三菱数控 、 中数 华
图如 图 １ 所示 。
控等， 这些数控系统价格都在万元以上 ， 属于高精度的闭环或
技术 、 信息技术 、 电子技术 、 微 自动控 制技术 、 检测技术等先 进
技 术 的系 统 集 成 ， 只要 改 变 零 件 的加 工 程 序 ， 能 加 工 所 需 要 就
向运 动实现切削加工 ；车床 的刀架能根据 加工需要 自 动转 位
换 刀 ； 削螺纹时要能保证车 床主轴每转一转 ， 车 刀具能准确 移 动一个被 加工螺纹 的导程 ；改造后 的系统应 能控制主轴转 速