CQ6132普通车床进行数控化改造方案的研究毕业设计论文
C6132车床的数控改装与设计
C6132车床的数控改装与设计许吉庆刘文济南机械职工大学（250100）谭颖济南第一机床厂摘要本文以实例介绍了车床的改造部位和主要部件的设计步骤，说明了数控系统的设计方法及联接关系，阐述了机与电是如何结合在一起的。
关键词脉冲当量数控改装存储器步距角C1632车床主要由三箱两架一床身组成，三箱是主轴箱、进给箱和溜板箱，二架是刀架和尾架，其主要运动是：主轴的旋转运动称为主运动，刀架的左右运动称为纵向（Z向）进给运动，刀架的前后运动称为横向（X向）进给运动。
把C1632车床改造成数控机床，就是用数控机床的主运动进给运动及辅助运动。
主要改造部位是：主传运系统设有改造，只是在主电机端面加上一个电磁或离合器，以便用指令控制主轴停转；将原来的手动刀架改造成数控刀架；冷却泵的启停由原来的手动改造成用微机控制；在主轴后端加一编码器（又称脉冲发生器），以便加工螺纹。
本文主要介绍进给系统的发行及数控系统的硬件设计。
1．纵向（Z向）进给系统的设计纵向进给系统的改造：拆掉原机床的进给箱和溜板箱，利用原机床进给箱的安装孔和销钉孔安装内有步进电机和一对齿轮的箱体，将原来的普通丝杠改换成滚珠丝杠螺母副。
1.1 量的估算工作台总质量m=73.2（床鞍）+16.4（中滑板）+2（刀架）=110.6kg1.2 切销力计算切销功率P C=P·η·K （1）式中P ——主电机功率，4KWη——主传动系统总功率，取0.65K ——进给系统功率系数，取0.96根据（1）式可得P C=4×0.65×0.96=2.496KW又P C=F Z V 则F Z=P C/V （2）式中F Z——切销力，NV ——销线速度，取V=1.667m/s代入（1）、（2）式可得F Z=P C/V=2496/1.667=1497N通常F X=（0.1~0.6）F ZF Y=（0.15~0.7）F Z纵向切削分力：F X=0.5F Z=0.5×1497=748.5N横向切销分力：F Y=0.5F Z=0.5×1497=748.5N1.3 滚珠丝杠设计车床丝杠的纵向轴向力F轴=KF X+μ（F Z+W）（3）式中K——颠复力矩影响的实验系统，K=1.15F X——纵向切削分力μ——导轨上的磨擦系统，μ=0.17F Z——主切削力W——工作台作用在导轨上的重力W=m·g=110.6×9.8=1084N式中m——工作台的质量g——重力加速度代入（3）式得F轴=1.15×748.5+0.17×(1497+1084)≈1300N1.3.1 强度计算滚珠丝杠的转速n t=1000v·fπ·D·P(4)式中v——切削线速度，v=100m/minf——进给量，f=0.3mmD——工件直径，D=80mmP——滚珠丝杠螺距，P=6mm 代入（4）式得n t=1000×100×0.33.14×80×6=20r/min取寿命时间T =15000h寿命值A=60n t·T/106=60×20×15000÷106=18 取运转系数K W=1.2，硬度系数K H=1，则最大负载Q=3A ·K W·K H·F轴=318 ×1.2×1×1300=4088N，选取滚珠丝杠的公称直径为35mm，型号为ND3506-1×2/E 左，即双螺母垫片调隙式，内循环，一圈二列，滚珠直径为3.969 mm，螺距为6mm，其额定动负荷是12847N>Q=4088N，故强度够用。
普通车床的数控化改造毕业论文
学号：湖南理工学院成教学院毕业论文作 者 函授站 指导老师层 次数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量一个国家工业现代化的重 要标志。
数控机床作为机电一体化的典型产品，在机题目：普通车床的数控化改造 年 级 专 业 职 称 完成时间械制造中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。
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。
本文通过对CA6140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改造有一定的借鉴与推广作用。
本次改造主要针对车床的主轴系统、刀架系统、进给系统、反馈环节、电器控制柜及数控系统进行了改造。
关键词：数控；改造；车床。
摘要 (1)目录 (2)绪论 (4)L数控机床改造的背景和意义 (4)1.1数控机床在我国的发展现状 (4)1.1』车床数控化改造的意义 (5)1.1.2普通车床数控化改造的优点 (6)1.2数控化改造的内容 (7)1.3机床数控化改造的必要性 (10)2.车床数控改造的构思与方案 (11)2.1改造任务 (11)2.2改造方案的论证 (11)2.3改造方案的确定 (12)3.主要结构的数控改造方法 (13)3.1数控系统的改造 (13)3.1.1...................................................................................................................................... 数控系统的选择 . (13)3.1.2...................................................................................................................................... 电气控制原理 (14)3.2纵向（Z向）进给系统的改造 (16)3.2.1...................................................................................................................................... 改造思路 . (16)322实施步骤 (17)3.3横向（X向）进给系统的改造 (18)3.4刀架. (19)3.4.1...................................................................................................................................... 选用选用LD4-6132型电动刀架 (19)3.4.2...................................................................................................................................... 实施步骤 . (19)3.5主轴传动系统的改造 (19)3.5.1...................................................................................................................................... 改造思路 . (19)3.5.2...................................................................................................................................... 实施步骤 . (19)3.6滑动导轨副的改造 (19)4.安全防护 (19)4.1硬防护 (20)4.2软防护 (20)5.总结 (20)参考文献 (21)致谢 (22)随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品的性能和质量不断提高。
数控专业毕业论文--普通车床纵向进给系统数控改造
1绪论1.1 课题背景和目的在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。
特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。
但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。
我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。
用这种装备加工出来的产品国内、外市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的的生存和发展。
所以必须大力提高机床的数控化率。
在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。
而相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性：(1)提高生产率。
数控机床能缩短生产准备时间，增加切削加工时间的比率。
采用最佳参数和最佳走刀路线，缩短加工时间，从而提高生产率。
(2)数控机床可以提高零件的加工精度，稳定产品质量。
由于它是按照程序自动加工不需要人工干预，其加工精度还可以利用软件进行校正及补偿，故可以获得比机床本身精度还要高的精度和重复精度。
(3)有广泛的适应性和较大的灵活性。
通过改变程序，就可以加工新产品的零件，能够完成很多普通机床难以完成或者根本不能加工的复杂型面零件的加工。
(4)可以实现一机多用。
一些数控机床，可以自动换刀，一次装卡后，几乎能完成零件的全部加工部位的加工，节省了设备和厂房面积。
(5)可以进行精确的成本计算和生产进度安排，减少在制品，加速资金周转，提高经济效益。
(6)不需要专用夹具。
采用普通的通用夹具就能满足数控加工的要求。
节省了专用夹具设计制造和存放的费用。
(7)大大减轻了工人的劳动强度。
因此，采用数控机床，可以降低工人的劳动强度，节省劳动力（一个人可以看管多台机床），减少工装，缩短新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应。
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 ．
C6132普通车床数控化改造
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，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能有效提高产品的加工数量与生产质量，大幅度提高生产效率。
但从目前看来，数控机床价格昂贵，很多企业难以一次性投资大量购买，于是，普通机床的数控化改造成为了研究热点。
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。
关键词: C6132普通车床; 数控化改造; 步进电机; 经济型数控系统ABSTRACTCNC machine tool as a typical mechatronic products, play an important role in the mechanical manufacturing industry, a good solution to the problem of machining complex structure of modern machinery manufacturing, precision, small batch, changeable parts, and can effectively improve the processing quantity and the quality of the products, the production efficiency is greatly improved. But from look at present, NC machine tools is expensive, many enterprises to buy large one-time investment, therefore, CNC transformation of general machine tools has become a research focus.This paper makes a deep research on the numerical control transformation of C6132 common lathe, including feasibility analysis, calculation, the key part of the machine parameters design, the machine structure of machine tool transformation scheme optimization selection, machine tool servo system and computer system for machine tools, and should pay attention to in the transformation of matters such as discussed in detail. Keyw ord s:Lathe C6132; Numerical control transformation; Stepping motors; CNC system目录摘要 (I)ABSTRACT ......................................................................................................................... I I 1 绪论 .. (1)1.1数控技术与数控机床 (1)1.2机床数控化改造的兴起及意义 (1)1.2.1 国外机床改造业的兴起 (1)1.2.2 我国机床数控化改造的意义 (2)1.3本文所研究的主要内容 (3)1.4本章小结 (4)2 车床总体改造方案设计 (5)2.1总体方案设计 (5)2.2主传动系统的改造 (5)2.2.1 主轴无级变速的实现 (5)2.2.2 主轴脉冲编码器的安装 (7)2.3横向进给传动系统的改造 (8)2.3.1 横向传动系统的改造 (8)2.3.2齿轮传动间隙的消除 (8)2.4导轨的改造 (9)2.5刀架部分的改造 (10)2.6数控系统的类型及选择 (13)2.6.1 数控系统的分类 (13)2.6.2 数控系统的选择 (15)2.7计算机系统的选择 (15)2.8本章小结 (16)3 C6132 车床数控化改造机械部分改造设计与计算 (17)3.1纵向进给系统的设计计算 (17)3.1.1切削力计算 (17)3.1.2 滚珠丝杠设计计算 (18)3.1.3 同步带减速箱设计 (20)3.1.4步进电动机的选择 (23)3.2横向进给系统的计算 (25)3.3车床改造的机械结构特点 (26)3.3.1纵向滚珠丝杠 (26)3.3.2横向滚珠丝杠 (26)3.3.3 滚珠丝杠螺母副的设计、计算和选型 (27)3.3.4导轨副 (27)3.3.5主轴脉冲发生器 (27)3.3.6 安装电动卡盘 (28)3.4安装 (28)3.5本章小结 (29)4 电气控制部分设计 (29)4.1硬件电路设计 (29)4.2单片机数控系统硬件电路设计内容 (30)4.3MCS--51系列单片机简介 (33)4.4存储器扩展电路设计 (34)4.4.1 地址锁存器选用 (34)4.4.2 外部程序存储器选择 (34)4.4.3 内部程序存储器选择 (34)4.4.4 外部I/O接口电路的扩展 (34)4.4.5 键盘接口电路的设计 (35)4.5译码电路设计 (36)4.6其他辅助电路设计 (37)4.7步进电机的控制 (37)4.7.1 步进电机的工作原理 (37)4.7.2 步进电机的控制 (38)4.7.3 步进电机接口及驱动电路 (39)4.8C6132普通车床微机数控化改装硬件设计说明 (40)4.9控制软件设计 (40)4.9.1 总体方案设计 (41)4.9.2 环形分配器软件设计 (41)4.9.3 逐点比较法的直线插补软件设计 (42)4.9.4 逐点比较法的圆弧插补软件设计 (43)4.9.5 步进电机自动升降速控制 (43)4.10本章小结 (48)结论 (49)致谢 (51)参考文献 (52)1 绪论1.1 数控技术与数控机床数控技术，简称数控(Num eri cal C orlt ro l——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。
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。
普通车床数控化改造研究与应用
普通车床数控化改造研究与应用数控机床一般由由输入/输出装置、数控装置（CNC）、伺服驱动及位置检测装置、辅助控制装置、机床本体等几部分组成。
所谓机床数控化改造，就是应用现有的数控技术，在普通机床上，加装数控装置，并对机床的局部结构进行改造，使机床全部或局部达到新数控机床的水平，具有一定的自动加工能力，以适应生产的具体要求。
本课题来源于某公司。
该公司属于老企业，近年来主要生产发动机配件及农机配件，许多老设备已经不能满足生产技术的要求，但若购置新设备，投资较大，企业承受不起。
想通过对在本公司应用最多的CA6132普通机床进行数控改造，探索出一条设备功能提升的路子。
通过对设备的具体分析及对目前我国数控技术的的了解，认为国产数控系统完全能够满足改造要求。
具体的改造方案如下：（1）数控系统和伺服系统的选择；从功能性、经济性、可靠性方面选择合适的数控系统。
（2）对主运动及进给运动系统进行改造；1）主传动部分的改造。
主要是主轴动力的改造。
方法是：将主轴电动机换成变频调速电动机，调速部分由变频器控制。
将原机床的主轴手动变速换成有电磁离合器控制的主轴变速机构。
通过改造后，机床的主运动和进给运动分离，主轴电动机的作用只是带动主轴旋转。
2）进给机构的改造。
改造后，伺服電动机动力经一级齿轮减速后，由滚珠丝杠传动后，来驱动纵向、横向进给。
而将原机床的挂轮机构、进给箱、溜板箱、滑动丝杠、光杠等全部拆除。
（3）数控机床辅助装置的选择；（4）整机联接调试。
1 数控系统选择数控系统的选择主要考虑以下几点：一是尽量选择与公司内现有数控机床同一个型号的数控系统。
以便于管理和维修，二是从经济方面考虑，数控机床改造，能够满足要求即可。
针对本课题而言，数控系统应满足如下功能：纵向、横向进给伺服系统应能。
独立运动且能被数控装置控制；该系统应具有纵向和横向的直线插补、圆弧插补功能；能进行循环加工和螺纹加工；具有定位功能。
综合以上因素，进口系统虽可靠性好，技术先进，但价格昂贵，用来改造数控机床显然性价比较低。
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摘要在数控机床发展的今天,它能够很好地适应现代产品制造的需求,主要是可以进行精确的大批量零件的生产,大大降低了劳动力。
但是旧有的普通机床仍然占据了机械中很大的比例,这已经不能满足现代生产的需求.由于购买新机床成本较高,旧有的机床处理比较困难,所以对于一些高的场合,对旧机床的改造旧成为了一个不错的选择.本课题就是通过对CQ6132普通车床进行数控化改造方案的研究来了解和实践这项技术。
关键字：车床；改造；方案设计；ABSTRACTIn NC machine tools in the development of today, it can well meet the requirement of modern manufacturing, the main is the mass production parts can be accurately, greatly reduces the labor force. But on the old machine is still occupy a great proportion in the machinery, it cannot meet the needs of modern production. Due to buy a new machine cost is higher, the old machine tool processing is difficult, so high for some occasions, the old machine tool of reforming the old becomes a good choice. This topic is based on CQ6132 ordinary lathe numerical control transformation plan of study to understand and practice the technique.Key words: lathe; transformation; plan design;目录第一章绪论............................... 错误！未定义书签。
1.1 本文选题的背景及意义 (1)1.2机床数控技术的基本概念 (2)1.3数控机床的组成和分类 (3)1.4数控机床的特点 (5)第二章车床的总体改造和设计 (7)2.1 CQ6132车床改造的总体方案 (7)2.2主要参数 (8)2.3进给系统的设计 (8)2.4控制系统的软件部分 (8)2.5改造后机床的特点 (9)第三章机床的电气改造 (10)3.1 数控系统的选择 (11)3.2软件功能 (11)3.3系统功能 (11)3.4 PLC的功能 (12)3.5 小结 (14)第四章主运动传动系统总体方案的确定 (15)4.1主运动传动系统的设计 (15)4.2数控机床主传动方式及其特点 (15)4.3小结 (16)第五章机床进给传动系统的改造 (17)5.1 机床进给系统 (17)5.2滚珠丝杠的选用及支撑方式 (17)5.3滚珠丝杠传动的优点 (17)5.4纵向进给系统的设计计算 (18)5.5伺服驱动系统的选择 (21)5.6进给系统的一些其它要求 (22)第六章支承件的改造 (23)6.1支承件的特点 (23)6.2导轨的现状 (23)6.3导轨的类型及选取 (24)第七章辅助装置的选用 (26)7.1刀架的选择 (26)7.2机床设备的润滑及冷却 (26)7.3小结 (26)结束语 (27)致谢............................................ 错误！未定义书签。
参考文献......................................... 错误！未定义书签。
第一章绪论1.1 本文选题的背景及意义1.1.1 数控机床我国的发展现状我国是世界上机床产量最多的国家，但在国际市场竞争中仍处于较低水平；即使国内市场也面临着严峻的形势,一方面国内市场对各类机床产品特别是数控机床有大量的需求,而另一方面却有不少国产机床滞销积压,国外机床产品充斥市场。
90年国外数控机床在我国市场的占有率仅达15%左右,而95年已达77%。
严重影响我国数控机床自主发展的势头。
这种现象的出现,除了有经营上、产品制造质量上和促销手段上等原因外,一个主要的原因是我国生产的数控机床品种、性能和结构不够先进,新产品(包括基型、变型和专用机床)的开发周期长,从而不能及时针对用户的需求提供满意的产品。
具体地说,这个问题反映在下列五个方面:(1) 我国机床厂目前开发基型产品的周期约为15～18个月,其中设计时间约为5～8个月,占总周期的40%左右。
而国外一些先进机床厂同类基型产品的开发周期为6～9个月,其中设计约1.5～2个月,只占25%。
因此无论是产品开发的总周期还是设计所占的时间比例均与国外先进水平有很大的差距。
(2) 我国工厂由于缺乏设计的科学分析工具(如分析和评价软件、整机结构有限元分析方法以及机床性能测试装置等),自行开发的新产品大多基于直观经验和类比设计,使设计一次成功的把握性降低,往往需要反复试制才能定型,从而可能错过新产品推向市场的良机。
(3) 用户根据使用需要,在订货时往往提出一些特殊要求,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，这样才能有效地解决产品开发的落后局面,使企业取得良好的经济效益。
1.1.2 机床数控化改造的必要性我国目前机床总量380余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率不到3%。
近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。
机床的年产量数控化率为6%。
我国机床役龄10年以上的占60%以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20%，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60%以上）。
可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。
用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展。
所以必须大力提高机床的数控化率。
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：用较少的资金，将普通机床改造升级为数控机床，可以为企业带来可观的经济效益。
1.2 机床数控技术的基本概念1.2.1概述数控技术，简称数控。
它是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。
用数控技术实施加工控制的机床，或者说装备了数控系统的机床称为数控机床。
数控系统包括：数控装置、可编程序控制器、主轴驱动及进给装置等部分。
要实现对机床的控制，需要用几何信息描述刀具和工件间的相对运动以及用工艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺参数，如：进给速度、主轴转速、主轴正反转、换刀、冷却液的开关等。
这些信息按一定的格式形成加工程序，通过数控系统的译码，从而使机床准确地动作和加工出优质的零件。
1.2.2数控机床的工作流程数控机床工作时根据所输入的数控加工程序，由数控装里控制机床部件的运动零件加工轮廓，从而满足零件形状的要求。
数控加工程序的编制：在零件加工前，首先根据被加工零件图样所规定的零件形状、尺寸、材料及技术要求等，确定零件的工艺过程、工艺参数、几何参数以及切削用量等，然后根据数控机床编程手册规定的代码和程序格式编写零件加工程序。
对于比较简单的零件，通常采用手工编程；对于形状复杂的零件，则在编程机上进行自动编程，或者在计算机上用CAD/CAM软件自动生成零件加工程序。
译码：数控装置接受程序，译码程序按照一定的语法规则将信息解释成计算机能够识别的数据形式。
刀具补偿：零件加工程序通常是按零件轮廓轨迹编制的。
刀具补偿的作用是把零件轮廓轨迹转换成刀具中心轨迹运动加工出所要求的零件轮廓。
插补：插补的目的是控制加工运动，使刀具相对于工件作出符合零件轮廓轨迹的相对运动。
位置控制和机床加工：位置控制的任务是在每个采样周期内，将插补计算出的指令位置与实际反馈位置相比较，用其差值去控制伺服电机，电动机使机床的运动部件带动刀具相对于工件按规定的轨迹和速度进行加工。
1.3 数控机床的组成和分类1.3.1数控机床的组成数控机床一般由输入输出设备、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成，(见图1-1)图1-1 数控机床的组成(1)输入输出设备输入输出设备主要实现程序编制、程序和数据的输入以及显示、存储和打印。
(2)数控装置数控装置是数控机床的核心。
它接受来自输入设备的程序和数据，并按输入信息的要求完成数值计算、逻辑判断和输入输出控制等功能。
(3)伺服系统伺服系统是接受数控装置的指令，驱动机床执行机构运动的驭动部件。
它包括伺服电路和伺服电机组成。
一般来说，数控机床的伺服驱动要求有好的快速响应性能，能灵敏而准确地跟踪由数控装置发出的指令信号。
(4)测量反馈装置该装置由测量部件和响应的测量电路组成，其作用是检测速度和位移，并将信息反馈给数控装置，构成闭环控制系统。
(5)机床本体机床本体是数控机床的主体，是用于完成各种切削加工的机械部分。
1.3.2数控机床的分类按伺服系统的控制原理可分为：开环控制的数控机床、半闭环控制的数控机床和闭环控制的数控机床。
(1)开环控制的数控机床这类数控机床不带有位置检测装置，数控装置将零件程序处理后，输出数字信号给伺服系统.驱动机床运动。
指令信号的流程是单向的。
(如图1-2)图1-2 开环控制的数控机床(2)闭环控制的数控机床这类机床带有检测装置。