CW普通车床数控化改造Z向
普通车床数控化系统改造方案(doc 15页)
普通车床数控化系统改造方案(doc 15页)修整来保证，工人的劳动强度大，已难以保证产品的加工质量。
随着新机车的发展，对机车轮毂的要求越来越高，多曲率圆弧处的曲率变化也越来越多。
先使用的普通车床已无法满足生产加工要求，必须更新设备，经多方面比较、认为对CW61100普通车床进行数控化改造比重新购买新设备可节约资金近10万元。
因此决定对CW61100普通车床进行数控化改造，以满足新型机车轮毂的加工要求。
二、改造方案的确定1、新型机车轮毂的外形特点及加工要求：新型机车轮毂的外形有多曲率圆弧处、外圆和端面及倒角做、组成，并且多曲率变化圆弧处加工精度要求高，加工难点主要是多曲率变化圆弧处；因此要求该设备改造后，该设备的Z向必须具有联动功能，由于该零件较大、重约500KG，因此对主轴转速要求不高，要求主轴以一定的转速旋转固定不变。
2、数控化改造方案的确定数控化改造方案的内容：系统运动方式的确定；数控控制系统的选择；伺服系统的选择；执行机构的结构；机械传动方式确定及机械精度的修复等内容。
应根据设计任务和要求进行调研，查阅技术资料，提出该造的总体方案，并对方案进行分析比较和论证。
①控制系统的选择根据新型机车轮毂的外型特点及加工要求，经对西门子数控系统比较，确定选择西门子802C控制系统，对该设备的Z向进行控制；并实现Z向的联动。
②伺服系统的选择根据改造后该设备加工零件的精度要求，确定选择编码器半闭环控制系统。
③执行机构的结构的选择执行机构的结构选择西门子伺服控制电机。
④机械传动方式的确定机械传动方式采用滚珠丝杠副加一级同步带减速装置进行运动和力的传递。
⑤机械精度的修复机械精度的修复主要指Z向导轨精度的修复。
三、机械部分改造1、Z向进给机构的改造。
拆除原机床的进给箱，利用原机床进给箱的安装孔和销孔安装滚珠丝杠丝母固定支撑架。
滚珠丝杠仍安装在原丝杠的位置，两端采用固定方式支撑，中间加辅助支撑，以提高滚珠丝杠的刚性。
普通车床数控化改造
4．螺纹编码器的安装方案
螺纹编码器又称主轴脉冲发生器或 圆光栅。数控车床加工螺纹时，需 要配置主轴脉冲发生器，作为车床 主轴位置信号的反馈元件，它与车 床主轴同步转动。
1、同轴安装 同轴安装是指将编码器直接安装在主
轴后端，与主轴同轴，这种方式结构简单， 但它堵住了主轴的通孔。 2、异轴安装
异轴安装是指将编码器安装在床头箱
二、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）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；还要选择电动机的驱动 电源以及主轴电动机的交流变频器等。 （3）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。
（4）拆除四方刀架与上溜板总成，在横溜 板上方安装四工位立式电动刀架。 （5）拆除横溜板下的滑动丝杆螺母副，将 滑动丝杆靠刻度盘一段锯断保留，拆掉刻度 盘上的手柄，保留刻度盘附近的两个推力轴 承，换上滚珠丝杠副。 （6）将横向进给伺服电机通过法兰座安装 到横溜板后部的纵溜板上，并与滚珠丝杠的 轴头相联。 （7）拆去三杆（丝杆、光杆与操纵杆）， 更换丝杆的右支承。
2．安装电动卡盘
为了提高加工效率，工件的夹紧 与松开采用电动卡盘，选用呼和 浩特机床附件总厂生产的 KD11250型电动三爪自定心卡 盘。卡盘的夹紧与松开由数控系 统发信控制。
普通车床数控化系统改造方案
依照改造后该设备加工零件的精度要求，确定选择编码器半闭环操纵系统。
③执行机构的结构的选择
执行机构的结构选择西门子伺服操纵电机。
④机械传动方式的确定
机械传动方式采纳滚珠丝杠副加一级同步带减速装置进行运动和力的传递。
⑤机械精度的修复
机械精度的修复要紧指Z向导轨精度的修复。
三、机械部分改造
2、调整向心推力球轴承的间隙时，应使丝杠的轴向窜动不大于0.02mm。在实际调整中，能够调整两个向心推力球轴承之间的内外隔环的厚度来调整轴承的游隙，进而排除丝杠的轴向窜动，已达到更高的传动精度。由于轴承安装的好坏与否，将阻碍到轴承的精度、寿命和性能。因此应按如下操作标准进行轴承安装：
(1)、清洗轴承及相关零件。对差不多脂润滑的轴承及双侧具有油封或防尘盖、密封圈的轴承安装前无需清洗。
机械部分改造………………………………………………………………………〔3〕
安装调整过程中应注意的问题……………………………………………………〔6〕
数控系统及伺服系统的改造………………………………………………………〔7〕
功能的确定及分布…………………………………………………………………〔9〕
机床的调试及验收…………………………………………………………………〔9〕
=6.67m/min
由于X向滚珠丝杠螺距为5mm，故Z轴最大进给速度为6.67 m/min；
〔2〕负载转动惯量的估算：
由于Z坐标的传动减速比差不多上n=3；因此折算到电机轴上的转动惯量可按下式估算:
JF=J1+J2+J3+JK
JF——折算到电机轴上的转动惯量〔kg·cm2〕
J1——联轴节的转动惯量〔kg·cm2〕
2、采纳数控机床，能够提高零件的加工精度，稳固产品的质量。
车床Z向数控改造(毕业论文设计)
毕业论文（设计）题目：车床Z向进给数控改造校区(函授站)：专业班级学号：学生姓名：导师姓名：起止时间：毕业论文（设计）任务书学生姓名指导教师职称校区(函授站) 专业机电一体化题目车床Z向进给数控改造任务与要求1．完成一台机床工作台的数控改造；要求工作台能实现点位(或连续)控制；2．改造部分进给伺服系统一个坐标轴的机械装配图一张（A1）；3．计算机I/O接口、驱动电路等电路原理设计图一张（A1）；4．设计说明书8000字左右（前言，控制系统总体方案的分析及框图，机械部分设计计算，机构设计说明，硬件电路设计说明，技术经济分析，结束语，参考文献，后记，附录）；5. 选步进电机为驱动电机，脉冲当量取0.01mm/step；6. 旋转——移动的转换用滚动丝杠；7. 能用键盘输入命令，控制工作台；能实时显示工作台当前运动位置；有超越边界报警，并停止运动。
原始数据：1. 工作台（或刀架）重G=180N；2．工作台行程L=0～300mm；3．工作台最大移动速度V max=3m/min；工作台工作进给速度V max=1m/min；4．切削分力：F X=420 N，F Y= 1100N，F Z=1660 N；5．工作台尺寸：300×550mm2；6．各传动部件的设计寿命15000～48000h。
开始日期完成日期2目录概述 (1)第一章总体设计方案的拟订 (5)1.1总体方案确定 (5)1.2经济型数控车床总体方案框图 (6)第二章车床进给伺服系统机械部分设计计算 (7)2.1选择脉冲当量 (7)2.2计算切削力 (7)2.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (7)2.3.1 计算进给牵引力Fm (7)2.3.2 计算最大动负载C (7)2.3.3 滚珠丝杠螺母副的选型 (8)2.3.4 传动效率计算 (8)2.3.5 刚度验算 (8)2.3.6 稳定性校核 (9)2.3.7 滚珠丝杠副几何参数 (9)2.4 齿轮传动比计算 (10)2.5 步进电机的计算和选型 (10)2.5.1 初选步进电机 (10)2.5.2 校核转动惯量转矩 (12)第三章微机数控系统硬件电路设计 (15)3.1 单片机数控系统硬件电路设计内容 (15)3.2 MCS—51系列单片机简介 (16)3.2.1 8031单片机的基本特性 (16)3.2.2 8031芯片引脚及构成 (16)3.3 存储器扩展电路设计 (17)3.3.1 程序存储器的扩展 (17)3.3.2 数据存储器的扩展 (21)3.4 I/O接口电路及辅助电路设计 (22)3.4.1 键盘显示接口电路 (22)3.4.2 步进电机接口及驱动电路 (24)3.4.3 其他辅助电路 (26)参考文献 (31)致谢 (32)3概述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。
车床Z向数控改造(毕业论文设计)
车床Z向数控改造(毕业论文设计)一、选题背景车床工具在机械加工中扮演着重要的角色。
近年来，由于市场需求的不断升级和技术的不断进步，数控车床已经成为了现代机械加工的主要工具之一。
在数控车床中，Z轴控制是非常基础的部分，如果能对Z轴进行数控改造，将很大程度上提高车床工作效率和加工质量。
下文将对车床Z向数控改造进行详细介绍。
二、设计目的在实际生产中，传统车床Z轴调整通常是由机械锁定和手动调整来实现。
但是在应变加工和效率的要求下，机械和手动调整的方式已经不能满足要求。
因此，设计一种数控Z轴控制系统，对车床进行数控改造，可以实现快速、准确、精密的Z向定位和调整。
三、设计方案数据采集数控车床Z轴运动的主要输入参数是Z轴位移量，该量可以通过位置传感器或直线光栅进行测量。
本设计采用直线光栅来测量，可获得更高的精度和稳定性。
数据处理将光栅传感器的信号转换成数字信号后，通过控制器处理这些输入信号，产生控制信号来控制Z轴的定位和调整。
控制方法本设计采用闭环控制方法，输入量和输出量之间需要一个反馈环来保证Z轴的精度和稳定性。
控制系统的核心部分是一个可编程控制器（PLC）。
PLC具有较强的实时性和稳定性，可以有效地实现Z轴控制。
软件设计控制器需要一个软件系统来实现Z轴控制。
本设计采用嵌入式C语言编写控制软件，并以控制系统的实时性、精度、稳定性和可编程性为目标。
同时，还需要编写一些参数调整和状态显示程序，以方便用户对系统进行配置和管理。
四、设计步骤1.硬件设计（1）光栅测量系统设计采用直线光栅进行测量，由于精度和稳定性更高，在传感器选型时应考虑光栅的精度和分辨率。
（2）执行机构和驱动器设计Z轴控制需要的执行机构和电机驱动器都应满足相应的要求。
在选用电机和驱动器时应考虑到负载和速度需求。
（3）PLC控制器设计本设计采用可编程控制器（PLC）作为控制器核心，应考虑控制器的稳定性，实时性和可编程性。
2.软件设计（1）控制软件设计使用嵌入式C语言设计Z轴控制软件，核心是实现控制循环和反馈环。
普通车床数控化改造总体方案设计
改造后的普通车床可以加工更复杂的 零件和更广泛的材料，拓展了其应用
领域和市场。
提升产品质量
改造后的普通车床加工精度和稳定性 提高，有助于提升产品质量和客户满 意度。
促进产业升级
普通车床数控化改造是机械制造行业 转型升级的重要方向之一，有助于推 动整个产业的升级和发展。
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伺服系统性能
根据车床的加工需求和改造重点， 选择所需的伺服系统性能，如扭矩 、转速等。
传动系统设计
主传动设计
根据车床的加工需求和改造重点 ，设计主传动系统的结构和性能
参数。
进给传动设计
根据车床的加工需求和改造重点 ，设计进给传动系统的结构和性
能参数。
其他传动设计
根据车床的加工需求和改造重点 ，设计其他必要的传动系统结构
包括机械结构改造、控制系统升级、设备调试等，预计需 要2个月时间。
改造后测试与验收阶段
对改造后的车床进行各项性能测试和安全评估，确保达到 预期效果，预计需要1个月时间。
改造实施费用预算
设备采购费用
根据所选设备的型号和配置，预计设备采购费用为XX万元。
改造施工费用
包括施工所需的人工费、工具费、材料费等，预计改造施工费用为 XX万元。
数控系统功能
根据车床的加工需求和改 造重点，选择所需的数控 系统功能，如车削、铣削 、钻孔等。
数控系统品牌
对比不同品牌数控系统的 性能、价格、可靠性等因 素，选择合适的品牌。
伺服系统设计
伺服系统类型
选择适合普通车床的伺服系统 类型，如步进电机、直流电机
、交流伺服电机等。
伺服系统精度
根据车床的加工精度要求，选择适 度的伺服系统精度。
普通车床数控化改造总体方案设计
普通车床数控化改造总体方案设计随着科技的不断发展，数控机床已经逐渐取代了传统机床成为重要的生产工具，因为其快捷、精准、自动化、高效的特点，越来越受到企业和人们的青睐。
普通车床是加工金属零件必不可少的工具，但是其性能不能够满足复杂零部件的加工要求，所以更加显示了数控机床的实用性和重要性。
今天，我们将介绍一下普通车床数控化改造总体方案设计。
一、数控化改造的优势1、提高生产效率的能力数控机床的控制系统可以对生产过程进行监测，能够及时发现生产中出现的问题并对其修复，为生产提供了坚实的基础。
特别是在复杂加工的过程中，数控机床能够快速切削、加工出想要的产品，节省了工作时间、提高了生产效率。
2、提高零件精度和质量普通车床操作难度较大，要求工人对刀具、工件、加工速度等都能够很好地控制。
而数控机床则可以通过设定刀具的路径和位置、控制加工速度、调节加工深度等，从而保证产品的精度和质量。
3、简化操作流程数控机床的主要优势在于自动化生产，通过使用数控系统，可以避免一些人工操作，对工人的技能要求也较普通车床降低。
这极大地提高了生产效率，降低了对操作人员的要求，从而减少了工作强度。
二、普通车床数控化改造的关键技术1、控制系统控制系统是整个数控化改造过程中的核心部分，其主要作用是控制数控机床的动态加工过程。
控制系统包括数控软件和控制器两个部分，数控软件是用来进行编程的，控制器则是用来执行程序的，两者的相互协调是整个控制系统的关键。
2、运动控制系统运动控制系统是数控机床实现加工运动的重要部分。
它主要包括定位控制系统、运动控制系统和位置检测系统。
定位控制系统是用于控制人工输入的程序和数控系统程序中的切削位置和切削轨迹，运动控制系统用于执行运动控制命令和切削工艺参数，位置检测系统用于检测加工过程的位置精度和误差。
三、普通车床数控化改造的总体方案设计1、优化传动系统在普通车床数控化改造中，需优化其传动部分，以适应新的数控系统。
首先需要更换一些传动零件，例如齿轮等，将其改为钢制齿轮，从而提高了转速和变速的平稳性。
CW61125E(2M)数控改造
CW61125E/2M数控化改造方案一、概述星火机床是我国生产大型卧式车床的专业机床制造企业，经过40多年的发展，现已形成我国规模最大，规格最全的卧式回转类机床制造企业。
目前，除生产制造卧式、立式车床、轧辊磨床外，同时对外承修龙门镗铣床，加工中心；在生产主导产品的同时，对外承修数控设备改造和大修。
二、改造方案星火机床（乙方）根据甲方要求，对甲方公司CW61125E/2M普通卧式车床进行数控改造，改造方案如下：1、改造地点由于机床使用多年，导轨及各部件磨损，需磨削或更换，部分零件需要进行补充加工，因此机床须在天水星火机床生产现场改造。
2、改造原则机床解体后，乙方技术人员根据原机床，设计整体改造方案，设计原则是：在不改变机床原有的加工范围、切削刚度和强度及基本参数的前提下改造。
3、床身对该机床床身检查磨损状况、床身的直线度及形位公差，根据实际情况进行淬火，并在德国niles导轨磨床上进行磨削，磨削精度达到数控机床床身加工精度要求。
目前星火导轨磨床规格为法国磨2米×12米及德国磨米×9米，导轨磨精度保持性非常好。
4、主轴箱设计改造机床主轴箱主传动系统，对各传动系统的齿轮、传动轴进行拆卸及检测，磨损超标及不合格并仍需使用的零件进行完全更换。
检查各操作件，床头箱所有轴承均更换为国内品牌“哈、瓦、洛”轴承。
机床主轴进行补充加工，并增加主轴同步带轮，增加主轴编码器，检测主轴转速，用于螺纹加工及零件特性面的加工。
主轴箱的内部清洗后进行喷漆处理。
整体装配后增加各摩擦点的润滑，保证改造后机床的润滑条件良好。
5、尾座检测机床尾座上体尾座套筒间隙，如间隙超标重新返修内孔并配做套筒一件。
尾座套筒内所有轴承更换为“哈、瓦、洛”轴承。
6、Z轴进给系统Z轴进给系统由伺服电机经同步带驱动精密滚珠丝杠实现进给和快速移动。
取消原机床的进给箱与溜板箱，增加精密滚珠丝杠、滚珠丝杠螺母支座，增加前后滚珠丝杠轴承支座，电机联接同步带及带轮，伺服电机扭矩选用38N. m。
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CW普通车床数控化改造Z向
CW普通车床是一种比较常见的机床设备，用于加工各种种类的零件。
随着数控技术的不断发展，普通车床的功能和效率已经无法满足现代自动化生产的需求，因此需要进行数控化改造。
本文将围绕着如何将CW普通车床进行Z向数控化改造来进行探讨。
一、数控化改造的概念和必要性
所谓数控化改造，是指将传统的机械设备通过加装各种传感器、电机、数控系统等电子元器件来实现自动化生产控制的过程。
普通车床作为最基本的加工设备，其数控化改造是提高生产效率和质量的必要手段。
二、CW普通车床Z向数控化改造的流程和技术难点
1、Z向数控化改造的定义
Z向数控化改造指的是，通过加装电机、编码器等电子元器件，将普通车床的Z向运动实现自动化控制，并与计算机联动，从而实现高精度、高速度的加工过程。
2、Z向数控化改造的流程
①确定数控系统。
选择适合CW车床的数控系统，包括控制器、电机、编码器、伺服驱动等元器件。
②防护和安全性设计。
为保护设备和生产人员的安全，需要考虑CW车床的防护安全性问题。
③电机与传感器安装。
根据数控化改造的需求，对电机和传感器进行相应的安装和调试。
④数控系统联调。
对Z向数控系统进行测试，并调试系统参数，使其符合加工需要。
3、Z向数控化改造的技术难点
在CW普通车床进行Z向数控化改造时，需要解决以下技术难点：
①系统精度和重复定位精度。
数控系统需要能够精准地控制车床的运动，达到高精度的加工要求，重复定位精度需要保证。
②零件加工过程中的动态控制。
CNC控制器需要能够对车床进行动态控制，使加工过程稳定，并保持较高的生产效率。
③控制方法和运动轨迹的合理化设计。
对车床加工过程中运动方式进行合理化设计，达到高效的加工效果。
三、Z向数控化改造的优势
1、加工精度高。
数控化改造后，可计算机指令控制车刀在零件表面上运动的轨迹和速度，保持一定的加工精度。
2、自动化生产增强。
数控化改造后，可以实现自动化和高效率生产，降低了人工操作的成本。
3、零件的制造效率提高。
数控系统可以一次性加工多个零件，提高了生产效率，降低了制造成本。
4、提高设备的智能化程度。
数控系统能自动识别、检测并纠正设备运动过程中的各种误差, 在制造过程中提高了设备的智能表现。
四、结论
随着现代制造业的快速发展，企业需要不断提高经济效益和生产质量。
数字化改造普通车床，对提高零部件精度、生产效率、成本节约、设备智能程度等方面都有积极的意义。
本文着重关注如何对CW普通车床进行Z向数控化改造，重点解决数控化改造的流程和技术难点，并阐述了其数控化改造后的几大优势。