普通立式车床的数控化改造
普通车床数控化系统改造方案

普通车床数控化系统改造方案西飞工学院毕业设计说明书题目:CW61100普通车床数控化改造Z向专业: 数控技术班级: 07107004学生姓名: 耿召指导教师:年月日目录CW61100普通车床改造的原因 (2)改造方案的确定 (2)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)改造后取得的效果 (11)设计小结………………………………………………………………………… (11)参考资料 (12)一、CW61100普通车床改造的原因数控机床与普通机床相比较的特点:1、能完成很多普通机床难以加工、或者根本不能加工的复杂型面零件的加工。
2、采用数控机床,能够提高零件的加工精度,稳定产品的质量。
3、能够提高生产率,采用数控机床比普通机床可提高生产率2~3倍,对复杂零件的加工,生产率可提高十几倍甚至几十倍。
4、具有柔性,只需更换程序,就可适应不同品种及尺寸规格零件的自动加工。
5、大大减轻了工人的劳动强度。
能够看出,数控机床是一种高效率、高精度、能保证加工质量,解决工艺难题,而且又具有一定柔性的生产设备。
数控机床的广泛使用,将给机械制造业的生产方式、产品结构和产业结构带来深刻的变化,其技术水平高低和拥有量的多少,是衡量一个国家工业现代水平的重要标志。
CW61100普通车床是中国天津机床厂1974年生产的大型车床,在贵阳车辆厂已使用近30年。
主要用于加工机车轮毂的外圆、端面、多曲率圆弧处,由于该设备使用近30年,机械精度已严重下降,加之多情曲率圆弧处的加工质量要靠样板修整来保证,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。
普通车床进给传动系统数控改造

普通车床进给传动系统数控改造普通车床进给传动系统数控改造普通车床进给传动系统数控化改造:是指在普通车床进行数控化改造的过程中,对原车床进给传动系统的结构进行必要的改进,使之达到符合数控车床进给传动系统的精度要求、以保证普通车床数控化改造目标的实现。
对已使用过的普通车床,就改造中进给传动部分数控化改造过程如下:1 前期准备工作1.1 普通车床原精度的评价已使用了几年的车床,不管是主轴箱,还是溜板箱等原有精度较差,特别是车床导轨与大、中溜板的几何精度和形位精度都已超出规定标准精度,要改造成数控车床就要对其传动系统进行拆卸,对所需零件进行检测,确定维修方案。
1.2 确定保留的机械部分普通车床进行数控化改造,普车与数车进给运动路线不同,对普车原有的挂轮箱,走刀箱、溜板箱等机械传动部分进行拆除,只要保留大溜板和中溜板即可。
1.3 拟定修理恢复精度方案已经使用过的普车,静态和动态精度可能达不到规定的标准要求,当改成数控车床时就要对它进行精度恢复,如对导轨进行热处理和磨加工及刮削加工,或贴塑等。
1.4 数控系统的选择目前,我国使用率最高的数控系统有日本的法那科系统;德国的西门子系统和国产各系统,根据社会调研和我校教学要求,我校选择了德国西门子802S 系统对普车进行数控改造。
1.5 进给电机的选择西门子802S 系统的驱动装置与之匹配的是步进电机,由于该数控系统付出的进给指令为脉冲,经驱动控制电路和功率放大后,使步进电机通过齿轮副或同步带轮或联轴器与滚珠丝杠副驱动执行部件转动。
1.6 传动副的选择在滚珠丝杠传动副中,滚珠与丝杠、螺母等部件之间基本上是滚动摩擦、传动副主要部件都经过热处理,且间隙可调到较小,所以精度高、磨损小、寿命长;具有摩擦力小、效率高、其传动效率可在90%以上;因此选择滚珠丝杠,可满足较高精度零件加工要求。
2 进给传动系统的改造和实施步骤2.1 普车精度恢复后的全面保养普通车床经过大修后对不需要的机械传动部分进行拆除,对需保留部分如大、中溜板进行清洗,通过分析比较我们选择滚珠丝杠传动副。
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。
普通机床的数控改造

普通机床的数控改造普通机床是一种非常重要的机械设备,在各种生产制造过程中都扮演着重要的角色。
虽然它能够满足大部分的加工需求,但是在某些特定的场景中,传统机床也存在一些弊端,这时候普通机床的数控改造就十分必要。
普通机床数控改造是指将传统的非数控机床进行改装,使其具备数控加工的能力,从而提高其加工精度和生产效率。
数控改造可以应用于多种类型的机床,例如铣床、车床和钻床等。
这种技术在实践中已经得到了广泛的应用,其优点在于改造后的数控机床能够实现高精度、高效率、高自动化程度的加工,并且在生产过程中能够减少人工干预,避免人为错误的发生。
为什么要进行数控改造呢?其主要原因在于普通机床不能完全满足现代生产的需要。
在传统机床加工过程中,往往需要通过人工来控制机械的加工过程,这样不仅提高了出错率,同时也极大地影响了加工效率。
而通过进行数控改造,可以通过计算机控制机床加工过程,实现高精度、高效、高稳定性、高自动化程度的加工效果。
数控改造的最大好处就是提高了加工的准确性和生产效率。
因为数控加工过程中所有的加工参数都可以在程序中进行预先设置,这样就可以大大降低加工误差和减少加工重复次数,从而提高了生产效率。
同时,数控加工具有高度的重复性,可以确保生产的每个产品都拥有相同的大小、形状和质量标准,提高了产品质量。
除此之外,数控改造还能够提高机床的使用寿命。
因为数控精度高,能够保证机床的使用寿命长。
同时,数控机床还能够实现多种加工模式的切换,适应不同的加工要求。
这种灵活性与多功能性,使得数控机床在很多领域都能够发挥出更好的性能。
当然,数控改造并不意味着完全抛弃传统机床。
纯数控加工设备通常价格昂贵,而数控改造可以在不大幅度增加成本的情况下,将现有的机床进行升级,使其具备较好的数控加工能力。
总之,普通机床数控改造是一个非常有实际意义的技术,它可以提高生产效率、产品的质量和机床的使用寿命,具有广泛的应用前景。
虽然改造的难度较大,但是在技术不断进步的背景下,这种技术越来越成熟,实现的难度也越来越低,预计会在未来得到更广泛的运用。
普通车床数控化改造装配工艺

2) 可以实现加工的自动化,而且是柔性自动化,从而效率可比传统机床提高 3~ 7 倍。 由于计算机有记忆和存储能力,可以将输入的程序记住和存储下来,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, 就可实现另一工件加工的自动化,从而使单件和小批生产得以自动化,故被称为 实现了“柔性自动化”。
2.自 80 年代初期起,我国兴起了以采用步进电机驱动为特征的经济型数控 系统的数控化改造,取得了巨大的经济效益,但是,这种改造方式受步进电机扭 矩小、速度低和开环控制精度低的限制,对企业的一些精度和效率均有较高要求 的机床,以及一些重点关键设备的改造无能为力。而以交/直流伺服电机驱动为 特征的普及型和高级型的数控化改造,正好在企业的上述装备上可以大有作为。 这对我们企业加工制造上水平具有重大的意义。
普通车床数控化改造

普通车床数控化改造普通车床数控化改造摘要:这次设计主要是将一台普通车床进行经济型数控改造设计,设计改造后的经济型数控机床具有定位、直线插补、顺逆圆弧插补、暂停、循环加工、公英制螺纹加工等功能,且加工质量稳定可靠。
零件加工的适应性强,自动化程度高。
关键词:车床 ;数控 ;改造一、引言计算机技术与车床制造业的高速发展,特别是面向柔性制造技术的出现,使得数控车床得到了迅速普及。
这次设计主要是将一台普通车床进行经济型数控改造设计,由于定位精度高,所以纵、横向导轨均采用贴塑导轨,传动系统采用滚珠丝杠,同时,为提高传动刚度和消除间隙,对丝杠进行预拉伸,传动齿轮采用双片错齿消隙齿轮,驱动元件采用步进电机。
为了保证加工螺纹时,主轴转一转,刀架移动一个被加工导程,主轴用脉冲发生器通过波纹管联接,并将纵向和横向进给系统用单片机控制,是其成为一个能独立运动的开环进给伺服系统。
数控系统采用MCS—51系列的8031单片机扩展系统。
控制系统由微机部分、键盘及显示器I/O 接口及光电隔离电路、步进电机功率放大电路组成。
系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现,显示器采用数码管,以显示加工数据及机床状态等信息。
为了达到机床要求的脉冲当量,传动系统采用步进电机齿轮减速后,带动丝杠。
二、数控改造的优点和意义数控机床是实现柔性制造、计算机系统、敏捷制造等先进制造技术的重要基础装备,它关系到一个国家发展的战略地位。
数控系统可分为开环、半闭环、闭环等几种形式。
开环具有稳定性好、环境是适应性强、造价底等特点;闭环定位精度和重复定位精度高,但造价高;而半闭环既有高档全闭环机床的加工精度,又有开环机床的稳定性和环境适应性,适合复杂零件的加工。
随着科学技术的迅速发展,数控技术的应用范围日益扩大,数控机床及其系统已成为机械制造业中不可缺少的组成部分。
我国在普及应用数控技术方面近几年来取得了很大的进展,从计算机数控(CNC)发展到直接数控(DNC),并能独立设计和制造机械加工中心及柔性制造系统(FMS)。
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。
普通机床的数控改造

普通机床的数控改造机械行业作为国民经济的基础对我国经济发展具有非常关键的战略意义。
是整个国民经济快速健康发展的平台和载体。
虽然目前机械行业企业经营状况都比以前大有好转,但是由于大部分企业还是以普通设备为主进行生产。
这就直接导致了生产效率低下,产品质量主要依赖于工人素质的高低,无法适应当前市场需求的小批量、高精度、形状复杂的产品。
设备落后就成了严重制约企业跟上**步伐继续健康发展的主要瓶颈之一。
由于数控机床生产效率高,产品合格率高,能加工复杂的形体且产品的一致性好。
所以我国企业必须实现数字化生产。
但是目前绝大多数企业无法承受大批购买新数控机床所需的巨额资金。
所以应用新技术改造旧机床是解决这个问题帮助企业走出困境的捷径。
下面以以下几点谈谈普通机床的数控化改造;一、数控改造的优势机床数控化改造与新购数控机床相比有以下几点明显优势;1、减少投资额,交付周期明显缩短。
与新购数控机床相比较,数控改造一般可以节省百分之六十至八十的费用,而且设备改造周期远远短于新设备订购时间。
特别是重、大型及专用机床尤为明显。
2、机械性能稳定可靠。
3、便于操作与维修。
由于多年的使用,从操作者和维修工对机床的性能早已了解,只需较短时间的培训。
只要机床调试完成就可以全负荷投入生产,大大缩短过渡时间。
4、数控改造的同时对机械部分进行了大修所以机床精度和加工质量有了很大提高,还节省了大修费用。
5、数控改造有极大的针对性。
市场上销售的数控机床大多为通用性机床,而数控改造则可以针对企业特殊需求进行适和企业产品特点的改造。
因此根据企业实际情况有针对性地对旧有的普通机床进行数控改造,不但可以大大缓解新购买数控机床带来的巨大资金压力,又可以充分利用现有资源,是解决企业困境的好方法。
二、普通机床数控改造要点:1)明确改造目的。
根据企业产品的实际需要和设备的现实状况,明确改造后的机床要实现的功能和达到的精度。
2)根据改造目的制定切实可行的改造方案。
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大连理工大学硕士学位论文普通立式车床的数控化改造姓名:程蓓蓓申请学位级别:硕士专业:机械工程指导教师:孙伟;徐亚明20091201大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要数控立式车床是一种性能优良,工艺范围广泛,生产效率高的粗精加工设备。本文针对CD5116立式车床的结构特点,经过技术上和经济上的可行性分析,提出了利用FANUC0i.TD数控系统对机床进行数控化改造的方案,对机床主传动系统的全数字直流调速改造、x、z向进给系统的数控化改造以及数控电气控制系统的设计和调试三方面的内容进行了具体实现:首先,在充分理解机床结构及所要达到的性能基础上,根据实际需求,初步确定样机的技术参数;同时通过对比进行数控系统、伺服电机等外购件的选择;并制订整体的结构方案。其次,根据整体结构方案进行主传动系统调速方案和电机的选择、主传动路线的设计、全数字直流调速改造以及为了实现车削螺纹和恒线速切削的功能进行的主轴编码器的安装;X、Z向伺服进给系统控制方式的选择计算、机械部分改造方案的确定以厕衮珠丝杠副及伺服电机的参数计算和选择。
最后,进行数控电气控制系统的设计,主要包括数控系统的改造方案确定,数控电气控制系统的组成及连接、数控系统的设计及调试及基本参数的设定。机床改造后,除可以满足普通端面和外圆的切削外,还可以加工出普通立车无法加工的复杂曲面类零件,大大扩大了机床的加工范围,同时在生产效率和加工精度及降低成本方面也有显著提高,完全达到了改造的目的。
关键词:立式车床;数控化改造;伺服电机匹配;传动设计;数控系统普通立式机床的数控化改造RetrofittheCNCcontrolofverticalmachineAbstract
CNCVerticalLatheisaroughandfirdshmachiningequipmentwhichhasagood
performanceandawiderangeoftechnology.
Throughontechnologyandeconomyfeasibilityanalysis,andinviewofthedesign
featuresofCD5116,thisthesispresentstheplanofmachineinnovationmakinguseofFANUC
0i.TDCNCsystem.The
innovationsincludefiJll.di西talDCspeedc,ontrollerofmain
transmissionsystem;)(,Z-axisfeedsystemnumericalcontrol;designanddebugofCNC
electriccontrolsystem.
Firstly,onthebasisofthoroughlyunderstandingmachineconstructionsanditsrequiredcapability,initiallydefinetechnicaldataontheprototypemachineinaccordancetopractical
requests;meanwhileselectCNCcontrolsystem,servomotoretc.throughcomparison
between
commercialcomponents;and
then
workoutcomprehensiveconstructionplan.
Secondly,accordingtotheplanmentionedabove,thefollowingjobsshouldbedone:
specifyspindlespeedrangeandmotorselection,designon
themaindrive
transmission,retrofitonthefullydigitalizedDCvariablespeedandmountingofspindle
encoderforCSS(ConstantSurfaceSpeed)andthreadcutting;calculationontheX—axisand
Z.axiscontr01method;modificationplanonthemechanicalpart;selectionandcalculationof
ballscrewpair
and
servomotors.
Finally,electricalen酉neeringontheCNCsystemaleasfollows;CNCmodificationplan;CNCelectricalcomponentsandconnections;CNCsysteminstallationandcommissioning;
definitionofbasicparametersvalues.Afterinnovation,themachinesCannotonlycuttingnormalendfaceandencircle,but
machiningsomecurvedsurfaceworkpiecesthatthecommonverticallatheCannotmachine.It
hastheadvantagesofhigllproductionefficiency,high
machiningaccuracy
andlowcost.
KeyWords:Verticallathe;CNCtransformation;Servomotormatching,transmissiondesign;Numerical
controlsystem
—II—大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外,本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目:整通童盍主鏖鲍数控焦送造作者签名:趣盔趣日期:巡年阜月卫日大连理工大学硕十学位论文大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定,在校攻读学位期间沦文工作的知识产权属于大连理工大学,允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,可以将苯学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、宿印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
学位论文题目:整通童式主鏖鲍数控焦邀造
乍者签名。:盈盘整日期:巡年—L月—生日
导师签名大连理工大学专业学位硕十学位论文1绪论1.1数控机床的发展随着电子信息技术的发展,世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代,其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段,具有无限放大的经济与社会效应。目前,欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程,而中国从20世纪80年代才开始起步。在国家政策的大力扶持下,近几年国内数控机床发展迅猛。“十五"期间,中国数控机床行业实现了超高速发展。2005年国产数控机床产量59639台,接近6万台大关,是“九五”末期的4.24倍。2006年,中国数控金切机床产量达到85756台,同比增长32.8%。2007年,中国数控机床产量达到12.3万台,比上年同期增长了32.57%。提前三年超额完成“十一五”规划年产10万台的目标,数控机床年产量已居世界首位。行业规模不断壮大,国产高档数控机床明显进步,国产中高档数控系统取得重大突破,这些都充分说明,中国数控机床整体水平全面提升。在数量持续增长的同时,数控机床的质量也在追赶世界的进程中不断加速。装备制造业是为国民经济发展和国防建设提供技术装备的基础性产业。相信未来1帖15年,中国的装备制造业将实现持续快速的增长。数控机床是装备制造业的工作母机。纵观振兴装备制造业的16个关键领域,每个领域的振兴都需要大批先进的数控机床来装备。中国数控机床仍处于发展周期的起步阶段。随着中国发展成为世界工厂以及政府对机械制造行业逐步升级,预计未来10.15年数控机床将以年均20.25%的速度快速增长。未来几年数控机床占全行业销售收入的比重将可能大幅提升。同时,高档数控机床主要品种将基本立足于国内。功能部件配套齐全,自给率达60%;有自主版权的数控系统将占数控机床总产量的75%。
1.2机床数控化改造研究现状机床数控化改造,顾名思义就是在机床上增加微型计算机控制装置,使其具有一定的自动化能力,以实现预定的加工工艺目标。他是根据实际生产需要提出并随着机床行业以及技术的不断进步而发展起来的,对现有机床局部结构进行改造并安装上新部件新装置新附件用计算机控制机床的工作,提高机床的技术性能指标,使之全部或局部达到近似数控机床的水平u吲。