【正文】 1 四川職業(yè)技術(shù)學院 《數(shù)控機床電氣控制與 PLC》 課程設(shè)計 所屬系部 機械工程系 所屬專業(yè) 數(shù)控技術(shù) 所屬班級 數(shù)控二班 學 號 13158010302140 學生姓名 張建 指導教師 劉帥 完成 日期 2020 年 3 月 31 日星期二 2 任務書 CA6140 普通車床的電氣翻新及數(shù)控改造設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容與要求 : 1. 將原機床的手動刀架更換為數(shù)控電動刀架，并設(shè)計其控制線路； 2. 將原機床普通絲杠更換成滾珠絲杠，并將其改為半閉環(huán)伺服控制，設(shè)計其控制線路； 3. 對與此機床功能相關(guān)的 主電路、控制電路、輸入輸出接口電路、驅(qū)動器線路等進行設(shè)計； 4. 對整機進行調(diào)試，使功能完善、工作正常。 設(shè)計方法及思路： （ 1）查閱資料，深入掌握數(shù)控機床的原理、功能，分析機床數(shù)控改造的研究現(xiàn)狀。 （ 2）確定對 CA6140 車床的數(shù)控化改造方案。 （ 3）完成主傳動、進給傳動系統(tǒng)設(shè)計。 （ 4）給出電控系統(tǒng)的硬件配置及I/O 線路圖、分析 PLC 在數(shù)控改造中的應用。 具體方法 拆除原車床的縱向和橫向絲杠光杠、溜板箱及掛輪箱中的齒輪，用滾珠絲杠替換原有普通滑動絲杠，將選取的縱向滾珠絲杠副通過托架安裝在原溜板 箱與床鞍連接的部位上，縱橫向滾珠絲杠兩端盡可能利用原固定和支承方式。為便于安裝滾珠絲杠副，絲杠采用分體式，用套筒聯(lián)軸器實現(xiàn)剛性連接； ① 橫向驅(qū)動電機及齒輪減速器安裝在床鞍的后部（相對操作者），縱向驅(qū)動電機及齒輪減速裝置安裝在機床的右端，靠近尾座的位置； ② 要實現(xiàn)自動換刀，需拆除原手動刀架，在小托板上安裝數(shù)控轉(zhuǎn)位刀架； ③ 為了使改造后的車床能夠加工螺紋。需要加裝主軸脈沖編碼器，以實現(xiàn)對主軸轉(zhuǎn)速的同步檢測，編碼器安裝在主軸 箱內(nèi)； ④ 為使加工過程中不超程，縱橫向要安裝行程限位開關(guān)； ⑤ 為實現(xiàn)回參考點的動作，必須在縱橫向安裝接近開關(guān)； ⑥ 縱、橫向齒輪箱和絲杠全部加防護罩，以防止加工過程中的切屑飛濺傷人； ⑦ 考慮到改造的成本，盡可能采用可靠性高的經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)。 3 摘 要 中國是一個傳統(tǒng)的機械制造大國，但其裝備水平落后，特別是一些老的機械制造廠大多還是比較舊的機床，遠遠不能滿足加工的要求。針對目前制造業(yè)的技術(shù) 裝備現(xiàn)狀，對傳統(tǒng)機械制造業(yè)裝備進行改造，解決機械制造業(yè)中的一些技術(shù)問題，用現(xiàn)代先進技術(shù)對舊的設(shè)備進行改造和提升，是我國制造業(yè)的發(fā)展方向。本課題是針對 CA6140 普通廢舊車床進行數(shù)控化改造，其現(xiàn)實意義在于如何尋找一種可行的、有推 廣價值的設(shè)備改造方法，對傳統(tǒng)機械制造行業(yè)的技術(shù)裝備進行技術(shù)提升 .以解決目前設(shè)備老化所帶來的問題。 本課題研究過程中，首先對目前工廠所使用的常規(guī)數(shù)控機床進行了全面的調(diào)查和分析。用戶普遍反應，數(shù)控設(shè)備的限位保護功能有些欠缺，容易發(fā)生超程等故 障現(xiàn)象另一方面，數(shù)控車床大多承擔多品種、單件小批量生產(chǎn)的加工任務，如果對每一個零件都去進行編程、輸入、調(diào)試等工作，顯得非常煩瑣，用戶提出能不能找到一種方法，簡化這一手續(xù)，以提高其生產(chǎn)效率。 根據(jù)數(shù)控車床所承擔加工任務的特點，其加工的零件類型大多分為軸類、套類、盤類等，依據(jù)成組工藝技術(shù)的原理，我們提出首先編寫各類零件成組工藝，依據(jù)成組工藝，編寫數(shù)控程序，將數(shù)控加工程序編號存入 CP機中的方法，完成對零件的快速程序編制，提高生產(chǎn)效率。通過這種方法，可以變小批生產(chǎn)為“ 大”批生產(chǎn)， 可以有效的提高生產(chǎn)效率，同時降低對操作人員的要求 課題完成了對 CA6140 普通廢舊車床的數(shù)控化改造，運行狀況良好，實際應用表明各項性能指標達到了設(shè)計改造要求。提高了生產(chǎn)效率。 4 緒論 ................................................................................................................................. 5 1普通車床數(shù)控改造 .......................................................................................................... 1 2機械結(jié)構(gòu)的改造 .............................................................................................................. 1 主要任務確定 ......................................................................................................................................1 主傳動系統(tǒng)的改造 ..............................................................................................................................2 進給傳動系統(tǒng)的改造 ..........................................................................................................................2 （一） .絲杠 ...........................................................................................................................................2 （二） .縱向進給系統(tǒng)改造 ...................................................................................................................2 （三） .橫向進給系統(tǒng)改造 ...................................................................................................................3 刀架的改造 ..........................................................................................................................................3 坐標系的建立 X、 Z 軸的限位和參考返回電路 ..............................................................................4 3數(shù)控系統(tǒng)配置 ................................................................................................................. 5 4數(shù)控車床電氣控制電路的分析 .......................................................................................... 7 強電控制電路 ......................................................................................................................................7 數(shù)控車床電氣控制電路分析 ............................................................................................