【正文】 ① 橫向驅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 要實現自動換刀，需拆除原手動刀架，在小托板上安裝數控轉位刀架； ③ 為了使改造后的車床能夠加工螺紋。本課題是針對 CA6140 普通廢舊車床進行數控化改造，其現實意義在于如何尋找一種可行的、有推 廣價值的設備改造方法，對傳統機械制造行業(yè)的技術裝備進行技術提升 .以解決目前設備老化所帶來的問題。通過這種方法，可以變小批生產為“ 大”批生產， 可以有效的提高生產效率，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計改造要求。當前世界已進入知識經濟時代，知識經濟與以往經濟形態(tài)的不同在于對知識，特別是對知識的創(chuàng)新與利用的直接依賴。機械制造業(yè)的生產能力和發(fā)展水平標志著一個國家或地區(qū)國民經濟現代化的程度，而機械制造業(yè)的生產能力主要取決于機械制造裝備的先進程度。而普通機床已不適應多品種、小批量生產要求，數控機床則綜合了數控技術、微電子技術、自動檢測技術等先進技術，最適宜加工小批量、高精度、形狀復雜、 生產周期要求短的零件。傳統機床存在著一些弱點，如剛性不足、抗振性差、熱變形大、滑動面的摩擦阻力大及傳動元件之間存在間隙等，難以勝任數控機床對加工精度、表面質量、生產率以及使用壽命等要求。 2 機械結構的改造 CA6140 普通車床的數控改造涉及三個方面的內容：一是機械傳動鏈的改造；二是電氣控制系統的配置；三是系統參數的調試。 主要任務：拆掉手動刀架，小托板裝上數控刀架；拆掉普通絲杠、光杠進給四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 2 箱、溜板箱，換上滾珠絲杠螺母副；主軸后端增加一個光電編碼器，光電編碼器與車床主軸之間用彈性元件連接，通常采用波紋管聯軸器。每個方向的進給傳動都改由各自獨立的功率步進電動機，經減速齒輪直接與帶動滑板移動的絲杠連接，分別實現個坐標方向的運動，進行各坐標的控制。 ③可預緊 經預緊后可消除軸向間隙。 改造時為滿足數控機床上較高精度零件加工，應用滾珠絲杠螺母副替換原普通機床上的梯形絲杠螺母副 。因此縱向滾珠絲杠的支承形式為一端固定，一端浮動，三點支撐。 （三） .橫向進給系統改造 橫向滾珠絲杠的支承形式為一端固定，一端浮動，三點支撐，實現半閉環(huán)伺服控制系統。螺母通過螺母座直接固定在中拖把上。 機床導軌 為了使改造后的機床有較高的開動率和精度保持性，必須考慮機床導軌的耐磨性。刀架的定位過程如下：系統發(fā)出換刀信號 — 刀架電動機正轉 — 刀架上升四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 4 并轉位 — 刀架到位發(fā)出信號 — 刀架電動機反轉 — 初定位 — 精定位夾緊 — 刀架電動機停轉 — 換刀應答。 坐標系的建立 X、 Z 軸的限位和參考返回 電路 機床坐標系是機床固有的坐標系 它是其它坐標系（如工件坐標系、編程坐標系）的基準 CA6140 車床的坐標原點， M 定在卡盤基座與主軸中心的交點上，數控系統是通過檢測參考點的具體位置來確定機床坐標系的，我們選用兩個接進開關， X 軸方向與 Z 軸方向各安裝一個在床身上，用于建立參考點，當移 動刀架，兩個接近開關都有信號輸出時，刀架的當前位置即為參考點 R，測量 XR 及ZR，并將它們寫入機床數據 34100（參考點位置值），即可在數控系統中建立機床坐標系。限位輸入端采用負邏輯需對系統的相關參數進行修改?，F代數控系統其控制邏輯由邏輯電子線路實現，不會出現以上問題，本次數控改造使用的數控西門子 802D 數控系統，實現負邏輯輸入要軟件，硬件兩方面配合才能實現。當正常情況下 SQ1 是閉合的。 軟件設置 負邏輯需要把邏輯“ 1”改為無效狀態(tài)而邏輯“ 0”為有效狀態(tài)。西門子的 SINUMERIK 802S 數控系統既有此功能。光點耦合器的工作壽命大于 10 萬小時，以每臺機床每天工作 10 小時計，可以保證機床正常工作 20 多年，對機床壽命也不會造成影響。 強電控制電路 （ 1） 控制電路及組成 1）控制電路 ① 交流 380V 電源通過漏電保護總開關 QS和空氣開關 QF1供主軸變頻使 用。 2）電路組成 380V 電源開關 QS后接入各電源回路中，開關 QS 后由四個空氣開關（ QFQF QF QF4） 3個接觸器（ KM KM KM3） 1個 DC24/5A 開關電源， 1個 變壓器等組成。 2） 電源輸出模塊有一個電源鑰匙開關，是為強電的控制回路供電。 （ 2） 數控車床電氣控制電路的分析 1） 主軸電機電氣控制 主軸電動機 M3 是一臺交流變頻電動機，由變頻器驅動，正轉、反轉及速度控制也是由數控系統進行控制。 ② 潤滑泵電動機控制 輸 入信號：來自機床參數設置，導軌潤滑間隔：機床面板導軌潤滑鍵；輸入信號：潤滑控制 ；手動控制 按鈕；自動控制 機床參數設定。自動控制 — 數控指令 T 代碼：數控系統 KM1KM2刀架電機 M3。整個系統的電源配置必須接地并良好，因為接地好壞直接影響到系統的抗干擾性和安全性。 TCI 為 制變壓器，初級為 AC380V，次級為 AC220V。輸入各接口的對應功能如 圖 1— 3所示。 圖 1— 5 驅動配置接線接口 四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 12 6 整機電氣參數調試 準備工作 普通車床數控化改造后，機床不能正常工作，必須通電檢查，對整機系統要進行參數設置和調試。 準備好 ToolBox。 這時就需設置機床數據、軸數據等參數，要通過工具軟件設定電動機參數。如果軸不動，說明參數有問題，應檢查 MD30130— 模擬 給定量輸出到軸控制口， 30200— 主軸有編碼器反饋， 30240— 主軸帶測量系統， 34200— 電動機編碼器參考點零脈沖等參數的設置。 32020— 最大軸速度 G00， 32020— 點動快速，32020— 點動快速， 32260— 電動機額定轉速， 36200— 坐標極限速度。 802D 系統的很多功能都建立在參考點的基礎上。 36100— 軸負向軟限位值， 36110— 軸正向軟限定位值。 坐標軸參數及驅動特性設置 由于 X軸和 Z軸配置基本一致，所不同的是 Z軸電動機帶抱閘，而 X 軸電動機不帶抱閘，下面只講 X 軸參數的主要配置。調試時可利用示波器通過伺服驅動 SIMODRIVE 611U 的測試點，四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 14 監(jiān)控并調整速度跟隨特性。參數 MD36100、 MD361520 為一、二級負軟限位；參數 MD361 MD36130為一、二級正軟限位。背隙補償是補償機械間隙，如反向間隙 。如果在調試過程中，機床廠使用了保護級 2的密碼“ EVEVING” ,則必須進行修改。 （ 3） 進行內部數據保護 數據保護方法 — 按軟件“數據存儲”，內部數據保護完成。 全功能的數控系統雖然功能豐富，但成本高，我國的一般中小型企業(yè)購置困難，但是中小型企業(yè)為了發(fā)展生產，希望對原有的機床進行改造，進行數控化、自動化、以提高生產效率。 企業(yè)應用經濟型數控對設備驚醒改造后，增強了企業(yè)應變能力，為提高企業(yè)競爭能力創(chuàng)造了條件，提高了加工精度和批量生產的能力，提高了設備自身對產品更新換代所需要的應變能力 ，增強了企業(yè)競爭能力。目前我國的經濟型數控系統發(fā)展迅速，研制了幾十種簡易 NC 系統，有力促進了我過數控事業(yè)的發(fā)展。 四川職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 15 結 論 隨著微電子技術的發(fā)展，我國的機床數控化在近十年來有了很大的發(fā)展，而普通機床的數控化改造后在滿足完成同樣的的加工任務前提下，可大大降低技術改造的投資經費，在實際中得到廣泛應用。 (2)保護級復位 為了保護調試時所設定的數據，必須進行內部數據保護，調到保護級 7（最終用戶），否則在進行數據保護時會把保護級 2也一起保護起來。 通過以上參數設置，主軸可以在點動模式下運行。軟限位只有在回參考點之后才生效。位置環(huán)增益參數為 MD32200。坐標軸的運動是由 PLC 控制， PLC 判斷檢測外部信號，如果條件具備，就置位使能， X 坐標軸就可以運行。 主軸參數設置 該機床需要加工螺紋，所以主軸參數配置如下，主軸參數號的含義： 30130— 模擬量輸