【正文】 資金上還是技術(shù)力量上都是難以實現(xiàn)的。計算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用，為人類提供了實現(xiàn)機(jī)械加工工藝過程自動化的理想手段。 數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比，其主要有以下的優(yōu)點： (1) 適應(yīng)性強(qiáng)，適合加工單件或小批量的復(fù)雜工件；在數(shù)控機(jī)床上改變加工工件時，只需重新編制新工件的加工程序，就能實現(xiàn)新工件加工。(9) 數(shù)控裝置，是數(shù)控機(jī)床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機(jī)等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運算以及實現(xiàn)各種控制功能。(11)輔助裝置，指數(shù)控機(jī)床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。 數(shù)控機(jī)床已成為我國市場需求的主流產(chǎn)品，需求量逐年激增。但機(jī)床的素質(zhì)差，性能落后，單臺機(jī)床的平均產(chǎn)值只有先進(jìn)工業(yè)國家的1/10左右，差距太大，急待改造。許多工廠一面購置數(shù)控機(jī)床一面利用數(shù)控、數(shù)顯、PC技術(shù)改造普通機(jī)床，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。可以預(yù)料，今后，機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造將迅速發(fā)展和普及。X軸：橫向電機(jī)→減速箱（或聯(lián)軸器）→橫向滾珠絲杠→橫滑板，橫向按數(shù)控指令獲得不同的走刀量。滾珠絲杠副有以下一些特點：摩擦損失小，傳動效率高，～；若使用的絲杠螺母預(yù)緊后，可以完全消除間隙，提高傳動剛度；摩擦阻力小，幾乎與運動速度無關(guān)，動靜摩擦力之差極小，能保證運動平穩(wěn)，不易產(chǎn)生低速爬行現(xiàn)象；磨損小、壽命長、精度保持性好。由于雙螺母不僅裝配、預(yù)緊調(diào)整等比單螺母方便，而且其傳動剛性比單螺母也好，所以只要結(jié)構(gòu)和機(jī)床空間滿足要求，在普通機(jī)床數(shù)控化改造中多選內(nèi)循環(huán)式雙螺母結(jié)構(gòu)。絲杠副軸承常見的布置形式根據(jù)不同的需要可以分為以下幾種，如圖1。這種安裝方式多在絲杠較長，轉(zhuǎn)速較高的場合，在受力較大時還得增加角接觸球軸承得數(shù)量，轉(zhuǎn)速不高時多用更經(jīng)濟(jì)的推力球軸承代替角接觸球軸承。 (2）機(jī)床導(dǎo)軌 　　普通車床導(dǎo)軌大多采用的是滑動導(dǎo)軌，其動、靜摩擦系數(shù)大，在使用一段時間后都會有不同程度的磨損，對機(jī)床傳動精度和其保持性帶來很大的影響。無論是采用齒輪還是同步帶論來傳動，其傳動間隙的消除是比較關(guān)鍵的。普通車床在數(shù)控化改造時大部分情況下保留原主軸箱，不做改動或少做改動。我們通常在主軸末端或掛輪架處增裝一光電編碼器，其轉(zhuǎn)速與主軸轉(zhuǎn)速一致，主軸轉(zhuǎn)一周，光電碼盤轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，通過反饋給系統(tǒng)控制進(jìn)給軸與主軸的同步性，從而加工出理想螺距的螺紋。老式傳統(tǒng)車床刀架多為手動、液壓驅(qū)動或少部分的電動，改造時可以根據(jù)需要對其加以更換。 在對這些機(jī)床改造時一般都要對其潤滑部分進(jìn)行相應(yīng)的改動，采用稀油集中定量、定時供油潤滑的方式，可分為手控潤滑和編程自動潤化兩種，在機(jī)床導(dǎo)軌、絲杠副布置好油路后可根據(jù)需要任選一種。半防護(hù)是在局部防護(hù)的基礎(chǔ)上增加切削的保護(hù)，即增加擋屑裝置。近10年來，～，年產(chǎn)值約為18億元。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。事實證明：用較少的資金，將普通機(jī)床改造升級為數(shù)控機(jī)床，可以為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。通過控制縱、橫進(jìn)給系統(tǒng)，保證改造后的車床具有定位、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、暫停等功能。 改造方案的論證 對于普通機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造，在確定總體設(shè)計方案時，應(yīng)考慮在滿足設(shè)計要求的前提下，對機(jī)床的改動應(yīng)盡可能少，以降低成本。因為開環(huán)控制具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計制造容易、控制精度較好、容易調(diào)試、價格便宜、使用維修方便等優(yōu)點。有了硬件，軟件才能有效地運行。目前，工控機(jī)中應(yīng)用最多的是8031單片機(jī)。 數(shù)控機(jī)床由機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)和外圍技術(shù)三部分組成。 利用數(shù)控系統(tǒng)對輸入的加工程序進(jìn)行運算處理，發(fā)出的進(jìn)給指令通過I/O接口輸出給X軸和Z軸步進(jìn)電機(jī)，經(jīng)齒輪減速后，帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，由螺母帶動刀架直線移動，從而實現(xiàn)縱向和橫向的自動進(jìn)給運動。 數(shù)控系統(tǒng)的選擇 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)(CNC系統(tǒng))是數(shù)控機(jī)床的控制核心，隨著機(jī)床數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，提高了數(shù)控機(jī)床的整體性能，尤其是它的加工精度和生產(chǎn)效率提高得更為顯著，現(xiàn)在，數(shù)控機(jī)床已在機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。為保證機(jī)床長期可靠地運行，數(shù)控系統(tǒng)必須有抵抗惡劣環(huán)境的高可靠運行特性。(2)大規(guī)模及超大規(guī)模的專用集成電路芯片：GSK980TD系統(tǒng)采用了許多由富士通公司制造的高度集成的專用功能芯片。(5)數(shù)字式進(jìn)給伺服和數(shù)字式主軸驅(qū)動：數(shù)字控制、數(shù)據(jù)的串行傳輸大大提高了運行的可靠性。 X軸進(jìn)給伺服控制系統(tǒng)：X軸電機(jī)采用雷賽步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動（如圖32），由雷賽伺服模塊控制，其動力由+V1電源經(jīng)伺服模塊提供，步進(jìn)電機(jī)控制刀架的X（橫向）進(jìn)給與后退（正反轉(zhuǎn)）及進(jìn)給速度與進(jìn)給量指令由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出，它與數(shù)控系統(tǒng)的接口為XS30，若出現(xiàn)故障，則由伺服模塊發(fā)出信號經(jīng)PLC輸入到數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)判斷故障類型在顯示器上報警顯示報警號。 縱向（Z向）進(jìn)給系統(tǒng)的改造 改造思路 所示。因此縱向滾珠絲杠的支承形式為一端固定，一端浮動，三點支承。支架做成可移動的形式方便裝配，絲杠位置調(diào)整好后，由螺釘擰緊。 橫向（X向）進(jìn)給系統(tǒng)的改造 橫向滾珠絲杠也采用一端固定，一端浮動，三點支承的形式，也通過雙螺母螺紋預(yù)緊方式消除絲杠和螺母間的間隙。左端則將原車床的懸空結(jié)構(gòu)改為支承結(jié)構(gòu)，用一個聯(lián)軸套4 和一根連接短軸6 把滾珠絲杠7 與減速器輸出軸3 連接起來，并通過一對圓螺母5 實現(xiàn)對整個絲杠的預(yù)拉伸和鎖緊，以提高其軸向剛度。該刀架可以夾持4把刀，采用鼠牙盤為分度定位，利用步進(jìn)電機(jī)實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)位。 滑動導(dǎo)軌副的改造 對數(shù)控車床來說，導(dǎo)軌除應(yīng)具有普通車床導(dǎo)向精度和工藝性外，還要有良好的耐摩擦、磨損特性，并減少因摩擦阻力而致死區(qū)。四．安全防護(hù) 硬防護(hù)改造效果必須以安全為前提。 軟防護(hù)為了避免刀架縱向或橫向沖出工作臺需對其進(jìn)行超程保護(hù)控制，其控制原理為： 1. 當(dāng)向X軸正向移動時刀架撞到+MSQX1限位開關(guān)電路切斷電源，使其斷電停車；當(dāng)向X軸負(fù)向移動時刀架撞到+MSQX2限位開關(guān)電路切斷電源，使其斷電停車； 2. 當(dāng)向Z軸正向移動時刀架撞到+MSQZ1限位開關(guān)電路切斷電源，使其斷電停車；當(dāng)向Z軸正向移動時刀架撞到+MSQZ2限位開關(guān)電路切斷電源，使其斷電停車。我們的設(shè)計和改造任務(wù)主要包括主運動和進(jìn)給運動的改造設(shè)計，通過改造使其具有數(shù)控機(jī)床的一般特性。在設(shè)計過程中，我們也學(xué)到了很多東西，我們通過查閱大量的資料，把所學(xué)的知識應(yīng)用到設(shè)計中，這樣既溫故了我們在大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識，又培養(yǎng)了我們一種獨立思考問題、解決問題的能力，對今后的工作必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。本論文是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從老師那里，我不僅學(xué)到了許多書本上的知識，同時也學(xué)會了許多做人的道理。而且，老師以他淵博的學(xué)識和前瞻的眼光，為學(xué)生開闊了研究視野，豐富了專業(yè)知識。再一次對所有給予過我關(guān)心和幫助的老師、同學(xué)、和朋友們致以深深的謝意!我相信，我將會以更大的熱情和信心投入到今后的學(xué)習(xí)中去，為了所有曾經(jīng)幫助過我的人們，我將永遠(yuǎn)努力，不斷進(jìn)取！ 26 / 26。我堅信，這一切一切必將對我以后的學(xué)習(xí)、工作和生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在課題的研究期間和論文的撰寫過程中，老師傾注了大量的心血，才使得我能夠順利地完成各項工作，從最初論文的選題到最終斟字酌句的審閱，論文進(jìn)行過程中的每一個環(huán)節(jié)，都傾注著老師辛勞的汗水，凝結(jié)著老師智慧的結(jié)晶。在本篇論文完成之際，回想過去的點點滴滴，我深深的感到畢業(yè)設(shè)計不僅僅是增長了我們的學(xué)識，提高我們的能力，更多的是對我們從事學(xué)習(xí)研究的一種責(zé)任心的培養(yǎng)，是對我們細(xì)心和耐心的考驗。目前機(jī)床數(shù)控化改造的市場在我國還有很大的發(fā)展空間，現(xiàn)在我國機(jī)床數(shù)控化率不到3％。五．總結(jié)進(jìn)過十五天的努力終于完成了對CA6140普車的數(shù)控化改造的設(shè)計。滾珠絲杠副是精密元件，工作時要嚴(yán)防灰塵特別是切削及硬粒進(jìn)入滾道。 普通車床導(dǎo)軌大多采用的是滑動導(dǎo)軌，其動、靜摩擦系數(shù)大，在使用一段時間后都會有不同程度的磨損，對機(jī)床傳動精度和其保持性帶來很大的影響。 主軸傳動系統(tǒng)的改造 為提高機(jī)床自動化程度，實現(xiàn)在