【正文】 ；9） 控制交流變頻器，實(shí)現(xiàn)主軸無(wú)級(jí)變速；10） 控制切削液泵起動(dòng)停止；11） 控制電動(dòng)卡盤的夾緊與松開(kāi)；12） 控制電動(dòng)刀架的自動(dòng)選刀；13） 與PC機(jī)的串行通信。（3） 考慮各部件之間的定位、聯(lián)接和調(diào)整方法。 第五節(jié) 繪制進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配圖在完成滾珠絲杠螺母副和步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算選型后可以著手繪制進(jìn)給伺服系統(tǒng)的機(jī)械裝配圖。（2） 最大工作負(fù)載、最快工進(jìn)速度由式（47）可知，帶需要傳遞的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩，任務(wù)書(shū)給定最快工進(jìn)速度，對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。實(shí)際上，在采用軟件升降頻率時(shí)，起動(dòng)頻率選得很低，通常只有(即)。3）最快空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率校核最快空載移動(dòng)速度，對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率。（4） 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能校核1）最大工進(jìn)速度時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核任務(wù)書(shū)給定縱向最快工進(jìn)速度，脈沖當(dāng)量，由式求出電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率。相對(duì)于和很小，可以忽略不計(jì)。為；表示縱向脈沖當(dāng)量，為。1） 快速空載啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩由式，可知包括三部分：快速空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩、移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩、滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩。將上述數(shù)據(jù)代入公式，可得出：滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；床鞍折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；小帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，大帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。（12） 帶的工作能力驗(yàn)算根據(jù)式，計(jì)算同步帶額定功率的精確值：式中 為齒寬系數(shù)：。此處表示取整。則帶的節(jié)線長(zhǎng)度為。（5） 確定小帶輪齒數(shù)和小帶輪節(jié)圓直徑 取，則小帶輪節(jié)圓直徑。（1） 傳動(dòng)比的確定已知電動(dòng)機(jī)的步距角，脈沖當(dāng)量，滾珠絲杠導(dǎo)程，代入式算得傳動(dòng)比（2） 主動(dòng)輪最高轉(zhuǎn)速 由縱向床鞍的最快移動(dòng)速度，得出主動(dòng)輪的最高轉(zhuǎn)速。C6140車床縱向減速箱選用同步帶傳動(dòng)。查表取支承系數(shù)；由絲杠底徑，求得截面積慣性矩；壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)取3（絲杠臥式水平安裝）；滾動(dòng)螺母至軸向固定處的距離取最大值。因?yàn)榻z杠加有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載的，所以實(shí)際變形量可減小一半，取。忽略式中的第二項(xiàng)，算得絲杠在工作載荷作用下產(chǎn)生的變形量。將摩擦角，代入，得傳動(dòng)效率。查表，取載荷系數(shù)，再取硬度系數(shù)，代入式，求得最大動(dòng)載荷。： (1) 工作載荷的計(jì)算已知移動(dòng)部件總重量；車削力。查表得：，；主偏角的修正系數(shù)；刃傾角、前角和刀尖圓弧半徑的修正系數(shù)值均為。（8） 改造后的橫向、縱向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)分別見(jiàn)附圖一和附圖二。（4） 拆除四方刀架與上溜板總成，在橫溜板上方安裝四工位立式刀架。需要注意的是，編碼器的軸頭與安裝軸之間必須采用無(wú)間隙柔性連接，且車床組、主軸的最高轉(zhuǎn)速不允許超過(guò)編碼器的最高許用轉(zhuǎn)速。電源電壓+5V，每轉(zhuǎn)輸出個(gè)A/B脈沖與1個(gè)Z脈沖，信號(hào)為電壓輸出，軸頭直徑，生產(chǎn)廠家為長(zhǎng)春光機(jī)數(shù)顯技術(shù)有限公司。改造后的車床能夠加工的最大螺紋導(dǎo)程是，Z向的進(jìn)給脈沖當(dāng)量是，所以螺紋編碼器每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)輸出的脈沖數(shù)應(yīng)不少于。為了提高加工精度，實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成多道工序，將車床原有的手動(dòng)刀架換成自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，選用常州市宏達(dá)機(jī)床數(shù)控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的LD4BCK6140型四工位立式電動(dòng)刀架。 若要提高車床的自動(dòng)化程度，需要在加工中自動(dòng)變換轉(zhuǎn)速，可用2~4速的多速電動(dòng)機(jī)代替原有的單速主電動(dòng)機(jī)；當(dāng)多速電動(dòng)機(jī)仍不能滿足要求時(shí)，可用交流變頻器來(lái)控制主軸電動(dòng)機(jī)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速（工廠使用情況表明，使用變頻器時(shí)，若工作頻率低于，原來(lái)的電動(dòng)機(jī)可以不更換，但所選變頻器的功率應(yīng)比電動(dòng)機(jī)大）。6． 計(jì)算選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，為了圓整脈沖當(dāng)量，可能需要減速齒輪副，且應(yīng)有消間隙機(jī)構(gòu)。3． 根據(jù)技術(shù)指標(biāo)中的最大加工尺寸、最高控制速度，以及數(shù)控系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性要求，決定選用MCS51系列的8位單片機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)的CPU。1． 普通車床數(shù)控化改造后應(yīng)具有單坐標(biāo)定位，兩坐標(biāo)直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)以及螺紋插補(bǔ)的功能。主要技術(shù)指標(biāo)如下：（1） 床身上最大加工直徑。另外，數(shù)控改造可以充分利用現(xiàn)有地基，不必像購(gòu)入新機(jī)那樣需要重新構(gòu)筑地基，還可以根據(jù)技術(shù)革新的發(fā)展速度，及時(shí)地提高生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平和檔次，將機(jī)床改造成當(dāng)今水平的機(jī)床。其計(jì)算機(jī)有記憶和存儲(chǔ)能力，可以將輸入的程序記憶和存儲(chǔ)下來(lái)，然后按程序規(guī)定的順序自動(dòng)去執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。用這種機(jī)床加工出來(lái)的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、成本高等缺點(diǎn)，因此這些產(chǎn)品在國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)了，這直接影響了企業(yè)的生存和發(fā)展。我們大多數(shù)制造業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工設(shè)備大多數(shù)是傳統(tǒng)機(jī)床，而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機(jī)床。數(shù)控改造相對(duì)于購(gòu)置數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，能充分發(fā)揮設(shè)備的潛力，改造后的機(jī)床比傳統(tǒng)機(jī)床有很多突出優(yōu)點(diǎn)，由于數(shù)控機(jī)床的計(jì)算機(jī)有很高的運(yùn)算能力，可以準(zhǔn)確的計(jì)算出每個(gè)坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)量，加工出較復(fù)雜的曲線和曲面。改造可以精確計(jì)算出機(jī)床的加工能力，另外，由于多年使用，操作者對(duì)機(jī)床的特性早已了解，操作和維修方面培訓(xùn)時(shí)間短，見(jiàn)效快。第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)：CA6140普通車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 任務(wù)將一臺(tái)CA6140普通車床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。第二章 總體方案的確定總體方案應(yīng)考慮車床數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式、進(jìn)給伺服系統(tǒng)的類型、數(shù)控系統(tǒng)CPU的選擇，以及進(jìn)給傳動(dòng)方式和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇等。因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。5． 為了達(dá)到技術(shù)指標(biāo)中的速度和精度要求，縱、橫向的進(jìn)給傳動(dòng)應(yīng)選用摩擦力小、傳動(dòng)效率高的滾珠絲杠螺母副；為了消除傳動(dòng)間隙提高傳動(dòng)剛度，滾珠絲杠的螺母應(yīng)有預(yù)緊機(jī)構(gòu)等。主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止可由數(shù)控系統(tǒng)來(lái)控制。卡盤的夾緊與松開(kāi)由數(shù)控系。數(shù)控車床加工螺紋時(shí)，需要配置主軸脈沖發(fā)生器，作為車床主軸信號(hào)的反饋元件，它與車床主軸同步?；谏鲜鲆?，選擇螺紋編碼器的型號(hào)為：ZLF1200Z05VO15CT。異軸安裝是指將編碼器安裝在床頭箱的的后端，一般盡量裝在與主軸同步旋轉(zhuǎn)的輸出軸，如果找不到同步軸，