【正文】 脈沖式 45模擬式 41/42000部件110部件220部件330部件201300部件211310部件221540部件233240部件243150表66 PMC 系統(tǒng)參數(shù)參數(shù)名值備注開關(guān)量輸入總組數(shù)46開關(guān)量輸出總組數(shù)38輸入模塊0 部件號21外部輸入開關(guān)量組數(shù)30輸入模塊1 部件號20編程鍵盤與機床操作面板輸入開關(guān)量組數(shù)16輸入模塊N 部件號1N=27組數(shù)0輸出模塊0部件號21外部輸出開關(guān)量組數(shù)28輸出模塊1部件號22主軸D/A 對應數(shù)字量組數(shù)2輸出模塊2部件號20輸出到編程鍵盤與機床操作面板開關(guān)量組數(shù)8輸出模塊N部件號1N=37組數(shù)0手持單元0部件號24 外部狀態(tài)檢查開關(guān)量輸入輸出狀態(tài)的顯示通過查看PLC 狀態(tài)用戶可以檢查機床輸入輸出開關(guān)量信號的狀態(tài)（X、Z） 另外用戶還通過查看PLC 編程用的中間繼電器（R 繼電器不是指控制柜中的實際繼電器）的狀態(tài)信息調(diào)試PLC程序。(負載0～100%)。 軟件操作界面HNC21T的軟件操作界面如圖52所示：圖52 HNC21T的軟件操作界面其界面由如下幾個部分組成：1) 圖形顯示窗口 2) 菜單命令條 3) 運行程序索引 標準化的字母數(shù)字式鍵盤的大部分鍵具有上檔鍵功能，當“UPPER”鍵有效時，指示燈亮，輸入的是上檔鍵。采用國際標準G代碼編程，與各種流行的CAD/CAM自動編程系統(tǒng)兼容。3）再加上縱向和橫向進給聯(lián)動的功能，數(shù)控改裝后的車床就可以加工出各種形狀復雜的回轉(zhuǎn)零件，并能實現(xiàn)多工序自動車削。表41　刀架的參數(shù)刀架型號配車床型號刀位數(shù)電機功率電機轉(zhuǎn)速夾緊力上刀體尺寸下刀體尺寸LDB4CA6140CA6140490W140012000N166166mm192192mm（2）刀架指標如表42表42　刀架指標刀架型號配車床型號重復定位精度工作可靠性換刀時間90度180度270度LDB4CA6140CA6140≤＞60000次 電動刀架的安裝（1)電動刀架實物圖和安裝尺寸圖如圖43所示圖43 電動刀架實物圖和安裝尺寸圖（2）刀架尺寸如下表43所示：表43　刀架尺寸H1328 mmB 230 mmH2140 mmB1115 mmH380 mmA90 mmH420 mmL1379 mm(3)電動刀架的安裝步驟1）拆下原手動刀架； 2）在小拖板上鉆四個安裝孔，并攻絲； 3）手動抬起電動刀架，將刀架安裝在小拖板上； 4）安裝后，試用MDI功能換刀，觀察三相電源有無接反。由于蝸桿副具有自鎖功能，所以刀架可穩(wěn)定地工作。時，上蓋圓盤直槽的另一端轉(zhuǎn)到圓柱銷的正上方，由于彈簧的作用，圓柱銷落入直槽內(nèi)，于是上蓋圓盤就通過圓柱銷使得上刀體轉(zhuǎn)動起來（此時端面齒已完全脫開）。 導軌當機床加工精度要求不是很高,一般不作導軌改造調(diào)整改造,可大為降低改造成本。則 ＝[+(+2300)]N= N 當機床以線速度V=,進給量f=,車削直徑D=80mm的外圓時，絲杠的轉(zhuǎn)速mm/min=則 萬轉(zhuǎn)=根據(jù)工作負載、壽命G，取=12, =1，計算出滾珠絲杠副承受的最大動負荷N=（3)效率計算根據(jù)機械原理，絲杠螺母副的傳動效率為 (公式311） 式中 ——螺紋的螺旋升角，該絲杠為4176。壽命G可按下式計算：G= （公式39）式中 n——滾珠絲的轉(zhuǎn)速 T——使用壽命時間（h），數(shù)控機床T取15000h。m) n——主軸轉(zhuǎn)速()設按最大切削速度來計算,取,則主切削力FZ==N=由《機械設計手冊》可知，在外圓車削時FX=FZ ,取 FX==（2)滾珠絲杠設計計算滾珠絲杠副已經(jīng)標準化，因此，滾珠絲杠副有設計歸結(jié)為滾珠絲杠副型號的選擇。33’鋼球直徑(㎜)滾道法面半徑偏心距螺紋升角4176。伺服電機一般采都安在床鞍的后部,靠近操作都一端 ，布置一根支承短軸通過一個聯(lián)軸套與滾珠絲桿連接起來。(3) 效率計算根據(jù)機械原理，絲杠螺母副的傳動效率為 （公式35）式中 ——螺紋的螺旋升角，該絲杠為 Φ——摩擦角，Φ約等于10′則 =（4）剛度驗算滾珠絲杠工作時受軸向力和扭轉(zhuǎn)的作用，將引起基本導程的變化，因滾珠絲杠受扭時引起的導程變化量很小，可忽略不計，故工作負載引起的導程變化量為 （公式36）式中 E——彈性模量，對于鋼，E= S——滾珠絲杠截面積（按絲杠螺紋底徑確定d，若d=），則 S==其中，“+”用于拉伸，“”用于壓縮時則 = =cm絲杠1m長度上導程變形誤差為==14因3級精度絲杠允許的螺距誤差為15，故此絲杠的精度足夠。K——考慮顛覆力的矩影響的系數(shù)，k=。 （公式32）式中 FP——工作負載（N），指數(shù)控機床工作時實際作用在滾珠絲杠上的軸向力； ——運轉(zhuǎn)系數(shù)，～,～。如上圖32（1）已知條件：工作臺重量W=2300N，加速時間常數(shù)t=25s，滾珠絲杠基本導程L0=6mm,快速進給速度v=98m/《機床設計手冊》可知,切削功率PC=PηK （公式31）式中 P——電動機功率，查機床說明書，P=4kw； η——主傳動系統(tǒng)總效率，～,η=。7’鋼球直徑(㎜)滾道法面半徑偏心距螺紋升角3176。由于拆除了進給箱，可在原安裝進給箱處布置伺服電機的減速齒輪，也可在滾珠絲杠的左端設計一個專用軸承支承座，而在素剛托架處布置伺服電機，機床改造常采用后一種布置方案。根據(jù)實際需要，在這里我選用海德ISC58150021增量編碼器。在主傳動軸上安裝一個脈沖發(fā)生器，這樣既保留了機床原有的功能，又降低了改造工作量，本次改造主軸電動機不做任何改動。(5)整體調(diào)試整機聯(lián)接調(diào)試。數(shù)控機床的強電控制部分設計中要特別注意的是，數(shù)控系統(tǒng)各接口信號的特點和形式要相配，并且在設計過程中應盡量簡化強電控制線路。1）對刀架部分的改造，通過將原機床的手動轉(zhuǎn)位刀架替換成自動轉(zhuǎn)位刀架來實現(xiàn)換刀切削,自動轉(zhuǎn)位刀架最常見的形式是螺旋型四工位刀架,由數(shù)控系統(tǒng)直接控制,效率高,工藝性能可靠。2）進給傳動系統(tǒng)為保證進給伺服系統(tǒng)的傳動精度、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性和機床加工精度,取消原機床的滑動絲桿螺母副,選用摩擦小、傳動效率高的滾珠絲桿螺母副,并應用預緊機構(gòu),以提高傳動剛度和消除間隙。同時，為提高傳動剛度和消除間隙，采用預加負載的滾動導軌和滾珠絲杠副機構(gòu)。根據(jù)CA6140車床有關(guān)數(shù)據(jù)改造內(nèi)容如下：(1)機械部分精度恢復和機械傳動部分的改進。第2章 改造總體方案 CA6140車床介紹 CA6140車床組成圖CA6140車床的基本組成如圖21所示：圖21 CA6140車床外形圖 1主軸箱 2刀架 3尾座 4床身 5右床腿 6溜板箱 7左床腿 8進給箱車床的參數(shù)普通CA6140車床的主要參數(shù)如表21所示：表21 床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑（mm）400刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑（mm）220最大工件長度（mm）750/1000/1500主軸內(nèi)孔（通孔）直徑（mm）52主軸孔前端錐度莫氏6號刀架縱向的快速移動速度（mm）≥刀架橫向的快速移動速度（mm）≥床身導軌長度（mm）340主軸轉(zhuǎn)速的范圍（r/min）9～1600電動機功率（kw） CA6140改造參數(shù)CA6140數(shù)控化改造后應達到的參數(shù)如表22最大加工直徑：在床面上400mm在橫刀架以上210mm最大加工長度：1000mm快進速度：最大切削進給速度：溜板及刀架重力：縱向800N橫向600N主電機功率：控制坐標數(shù)：2最小指令值（脈沖當量）進給傳動鏈間隙補償量 數(shù)控化改造要求和內(nèi)容改造要求車床6140主要用于對中小型軸類、盤類及螺紋零件的加工，加工這些零件工藝上要求機床應該滿足以下要求：(1)能夠控制主軸正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)不同切削速度的主軸變速；(2)刀架能夠?qū)崿F(xiàn)縱向和橫向的進給運動，并具有在換刀點自動改變四個刀位完成選擇刀具的功能；(3)加工螺紋時，應保證主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架移動一個加工螺紋的螺距或?qū)С獭?3)提高生產(chǎn)效率。一般大型機床改造只需花新機床購置費的1/3。（4）有利于數(shù)控化市場的擴大訂購新的數(shù)控機床的交貨周期一般較長,往往不能滿足用戶的需要,而改造的數(shù)控機床能夠適應市場對產(chǎn)品多樣化和高精度的要求。這樣會大大的加大企業(yè)的支出，對企業(yè)的收入也是有所影響的。故，據(jù)上述問題普通車床即將面臨淘汰，因此，普通車床的改造勢在必行。2)車床電氣元件老化，連接線不穩(wěn)固。企業(yè)要在激烈的市場競爭中獲得生存、求得發(fā)展,就必須在最短的時間內(nèi)以優(yōu)異的質(zhì)量、低廉的成本,制造出合乎市場需要的、性能合適的產(chǎn)品,而產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣,制造周期的快慢,生產(chǎn)成本的高低,又往往受工廠現(xiàn)有加工設備的直接影響。 本設計共包含以下主要內(nèi)容，即改造總體方案，機械部分改造、輔助裝置、數(shù)控部分、機床的安裝與調(diào)試。而把普通機床改裝成數(shù)控機床不失為一條投資少，提升產(chǎn)品加工精度及質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率的捷徑，使企業(yè)提升競爭力，在我國成為世界制造中心及制造強國的進程中占有一席之地。關(guān)鍵詞： 車床 數(shù)控化 改造 目 錄第1章 前言 1 問題提出 1 普通車床數(shù)控化改造的好處 1 機床數(shù)控化改造的意義 2第2章 改造總體方案 3 CA6140車床介紹 3 CA6140車床組成圖 3 CA6140改造參數(shù) 4 數(shù)控化改造要求和內(nèi)容 4第3章 機械部分改造 7 主傳動系統(tǒng) 7 7 主軸脈沖發(fā)生器 7 進給傳動系統(tǒng) 7 縱向進給的改造與計算 7 橫向進給的改造與計算 11 導軌 16第4章