【正文】 裝由數(shù)控系統(tǒng)控制的四工位電動(dòng)刀架。每個(gè)齒輪的端面均勻分布著四個(gè)螺孔，分別裝上凸耳3和8。因此決定采用柔性調(diào)整法中的雙片齒輪錯(cuò)齒消隙法。當(dāng)進(jìn)給方向改變時(shí)，如果齒側(cè)存在間隙會(huì)造成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)滯后于指令信號(hào)，丟失指令脈沖并產(chǎn)生反向死區(qū)，影響傳動(dòng)精度和系統(tǒng)穩(wěn)定。右端仍利用原支承橫向進(jìn)給絲杠的滑動(dòng)軸承支座作為徑向支承，并對(duì)原支承處作適當(dāng)改造，布置一對(duì)推力球軸承12，以承受雙向軸向力。支架1做成可移動(dòng)的形式方便裝配，絲杠位置調(diào)整好后，由螺釘擰緊。因此縱向滾珠絲杠的支承形式為一端固定，一端浮動(dòng)，三點(diǎn)支承。1ZXB型主軸編碼器2固定支架3MC型聯(lián)軸器4悶頭5軸X圖22主車由編碼器裝配圖縱向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的改造如圖24所示。為了使改造后的數(shù)控車床能自動(dòng)加工螺紋，須配置主軸脈沖編碼器作為車床主軸位置信號(hào)的反饋元件，其目的是用來檢測(cè)主軸轉(zhuǎn)角的位置，通過主軸→脈沖編碼器→數(shù)控系統(tǒng)→步進(jìn)電機(jī)的信息轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架縱向移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程的車螺紋運(yùn)動(dòng)。結(jié)合脈沖編碼器每轉(zhuǎn)進(jìn)給脈沖數(shù)(即分辨率)對(duì)螺紋加工范圍、機(jī)床配件機(jī)床配件機(jī)床配件機(jī)床配件加工精度和車螺紋時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率及主軸轉(zhuǎn)速的影響，以及加工常見多頭螺紋的需要，脈沖編碼器每轉(zhuǎn)進(jìn)給脈沖數(shù)應(yīng)盡可能取較大值，再結(jié)合環(huán)境特性，最后根據(jù)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速不允許超過主軸機(jī)床配件脈沖發(fā)生器的最高許用轉(zhuǎn)速的原則，普通車床選擇長(zhǎng)春三峰傳感技術(shù)有限公司生產(chǎn)的常規(guī)型實(shí)心軸光電編碼器PIE一1024一(305C編碼器，其分辨率為人二1024P／r。因此，改變電源頻率f即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n。采用方式二需要重新購(gòu)買主軸伺服電機(jī)，另外主軸箱也要做相應(yīng)的改造以安裝伺服電機(jī)。1向滾珠絲杠副向 4尾座5Y向減速器6Z向電機(jī)7支架8X向電機(jī)10主軸脈沖編碼器圖21CA6140普通車床數(shù)控化改造示意圖CA6140車床的主軸變速為手動(dòng)、有級(jí)變速(正轉(zhuǎn)24級(jí)、反轉(zhuǎn)12級(jí))。CA6140型普通車床數(shù)控化改造后主要用于中小型軸類、盤類以及螺紋零件的粗加工或半精加工，這些零件加工工藝要求機(jī)床應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能主要有:（1）控制主軸正反轉(zhuǎn)和實(shí)現(xiàn)主軸的無級(jí)變速以提供不同的切削速度；（2）刀架能實(shí)現(xiàn)縱向和橫向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并具備在換刀點(diǎn)自動(dòng)改變四個(gè)刀位完成刀具選擇；（3）加工螺紋時(shí)，應(yīng)保證主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架移動(dòng)一個(gè)被加工螺紋的螺距(單頭螺紋加工)或?qū)С?多頭螺紋加工)。在電氣改造方面，設(shè)計(jì)了車床主控電路原理圖及數(shù)控系統(tǒng)PLCI/O口接線圖，對(duì)縱橫向步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型也作了詳細(xì)闡述。為使改造后的車床主軸能夠?qū)崿F(xiàn)無級(jí)變速，本次改造采用了變頻器驅(qū)動(dòng)主軸電機(jī)的方式，本文對(duì)主軸變頻器的計(jì)算和選型作了深入研究。、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無人看管加工。、曲面等復(fù)雜的零件。 機(jī)械制造業(yè)在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，具有重要的地位。其中不乏有為改造后投入使用而引進(jìn)的舊機(jī)床和生產(chǎn)線。這一切都為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展起到了巨大的作用。作為制造業(yè)核心的機(jī)床制造業(yè)則是支柱的基石，是任何行業(yè)都不可或缺的。而且替換下來的機(jī)床閑置起來又會(huì)造成浪費(fèi)。我國(guó)目前機(jī)床總量約400萬臺(tái)，其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有20萬臺(tái)。 CA6140車床數(shù)控化改造目錄1引 言 1 機(jī)床數(shù)控改造研究背景 1 2 22車床機(jī)械部分改造方案 2 4 4 5 6 6 7 8 83電氣控制系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì) 9 9 9 9 SINUMERIK 802S base 1ine數(shù)控系統(tǒng)特點(diǎn) 10 114數(shù)控系統(tǒng)各部分單元具體設(shè)計(jì) 13 13 13 14 PLC輸入輸出接口定義 15 16 21 22 23 23 26結(jié) 論 29參考文獻(xiàn) 30摘 要所謂數(shù)字控制機(jī)床是按照含有機(jī)床(刀具)運(yùn)動(dòng)信息程序所指定的順序自動(dòng)執(zhí)行操作。數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平高低及擁有量的多少己成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一。而對(duì)于企業(yè)而言，單純依靠購(gòu)買全新數(shù)控機(jī)床，所需初始投資較大，致使許多企業(yè)，特別是中小型民營(yíng)企業(yè)心有余而力不足。為此，各國(guó)的經(jīng)濟(jì)學(xué)家和企業(yè)家在不斷探索新形勢(shì)下的各種先進(jìn)制造技術(shù)及制造業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略。一方面與世界先進(jìn)機(jī)床制造廠合作，不斷生產(chǎn)出具有世界先進(jìn)水平的各類機(jī)床；另一方面直接購(gòu)進(jìn)了大量的各類機(jī)床。 (2)新進(jìn)的大批二手機(jī)床成為機(jī)床大修及數(shù)控化改造行業(yè)的催化劑自改革開放以來，許多企業(yè)引進(jìn)了一大批國(guó)外淘汰的舊機(jī)床，雖然有一部分尚能滿足使用要求，但是多數(shù)由于缺少經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)、資料及備件等因素，造成雖廉價(jià)購(gòu)進(jìn)但卻不能繼續(xù)發(fā)揮作用而閑置的尷尬局面。根據(jù)國(guó)際該行業(yè)的記載，即使將原機(jī)床的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行徹底改造升級(jí)，也只需花費(fèi)購(gòu)買新機(jī)床60%左右的價(jià)格。 般說來，數(shù)控機(jī)床比傳統(tǒng)機(jī)床有以下突出的優(yōu)越性。減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。根據(jù)數(shù)控化改造后車床所具備的功能，制訂了車床總體改造方案，并繪制了改造后車床總體裝配圖。本文對(duì)粘接工藝的控制作了深入研究。例如，CA6140普通車床橫向絲杠的名義直徑為22cm，改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)，橫向進(jìn)給絲杠直徑可取20cm或25cm，這樣就可以利用原有的床鞍，不致于因滾珠絲杠直徑選得太大，在原來的空間里放不下。車床總體改造如圖21所示。目前實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速主要有兩種方式，其一是采用變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的方式；其二是直接采用伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率f，電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù)p以及轉(zhuǎn)差率s之間的關(guān)系式為:n=60f/px(1s)原電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)p=2，轉(zhuǎn)差率s=，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與頻率f之間的關(guān)系為:N=。為保證電機(jī)的轉(zhuǎn)速,輸出轉(zhuǎn)矩(功率)特性與機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)矩(功率)特性相匹配,根據(jù)無級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則,主軸轉(zhuǎn)速采用四檔無級(jí)CA6140/BQ主軸轉(zhuǎn)速圖變速,所設(shè)計(jì)的CA6140/BQ的主軸轉(zhuǎn)速圖如下圖所示 CA6140/BQ主軸轉(zhuǎn)速圖根據(jù)前面所選擇的車床數(shù)控系統(tǒng)GSK980TA的技術(shù)參數(shù)可知，普通車床普通車床普通車床普通車床主軸應(yīng)加裝1024P／，光電編碼器。 通常在加工螺紋時(shí)，將其安裝上；不使用時(shí)將其斷開，避免不必要的磨損和信號(hào)干擾，以延長(zhǎng)主軸脈沖發(fā)生器的使用壽命。主軸通過主軸箱中58/58和33/33兩級(jí)齒輪(實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比l:1)把動(dòng)力傳遞給掛輪軸X，主軸編碼器1通過支架2固定，并通過聯(lián)軸器3與悶頭4相連，悶頭4通過過盈配合與主軸箱內(nèi)軸X連接，如圖22所示。圖24縱向進(jìn)給系統(tǒng)圖 如圖25所示，滾珠絲杠右端仍利用原有的滑動(dòng)軸承支承座10，通過一對(duì)深溝球軸承7實(shí)現(xiàn)徑向支承，絲杠左端通過一對(duì)圓螺母(圖中未畫出)實(shí)現(xiàn)滾珠絲杠的預(yù)拉伸和鎖緊。7深溝球軸承8消隙齒輪9固定銷10滑動(dòng)軸承支承座11圓螺母12套筒聯(lián)軸器圖25縱向步進(jìn)電機(jī)裝配圖滾珠絲杠3仍女裝在原滑動(dòng)絲杠的空間位置，其螺一母副通過支架l安裝在床鞍的底部，如圖26所示。靠近操作者一端，布置一根支撐短軸11，通過套筒聯(lián)軸器10與滾珠絲杠7連接起來。圖27橫向進(jìn)給系統(tǒng)圖數(shù)控車床在加工過程中，會(huì)經(jīng)常變換移動(dòng)方向。剛性調(diào)整法雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但側(cè)隙調(diào)整后不能自動(dòng)補(bǔ)償，柔性調(diào)整法是調(diào)整后齒側(cè)間隙仍可自動(dòng)補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整法。齒輪1空套在齒輪2上并可作相對(duì)回轉(zhuǎn)。彈簧的拉力使薄片齒輪1和2錯(cuò)位，即兩個(gè)薄齒輪的左、右齒面分別緊貼在厚齒輪齒槽的左、右齒面上，消除了齒側(cè)間隙卿。安裝時(shí)，拆除車床上的原小拖板，置刀架于中拖板上，卸掉電機(jī)風(fēng)罩，逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，使刀架轉(zhuǎn)動(dòng)到45。由數(shù)控系統(tǒng)送出的進(jìn)給指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路控制和功率放大后，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪副與滾珠