【正文】 輔助裝置 16 刀架的改造與安裝 16第5章 數(shù)控部分 20 數(shù)控系統(tǒng)的選擇 21 數(shù)控系統(tǒng)的介紹 21 操作面板 21 軟件操作界面 21 系統(tǒng)參數(shù) 22 伺服驅動 23 伺服電機 25第6章 機床的安裝與調試 26 數(shù)控系統(tǒng)的調試 26 參數(shù)設置 26 外部狀態(tài)檢查 29 伺服電機安裝調試 30 接通伺服電源 31 連接機床調試 32 參數(shù)的設置與系統(tǒng)的調試 34 其他參數(shù)設置及傳動鏈注意事項 35 電氣PLC的調試 35 安裝調試的注意事項 36元器件清單 37結論 39參考文獻 40致謝 41第1章 前言 問題提出數(shù)控車床作為機電液氣一體化的典型產(chǎn)品，是現(xiàn)代機械制造業(yè)中不可缺少的加工設備，在機械制造業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，能解決機械制造中結構復雜、精密、批量小、零件多變的加工問題，且產(chǎn)品加工質量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較高。所以，針對普通車床6140存在以下幾個問題：1）車床整體太破舊，機床磨損嚴重，加工精度達不到要求。而，普通車床實現(xiàn)一人操作多臺機床，不能自動化控制。它投資較數(shù)控低，但對工人的操作技能要求較高，因此工人工資水平高。要花費大量的資金,而替換下的機床又會閑置起來造成巨大浪費,若采用數(shù)控技術對舊機床加以改造和購買機床相比,則可省50%以上的資金,一套經(jīng)濟型數(shù)控裝置的價格僅為全功能裝置的1/3到1/5。機床數(shù)控改造同購置新機床相比一般可節(jié)省60%左右的費用，大型及特殊設備尤為明顯。因為機床各基礎件經(jīng)過長期時效，幾乎不會產(chǎn)生應力變形而影響精度。并且可以不用或少用工裝，不僅節(jié)約了費用而且可以縮短生產(chǎn)準備周期。因此，在考慮機床的數(shù)控化改造具體方案時，所遵循的原則是在滿足需要的前提下，對原有車床盡可能減少改動，以降低改成本。為實現(xiàn)機床所要求的分辨率，采用伺服電機齒輪減速再傳動絲杠，為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副以及滾動導軌。如果要自動改變切削速度，可采用交流變頻調速，這樣改造成本較高，本次改造主傳動系統(tǒng)不做任何改動。如冷卻系統(tǒng)、排屑裝置（采用原有的冷卻和排屑裝置）、自動換刀裝置、傳動機構等。(3)電氣部分在這里我使用電控柜裝置，在進行機床數(shù)控化改造時，原機床的電器控制部分一般只能報廢，重新按數(shù)控化改造要求進行設計制作。在這里我采用HNC21T數(shù)控裝置2) 伺服驅動伺服驅動系統(tǒng)用于控制X和Y軸的伺服電機的轉速，從而控制進給兩，達到高精度的加工零件，這里我們采用和華中數(shù)控系統(tǒng)匹配的驅動器HSV160B和GK6系列交流永磁伺服電機。第3章 機械部分改造 主傳動系統(tǒng)主軸電機采用車床原有的三相異步電動機。數(shù)控系統(tǒng)按照所需加工的螺距進行計算處理,從而控制機床縱向橫向伺服電機運轉,實現(xiàn)加工螺紋的目的。伺服電機的布置，可放在絲杠的任一端。圖32 縱向進給傳動示意圖4—推力球軸承 10—徑向滑動軸承 3—左端軸承座 5—左接拉桿 9—聯(lián)軸套 7—滾珠絲杠螺母副 8—螺母座 11—絲杠托架 12—伺服電機（1）滾珠絲杠縱向進給滾珠絲杠的相關參數(shù)如下表32：表32 縱向進給滾珠絲杠的相關參數(shù)名稱符號公式公稱直徑38導程6接觸角3176。在左端設計一個專用軸承支承座，而在絲杠托架處布置伺服電機和減速齒輪。計算作用在絲杠上的最大動負荷首先根據(jù)切削力和運動部件的重量引起的進給抗力，計算出絲杠的軸向載荷，再根據(jù)要求的壽命值計算出絲杠副應能承受的最大動載荷。工作負載的數(shù)值可用《機床設計手冊》中進給牽引力的實驗公式計算，對于三角或綜合導軌 （公式34）式中 FX、FZ——切削分力；W——移動部件的重力（800N）。例如參照某廠滾珠絲杠的產(chǎn)品樣本，選擇滾珠絲杠的直徑為38mm，型號為其額定動載荷是20500N，強度足夠用。 橫向進給的改造與計算橫向進給的改造橫向滾珠絲杠也采用三點式支承形式。圖33 橫向進給傳動示意圖1伺服電機 2支承架 7聯(lián)軸套 5滾珠絲杠螺母副 6螺母座 8支承短軸（1）滾珠絲杠橫向進給滾珠絲杠的相關參數(shù)如下表33：表33 橫向進給滾珠絲杠的相關參數(shù)名稱符號公式公稱直徑25導程4接觸角4176。 k——進給系統(tǒng)功率系數(shù)，取k=.則 PC =PηK ==切削功率應按在各種加工情況下經(jīng)常遇到的最大切削力(或轉矩)和最大切削轉速(或轉速)來計算,即PC=或PC=式中 FZ——主切削力（N） ν——切削速度() T——切削轉矩(N ——硬度系數(shù)，為60HRC時， 為1；為60HRC時，１； G——壽命（以　轉為單位１，）。 ——導軌上的摩擦因數(shù)，f,=～,取f,＝。定位后，配鉆四個螺釘孔，并攻螺紋； （3）車削一根手輪軸，代替原絲杠手輪軸，用于與滾珠絲杠連接； （4）車削兩個連接套，用于絲杠連接電機旋轉和手輪軸； （5）銑去大拖板上與螺母發(fā)生干涉的部位； （6）利用車床主軸和尾座將螺母安裝到絲杠上，在利用鎖緊螺母進行預緊，消除間隙； （7）總裝后，用墊片調整螺母上下位置，使其傳動平穩(wěn)。電動刀架的工作原理需要換刀時，控制系統(tǒng)發(fā)出刀架轉位信號，三相異步電機正向旋轉，通過蝸桿副帶動螺桿正向轉動，與螺桿配合的上刀體逐漸抬起上刀體與下刀體之間的端面齒慢慢脫開：與此同時，上蓋圓盤也隨著螺桿正向轉動（上蓋圓盤1通過圓柱銷與螺桿連接），當轉過約270176。在此期間，上、下刀體的端面齒逐漸嚙合，實現(xiàn)精定位，經(jīng)過設定的延時時間后，刀架電動機停轉，整個換刀過程結束。我們根據(jù)上述描述的換刀動作過程，做了如下動作流程圖如圖42圖42 電動刀架動作流程圖電動刀架的相關參數(shù)（1）經(jīng)查國標刀架參數(shù)，我選擇了下列表格（表41）中的刀架。由于加工過程中的切削參數(shù)、切削次序和刀具都會按程序自動進行調節(jié)和更換。 數(shù)控系統(tǒng)的介紹 操作面板 華中“世紀星”HNC21T是一基于嵌入式工業(yè)PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)，配備高性能32位微處理器、內裝式PLC及彩色LCD顯示器。3）NC鍵盤 NC鍵盤包括精簡型MDI鍵盤和F1~F10十個功能鍵。機床控制面板用于直接控制機床的動作或加工過程。驅動器的示意圖如53所示： 圖53 HSV106B驅動器 HSV160B驅動器的相關參數(shù)如表52：表52輸入電源三相AC220V （15～+10% 50/60Hz） 使用環(huán)境溫度工作：0～55℃ 存貯：20℃～80℃濕度濕度 小于 90%（無結露）振動小于 ()，10～60Hz（非連續(xù)運行）控制方法位置控制 速度控制 內部速度控制運行 JOG運行再生制動內置 外接 制動電阻連接與選用特性速度頻率響應300Hz或更高速度波動率＜177。關于登奇GK6023交流永磁伺服電機參數(shù)如下表61所示：表61型號登奇GK60238AF31額定功率（kW）額定電壓220（V）轉速范圍01500r/min縱向伺服電機900r/min橫向伺服電機1200r/min控制伺服電動機的工作連接圖，如圖65所示：圖 65 工作步驟方框圖伺服電機與系統(tǒng)的連接伺服電機驅動裝置與華中HNC21世紀星數(shù)控裝置是通過XS30～XS33脈沖接口控制伺服電機驅動器裝置，在這里采用伺服電機（登奇GK6023）、驅動器（HSV160B）與數(shù)控系統(tǒng)（HNC21T）連接。圖63 PLC 功能子菜單與狀態(tài)選擇子菜單圖64 伺服電機安裝調試伺服電動機伺服電動機的連接如圖65所示：伺服電機圖 65 工作步驟方框圖伺服電機與絲桿的連接使用彈性聯(lián)軸器如圖66所示圖66彈性聯(lián)軸器特點：緩沖吸振，可補償較大的軸向位移，微量的徑向位移和角位移。（2） 參考點擋塊應有一定的長度建議有效行程在30 毫米以上否則在回參考點速度較快時有可能沖過參考點檔塊；參考點檔塊與相鄰的超程限位檔塊應該有一定的重疊即保證相鄰的超程限位檔塊壓下超程限位開關時參考點檔塊仍未松開參考點開關以避免機床的坐標軸參考點開關恰好停在相鄰的參考點檔塊和超程限位檔塊之間時系統(tǒng)回參考點時因為壓下限位開關而不能正確回參考點如圖67所示。硬件配置參數(shù)設置見表610。系統(tǒng)的調試在線路和電源檢查無誤后，進行通電試運行，以手動或手搖脈沖發(fā)生器方式發(fā)送脈沖，控制電動機慢速轉動和正、反轉，在沒有堵轉等異常情況下，逐漸提高電動機轉速。 電氣PLC的調試電源電壓調試為保證人身和設備安全，必須首先確定各種電源電壓是否正常，如進線電源、DC24V、伺服變壓器副邊電壓等。CNC啟動后，LED出現(xiàn)顯示。當開關被擋鐵壓上后，CNC復位并進行緊?；芈贰Ｔ跈C床回參考點的動作中，經(jīng)常需要軟件限位和硬件限位結合使用。主軸電動機控制接口為主軸串行輸出（與模擬輸出相對，串行輸出中輸出到主軸的命令值數(shù)字數(shù)據(jù)）。主軸采用高低兩檔齒輪變速，高速檔主軸與主軸電動機之間齒輪傳動比為1：1；低速檔主軸與主軸電動機之間齒輪傳動比1：。主軸完成信號檢測水平；P4077：準停偏移量（如果定向停止位置不準，將會損壞換刀裝置，可通過該參數(shù)對主軸定向位置進行精調） 安裝調試的注意事項 主軸脈沖發(fā)生器的安裝脈沖發(fā)生器可直接安裝在主軸的后方,與主軸同軸安裝這種安裝方式結構簡單，缺點是安裝后不能加工穿出車床主軸孔的零件。 主軸脈沖發(fā)生器的傳動連接方式 主軸脈沖發(fā)生器從動連接方面分為剛性和柔性連接。圖631所示；采用柔性連接，在實現(xiàn)角位移傳動的同時，又能吸收車床主軸的部分振動， 從而實使主軸脈沖發(fā)生器轉動平穩(wěn)、傳遞信號準確。與此同時，也改善了工人的勞動條件，利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化。北京：機械工業(yè)出版社；2002北京：兵器工業(yè)出版社；1999北京：國防工業(yè)出版社；2002濟南：山東科學技術出版社，2002北京：機械工業(yè)出版社，200410. 姜德希編北京：中國電力出版社，1997致謝本此畢業(yè)設計從任務的下發(fā)，到開題報告的完成及后來的總體方案確定，都得到了指導老師韓老師的細心指導，兩個多月的時間，在韓老師的督促和幫助下，終于基本完成，在此，向*老師以及在這個過程中幫助過我的同學表示衷心的感謝。畢業(yè)設計（論文）任務書設計（論文）題目： CA6140普通車床的數(shù)控化改造 1．設計（論文）的主要任務及目標(1) 采用數(shù)控裝置和伺服裝置，對CA6140車床進行數(shù)控化改造。3．主要參考文獻[1] 熊光華主編北京：化學工業(yè)出版社；2003 [3] 白恩遠主