【正文】 ） 2340? 900? 1190 主軸的轉(zhuǎn)速 ： 4 6 9 1 16 250、 3 500、 7 9 1350、 200（ r/min） 可完成的功能：直線與圓弧插補、刀具補償、反向間隙補償與螺紋誤差補償、加工軌跡顯示、 RS232C 通訊接口、 〞液晶顯示 伺服系統(tǒng)機械部分設(shè)計計算內(nèi)容包括：選擇脈沖當(dāng)量，計算切削力，滾珠絲杠螺母副的計算和選型，齒輪傳動比的計算，步進電機的計算和選型。最后設(shè)計了車床主控電路原理圖及交流控制電路圖。 R、 S、 T 為變頻器的電源輸入端， U、 V、 W 為輸出控制電機端， STF 和 STR 分別接主軸正反轉(zhuǎn)控制繼電器觸頭 KA1 和 KA2， 2 和 5 分別接主軸模擬量輸出信號 (0~+10V)AO4 和 AGND4，以控制變頻器的輸出電壓頻率。該方式可高速尋找減速開關(guān)，然后低速尋找接近開關(guān)。而 SINUMERIK 802S base line 系統(tǒng)的 PLC 輸入線是高電平輸入有效，由于系統(tǒng)內(nèi)有緩沖電路，可以定義為常開連接 (輸入閉合有效 )或常閉連接 (輸入斷開有效 )，故在每個刀位的霍爾元件輸出端接上一個 “ 上拉電阻 ()” ，輸入定義為常閉連接 (輸入斷開有效 )，這樣一來當(dāng)某一刀位處于工作位置時，該刀位輸出的是低電平，相當(dāng)于 PLC 輸入端沒有高電平輸入而處于斷開狀態(tài)，由于刀架輸入定義為斷開有效，所以該輸入點被激活有效；三個刀位由于不在工作位置其輸出電平處于懸空狀態(tài)，由于上拉電阻的接入，三個刀位的輸出信號至 PLC 的輸入端實際上接入了高電平，同樣由于輸入點定義為常閉連接，是斷開時有效，所以另外三個刀位的 PLC 輸入點沒有被激活有效。 SBI 為 急停按鈕，當(dāng)被按下時，所有 PLC 輸出端口均無信號輸出。 步進及主軸驅(qū)動器與 CNC 控制器的連接 (X7) X7 用于將步進驅(qū)動器及主軸驅(qū)動器同 CNC 控制器相連，電纜分配如表 35 所示。PTP”PLC 實例程序就可以了，所要做的工作只是設(shè)定一下 PLC 機床參數(shù)。 數(shù)字輸入 和輸出所需的 24VDC 用獨立的 24V 直流電源，而不能與 CNC 控制器共用同一個 24VDC 穩(wěn)壓電源。 電柜設(shè)計及電源選用 在設(shè)計電柜時應(yīng)注意以下事項： (l)電柜應(yīng)有冷卻或通風(fēng)裝置，在使用風(fēng)扇時必須在進氣窗口安裝防塵過濾網(wǎng)； (2)電柜中的所有部件必須安裝在無油漆的鍍鋅金屬板上； (3)電柜的防護等級為 IP54； (4)接地應(yīng)遵守國標(biāo) GB/ 一 20xx/IEC6OZO4 一 l： 20xx“ 機械安全機械 電氣設(shè)備第 1 部分：通用技術(shù)條件 ” ； (5)電柜中布線時，交流電源線 (如 85VAC， 220VAC， 380VAC 以及變頻器到主軸電機的電纜 )必須與 24VDC 電纜和信號線電纜分開走線； (6)系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源 24VDC之前需接入隔離變壓器 (控制變壓器 380VAC →220VAC ，JBK3400VA)，如圖 31所示。提供脈沖及方向信號的步進驅(qū)動接口。 為了恢復(fù)導(dǎo)軌的精度，提高機床的防爬行和吸振性能，對機床導(dǎo)軌選用填充聚四氟乙烯軟帶來改造。其機構(gòu)緊湊，具有高速集成于一體的數(shù)控單元、機床操作面板和輸入輸出單元 。元件的誤差。這種系統(tǒng)不需要將所測得的實際位置和速度反饋到輸入端，故稱之為開環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的位移精度主要決定于步進電機的角位移精度，齒輪絲杠等傳動元件的節(jié)距精度，所以系統(tǒng)的位移精度相對較低。 在利用填充聚四氟乙烯軟帶對原車床導(dǎo)軌貼塑的工作中，主要是對粘接工藝的控制。安裝時，拆除車床上的原小拖板，置刀架于中拖板上，卸掉電機風(fēng)罩，逆時針方向轉(zhuǎn)動電機，使刀架轉(zhuǎn)動到 45。 2）周向彈簧調(diào)整法 圖 211是周向彈簧消隙結(jié)構(gòu)。 雙片齒輪錯齒消隙法 圖 211是雙片齒輪錯齒式消除間隙結(jié)構(gòu)。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。滾珠絲杠采用雙螺母螺紋預(yù)緊方本科畢業(yè)設(shè)計 12 式消除絲杠和螺母間的間隙，調(diào)整方便。) 容許 軸間 偏移 mm 外形 A? (mm) 長度 W mm 軸孔徑 d1 mm 軸孔徑 d2 mm L mm 使用 螺絲 20 26 6 8 M3 18 11179。因螺釘前端直接碰觸軸面，有可能引起軸受損，因此我們選用夾鉗型彈性聯(lián)軸器。 圖 23 主軸編碼器安裝實物圖與外形圖 型主軸編碼器 2固定支架 型聯(lián)軸器 4悶頭 5軸 X 圖 24 編碼器安裝圖 主軸編碼器選用長春第一光學(xué)有限公司的 ZXB1型編碼器，如圖 22所示。 數(shù)控車床連續(xù)運 轉(zhuǎn)時所需的變頻器容量 (kVA)計算式如下： MCNMMCNMCNkIIIkUPkPP????? 3103c o s?? 式中 PM—— 負載所要求的電動機的軸輸出功率； η —— 電動機的效率 (通常約 O． 85)； cosφ —— 電動機的功率因素 (通常約O． 75) MU—— 電動機的電壓， 380V； MI—— 電動機工頻電源時的電流，為 15． 4A； k—— 電流波形的修正系數(shù) (PWM方式時取 1． 051． 10)； PCN—— 變頻器的額定容量， kVA； ICN—— 變頻器的額定電流， A； 由以上公式可得：? ?? ?? ?AkIIk V AIkUPk V AkPPMCNMMCNMCN o s33????????????????????? 選擇變頻器時應(yīng)同時滿足以上三個等式的關(guān)系。但在低速切削時，需要預(yù)置較大的 U／ f，在負載較輕的情況下，電動機的磁路常處于飽和狀態(tài)，勵磁電流較大。電動機轉(zhuǎn)速 n 與頻率 f 之間的關(guān)系為： n=。 1X向滾珠絲杠副 2X向電機 3X 向減速器 4尾座 5Z 向減速器 6Z向電機 7支架 8Z 向滾珠絲杠副 9數(shù)控轉(zhuǎn)位刀架 10主軸脈沖編碼器 圖 21 C6132 普通車床數(shù)控化改造示意圖 本科畢業(yè)設(shè)計 8 主傳動系統(tǒng)的改造 主軸無級變速的實現(xiàn) C6132 車床的主軸變速為手動、有級變速 (正轉(zhuǎn) 24級、反轉(zhuǎn) 12 級 )。 本科畢業(yè)設(shè)計 7 第二章 車床總體改造方案設(shè)計 車床總體改造方案設(shè)計 數(shù)控化改造設(shè)計時，在滿足車床總體布局的前提下要盡可能利用原來的零部件，盡量減少 不必要的 改動量。因此，普通機床的數(shù)控化改造不但有存在的必要，而且大有可為，尤其對一些中小型企業(yè)更是如此。 本科畢業(yè)設(shè)計 6 目前我國可供市場的數(shù)控機床有 20xx 多種，覆蓋了超重型機床、高精度機床、特種加工機床、鍛壓機床、前沿高技術(shù)機床等領(lǐng)域，可與日本、德國、意大利、美國并駕齊驅(qū)。從 70 年代開始，數(shù)控技術(shù)在車床、銑床、鉆床、磨床、齒輪加工機床、電加工機床等領(lǐng)域全面展開，數(shù)控加工中心在上海、北京研制成功。國際上的主要數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)國及其廠家 都瞄準(zhǔn)通用個人計算機所具有的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點，自 80 年代末以來競相開本科畢業(yè)設(shè)計 5 發(fā)基于 PC 的 CNC，開展了針對開放式 CNC 的前、后臺標(biāo)準(zhǔn)的研究，基于 PC 的開放式 CNC 大致可分為四類： PC 連接型 CNC、 PC 內(nèi)裝型 NC、 NC 內(nèi)裝型 PC 和純軟件 NC。當(dāng)前國外數(shù)控系統(tǒng)平均無故障工作時間 (MTBF)在 (7~10)? 104 小時以上，整機平均無故障工作時間達 800 小時以上。當(dāng)前，精密加工精度提高了兩個數(shù)量級，超精密加工精度進入納米級 (? m)，主軸回轉(zhuǎn)精度達到 ~? m，加工圓度為 ? m，加工表面粗糙度 Ra 值 等。 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床不斷采用計算機、控制理論等領(lǐng)域的最新技術(shù)成就，它的性能日臻完善，應(yīng)用領(lǐng)域日益擴大。 數(shù)控技術(shù) 的產(chǎn)生、發(fā) 展 和作用 .............................................................................. 3 我國數(shù)控機床發(fā)展的歷史與現(xiàn)狀 .......................................................................... 5 機床數(shù)控化改造 的可行性 ...................................................................................... 6 本章小結(jié) .................................................................................................................. 6 第 2 章 車床總體改造方案設(shè)計 ...........................................................錯誤 !未定義書簽。為此，必須要有高性能的數(shù)控裝置作保證。3~5? m提高到 177。 (2)智能化 智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面，分別如下： ① 為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成； ② 為提高驅(qū)動性能及使用連接方 便方面的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等； ③ 在簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程，智能化的機界面等； ④ 智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容，方便系統(tǒng)的診斷及維修等。并聯(lián)體系結(jié)構(gòu)的新型數(shù)控機床實用化。推動了我國數(shù)控機床穩(wěn)定的發(fā)展，使我國的數(shù)控機床在性能和質(zhì)量上產(chǎn)生了一個質(zhì)的飛躍。并開發(fā)出弧齒錐齒輪數(shù)控加工、三維激光視覺檢測、螺旋槳七軸五聯(lián)動加工和世界獨創(chuàng)的空間曲面插補軟件。國數(shù)控機床占機床生產(chǎn)總值的比例遠遠低于美國、日本等發(fā)達國家。 C6132 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床應(yīng)實現(xiàn)的功能主要有：控制主軸正反轉(zhuǎn)和實現(xiàn)主軸的無級變速以提供不同的切削速度；刀架能實現(xiàn)縱向和橫向的進給運動，并具備在換刀點自動改變四個刀位完成刀具選擇；加工螺紋時，應(yīng)保證主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架移動一個導(dǎo)程。目前實現(xiàn)無級變速主要有兩種方式，其一是采用變頻器驅(qū)動電機的方式； 同時保留原有的主傳動系統(tǒng)和變速操縱機構(gòu)，這樣既保留了車床的原有功能，又減少了改造量； 其二是直接采用伺服電機實現(xiàn)無級變速。 交流異步電動機的轉(zhuǎn)速與電源頻率，電動機磁極對數(shù) nfp以及轉(zhuǎn)差率之間的關(guān)系式為： ? ?sp fn ?? 160 對于 C6132，電動機磁極對數(shù)和轉(zhuǎn)差率是定值 ，因此利用變頻器改變電源頻率 fn即可改變電動機的轉(zhuǎn)速。有反饋矢量控制方式雖然是運行性能最為完善的一種控制方式，但由于需要增加編碼器等轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)，不但增加了費用，而且編碼器的安裝也比較麻煩。其外形如圖 22。剛性連接是指常用的軸套連接。選用的型號為 MC20xx08C，外形如圖 25所示，規(guī)格如表 21所示。如需要完整說明書和 設(shè)計 圖紙等 .請聯(lián)系 扣扣： 九七 一 九二 零八零零 另提供全套機械畢業(yè)設(shè)計下載！ 該論文已經(jīng)通過答辯 縱向進給傳動系統(tǒng)的改造如圖 26 所示。支架 1 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。當(dāng)進給方向改變時，如果齒側(cè)存在間隙會造成進給運動滯后于指令信號，丟失指令脈沖并產(chǎn)生反 向死區(qū)，影響傳動精度和系統(tǒng)穩(wěn)定。每個齒輪的端面均勻分布著四個螺孔，分別裝上凸耳 3和 8。在齒輪 3上開有三個周向圓弧槽，齒輪 2上均布著三個螺紋孔，裝配時在齒輪 3的槽中放置 3個彈簧， 本科畢業(yè)設(shè)計 15 圖 212 周 向彈簧消隙結(jié)構(gòu) 利用齒輪 2上安裝的螺釘頂住彈簧，裝配完成后兩片齒輪在彈簧力作用下錯齒，從而達到消除間隙的目的。 LD4CK6132 型電動刀架技術(shù)參數(shù)見表 22。專用膠可縱向涂布于金屬導(dǎo)軌上，橫向涂布于軟帶上，涂布應(yīng)均勻，膠層不宜過薄或太厚，膠層厚度控制在 — ；軟帶剛粘 貼在金屬導(dǎo)軌上時需前后左右蠕動一下，使其全面接觸，要用手或器具從軟帶長度中心向兩邊擠壓，以趕走氣泡。閉環(huán)進給系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上比開環(huán)進給系統(tǒng)復(fù)雜，成本也高，對環(huán)境室溫要求嚴(yán)。 當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)控 系統(tǒng)的公司廠家比較多，國外著名公司有德國 SIEMENS 公司、日本FANUC 公司；國內(nèi)公司有華中數(shù)控公司、廣州數(shù)控設(shè)備廠、中國珠峰公司、北航機床數(shù)控系統(tǒng)集團公司、南京新方達數(shù)控有限公司、上海開通數(shù)控有限公司、南京清華通用數(shù)控工程有限公司、南京大地數(shù)控有限公司和沈陽高檔數(shù)控國家工程研究中心等。 本科畢業(yè)設(shè)計 18 圖 214 SINUMERIK 802S base line 數(shù)控系統(tǒng)外觀