【正文】 10%)/50Hz 單相。這其中反轉(zhuǎn)時間的長短就是由參數(shù) P5 控制。0：CW（正傳脈沖） ，CCW（反轉(zhuǎn)脈沖） 。按下機床上的按鈕；3. 選擇鍵進入手動操作狀態(tài)；4. 以手動方式慢速移動刀架，反向離開限位開關(guān)，然后接通機床限位信號（放開關(guān)）至此，系統(tǒng)已恢復(fù)正常操作。數(shù)控機床的精度與其使用的伺服系統(tǒng)類型有關(guān)。反應(yīng)速度的快慢直接影響系統(tǒng)的性能的好壞。 傳動方面改造設(shè)計為了適應(yīng)各種不同材料的加工及各種不同加工方法，要求改造后的 C6132 機床的主傳動系統(tǒng)要有較寬的轉(zhuǎn)速范圍及相應(yīng)的輸出力矩。該機床的運動采用分離式傳動，即變速箱與床頭箱相分離，采用皮帶輪聯(lián)系，變速箱實現(xiàn)四級變速，床頭箱實現(xiàn)四級變速，主運動傳動系統(tǒng)的動力源是籠型異步電動機，即 Y 系列電動機，其額定功率為 8 千瓦，滿載轉(zhuǎn)速為 1450 轉(zhuǎn)/分；變速系統(tǒng)采用 2 個滑移齒輪和2 級變速。m = N*106cm絲杠 1cm 長度上導(dǎo)程變形總誤差 ΔL 總 ΔL 總=100/L0*ΔL=100/**10 6μm/m= 3 級精度絲杠允許的螺距誤差為 15μm/m，因此剛度足夠. 3．伺服電動機的選擇 ①負載傳動慣量的計算 JF=J1+J2+W/g(180δ/πθ) 2式中 JF折算到電動機軸上的轉(zhuǎn)動慣量(kg 18k考慮顛覆力矩影響的系數(shù),k=。m= Ncm 2)J2絲杠的轉(zhuǎn)動慣量(kg②效率計算根據(jù)《機械原理》的公式，絲杠螺母副的傳動效率 η 為 η=tanγ/tan(γ+δ) 式中 γ螺紋的螺旋升角，該絲杠為 2176。主軸脈沖發(fā)生器的引出軸與車床主軸按1：1 無間隙柔性連接傳動，連接后應(yīng)保證兩者有很好的同步性。常用的防護裝置有：密封圈和防護罩。（2）滾珠絲杠的循環(huán)方式常用的循環(huán)方式有兩種：滾珠在滾動過程中有時與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán)；始終與絲杠保持接觸的稱為內(nèi)循環(huán)。滾珠絲杠螺母副中是滾動摩擦，它有以下特點：（1）摩擦損失小，傳動效率高，可達 90％～96％（2）采用雙螺母預(yù)緊后，可以很好的消除間隙，提高了傳動剛度。臥式車床的進給絲杠都是滑動絲杠，即絲杠與螺母之間的滑動摩擦。在通常情況下，用伺服電動機作執(zhí)行元件的數(shù)控系統(tǒng)中不需進行 A/D 或 D/A 轉(zhuǎn)換，且可以采用較為簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)進行工作。在該機床中采用液壓尾座快換刀架和機床外對刀裝置。 對于橫向進給機構(gòu)，保留原手動于調(diào)刀，原支承結(jié)構(gòu)也保留。我國從改革開放以來，加快了數(shù)控機床技術(shù)的引進，促使我國機床數(shù)控技術(shù)的普及和發(fā)展。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。從第一臺數(shù)控機床問世至今，世界上主要工業(yè)化國家的數(shù)控機床進入了批量生產(chǎn)。（5）數(shù)控改造周期短，可滿足生產(chǎn)急需。我們對 C6140 進行了數(shù)控改造，效果良好。硬件方面控制系統(tǒng)的硬件配置是，基本系統(tǒng)包括單片機 AT89C5鎖存器、EPROM 和RAM 存儲器。為了確保進給系統(tǒng)的定位精度，快速響應(yīng)特性和穩(wěn)定性要求，所以，機械傳動裝置必須具有高剛度、無傳動間隙、低摩擦、高靈敏度、長壽命等要求。首先要保證機床的定位精度，而脈沖當(dāng)量直接影響到機床的定位精度。其工作原理圖如圖 3—1 所示： 234圖 3—1 滾珠絲杠螺母機構(gòu)工作原理圖1－絲杠 2－反向器 3－滾珠 4－螺母 滾珠絲杠螺母副是在絲杠和螺母之間放入適當(dāng)數(shù)量的滾珠，靠滾珠的滾動將絲杠的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為螺母的直線運動。（5）給與適當(dāng)預(yù)緊，可消除絲杠和螺母的螺紋間隙，反向時就可以消除空程死區(qū)，定位精度高，剛性好。為了提高螺母支撐的軸向剛度，選擇適當(dāng)?shù)臐L動軸承及其支承方式是十分重要的。在遠離操作者一端，用一個聯(lián)接軸和一根聯(lián)接短軸把滾珠絲杠與減速箱輸出軸聯(lián)接起來。則 P c=4**= 切削功率應(yīng)按在各種加工情況下經(jīng)常遇到的最大切削力（或扭矩）和最大切削速度（或轉(zhuǎn)速）來計算，即Pc=Fzυ10 3/60或 P c=Tn/9550式中 F Z—主切削力（N） υ—切削速度（m/min） T—切削轉(zhuǎn)矩（N/tan(2176。cm2總慣量 JF=++ kgm ③步進電動機的最高工作頻率 fmax=1000υmax/(60δ)=1000*2/(60*)Hz=根據(jù)機械力學(xué)與機械設(shè)計上冊的公式,絲杠的最小處直徑 d≥{(32T*180)/ π 2 G[θ]} 1/4式中 d絲杠最小直徑G剪切彈性模型 80~84GPa 取 G=82GPa[θ]絲杠許用扭角 176。則 η=tan2176。cm2 =m式中 F 0 預(yù)加載荷，一般為最大軸向載荷的 1/3，即 Fp/3.則 T=Tamax+Tf+T 0 =(++) N它與車床主軸同步運行，發(fā)生主軸轉(zhuǎn)角位的變化，輸入到數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)部，由系統(tǒng)通過軟件控制，以保證主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，螺紋車刀也同步進給一個螺紋導(dǎo)程，并保證螺紋加工中分幾次加工時不發(fā)生亂扣，即每次螺紋加工時進刀位置保持一致。② 置精度要高使用數(shù)控機床主要是為了解決：1）保證加工質(zhì)量的穩(wěn)定性，一致性，減少廢品率：2）解決復(fù)雜曲面零件的加工問題：3）解決復(fù)雜零件的加工精度問題，縮短制造周期等．為了滿足這些要求，關(guān)鍵之一是保證數(shù)控機床的定位精度和加工精度，數(shù)控機床在加工免除了操作者的人為誤差，他是按規(guī)定的程序自動進行加工，不可能應(yīng)付事先沒有預(yù)料到的情況．就是說，數(shù)控機床不能像普通機床那樣，可隨時用手動操作來調(diào)整和補償各種因素對加工精度的影響．因此，要求定位精度和輪廓切削精度能達到數(shù)控機床要求的指標(biāo)。轉(zhuǎn)速的大小由指令控制。其開環(huán)伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖 3—10 所示： 圖 3—10 開環(huán)伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 24 進給系統(tǒng)機械傳動部分改造C6140 車床的進給系統(tǒng)機械傳動部分改造主要有三點要求、傳動精度、系統(tǒng)的穩(wěn)定性能和動態(tài)響應(yīng)特性。7﹑6﹑5自動刀架工位數(shù)。P3 是機床參考點坐標(biāo)值。與 P5 相似應(yīng)根據(jù)實際的機床主軸情況來設(shè)置。在 NIM9702 系統(tǒng)中設(shè)置了一個主接地點，系統(tǒng)中的電器零部件都接在此主接地點上。 通訊接口P2：9 芯 D 型插座，用于數(shù)控系統(tǒng)與上位機進行數(shù)據(jù)交換。應(yīng)根據(jù)所采用的步進電機的特性來確定這個參數(shù)，以獲得最佳效果。1：主軸采用 S1～S2 換檔調(diào)速。 （具體的設(shè)計計算見第二章《縱橫向進給系統(tǒng)的設(shè)計計算》 ） 。⑥ 測速發(fā)電機及反饋電路 測速發(fā)電機實際是小型發(fā)電機，發(fā)電機兩端的電壓值和發(fā)電 23機的轉(zhuǎn)速成正比，因此，可將轉(zhuǎn)速的變化量轉(zhuǎn)變成電壓的變化量。這種可是動力源盡量靠近機床的執(zhí)行機構(gòu)，使傳動裝置機械部分的結(jié)構(gòu)簡化，系統(tǒng)剛性增加，傳動精度提高。車床的主軸轉(zhuǎn)速必須小于主軸脈沖發(fā)生器的最高允許轉(zhuǎn)速，以免損壞脈沖發(fā)生器。 主傳動系統(tǒng)的設(shè)計 主傳動系統(tǒng)的改造 為了適應(yīng)不同的加工要求，目前主傳動系統(tǒng)的改造大致分為二類：（1）二級以上變速的主傳動系統(tǒng)變速裝置多采用齒輪變速機構(gòu)。m =FpL0/ES式中 E彈性模量，對鋼 E=*106N/cm2。fh硬度系數(shù),HRC 為 60 時, f h為 1。m) Tf克服摩擦所需的轉(zhuǎn)矩(N S=π/4* 2= “+”用于拉伸時，“”用于壓縮時。L壽命(以 106轉(zhuǎn)為單位 1,如 則為 150 萬轉(zhuǎn)).壽命 L 可按下式計算 L=60nT/106 式中 n滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速 r/min。消除齒輪間隙的方法很多，用調(diào)整中心距的方法是最簡單的一種。常用的制動方法有超越離合器、電磁離合器或者使用具有制動裝置的伺服電動機。（1）滾珠絲杠副的軸向間隙調(diào)整常用的雙螺母絲杠消除間隙方法有：墊片調(diào)隙式，螺紋調(diào)隙式，齒差調(diào)隙式。 （3）減小運動慣量，傳動元件的慣量對伺服機構(gòu)的起動和制動特性都有影向，尤其是處于運轉(zhuǎn)的零件，其慣性的影響更大。數(shù)控機床的進給分為快速進給和切削進給，快速進給速度遠遠大于切削進給的速度。（5）穩(wěn)定性好，壽命長穩(wěn)定性是進給伺服系統(tǒng)能夠正常工作最基本的條件，在低速進給情況下不產(chǎn)生爬行，并能夠適應(yīng)外加系統(tǒng)的變化而不發(fā)生共振，采取適當(dāng)?shù)臐櫥绞胶头雷o措施延長其壽命。在其縱橫向均采用步進電機 7減速齒輪 滾珠絲杠螺母副 溜板的傳動方式，刀架更換為四刀位回轉(zhuǎn)刀架。該機床適用于加工形狀復(fù)雜，中小批量的零件。（5）數(shù)控改造的周期短，可滿足生產(chǎn)急需。（1）數(shù)控機床價格昂貴，一次性投資大，對中小型企業(yè)是心有余而力不足。如以下幾個方面的說明： 機床改造的必要性數(shù)控機床可以較好地解決形狀復(fù)雜、精密、小批量和多變零件的加工問題,能夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率,但是應(yīng)用數(shù)控機床還受到其他條件的限制。（4）數(shù)控改造費用低，可充分利用原有機床設(shè)備。在該機床中采用液壓尾座快換刀架和機床外對刀裝置。圖 2—1 機床的操作模式圖根據(jù)設(shè)計任務(wù)，系統(tǒng)采用輪廓控制形式，控制系統(tǒng)硬件由微機控制部分、鍵盤及顯示器、I/O 接口及光電隔離器、步進電機、功率放大器等組成。（4）阻尼適當(dāng)一方面，阻尼可降低進給伺服系統(tǒng)的快速響應(yīng)性，另一方面，阻尼有增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此，傳動機構(gòu)的阻尼要選擇適當(dāng)。這兩條曲線是選用伺服電動機的重要依據(jù)。 （2）提高傳動精度和剛度，消除傳動間隙．進給傳動系統(tǒng)的傳動精度和剛度，主要取決于絲杠螺母副及其支撐機構(gòu)的剛度．傳動間隙主要采源于傳動齒輪副、蝸輪副、聯(lián)軸 11副、絲杠螺母副及其支撐部件之間，應(yīng)施加于今力和采取間隙的結(jié)構(gòu)措施。在機床上的安裝支撐方式有：一端裝推力球軸承，另一端裝向心球軸承；兩端裝推力軸承；兩端裝推力軸承及向心球軸承。滾珠絲杠副的傳動效率很高，但不能自鎖，用在垂直傳動和水平放置的高速大慣量傳動中，必須有制動裝置。這是因為同一聯(lián)軸套上分布的錐銷孔都由同一方向加工時，往往會引起軸心線的直線度誤差增大，從而使安裝在傳動絲杠上各零件間的同軸度誤差增大，產(chǎn)生傳動附加載荷，影響絲杠副的傳動性能。HRC60 時, f h 1。 S滾珠絲杠截面積（按絲杠螺紋底經(jīng)確定 d=）。m因數(shù)控機床對動態(tài)性能要求較高，確定電動機最大靜轉(zhuǎn)矩時因滿足快速空載起動時所需轉(zhuǎn)矩 T 的要求 T=Tamax+Tf+T0 17式中 Tamax空載快速起動時所需的轉(zhuǎn)矩(N有沖擊的運轉(zhuǎn) fw取 ～。)= ③ 剛度驗算 滾珠絲杠工作時受軸向力和扭矩的作用，它將引起導(dǎo)程 L 發(fā)生變化，因滾珠絲杠受扭時引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略不計，因此，工作負載引起的導(dǎo)程變化量ΔL（cm） ΔL=177。m 如不考慮起動時運動部件慣性的影響，則起動轉(zhuǎn)矩 Tq= TF(～)取安全系數(shù)為 ，則 Tq=/md≥[(32**10 3 *180)/(*82*103 **103)] 1/4 =根據(jù)計算綜合考慮，查表選用 AC20030 型步進電動機。采用柔性連接，在實現(xiàn)角位移傳遞的同時，有能吸收車床主軸的部分振動，從而使得車床主軸脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，傳遞信號準(zhǔn)確。 ④ 低速大轉(zhuǎn)矩；根據(jù)書空機床的加工特點夕大都在低速進行重切削，即在低速時進給驅(qū)動要有大的轉(zhuǎn)矩輸出。⑤ 位置檢測元件及反饋電路 位置檢測元件有直線感應(yīng)同步器，位置檢測元件檢測的位移信號是由反饋電路轉(zhuǎn)變成計算機能識別反饋信號送入計算機，山計算機進行比較后送出差值信號。 進給系統(tǒng)的傳動該機床的縱向和橫向進給系統(tǒng)各由相應(yīng)的步進電動機經(jīng)齒輪變速箱帶動絲杠螺母副傳動，控制各步進電動機則可實現(xiàn)縱橫向進給，參考脈沖當(dāng)量 毫米/脈沖及公式脈沖當(dāng)量=θ/360IT 及步距角 θ=360/Zmk 則可選擇步進電動機的型號、參數(shù)、齒輪的傳動比及主要尺寸和滾珠絲杠的各項參數(shù)。0：主