【正文】 軸采用 0～5V 模擬電壓調(diào)速。P4 是系統(tǒng)點位速度。P1：9 芯 D 型插座，接收來自于與主軸連接的光電編碼器反饋于數(shù)控系統(tǒng)的信號，該信號主要由于車削螺紋加工。此點與機床的主接地點相連時，應(yīng)選用足夠粗的電纜使對地阻抗盡可能的小。參數(shù)值范圍為 ～ 秒。它同 P2 一樣擁有兩個軸的數(shù)值設(shè)置，可以進行設(shè)置。000111 對應(yīng)所用刀架的工位數(shù)(18)。為確保改造后的車床進給系統(tǒng)的傳動精度，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)響應(yīng)特性。若要實現(xiàn)恒速控制功能，驅(qū)動電路應(yīng)能接收速度反饋信號，將反饋信號與微機的輸入信號進行比較，將差值信號作為控制信號，使電動機保持恒轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。為此，在位置控制要求高的定位精度，如 l 甚至 。主軸脈沖發(fā)生器的安裝如圖所示。m=cm2JI=800/(182*)*(180*(*))2=1639?！?76。cm 2 =30 kg4439。m） n—主軸轉(zhuǎn)速（r/min）設(shè)按最大切削速度來計算，取 υ=100m/min則 F z =60 Pc 103/υ=60**10 3/100N=查《機床設(shè)計手冊》，在一般外圓車削時 Fx=(～)F Z FX=(～)F Z取 F x==*= Fy==*=縱向滾珠絲杠設(shè)計計算滾珠絲杠副已經(jīng)標準化，因此，滾珠絲杠副的設(shè)計歸結(jié)為滾珠絲杠副型號的選擇。滾珠螺母直接固定在中滑板上。常用的支承方式有以下幾種：1） 一端裝上推力軸承 這種安裝方式的承載能力小，軸向剛度低，僅適用于短絲杠，如數(shù)控機床的調(diào)整環(huán)節(jié)或升降環(huán)節(jié)或數(shù)控銑床的垂直坐標系。（6）運動不平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，傳動進度高。由于絲杠和螺母之間為滾動摩擦，所以滾珠絲杠螺母副的摩擦小，轉(zhuǎn)動銷路和轉(zhuǎn)動精度都遠遠高于滑動絲杠螺母副。脈沖當量越小，機床的定位精度越高，但機床的快速進給速度就越小。對數(shù)控機床進給系統(tǒng)機械部分的要求有以下幾點：（1）高的傳動精度和定位精度數(shù)控機床的進給傳動裝置的傳動精度和定位精度對零件的加工精度起著關(guān)鍵性作用，其中應(yīng)采取的措施是通過在進給系統(tǒng)中加入減速齒輪，以減小脈沖當量，預(yù)緊傳動滾珠絲杠，齒輪，蝸輪傳動件的間隙方法。并行接口 8255 用作連接開關(guān)量的輸入輸出和對伺服電機進行控制。 62 C6140型普通車床數(shù)控化改造方案的設(shè)計與確定 總體方案設(shè)計設(shè)計任務(wù)：利用單片機控制技術(shù)對 C6140 型車床的橫向系統(tǒng)進行控制。所有這些目的都是圍繞一點，即提高機床的性能價格比，用較少的價格得到較高的機床性能。機床的數(shù)控化程度在不斷地提高。要較好地解決上述問題，應(yīng)走普通機床的數(shù)控化改造之路，從美國、日本等工業(yè)化國家的經(jīng)驗看，機床地數(shù)控化改造必不可少，數(shù)控機床占有很大比例。機床的數(shù)控化率在不斷的提高到 1998 年，日本生產(chǎn)機床的數(shù)控率達到 70%。 總體方案的確定C6140 車床改造總體設(shè)計方案的內(nèi)容包括：系統(tǒng)運動方式的確定，伺服系統(tǒng)的選擇，執(zhí)行機構(gòu)及傳動方式的確定、數(shù)控系統(tǒng)的選擇等內(nèi)容，應(yīng)仔細考慮各種高性能、自動化等要求，也要考慮被改造機床的具備條件，是技術(shù)的先進性與經(jīng)濟性的合理性交好的統(tǒng)一。并具有螺紋和錐螺紋等自動循環(huán)機能。/zmk 伺服電動機的選用伺服電動機是一種用脈沖信號控制的電動機，在動載能力及動態(tài)特性范圍內(nèi)電動機的角位移與控制脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與控制脈沖頻率成反比。 絲杠螺母副 滾珠絲杠副傳動部件滾珠絲杠副是在具有螺旋槽的絲杠和螺旋母之間裝有滾珠，是 螺旋傳動機構(gòu)的一種，其作用是將旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動。當絲杠旋轉(zhuǎn)時，滾珠在軌道內(nèi)既有自轉(zhuǎn)又沿軌道循環(huán)轉(zhuǎn)動，迫使螺母(或絲杠)軸向移動。這種調(diào)整方式具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、調(diào)整方便的優(yōu)點，但調(diào)整預(yù)緊量不能控制。絲杠預(yù)緊后，軸向間隙減小，當硬質(zhì)灰或切削等污物落入螺紋軌道內(nèi)，就會妨礙滾珠的運轉(zhuǎn)，并加快磨損，因此必須有防護裝置。選擇合適以后，在決定被改造設(shè)備的其它相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)和尺寸。f`導軌上的摩擦系數(shù),f`=～ 取 f`=.則 Fp=［*+*（+800）］N=當機床以線速度 υ=100m/min,進給量為 f=,車削直徑為 D=80mm 的外圓時絲杠的轉(zhuǎn)速 n=υf10 3/(πDL 0)=100**103/(*82*6)r/min=則 L=60nT/10 6=60**15000/106萬轉(zhuǎn)= 萬轉(zhuǎn)根據(jù)工作負載 Fp﹑壽命 L,計算出滾珠絲杠副承受的最大動載荷,取 fw=,fh=1 FQ=L1/3fwfhFP=**= 16由 F0查滾珠絲杠的產(chǎn)品樣本和《機床設(shè)計手冊》,杠的產(chǎn)品樣本,選擇滾珠絲杠的直徑為 32mm,型號為 N40063,其額定動載荷是 16672N 其強度足夠用。cm 2)J1聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動慣量 (m Tf= Wf`L0*103/(2πη 0)=800**6*103/(2π*) NW移動部件的重量(800N)。*(* 10 6*)cm=177。m)當工作臺快速移動時，電動機的轉(zhuǎn)速 n=nmaxυ maxi/L0=(2022/4)r/min=500r/min 由動力學知，Tamax=JFε式中 ε角加速度，計算公式為ε=πn/30t Tamax=JFε=*10 4*(*500)/(30*) N圖 3—7 齒輪一級變速主傳動系統(tǒng)圖 主運動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖的設(shè)計鑒于設(shè)計任務(wù)，在主運動傳動連中，基本借鑒原機床傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)。這種裝置也可與數(shù)控裝置的收發(fā)信號電路相配合，實現(xiàn)其自動夾緊、松開，提高加工過程的自動化程度。為了滿足快速響應(yīng)的要求，即隨時控制信號的變化，電動機應(yīng)能在較短時間內(nèi)完成必須的動作。③ 按輸出被控制量的性質(zhì)分類 可分為位置伺服系統(tǒng)、速度伺服系統(tǒng)。此時，應(yīng)按如下步驟進行處理：1. 先從當前操作狀態(tài)返回主屏（按鍵） ；2. 斷開機床限位信號。1步進電機驅(qū)動接口方式。CNC 換刀過程是首先控制刀架正轉(zhuǎn)，當?shù)段恍盘杹淼綍r，再控制刀架反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)一段時間后再檢查反靠到位信號。交流電源為 220V(177。電源從機床強電柜引出時應(yīng)加隔離變壓器，其功率≥150VA。這一參數(shù)應(yīng)根據(jù)刀架實際換刀速度來確定。1：DIR（方向信號） ，CP（進給脈沖） 。注意：用手動方式移動坐標軸時，移動方向是退出限位開關(guān)方向。步進電動機開環(huán)伺服系統(tǒng)的定位精度是 ～；對精度要求高的大型數(shù)控設(shè)備，通常采用交流或直流，閉環(huán)或半閉環(huán)伺服系統(tǒng)． 進給系統(tǒng)的改造 進給伺服系統(tǒng)C6140 型數(shù)控車床傳動部分改造，拆除原有機床的坐標軸的機械傳動機構(gòu)，步進電動機經(jīng)齒輪或齒形結(jié)構(gòu)、減速驅(qū)動絲杠帶動刀架縱向和橫向進給采用減速機構(gòu)來可達到所需要的脈沖當量，還可滿足結(jié)構(gòu)要求和增大扭矩，在步進電動機的力矩足夠大，且結(jié)構(gòu)許可的情況下，減小轉(zhuǎn)動慣量，減少產(chǎn)生定位誤差的環(huán)節(jié)。因此，要求電動機必須具有較小的轉(zhuǎn)動慣量和大的制動轉(zhuǎn)矩，盡可能小的機電時間常數(shù)和啟動電壓。此外，由于主軸部件將直接裝夾刀具對工件進行切削，因而對加工質(zhì)量及刀具壽命有很大的影響。 主軸的變速反轉(zhuǎn)和制動床頭箱主要由主軸部件和背輪機構(gòu)組成。m Tf= Wf`L0*103/(2πη 0)=300**4*103/(2π*) Ncm 2)J1聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動慣量 (f`導軌上的摩擦系數(shù),f`=～ 取 f`=.則 Fp=［*+*（+300）］N=當機床以線速度 υ=100m/min,進給量為 f=,車削直徑為 D=80mm 的外圓時絲杠的轉(zhuǎn)速 n=υf10 3/(πDL 0)=100**10 3/(*80*6)r/min=則 L=60nT/10 6=60**15000/106萬轉(zhuǎn)= 萬轉(zhuǎn)根據(jù)工作負載 Fp﹑壽命 L,計算出滾珠絲杠副承受的最大動載荷,取 fw=,fh=1 FQ=L1/3fwfhFP=**=由 F0查滾珠絲杠的產(chǎn)品樣本和《機床設(shè)計手冊》,杠的產(chǎn)品樣本,選擇滾珠絲杠的直徑為 32mm,型號為 N3204LH3,其額定動載荷是 6766N 其強度足夠用。m T0= F0L0*103/(2πη 0)=*6*103/(2π* )Ncm 2)對材料為鋼的圓柱形零件，其轉(zhuǎn)動慣量可按下式計算： J=*104D4L式中 D圓柱零件的直徑(cm)。4439。安裝中要注意主軸脈沖發(fā)生器是玻璃器件，不能隨意敲打碰撞。防護罩的形式有錐形套管，伸縮套管和折疊式的塑料或人造革防護罩等。內(nèi)循環(huán)如圖 3—2 所示： 121234圖 3—2 滾珠的內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)圖1－絲杠 2－反向器 3－螺母 4－滾珠外循環(huán)如圖 3—3 所示： 5678圖 3—3 滾珠的外循環(huán)結(jié)構(gòu)圖1－絲杠 2－螺母 3－螺母座 4－圓螺母 5－圓螺母 6－墊圈 7－方鍵 8－滾珠（3）滾珠絲杠副的選用目前我國滾珠絲杠螺母副的精度標準為四級：普通級 A 、標準級 B、精密度級 J 和超精度級 C。（3）摩擦阻力小，動摩擦力之差極小，能保證運動平穩(wěn)，易產(chǎn)生低速現(xiàn)象，磨損小，壽命長，精度保持性好。因此滑動絲杠螺母副的摩擦大、轉(zhuǎn)動效率低。因此，在數(shù)控的進給系統(tǒng)中廣泛采用。該機床適用于加工形狀復(fù)雜，中小批量的零件。和縱向進給一樣步進電機與縱向滾珠絲杠間任何需一級齒輪減速，絲杠螺母與橫向施板任用一螺母座連接。各大企業(yè)不斷購進數(shù)控機床擴大再生產(chǎn)和替換陳舊設(shè)備，數(shù)控機床在企業(yè)中再不是鳳毛麟角，而是不斷提高普及率。 數(shù)控改造的優(yōu)點（1）易對現(xiàn)有的機床實現(xiàn)自動化，而且專業(yè)性強，沒有多余功能。生產(chǎn)需要促使了數(shù)控機床的產(chǎn)生，隨著電子技術(shù)，特別是計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床也迅速地發(fā)展起來。（4）數(shù)控改造費用低，可充分利用原有機床設(shè)備。但其價格昂貴，一次性投入大，往往使企業(yè)心有余而力不足，我國作為機床大國，數(shù)控化的道路漫長，走改革之路為上策。絲杠外加防塵罩，溜板箱上安裝急停按鈕，以適應(yīng)意外情況的急停。主要參數(shù)機械部分：工件最大回轉(zhuǎn)直徑在床面上 320 毫米；在床鞍上 175 毫米；工件最大長度 750 毫米；主軸孔徑 35 毫米；主軸前端孔錐度：莫氏 5 號；主軸轉(zhuǎn)速范圍（18 級）19~2022 轉(zhuǎn)/分；刀架縱進給量和螺紋的螺距范圍 ~ 毫米；刀架橫進給量范圍 ~ 毫米；刀架縱向與橫向進給的脈沖當量 毫米；刀架快速移動速度： 米/分 米/分；數(shù)控部分：數(shù)控部分坐標數(shù)：2；插補運算原理：逐點比較法； 數(shù)控機床的改造要求與伺服電機的選用 數(shù)控機床的改造要求 在數(shù)控機床的進給系統(tǒng)機械部分改造設(shè)計中，機械傳動是數(shù)控機床進給系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是將伺服電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為執(zhí)行部件的直線運動和回轉(zhuǎn)運動。因此，在選用伺服電動機時，需要考慮各方面的因素。若要求機床精度和被加工工件精度較高的情況應(yīng)將原機床的滑動絲杠螺母副改換成滾珠絲杠螺母副。（4）運動速度受一定的限制，傳動速度過高時，滾珠在其回路管道內(nèi)易產(chǎn)生卡現(xiàn)象。因此螺母座的孔與螺母之間必須有良好的配合，保證孔與端面的垂直度，螺母座應(yīng)增添鋼筋，加大螺母座和機床結(jié)合面的接觸面積，來提高螺母座的局部剛度。利用車床原橫向進給絲杠的滑動軸套作為徑向支承，并對原支承處進行適當改裝，布置一對推力球軸承，以實現(xiàn)軸向支承。 縱向進給系統(tǒng)的設(shè)計　已知條件：工作臺重量：W=80kgf=800N加速時間常數(shù)：t=25 ms滾珠絲杠基本導程：L 0=6 mm快速進給速度：υ max=2m/min切削力計算 由《機床設(shè)計手冊》可知，切削功率 Pc=Pηκ 式中 P—電動機功率（kW），C6132 型車床 P=4kW； 15η—主傳動系統(tǒng)總效率，一般為 ～，取 η=；κ—進給系統(tǒng)功率系數(shù)，取 κ=。4439。cm2JI=800/(182*)*(180*(*))2=m=；δ摩擦角，δ 約等于 1039。 L零件軸向長度(cm).所以 J2=*10 4**100 kgm = N 主軸脈沖發(fā)生器的安裝方式改造后的數(shù)控車床要實現(xiàn)螺紋加工，還需要配置主軸脈沖發(fā)生器作為車床主軸信號的反饋元件。（1）伺服系統(tǒng)的選擇以及數(shù)控機床對伺服驅(qū)動系統(tǒng)的要求數(shù)控機床的性能在很大的程度上取決于伺服驅(qū)動系統(tǒng)的性能，對伺服驅(qū)動系統(tǒng)的主要要求如下：① 進給調(diào)速范圍要寬調(diào)速范圍 Rn 是指機床要求伺服電動機提供的最高轉(zhuǎn)速 Nmax 和最低轉(zhuǎn)速 Nmin 之比，即Rn=Nmax／Nm