【文章內(nèi)容簡介】 210mm 主軸內(nèi)孔直徑 52mm 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 主軸轉(zhuǎn)速 正轉(zhuǎn) 24 級 10～ 1400r/min 反轉(zhuǎn) 12 級 14～ 1580r/min 主電機型號 Y132M4B3 左 主電機功率、轉(zhuǎn)速 ,1450r/min 潤滑冷卻系統(tǒng) 潤滑葉片泵型號 R121 潤滑葉片泵流量 5L/min 冷卻泵型號 AOB25 冷卻泵流量 25L/min 機床輪廓尺寸（長寬高） 2418 1000 1267mm 機床凈重 1990 ㎏ 原機床傳動系統(tǒng) 原機床的傳動系統(tǒng)主要由兩大部分組成。一是主運動傳動鏈，它的功能是把動力源 (電動機 )的運動及動力傳給主軸，使主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)主運動，并 滿足臥式車床主軸變速和換向的要求。二是進給運動傳動鏈，它用來實現(xiàn)刀架的縱向和橫向移動及車螺紋運動，運動及動力是由電動機經(jīng)主軸箱、主軸、進給運動傳動鏈、溜板傳至刀架。 原機床電氣控制 圖 21 CA6140 車床電氣控制線路 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 原機床電氣控制線路圖如圖 21:其中， Ml 為主電機 。M2 為控制冷卻液的冷卻泵 。M3 為控制 溜板橫、縱向移動的快速電機。 主電路分析 三相交流電源通過轉(zhuǎn)換開關 QSl引入，主軸電動機 M1由接觸器 KM1 控制起動，熱繼電器 FR1為主軸電動機 Ml 的過載保護。 冷卻泵電機 M2 由接觸器 KM2控制起動，熱繼電器 FR2 為冷卻泵電機 M2的過載保護。 接觸器 KM3為控制刀架快速移動電機 M3起動用，因快速移動電機 M3是短期工作，故可 不設過載保護。 控制電路分析 控制變壓器 TC 二次側(cè)輸出 110V 電壓，作為控制回路的電源。 (1) 主軸電動機 Ml 的控制。按下起動按鈕開關 SB2，接觸器 KM1 的線圈得電吸合， KM1 主觸頭閉合，主軸電動機 Ml 起動。按下蘑菇形停止按鈕開關 SB1，電動機停轉(zhuǎn)。 (2) 冷卻泵電動機 M2的控制。只能在接觸器 KM1 得電吸合，主軸電動機 Ml 起動后，合上開關 SA，使接觸器 KM2線圈 得電吸合，冷卻泵電動機 M2才能起動。 (3) 刀架快速移動電動機的控制。刀架快速移動電動機 M3 的起動，是由安裝在進給操縱手柄頂端的按鈕開關 SB3 來控制，它與交流接觸器 KM3 組成電動控制環(huán)節(jié)。將操縱手柄扳到所需的方向，壓下按鈕開關 SB2，接觸器 KM3 得電吸合，電動機 M3獲電起動，刀架就 向指定方向快速移動。 照明、信號燈電路分析 控制變壓器二次側(cè)分別輸出 24V和 6V 電壓，作為機床照明燈和信號燈的電源。EL 為機床的低照明燈，由開關 QS2 控制， HL為電源信號燈。 CA6140 普通車床數(shù)控化改造的可行性論 證 機床改造的基本原則是 :把技術可行性和經(jīng)濟合理性有機的結(jié)合起來。所謂機床數(shù)控化改造的可行性論證就是指從技術和經(jīng)濟兩個方面對機床數(shù)控化改造進行論證，判斷進行數(shù)控化改造是 否合理，改造方案是否最佳。 技術可行性的指標之一是技術實用性 。經(jīng)濟合理性就是以最少的投資獲取最大的效益。 技術可行性論證 機床改造的技術可行性論證就是對機床改造在技術上是否能夠保障改造成功以及從改造后維護角度論證。具體的應從機床本身、加工對象、技術性和市場可供性等畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 四方面分析 : 一、機床本身分析 能否進行機床數(shù)控化改造主要取決于機床 本身的條件，如 :機床磨損程度、剛度等以及機床的技術壽命。 1. 機床磨損程度、剛度 我校 CA614O 是 1995 年 5月出廠，主要用來學生實習，沒有批量生產(chǎn)過產(chǎn)品，機床本身機械部分磨損很小，導軌和齒輪等的磨損也不大，根據(jù)改造前對原機床精度檢測，可見原機床綜合精度比較高。機床幾何精度仍等于原新機床的精度，所以原機床從磨損程度上看能夠保證。 普通機床結(jié)構(gòu)上有先天性不足，剛度低、抗振性差、滑動摩擦阻力較大及傳動元件存在間隙等。在后面改造中將有目的改造其中部分結(jié)構(gòu)，以滿足數(shù)控機床最基本的要求。 2. 技術壽命的計算 機 床的技術壽命是指從機床開始使用到因技術落后而被淘汰所經(jīng)歷的時間。隨電子技術和計算機技術的發(fā)展，加速了機電產(chǎn)品的更新?lián)Q代，原機床結(jié)構(gòu)復雜而且自動化程度低，所以只適用于單件、小批量生產(chǎn)及修配車間?，F(xiàn)在數(shù)控機床以其高自動化、高精度化、高速化及高復合化的發(fā)展趨勢，數(shù)控化率逐年提高，大有取代普通機床的趨勢，而且數(shù)控機床的數(shù)控裝置 (CNC)技術壽命一般為 2～ 3年，數(shù)控技術發(fā)展迅猛。故為了改善原機床性能滿足教學和加工要求，對原機床進行數(shù)控化改造，同時也延長了原機床的技術壽命。 二、加工對象分析 機床的加工對象分析主要涉及 被加工對象的幾何參數(shù)及公差要求。零件的幾何形狀決定了所選數(shù)控系統(tǒng)應具備的功能，公差范圍決定了數(shù)控系統(tǒng)的控制精度、脈沖當量。 改造后的數(shù)控車床，主要用來學生實習，其加工范圍為車臺肩、外圓、內(nèi)孔、螺紋、錐形體、球體、切槽、切斷等及帶有復雜型面的卡盤類零件。加工精度要求小于，現(xiàn)在市場上出售的一般經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)其脈沖當量為 ～ ，能夠滿足上述型面的加工要求，在技術上 是可行的。 三、技術性分析 目前，我國在機床的數(shù)控化改造方面有許多成功的經(jīng)驗可供參考，機床的數(shù)控化改造技術方面也有一定的基 礎，充分利用現(xiàn)有的成功經(jīng)驗與技術基礎并結(jié)合我們的具體條件，完成本課題在 技術上也是可行的。 四、市場可供性 所謂市場可供性就是研究市場是否能夠方便及時地提供改造用的各種備件，以保畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 證備件的供應。機床數(shù)控化改造計劃實施應有本地區(qū)機電一體化供應的基本條件，這樣不僅改造周期短，而且有利于保證維修及技術咨詢服務。就本機床改造而言，市場上已建立了一套機電一體化配套產(chǎn)品代理機構(gòu)，并且我校毗鄰北京，選購元器件非常方便，對于 CA6140 改造而言市場可供性好。 綜上所述，對原機床進行數(shù)控化改造符合技術可行性要求。 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 3 數(shù)控系 統(tǒng)選型 進行改造的 CA6140 普通車床是沈陽第一機床廠 1995 年 5 月出廠的一臺臥式車床，其電氣元件老化嚴重，故障率很高，且配件供應短缺，故障停機時間 越來越長，即可靠性大副下降，嚴重制約了我校教學活動的正常進行。為適應技能實訓的需要，機床改造時必須需將電氣系統(tǒng)全部更換，達到或接近新機床的可靠性，其首要工作就是數(shù)控系統(tǒng)選型。 數(shù)控系統(tǒng)選型原則 在進行數(shù)控系統(tǒng)選型時，一般應遵從性價比高、綜合成本低這兩個主要的原則，在這兩個原則的指導下對眾多的數(shù)控系統(tǒng)進行比較，選擇最合適的數(shù)控系統(tǒng)。 性價比高的原則 一 般在選擇數(shù)控系統(tǒng)時，應考慮數(shù)控系統(tǒng)的先進性，不要選那些已經(jīng)或?qū)⒁惶蕴漠a(chǎn)品，這樣用不了多長時間又要進行更新，而要盡量選擇先進的、能代表當前主流 技術的產(chǎn)品。先進的產(chǎn)品代表更加強大的功能，但并不是越先進的越好，隨著性能的提高，其價格必然越貴，但是在實際應用中，眾多強大的功能是否必要，要視使用情況而 定。不要一味追求高性能而增加投入，應該在選擇性能優(yōu)良產(chǎn)品的同時，考慮價格因素， 對產(chǎn)品的性能價格比進行比較，在同樣能滿足技術要求的情況下，選擇價格低的產(chǎn)品。 綜合成本低的原則 所謂綜合成本，是指除產(chǎn)品本身的價值外， 其配套的配件采購、維修成本，因故障停機導致的時間成本，以及壽命周期等等。 在進行數(shù)控系統(tǒng)選型時，要充分考慮以上因素，選擇故障率低、配件價格低、售后服務及時、壽命周期長的產(chǎn)品。 國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)比較 國內(nèi)外主要數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品介紹 我國國內(nèi)目前研制開發(fā)與生產(chǎn)的 CNC 裝置基本上分為兩大類 :一類是從國外引進技術及許可證制造的產(chǎn)品，如北京數(shù)控設備廠 (BESK)生產(chǎn)的 FANUCBESK0MateE。另一類是在引進、消化、吸收的基礎上自選研制、開發(fā)、生產(chǎn)的數(shù)控裝置，如 :華中數(shù) 控生產(chǎn)的華中Ⅰ型、華中Ⅱ型。目前，國 內(nèi)領先的幾家數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)單位有華中數(shù)控、沈陽計算所、遼寧精密機器廠、廣州數(shù)控等等。 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 近年來，我國引進了一些國外的數(shù)控系統(tǒng)，具有代表性的有日本 FANUC 公司和德國 SIMENS 公司的產(chǎn)品，另外還有美國 AllenBradley(AB)公司、西班牙 FAOGO 公 司、法國 NUM 公司的產(chǎn)品，詳見表 3— 1。 表 3— 1 國內(nèi)外主要數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品系列 生產(chǎn)廠家 產(chǎn)品系列 日本 FANUC 公司 0、 1 16 德國 SIMENS 公司 8 8 850、 880、 840 法國 NUM 公司 10 10 1060、 1050 美國 AB公司 B8400、 B8600MT/TC、 B8600AT90、 B8600/WS 西班牙 FAOGO 公司 80 802 8050 國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)劣 對比國內(nèi)外性能相當?shù)臄?shù)控系統(tǒng)，可以發(fā)現(xiàn)其優(yōu)缺點明顯，見表 3— 2。 表 3— 2 國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)缺點 優(yōu)點 缺點 國內(nèi)產(chǎn)品 有中文顯示，操作方便 無配套大轉(zhuǎn)矩、大功率伺服電機 價格低 可靠性低，故障率高 備件供應、售后服務及時 壽命短 國外產(chǎn)品 性能更全面，配套齊全 價格高 可靠性高，故障率低 備件供應、售后服務慢 使用壽命長 部分產(chǎn)品無中文顯示 從表 3— 1 可以看出，國外產(chǎn)品在性能、可靠性、使用壽命上占有很大優(yōu)勢，國內(nèi)產(chǎn)品雖然完全可以滿足我們的加工要求，但有一個致命的弱點；即這些廠家還沒有生產(chǎn)大 轉(zhuǎn)矩、大功率伺服電機的能力。當然，也可以選擇國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)配國外的伺服電機和伺服系統(tǒng)。但在同一臺設備上同時配用幾個廠家的數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及伺服電機的 做法是不明智的，不同廠家的產(chǎn)品不能完全兼容，會導致故障頻繁，降低使用效率，同 時增加維護成本。 因此在國內(nèi)廠家沒有解決大轉(zhuǎn)矩、大功率伺服電機加工能力 之前，不要選擇國產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)。最終我們將機床電氣改造數(shù)控系統(tǒng)的選擇定位在采用國外系統(tǒng)上。 典型數(shù)控系統(tǒng)的分析比較 FANUC 數(shù)控系統(tǒng) 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 日本 FANUC 公司是專門從事生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)及工業(yè)機器人的著名廠家。該公 司自 50 年代末期生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)以來，己開發(fā)出 40 多種系列的數(shù)控系統(tǒng)，特別 是 70 年代中期開發(fā)出 FS FS7 系統(tǒng)以后，生產(chǎn)的系統(tǒng)都是 CNC 系統(tǒng)，也是從 此開始， FANUC 公司的 CNC 系統(tǒng)大量進入中國市場，在中國市場處于舉足輕重的 地位。 FANUC 產(chǎn)品序列如表 3— 3所示 表 3— 3 FANUC 產(chǎn) 品序列表 年代 FANUC 產(chǎn)品 70 年代 FS FS7 80 年代 F F11 90 年代末 F0、 F15 目前 0i/0i MateC、 0i/0i MateB、 16i/18i/21i MODEL B 下面對目前應用最多的 0i 系統(tǒng)和最新推出的系統(tǒng)作簡單的介紹。 表 3— 4 FANUC 各系統(tǒng)比較 系統(tǒng) 0i 0iMate 16iB 18iB 21iB 控制軸數(shù) 4 3 8 8 5 表 3— 5 FANUC16i/18i/21iB 系統(tǒng)性能 項目 性能 高速、高精度、高效率 高精度的納米 超精加工 CNC 系統(tǒng) 最尖端的伺服技術（ HRV 控制） 縮短循環(huán)時間的高性能 PMC 豐富的網(wǎng)絡功能 以太網(wǎng)為標準配置 靈活應用網(wǎng)絡的集中管理軟件包 優(yōu)異的操作性 便于操作和編程的支援工具 利用安裝在液晶裝置上的存儲卡進行輸入 /輸出 小型、省接線 CNC 控制部和液晶顯示部集成一體 通過超高速串行通信減少電纜 基于歐洲安全標準的雙檢安全性 維護性 利用因特網(wǎng)的遠程診斷 以會話方式診斷報警的故障診斷 SIMENS 數(shù)控系統(tǒng) 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之