【導(dǎo)讀】數(shù)控機(jī)床改造畢業(yè)設(shè)計(jì)--CA6140普通車(chē)床的數(shù)控化改。專(zhuān)業(yè)班級(jí)數(shù)控維修091班。指導(dǎo)老師孫貴清老師。完成時(shí)間2021年12月。湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院。經(jīng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文答辯委員會(huì)綜合評(píng)定成績(jī)?yōu)?。答辯委員會(huì)主任簽字。畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。分差及中良優(yōu)設(shè)計(jì)。20查閱資料及手冊(cè)能力502335455工作態(tài)度。及紀(jì)律情況502335455獨(dú)立工作能力502335. 455基本概念基本理論及專(zhuān)業(yè)知識(shí)掌握情況502335. 40規(guī)定任務(wù)的完成情況100578910說(shuō)明書(shū)質(zhì)。量100578910圖紙及技術(shù)文檔的質(zhì)量15081012. 考核小組專(zhuān)家簽名。控加工達(dá)到或超過(guò)原車(chē)削加工性能數(shù)控裝置伺服裝置選擇合理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)。單可靠保護(hù)措施完備。CA6140車(chē)床控制要求電氣原理圖及相關(guān)參數(shù)數(shù)控裝置型號(hào)規(guī)格參數(shù)伺服裝。動(dòng)電動(dòng)機(jī)并確定傳動(dòng)系統(tǒng)改造方案1周完成進(jìn)給主軸傳動(dòng)系統(tǒng)改。說(shuō)明書(shū)81周畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯二工作量。審批具體意見(jiàn)審查部門(mén)負(fù)責(zé)人意見(jiàn)專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人。63安裝調(diào)試的注意事項(xiàng)35. 界制造業(yè)中心及制造強(qiáng)國(guó)的進(jìn)程中占有一席之地。4隨著機(jī)床的發(fā)展機(jī)床也變成了數(shù)控

　　

【正文】 2 螺距誤差補(bǔ)償 螺距誤差補(bǔ)償分單向和雙向補(bǔ)償兩種 單向補(bǔ)償為進(jìn)給軸正反向移動(dòng)采用相同的數(shù)據(jù)補(bǔ)償雙向補(bǔ)償為進(jìn)給軸正反向移動(dòng)分別采用各自不同的數(shù)據(jù)補(bǔ)償通常僅采用單向螺距誤差補(bǔ)償補(bǔ)償方法如圖 68 所示 圖 68 螺距誤差測(cè)量方法示意圖 A1An1 進(jìn)給軸正向移動(dòng)時(shí)測(cè)得的實(shí)際機(jī)床位置 B1Bn1 進(jìn)給軸負(fù)向移動(dòng)時(shí)測(cè)得的實(shí)際機(jī)床位置 螺距誤差補(bǔ)償值 機(jī)床指令坐標(biāo) 機(jī)床實(shí)際測(cè)量位置單位內(nèi)部脈沖當(dāng)量 補(bǔ)償間隔通常為 50 毫米左右在測(cè)量前各補(bǔ)償數(shù)據(jù)應(yīng)該設(shè)置為 0 下面以 Z 軸為例已知有關(guān)參數(shù)和數(shù)據(jù)如下 移動(dòng)軸內(nèi)部脈沖當(dāng)量 1 微米 系統(tǒng)參數(shù) 參考點(diǎn)位置 0 軸參數(shù) 回參考點(diǎn)方向 軸參數(shù) 補(bǔ)償間隔 50 毫米 補(bǔ)償參數(shù) 行程 400 毫米 機(jī)床數(shù)據(jù) 則各測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)為 400350300250200150100500 其中 0 為參考點(diǎn) 測(cè)得數(shù)據(jù)如下 負(fù)向 4001350083000525006202141500210001500050 正向 4001535012300125012021715006100045005003 注意正向回參考點(diǎn)時(shí)回參考點(diǎn)后首先測(cè)量的是負(fù)向的數(shù)據(jù) 則 Z 軸補(bǔ)償參數(shù)如下表 67 所示 填寫(xiě) 表 67 采用單向螺距誤差補(bǔ)償 參數(shù)名 數(shù)據(jù) 說(shuō)明 反向間隙內(nèi)部脈沖當(dāng)量 30 取 200 坐標(biāo)處 螺補(bǔ)類(lèi)型 1 單向螺距誤差補(bǔ)償 補(bǔ)償點(diǎn)數(shù) 9 參考點(diǎn)偏差號(hào) 8 補(bǔ)償間隔內(nèi)部脈沖當(dāng)量 50000 50 毫米 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [0] 100 400 40010 采用負(fù)向測(cè)量數(shù)據(jù)因?yàn)閰⒖键c(diǎn)為起始位置所以單向補(bǔ)償時(shí)該點(diǎn)偏差值一般為零 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [1] 80 350 35008 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [2] 50 300 30005 偏差值內(nèi)部 脈沖當(dāng)量 [3] 60 250 25006 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [4] 40 200 20214 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [5] 20 150 15002 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [6] 10 100 10001 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [7] 5 50 50005 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [8] 0 0 0 參考點(diǎn) 表 68 采用雙向螺距誤差補(bǔ)償 參數(shù)名 數(shù)據(jù) 說(shuō)明 反向間隙內(nèi)部脈沖當(dāng)量 0 雙向時(shí)一般為 0 螺補(bǔ)類(lèi)型 0 雙向螺距誤差補(bǔ)償 補(bǔ)償點(diǎn)數(shù) 9 參考點(diǎn)偏差號(hào) 8 補(bǔ)償間隔內(nèi)部脈沖當(dāng)量 50000 50 毫米 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [0] 150 400 40015 正向測(cè)量數(shù)據(jù) 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [1] 120 350 35012 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [2] 100 300 30010 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [3] 100 250 25010 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [4] 70 200 20217 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [5] 60 150 15006 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [6] 40 100 10004 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [7] 50 50 5005 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [8] 30 0 003 參考點(diǎn) 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [9] 100 400 40010 負(fù)向測(cè)量數(shù)據(jù) 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [10] 80 350 35008 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [11] 50 300 30005 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [12] 60 250 25006 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [13] 40 200 20214 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [14] 20 150 15002 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [15] 10 100 10001 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [16] 5 50 50005 偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量 [17] 0 0 0 參考點(diǎn) 注意 當(dāng)采用激光干涉儀測(cè)量螺距誤差時(shí)通常需要測(cè)量多次測(cè)量軟件會(huì)根據(jù)測(cè)量的多組數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算出補(bǔ)償數(shù)據(jù)為了保證補(bǔ)償后機(jī)床精度在規(guī)定范圍內(nèi)補(bǔ)償數(shù)據(jù)通常與實(shí)測(cè)人工計(jì)算值有一定的差別 參數(shù)的設(shè)置 與系統(tǒng)的調(diào)試 1HNC21TF 數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置 電動(dòng)機(jī)有關(guān)坐標(biāo)軸參數(shù)進(jìn)行設(shè)置表硬件配置參數(shù)設(shè)置表 坐標(biāo)軸參數(shù) 參數(shù)值 參數(shù)名 參數(shù)值 伺服驅(qū)動(dòng)型號(hào) 46 伺服內(nèi)部參數(shù) [2] 0 伺服驅(qū)動(dòng)器部件號(hào) O 伺服內(nèi)部參數(shù) [3][4][5] O 最大跟蹤誤差 0 快移加減速時(shí)間常數(shù) O 電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)脈沖數(shù) 400 快移加速度時(shí)間常數(shù) O 伺服內(nèi)部參數(shù) [O] 8 加工加減速時(shí)間常數(shù) O 伺服內(nèi)部參數(shù) [1] O 加工加速度時(shí)間常數(shù) O 表 610 硬件配置參數(shù) 型 號(hào) 標(biāo) 識(shí) 地 址 配 置 [0] 配 置 [1] 部 件O 5301 46① O 0 O 注不帶反饋 M535 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置 按驅(qū)動(dòng)器前面板表格將電動(dòng)機(jī)電流設(shè)置為 57HSl3 伺服電機(jī)的額 3 系統(tǒng)的調(diào)試 在線路和電源檢查無(wú)誤后進(jìn)行通電試運(yùn)行以手動(dòng)或手搖脈沖發(fā)生器方式發(fā)送脈 其他參數(shù)設(shè)置及傳動(dòng)鏈注意事項(xiàng) 華中數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)分系統(tǒng)參數(shù) PD 設(shè)置參數(shù) S 三種與加工程序編輯有關(guān)的參數(shù)應(yīng)根據(jù)操作員的需要來(lái)設(shè)置和修改如公英制編程選擇等另外由于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為伺服電機(jī)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)避開(kāi)起低頻震蕩區(qū)最高移動(dòng)速度也不能太高以防失 步中間傳動(dòng)鏈應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠杈o以消除間隙提高傳動(dòng)剛度消除反向空行程死區(qū)最終提高加工精度 62 電氣 PLC 的調(diào)試 1 為保證人身和設(shè)備安全必須首先確定各種電源電壓是否正常如進(jìn)線電源DC24V 伺服變壓器副邊電壓等 2 各控制回路的調(diào)試 1 用電器的工作分別使各用電器正常工作如照明回路 2CNC 的啟動(dòng)停止以上各種電源電壓正確之后可以 CNC 啟動(dòng)停止電路 CNC 啟動(dòng)后 LED 出現(xiàn)顯示 3 急停回路按下機(jī)床操作面板上的急停按鈕檢查機(jī)床是否臥刻停止運(yùn)動(dòng)保證機(jī)床的安全一般情況下超程檢測(cè)由 CNC 通過(guò)參數(shù)處理稱(chēng)為軟件限位外部的限位開(kāi)關(guān)是 不必要的然而為了避免由于伺服反饋系統(tǒng)發(fā)生故障而使機(jī)床移動(dòng)超出軟件限位值必須安裝行程限位開(kāi)關(guān)稱(chēng)為硬件限位當(dāng)開(kāi)關(guān)被擋鐵壓上后 CNC 復(fù)位并進(jìn)行緊停回路移動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)檢查硬件限位是否能工作 3 限位開(kāi)關(guān)超程檢測(cè) 數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行超程檢測(cè)是 CNC 的基本功能稱(chēng)為軟件限位硬件限位是指通過(guò)行程開(kāi)關(guān)限位在機(jī)床回參考點(diǎn)的動(dòng)作中經(jīng)常需要軟件限位和硬件限位結(jié)合使用若機(jī)床帶有刀庫(kù)當(dāng)?shù)稁?kù)在前位時(shí) Z軸不能在參考點(diǎn)下移動(dòng)因此 Z軸需要設(shè)置第二軟件限位保護(hù) 4 軸行程的設(shè)置 主軸控制單元或稱(chēng)主軸放大器接收來(lái)自 CNC 的譯碼指令同時(shí)接收速度反饋實(shí)施閉環(huán)控 制還通過(guò) PLC將主軸的各種實(shí)際工作狀態(tài)報(bào)告 CNC用以完成對(duì)主軸的各項(xiàng)功能控制主軸電動(dòng)機(jī)控制接口為主軸串行輸出與模擬輸出相對(duì)串行輸出中輸出到主軸的命令值數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)同時(shí)使用外接位置編碼器與 CNC 相連用于檢測(cè)主軸的位置 1 使主軸能以指定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)如 S500 M03 本機(jī)床由 CNC 控制主軸電機(jī)的速度和極性主軸采用高低兩檔齒輪變速高速檔主軸與主軸電動(dòng)機(jī)之間齒輪傳動(dòng)比為 11低速檔主軸與主軸電動(dòng)機(jī)之間齒輪傳動(dòng)比 1495需處理 CNC側(cè)對(duì)主軸速度的控制的接口信號(hào)及主軸控制單元側(cè)的接口信號(hào)并設(shè)置最高速度換檔速度等參數(shù) 2 使主軸能停 留在某個(gè)固定位置主軸準(zhǔn)停如 M190 為了保護(hù)刀具能準(zhǔn)確地在主軸和刀庫(kù)之間交換必須使用主軸準(zhǔn)停功能主軸完成信號(hào)檢測(cè)水平 P4077 準(zhǔn)停偏移量如果定向停止位置不準(zhǔn)將會(huì)損壞換刀裝置可通過(guò)該參數(shù)對(duì)主軸定向位置進(jìn)行精調(diào) 63 安裝調(diào)試的注意事項(xiàng) 1 主軸脈沖發(fā)生器的安裝 與主軸同軸安裝這種安裝方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)是安裝后不能加工穿出車(chē)床主軸孔的零件 脈沖發(fā)生器也可以安裝床頭箱內(nèi)或床頭箱的后端上并通過(guò)一對(duì)傳動(dòng)比為 11的齒輪或輪或同步齒輪形帶與主軸聯(lián)系起來(lái)工作時(shí)脈沖發(fā)生器 3 與主軸同步旋轉(zhuǎn)數(shù)控裝置控制進(jìn)給伺服電機(jī)準(zhǔn)確地配合主軸的 旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生進(jìn)給運(yùn)動(dòng)保證主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)螺紋車(chē)刀移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程同時(shí)還保證每次走刀都在工件的同一點(diǎn)切入不會(huì)亂扣這種異軸安裝同軸麻煩需配一對(duì)同步平帶輪及同步帶但卻避免了同軸安裝的缺點(diǎn) 2 主軸脈沖發(fā)生器的傳動(dòng)連接方式 主軸脈沖發(fā)生器從動(dòng)連接方面分為剛性和柔性連接所謂剛性連接就是指常用的軸套方式連接這種連接對(duì)連接件的制造精度和安裝精度要求較高因?yàn)橥S度誤差的影響嚴(yán)重時(shí)甚至損壞內(nèi)部光柵盤(pán) 現(xiàn)在改造所選的為異軸安裝連接方式為柔性連接方式圖 631 所示 采用柔性連接在實(shí)現(xiàn)角位移傳動(dòng)的同時(shí)又能吸收車(chē)床主軸的部分振動(dòng) 從而實(shí)使主軸脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)傳遞信號(hào)準(zhǔn)確 3 在安裝信號(hào)發(fā)生器時(shí)注意事項(xiàng) 主軸脈沖以生器屬光學(xué)元件安裝時(shí)應(yīng)小心輕放不能的較大的沖擊和和振動(dòng)以放損壞玻璃光柵盤(pán)造成報(bào)廢 通常地加工螺紋時(shí)將其安裝上不使用時(shí)將其斷開(kāi)避免不必要的的磨損和信號(hào)干擾延長(zhǎng) 主軸脈沖發(fā)生器的使用壽命 元器件清單 產(chǎn)品名稱(chēng) PRODUCT 產(chǎn)品型號(hào) MODEL CA6140 填表日期 DATE 2021 年 12 月 20 日 零件名稱(chēng) COMPONENTS 制造商 MANUFACTURER 零件型號(hào) MODEL 部件位置 LOCATION 額 定值電流壓功率 1 伺服電機(jī) 武漢華中有限公司 GK6 系列交流永磁伺服電機(jī) 進(jìn)給軸 400W 2 編碼器 常州通用電氣廠 海德 ISC58150021 增量編碼器 主軸尾端 I 100MA 3 伺服驅(qū)動(dòng)器 武漢華中有限公司 HSV160B 驅(qū)動(dòng)器 進(jìn)給軸 DC 24V 4 四工位自動(dòng)刀架 常州亞興機(jī)床數(shù)控設(shè)備廠 LDO4CA6140 刀架 電動(dòng)功率 90W 5 華中系統(tǒng) 武漢華中有限公司 華中 HNC21T CNC 0～ 24V 畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙 致謝 本此畢業(yè)設(shè)計(jì)從任務(wù)的下發(fā)到開(kāi)題報(bào)告的完成及后來(lái) 的總體方案確定都得到了指導(dǎo)老師孫老師的細(xì)心指導(dǎo)兩個(gè)多月的時(shí)間在孫老師的督促和幫助及與組長(zhǎng)袁海芳共同協(xié)作下終于基本完成在此向?qū)O老師以及在這個(gè)過(guò)程中幫助過(guò)我的同學(xué)表示衷心的感謝短短兩個(gè)多月時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)一方面鞏固了前面學(xué)過(guò)的基本專(zhuān)業(yè)知識(shí)另一方面也學(xué)到了一些以前并沒(méi)有涉及到或者認(rèn)識(shí)不深的知識(shí)對(duì)我以后的工作和學(xué)習(xí)有很大的啟示作用同時(shí)也感謝學(xué)校能給我這樣一個(gè)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì) 最后再次感謝孫老師的悉心指導(dǎo)和幫助 參考文獻(xiàn) hanqi2844 hanqi2844 圖 21 CA6140 車(chē)床外形圖 1主軸箱 2刀架 3尾座 4床身 5右床腿 6溜板箱 7左床腿 8進(jìn)給箱 伺服電機(jī)