【正文】 根據(jù)我們的改造經(jīng)。 通過上述方案改造的普通車床，加工精度明顯提高，定位準確可靠，操作方便。結構特點：；X軸全數(shù)字交流伺服開環(huán)控制。采用以上方法對機床各坐標軸的反向偏差、定位精度進行準確測量和補償，可以很好地減小或消除反向偏差對機床精度的不利影響，提高機床的定位精度，使機床處于最佳精度狀態(tài)，從而保證零件的加工質量?，F(xiàn)在通過RS232接口將計算機與機床CNC控制器聯(lián)接起來，用VB編寫的自動校準軟件控制激光干涉儀與數(shù)控機床同步工作，實現(xiàn)對數(shù)控機床定位精度的自動檢測及自動螺距誤差補償，其補償方法如下：備份CNC控制系統(tǒng)中的已有補償參數(shù)；由計算機產(chǎn)生進行逐點定位精度測量的機床CNC程序，并傳送給CNC系統(tǒng)；自動測量各點的定位誤差；根據(jù)指定的補償點產(chǎn)生一組新的補償參數(shù)，并傳送給CNC系統(tǒng)，螺距自動補償完成；重復進行精度驗證。 定位精度的測定 目前多采用雙頻激光干涉儀對機床檢測和處理分析，利用激光干涉測量原理，以激光實時波長為測量基準，所以提高了測試精度及增強了適用范圍。需要注意的是，若要數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行分別指定的反向間隙補償，應將參數(shù)號碼1800的第四位(RBK)設定為1；若RBK設定為0，則不執(zhí)行分別指定的反向間隙補償。 一般數(shù)控系統(tǒng)只有單一的反向間隙補償值可供使用，為了兼顧高、低速的運動精度，除了要在機械上做得更好以外，只能將在快速運動時測得的反向偏差值作為補償值輸入，因此難以做到平衡、兼顧快速定位精度和切削時的插補精度。對這類機床，在某些場合下，可用編程法實現(xiàn)單向定位，清除反向間隙，在機械部分不變的情況下，只要低速單向定位到達插補起始點，然后再開始插補加工。一般情況下，低速的測出值要比高速的大，特別是在機床軸負荷和運動阻力較大時。 測量直線運動軸的反向偏差時，測量工具通常采有千分表或百分表，若條件允許，可使用雙頻激光干涉儀進行測量。同時，隨著設備投入運行時間的增長，反向偏差還會隨因磨損造成運動副間隙的逐漸增大而增加，因此需要定期對機床各坐標軸的反向偏差進行測定和補償。對于這二者的測定和補償是提高加工精度的必要途徑。 CA6140A車床的坐標原點定在卡盤基座與主軸中心的交點上，；數(shù)控系統(tǒng)是通過檢測參考點的具體位置來確定機床坐標系的，選用兩個限位開關，X軸反向和Z軸反向安裝在機床上，用于建立參考點，當移動刀架兩個都有信號輸出時，刀架的當前位置就為參考點R，測量X 和Z ，并將它們寫入機床數(shù)據(jù)庫，即可在數(shù)控系統(tǒng)中建立坐標系。在動尺運行時，要消除支架也各部件間的共振。在安裝光柵尺時可以靠在定位基準上，這樣也便于光柵尺的裝配，光柵尺安裝在導軌外側，也便于調試和將來的維修。但由于實際受結構的限制以及空間的影響，光柵尺都安裝在導軌外側，如果光柵尺裝配不當，特別導軌誤差，對位置測量有巨大影響。 編碼器 改造思路 車螺紋時，主軸轉一圈，車刀移動一個螺距（單頭），主軸與絲杠應同步動作，為保證每次吃刀都不亂扣，必須安裝一個光電編碼器。 滑動導軌副 對數(shù)控車床來說，導軌除應具有普通車床導向精度和工藝性外，還要有良好的耐摩擦、磨損特性，并減少因摩擦阻力而致死區(qū)。刀架的轉位由三相異步電動機來驅動完成。 實施步驟（1）拆下刀架、小拖板及滑動絲杠； （2）車削一根定位芯軸，保證法蘭盤孔與大拖板后孔的同軸度。步進電動機安裝在大拖板后端，用法蘭盤將步進電動機與大拖板連接起來，一保證其同軸度和提高傳動精度。 由此可得滾珠絲杠副剛度滿足條件 實施步驟（1）拆下普通滑動絲杠與溜板箱，取消絲杠與主軸箱齒輪的傳動聯(lián)系，利用原機床進給箱的安裝孔和銷孔安裝齒輪箱體，滾珠絲杠仍安裝在原絲杠位置，兩端采用原固定方式這樣可減小改裝現(xiàn)場，并且由于滾珠絲杠的摩擦系數(shù)小于原絲杠，從而使縱向進給整體剛性優(yōu)于以前。 F ——為預緊力(N)。 A—滾珠絲杠按內徑確定的截面 (mm)， + 號用于拉伸， 號用于壓縮. F = (N) L = 1600 mm E =10 Mpa A= (d D ) 則δ= （mm） 2 滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量δ ，即與滾珠總數(shù)量有關，與滾珠絲杠的長度無關，有預緊力時： δ = （26） 式中： D ——滾珠直徑(mm)。因此，只要滾珠絲杠的剛度設計得好，軸承的軸夏管內接觸變形在此可以不予考慮。gt?？v向進給系統(tǒng)由伺服電動機經(jīng)減速后驅動滾珠絲杠螺母機構運動，帶動大拖板左右縱向移動。絲杠的選用主要取決于加工件的精度要求和拖動扭矩要求。 控制原理圖如下： Z軸進給伺服控制系統(tǒng)原理圖 X軸進給伺服控制系統(tǒng)： X軸電機采用雷賽步進電機驅動，由雷賽伺服模塊控制，其動力由+V1電源經(jīng)伺服模塊提供，步進電機控制刀架的X（橫向）進給與后退（正反轉）及進給速度與進給量指令由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出，它與數(shù)控系統(tǒng)的接口為XS30，若出現(xiàn)故障，則由伺服模塊發(fā)出信號經(jīng)PLC輸入到數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)判斷故障類型在顯示器上報警顯示報警號。在將角位移檢測元件與速度檢測元件和伺服電機作成一個整體時則無需考慮位置檢測裝置的安裝問題。但是可以獲得比開環(huán)進給系統(tǒng)更高的精度，更快的速度，驅動功率更大的特性指標。 該系統(tǒng)結構簡單，調試維修方便，工作可靠，成本低，易改裝成功。 步進電機拖動的開環(huán)系統(tǒng) 該系統(tǒng)的伺服驅動裝置主要是步進電機、功率步進電機、電液脈沖馬達等。按公式主動輪齒數(shù)從動輪齒數(shù)=步/周脈沖當量絲杠螺距則X向：Z主/Z從=10002每周步距數(shù)為360/00025mm，即當執(zhí)行一個脈沖指令時，工件的長度和直徑均變化0本次改造的機床主要用于粗加工。（拆除原有的掛輪系統(tǒng)、進給箱、溜板箱、光桿），在溜板下加裝滾珠絲杠螺母托架，在滾珠絲杠的頭、尾部加裝接套、接桿及支承。為此，各國的經(jīng)濟學家和企業(yè)家在不斷探索新形勢下的各種先進制造技術及制造業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略。改造中需要解決的問題是：將機械傳動的進給和手動控制的轉位刀架改造成數(shù)控裝置控制的自動轉位刀架和自動進給的數(shù)控加工車床。這些內容就是數(shù)控化改造后數(shù)控系統(tǒng)需要控制的對象。本設計中是以MCS51系列單片機，51系列相對48系列指令更豐富，相對96系列價格更便宜，51系列中，是無ROM的8051，8751是用EPROM代替ROM的8051。有了硬件，軟件才能有效地運行。因為開環(huán)控制具有結構簡單、設計制造容易、控制精度較好、容易調試、價格便宜、使用維修方便等優(yōu)點。 總體方案的論證 對于普通機床的經(jīng)濟型數(shù)控改造，在確定總體設計方案時，應考慮在滿足設計要求的前提下，對機床的改動應盡可能少，以降低成本。通過控制縱、橫進給系統(tǒng)，保證改造后的車床具有定位、直線插補、圓弧插補、暫停等功能。為節(jié)約成本，進一步發(fā)揮老式傳統(tǒng)機床的功效和潛在價值，將大批傳統(tǒng)老式機床改造為數(shù)控機床是一種必然性和趨勢。 車床數(shù)控改造的必要性與可行性 數(shù)控技術是先進制造技術的核心技術，它的整體水平標志著一個國家工業(yè)現(xiàn)代化的水平和綜合國力的強弱，具有超越其經(jīng)濟價值的戰(zhàn)略物資地位。而設備維修改造的社會化、專業(yè)化也就不可避免地成為了大趨勢。 　　當前，21世紀知識經(jīng)濟時代，我國大多數(shù)企業(yè)正面臨著企業(yè)改制、轉軌以進入市場經(jīng)濟，迅速融入國際競爭。 　?、蘅梢愿斓孬@取最新的更實用的備件。 　?、芸梢愿浞值伢w現(xiàn)用戶的意愿。各基礎件經(jīng)長期時效，幾乎不會產(chǎn)生應力變形而影響精度；各功能部件經(jīng)長期磨合。 　　對于機床大修改造業(yè)內公司來說，這不僅為他們的服務企業(yè)產(chǎn)生巨大社會經(jīng)濟效益，而且也是他們自身生存和發(fā)展的根本動力。 其中不乏有為改造后投入使用而引進的舊機床和生產(chǎn)線。這一切都為我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展起到了巨大的作用。為便于安裝滾珠絲杠副，絲杠采用分體式，用套筒聯(lián)軸器實現(xiàn)剛性聯(lián)接；② 橫向驅動電機及齒輪減速器安裝在床鞍的后部(相對操作者)，縱向驅動電機及齒輪減速裝置安裝在機床的右端，靠近尾座的位置；③ 要實現(xiàn)自動換刀。當變更加工對象時只需更換零件加工程序，無需對機床作任何調整，因此能很好地滿足產(chǎn)品頻繁變化的加工要求。全防護即在局部防護的基礎上對整個機床加以封閉，此種防護最難處理，考慮的因素也很多如安裝位、防水、美觀等。 　　絲杠支承軸承一般采用油脂潤滑，如特殊需要和供油充分的條件下也可采用稀油潤滑。 　　電動刀架可分為臥式轉塔刀架（一般安裝8～12把刀）和立式電動刀架，立式電動刀架有四工位（或六工位），其中每一種刀架又有抬刀刀架（兩端齒盤）和免抬刀刀架（三端齒盤）之分。根據(jù)其編碼方式的不同，光電碼盤可分為增量式光電碼盤和絕對式光電碼盤，目前國內常用的為增量式光電碼盤。如需改動則要注意以下幾點： 　　如原主軸含液壓操縱主軸的變速、正反轉和潤滑功能，則需對其增裝單獨普通電機加以驅動，避免液壓系統(tǒng)受到主電機正反轉或轉速變換而失靈。齒輪傳動中常用的方法有錯齒消隙法、偏心軸調整法等等，同步帶論傳動中多采用調整中心距或張緊輪消隙法。因此在對其進行數(shù)控化改造的同時必須針對機床導軌狀況進行必要的檢修處理，對于磨損較嚴重的更要進行大修，即進行磨削、淬火、貼塑、配刮等處理，同時采用合理的潤滑，充分保證其精度。 1－d中為兩端固定的布置方式。圖1 絲杠副軸承的布置?、?圖1－a中為一端固定，一端懸空的布置方式。 改造時各軸滾珠絲杠的直徑一般都是與原T型絲杠直徑相近，對有特殊要求的機床還應根據(jù)桿系的穩(wěn)定性計算其臨界轉速，最終確定滾珠絲杠的直徑。但應注意，由于滾珠絲杠副不能自鎖，有可逆性，即能將旋轉運動轉換為直線運動，或將直線運動轉換為旋轉運動，因此絲杠立式和傾斜使用時，應增加制動裝置或平衡裝置。 　　改造后整個傳動鏈的傳動精度在保證機床剛性的前提下，與滾珠絲杠副的選擇和布置結構形式、機床導軌的精度情況等有很大的關系。所以說，本畢業(yè)設計實例具有典型性和實用性。我國經(jīng)濟資源有限，國家大，機床需要量大，因此不可能拿出相當大的資金去購買新型的數(shù)控機床，而我國的舊機床很多，用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)改造普通機床，在投資少的情況下，使其既能滿足加工的需要，又能提高機床的自動化程度，比較符合我國的國情。 舊機床的數(shù)控化改造，顧名思義就是在普通機床上增加微機控制裝置，使其具有一定的自動化能力，以實現(xiàn)預定的加工工藝目標。我國數(shù)控機機床近幾年在產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)品開發(fā)上取得了明顯的進步，特別是在機床的高速化、多軸化、復合化、精密化方面進步很大。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數(shù)控轉臺和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。 (10) 驅動裝置，他是數(shù)控機床執(zhí)行機構的驅動部件，包括主軸驅動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。 (2) 加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質量； (3) 可進行多坐標的聯(lián)動，能加工形狀復雜的零件；(4) 加工零件改變時，一