【正文】 從沈老師身上我們不僅僅是獲取到專業(yè)知識，更重要的是我們學(xué)到了誨人不倦、盡職盡業(yè)、一絲不茍的工作態(tài)度，這對一個工科學(xué)生來說是非常寶貴的！同學(xué)們也給了我很大的幫助和啟發(fā)，在此一并對他們表示深切的謝意。在本次設(shè)計過程中最應(yīng)該感謝的是我們的指導(dǎo)老師沈建明老師！這一兩個月來老師一直不辭辛苦的耐心的給我們講解，給我們演示，多方面給予我們支持。還讓我知道了怎樣獲取想要的急需的信息和知識。再執(zhí)行提出的方案，最后形成成果。致謝畢業(yè)設(shè)計這一兩個月來收獲頗豐，畢業(yè)設(shè)計讓我對書本上的知識有了更深的理解，也讓我把書本上學(xué)到的知識更好的應(yīng)用到實際上來。按步驟輸入零件加工程序，檢查各功能，正常后方可聯(lián)機調(diào)試。將功放開關(guān)置接通位置，利用手動方式檢查系統(tǒng)的伺服驅(qū)動單元和步進電機工作是否正常。電源接通后，數(shù)控單元應(yīng)正常工作，數(shù)碼管顯示應(yīng)正常，同時檢查軸流風(fēng)機是否正常運轉(zhuǎn)。按線路圖和總裝圖將電源，電動機插頭插好，并將功放開關(guān)置于開管位置，接通系統(tǒng)電源開關(guān)。系統(tǒng)通電前應(yīng)檢查機箱內(nèi)的各種接插件是否插緊，固件是否有松動，應(yīng)保證緊固件不松動，線路接觸良好。同時，經(jīng)過試切檢驗?zāi)K化數(shù)控程序的使用性，再通過機床的運行操作，檢驗負邏輯控制的穩(wěn)定性和可靠性。數(shù)控機床的調(diào)試與精度檢驗是機床交付使用前的必被步驟，調(diào)試與精度檢驗主要是保證機床的各項性能指標達到國家行業(yè)標準。數(shù)控機床的安裝主要包括電路安裝、機械部分安裝和機床基礎(chǔ)部分的安裝。611UE與安川變頻器的硬件連接與下圖10。當(dāng)按下時，使冷卻繼電器（KAL）得電，接通冷卻泵的電源，有噴嘴對準工件的加工部位實行冷卻，再按下K6時關(guān)閉冷卻泵。 第六節(jié) 配置用鍵和變頻器的安裝一、配置用鍵在數(shù)控系統(tǒng)802D的機床面板上有6個可供用戶配置使用的手動鍵，根據(jù)需要，我們分別將KKK配置為主軸點動、手動換刀和冷卻啟動（停止）的手動鍵。但是由于該發(fā)光二極管的工作電流很小（只有幾毫安，輸入電路只消耗即使毫瓦）因此系統(tǒng)的消耗增加對功率幾千瓦的機床來說可以忽略不計，同時發(fā)光二極管是冷光源，也不會導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)熱。本次改造對限位等影響機床安全的輸入點才用負邏輯就是采用的第2種方法。在這兩種方法種，要求數(shù)控系統(tǒng)具有可以對其PLC輸入，輸出端口的邏輯有效狀態(tài)進行修改的功能。其方法有兩種：在PLC編程時通過程序?qū)崿F(xiàn)。這中方法排除了因限位電路開路而造成的故障的可能性，機床的安全性得到提高。該輸入點的邏輯值為（1），當(dāng)SQ1被壓下斷開時輸入點邏輯值為“1”設(shè)為無效狀態(tài)，而邏輯值“0”設(shè)定為有效狀態(tài)。圖25所示的是負邏輯輸入的連接方法，信號輸入使用行程開關(guān)的常閉觸點。 數(shù)控機床中PLC的輸入點有以下兩中連接方法，其中圖24所示的連接方法是正邏輯輸入，其原理是：當(dāng)機床運動超程時壓下行程開關(guān)SQ1，SQ1閉合PLC內(nèi)的光點歐合器件得點，PLC認為該點的邏輯值為“1”，信號有效，PLC執(zhí)行相關(guān)操作。這會造成損耗大，元件升溫，壽命縮短等問題，并且元件間機械接觸，還會因為震動等因素造成誤動作。采用負邏輯的輸入方法，這樣有利害、于提高數(shù)控機床的可靠性和安全性。這種接法消除因線路開路而產(chǎn)生限位失靈現(xiàn)象，提高了限位電路的可靠性。二、X，Z軸的限位輸入端設(shè)置為負邏輯經(jīng)過分析現(xiàn)有數(shù)控機床的限位控制電路的缺陷，想出一種新的限位控制方式，既負邏輯控制。為提高機床的伺服進給的精度和定位精度。高速進給時不振動，低速進給時不爬行，有高的運動靈敏性；能在重載下長期連續(xù)工作，耐磨性好，精度保持性好等。（5）、結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好 所設(shè)計的導(dǎo)軌應(yīng)使制造和維修方便，在使用時便于調(diào)整和維護。為了減輕或平衡外力的影響，數(shù)控機床常采用加大導(dǎo)軌面的尺寸提高剛度。因?qū)к壴诠ぷ鬟^程中有磨損，故應(yīng)力求減小磨損量，并在磨損后能自動補償或便于調(diào)整。影響導(dǎo)軌精度的主要原因除制造精度外，還有導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式、裝配質(zhì)量、導(dǎo)軌及其支承件的剛度和熱變形等。 機床導(dǎo)軌一般分為：滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌 機床對導(dǎo)軌的要求（1）、導(dǎo)向精度高 導(dǎo)向精度是指機床的運動部件沿導(dǎo)軌移動時的直線性和與有關(guān)基面之間的相互位置的準確性。數(shù)控機床使用的導(dǎo)軌，從類型上仍是滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌。四、刀架的工作過程1．刀架的動作順序：電動機（三相異步微型電動機）→減速機構(gòu)（蝸輪蝸桿）→上升機構(gòu)（螺旋機構(gòu)）實現(xiàn)刀架抬起→刀架旋轉(zhuǎn)→電器信號確定（霍爾元件）→電機反轉(zhuǎn)→粗定位（反靠攏）→刀架下降→精定位→刀架壓緊→換刀終了信號→執(zhí)行加工程序五、安裝步驟1．拆下原有手動刀架.2．在小拖板上鉆四個安裝孔并公絲.3．手動抬起電動刀架逆時針方向轉(zhuǎn)動電機使上刀體轉(zhuǎn)45度左右時即可覆出高裝孔，然后固定刀架并用墊板來調(diào)其中心高度，再轉(zhuǎn)至原狀態(tài)，放下刀架.主裝后，適用MDI功能換刀觀察三相電源有沒有接反運轉(zhuǎn)時要達到輕松靈活無噪音的要求.第四節(jié) 改進機床導(dǎo)軌機床導(dǎo)軌的作用：是使機床運動部件沿一定運動軌跡運動，它是機床主要基本結(jié)構(gòu)要素之一。當(dāng)所選刀具到達加工位置時，刀架上的集成霍爾單元則發(fā)出信號，～。刀架的轉(zhuǎn)速驅(qū)動由三相微型異步電動機來驅(qū)動完成。作為CA6140車床的電動刀架。根據(jù)加工要求和生產(chǎn)情況，對刀架進行改造，提高生產(chǎn)率、降低工人勞動強度、為實現(xiàn)自動化加工提供前提條件。四、安裝步驟（圖8所示）拆下原有掛輪，加工兩只67齒和90齒掛輪增加一只中間繼電器，由電門鎖開關(guān)來控制機床的電源圖8 脈沖編碼器的安裝圖1脈沖編碼器 2同步帶輪 3同步帶在電動刀架三相電源進線外加裝快速熔斷器和熱繼電器（25A），保證刀架完全工作。其傳動路線是：主軸—齒輪副—脈沖編碼器—數(shù)控裝置—步進電動機—縱、橫向進給。此外，螺紋加工要經(jīng)過幾次切削才能完成，每次重復(fù)切削時，開始進刀的位置必須相同。安裝在軸上的光電編碼器在切削螺紋時就可解決主軸旋轉(zhuǎn)與坐標軸進給的同步控制。二、 螺紋加工過程中編碼器的作用雖然主軸的轉(zhuǎn)速由機械控制，但在車螺紋加工中必須知道主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)主軸計算進給速度。由于照像腐蝕技術(shù)的提高，可以制造高分辨率、高精度的光電盤，母盤制作后，復(fù)制很方便，且成本底。脈沖編碼器控制方式的特點：控制方式是非接觸式的，無摩擦和磨損，驅(qū)動力矩小。圖7 主軸電機電氣控制原理圖 第二節(jié) 主軸脈沖編碼器的運用一、主軸脈沖編碼器的概述脈沖編碼器又稱脈沖發(fā)生器，它是一種直接用數(shù)字代碼表示角位移及線位移的檢測器。為適應(yīng)螺紋加工要求，主軸上安裝了編碼器，通過端口X472輸入611UE反饋到PLC單元?？梢詫崿F(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)，主軸點動，主軸電機的熱保護功能，如圖7所示。 第五章 改造車床主軸及控制系統(tǒng)第一節(jié) 改進主軸電機一、主軸系統(tǒng)的改進在對CA6140主軸的改進過程中,采用蘭州電機廠生產(chǎn)的交流鼠籠式感應(yīng)電動機型號為1PH7系列。㎝.滿足此機床所要求的空載起動力矩，所以必須采取升降速控制（可用軟件實現(xiàn)）。步進電機的空載起動頻率：電動機允許的最高空載啟動頻率為3000，最高空載運行頻率為16000。查資料得，步進電機為五項十帕?xí)r， 步進電動機最大靜轉(zhuǎn)矩=其次最大靜力矩，可作為出選型號。根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》選取第一系列中的模樹m=2壓力角=20∴d=M=215=30mm 分度圓直徑 = +2=m(+2)=2(15+21) =34 mm=+2 =m(+2)=2(30+21)=64齒頂高系數(shù)，我國標準規(guī)定：m≥1㎜時，正常齒制=1齒根圓徑 = =m(22)=2()=50= =m(22)=2()=50頂隙系數(shù) 我國標準規(guī)定：≥1 mm時，正常齒制= 齒寬b=為了減小加工量，也為了裝配和調(diào)整方便，大齒齒寬應(yīng)小于齒輪齒寬，取，則 取=1 所以 所以減速齒輪參數(shù)為：大小齒輪的材料均為40合金鋼，考慮到對傳動要求和制造方便采用直齒傳動從動齒輪齒輪錯齒輪法消除和間隙，熱處理采用調(diào)壓處理，小齒輪硬度，大齒輪：硬度四、步進電動機的選擇計算負載慣量的意義參考同類型機床，初步選用反應(yīng)式步進電動機130BF001，其電動機轉(zhuǎn)動慣量=10。 ∴此變形量滿足設(shè)計要求三、減速齒輪的設(shè)計根據(jù)機床設(shè)計的要求，滾珠絲杠導(dǎo)程L=5mm，傳動比為因為I5,故可為一級齒輪傳動。②、滾珠與螺紋接觸變形量，此項變形占總變形量的比重也教大，當(dāng)對絲杠加有預(yù)緊力且預(yù)緊力為軸向最大載荷的1/3時，之直可減少一半，又∵式中 ——軸向工作載荷（N）——預(yù)緊力——滾珠直徑——滾珠數(shù)量其為圈數(shù)K列數(shù)Z每圈螺紋滾道內(nèi)的滾珠數(shù)外循環(huán)Z=d——滾珠絲杠公稱直徑= 據(jù)上所訴，實際變形量為: =③、支撐滾珠絲杠的軸承的軸向接觸變形支撐滾珠絲杠的軸承為8102型推力軸承，幾何參數(shù)d =15mm，滾球直徑 滾動體數(shù)量=12 軸承的軸向接觸變形為：mm因施加預(yù)緊力，故實際變形量mm注意單位為k∴總變形量=++=++=又有前面已知條件可得：＞。由于兩端均采用角接觸球軸承且絲杠又進行了預(yù)緊，故其拉壓剛度端固定的絲杠提高四倍。計算絲杠的最大軸向進給切削里Fm又因為Fm=KFf+f’(Fc+2F+W)式中Ff、Fp、Fc——切削分力（N）K——顛覆里矩影響取K=F’——導(dǎo)軌上的摩擦因數(shù)取f’=W——移動部件的重量（N）代入式中：Fm= KFf+f’(Fc+2P+W)=+(2808+21404+600)=①、絲杠的拉伸或壓縮變形量。要進行修改。（2）、滾珠與螺紋接觸變形量，此項變形占總變形量的比重也教大，當(dāng)對絲杠加有預(yù)緊力且預(yù)緊力為軸向最大載荷的1/3時，之直可減少一半，