【正文】 從沈老師身上我們不僅僅是獲取到專業(yè)知識(shí)，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(duì)一個(gè)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(duì)他們表示深切的謝意。在本次設(shè)計(jì)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(gè)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(shí)。再執(zhí)行提出的方案，最后形成成果。致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)這一兩個(gè)月來收獲頗豐，畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我對(duì)書本上的知識(shí)有了更深的理解，也讓我把書本上學(xué)到的知識(shí)更好的應(yīng)用到實(shí)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(jī)調(diào)試。將功放開關(guān)置接通位置，利用手動(dòng)方式檢查系統(tǒng)的伺服驅(qū)動(dòng)單元和步進(jìn)電機(jī)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(shí)檢查軸流風(fēng)機(jī)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。按線路圖和總裝圖將電源，電動(dòng)機(jī)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(jī)箱內(nèi)的各種接插件是否插緊，固件是否有松動(dòng)，應(yīng)保證緊固件不松動(dòng)，線路接觸良好。同時(shí)，經(jīng)過試切檢驗(yàn)?zāi)K化數(shù)控程序的使用性，再通過機(jī)床的運(yùn)行操作，檢驗(yàn)負(fù)邏輯控制的穩(wěn)定性和可靠性。數(shù)控機(jī)床的調(diào)試與精度檢驗(yàn)是機(jī)床交付使用前的必被步驟，調(diào)試與精度檢驗(yàn)主要是保證機(jī)床的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)控機(jī)床的安裝主要包括電路安裝、機(jī)械部分安裝和機(jī)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(shí)，使冷卻繼電器（KAL）得電，接通冷卻泵的電源，有噴嘴對(duì)準(zhǔn)工件的加工部位實(shí)行冷卻，再按下K6時(shí)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(jī)床面板上有6個(gè)可供用戶配置使用的手動(dòng)鍵，根據(jù)需要，我們分別將KKK配置為主軸點(diǎn)動(dòng)、手動(dòng)換刀和冷卻啟動(dòng)（停止）的手動(dòng)鍵。但是由于該發(fā)光二極管的工作電流很?。ㄖ挥袔缀涟?，輸入電路只消耗即使毫瓦）因此系統(tǒng)的消耗增加對(duì)功率幾千瓦的機(jī)床來說可以忽略不計(jì)，同時(shí)發(fā)光二極管是冷光源，也不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)熱。本次改造對(duì)限位等影響機(jī)床安全的輸入點(diǎn)才用負(fù)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(duì)其PLC輸入，輸出端口的邏輯有效狀態(tài)進(jìn)行修改的功能。其方法有兩種：在PLC編程時(shí)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(jī)床的安全性得到提高。該輸入點(diǎn)的邏輯值為（1），當(dāng)SQ1被壓下斷開時(shí)輸入點(diǎn)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(fù)邏輯輸入的連接方法，信號(hào)輸入使用行程開關(guān)的常閉觸點(diǎn)。 數(shù)控機(jī)床中PLC的輸入點(diǎn)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(jī)床運(yùn)動(dòng)超程時(shí)壓下行程開關(guān)SQ1，SQ1閉合PLC內(nèi)的光點(diǎn)歐合器件得點(diǎn)，PLC認(rèn)為該點(diǎn)的邏輯值為“1”，信號(hào)有效，PLC執(zhí)行相關(guān)操作。這會(huì)造成損耗大，元件升溫，壽命縮短等問題，并且元件間機(jī)械接觸，還會(huì)因?yàn)檎饎?dòng)等因素造成誤動(dòng)作。采用負(fù)邏輯的輸入方法，這樣有利害、于提高數(shù)控機(jī)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(fù)邏輯經(jīng)過分析現(xiàn)有數(shù)控機(jī)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(fù)邏輯控制。為提高機(jī)床的伺服進(jìn)給的精度和定位精度。高速進(jìn)給時(shí)不振動(dòng)，低速進(jìn)給時(shí)不爬行，有高的運(yùn)動(dòng)靈敏性；能在重載下長(zhǎng)期連續(xù)工作，耐磨性好，精度保持性好等。（5）、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好 所設(shè)計(jì)的導(dǎo)軌應(yīng)使制造和維修方便，在使用時(shí)便于調(diào)整和維護(hù)。為了減輕或平衡外力的影響，數(shù)控機(jī)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(dòng)補(bǔ)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(jī)床導(dǎo)軌一般分為：滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌 機(jī)床對(duì)導(dǎo)軌的要求（1）、導(dǎo)向精度高 導(dǎo)向精度是指機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件沿導(dǎo)軌移動(dòng)時(shí)的直線性和與有關(guān)基面之間的相互位置的準(zhǔn)確性。數(shù)控機(jī)床使用的導(dǎo)軌，從類型上仍是滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌。四、刀架的工作過程1．刀架的動(dòng)作順序：電動(dòng)機(jī)（三相異步微型電動(dòng)機(jī)）→減速機(jī)構(gòu)（蝸輪蝸桿）→上升機(jī)構(gòu)（螺旋機(jī)構(gòu)）實(shí)現(xiàn)刀架抬起→刀架旋轉(zhuǎn)→電器信號(hào)確定（霍爾元件）→電機(jī)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(hào)→執(zhí)行加工程序五、安裝步驟1．拆下原有手動(dòng)刀架.2．在小拖板上鉆四個(gè)安裝孔并公絲.3．手動(dòng)抬起電動(dòng)刀架逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)使上刀體轉(zhuǎn)45度左右時(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要達(dá)到輕松靈活無噪音的要求.第四節(jié) 改進(jìn)機(jī)床導(dǎo)軌機(jī)床導(dǎo)軌的作用：是使機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件沿一定運(yùn)動(dòng)軌跡運(yùn)動(dòng)，它是機(jī)床主要基本結(jié)構(gòu)要素之一。當(dāng)所選刀具到達(dá)加工位置時(shí)，刀架上的集成霍爾單元?jiǎng)t發(fā)出信號(hào)，～。刀架的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)由三相微型異步電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)完成。作為CA6140車床的電動(dòng)刀架。根據(jù)加工要求和生產(chǎn)情況，對(duì)刀架進(jìn)行改造，提高生產(chǎn)率、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度、為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(jī)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(dòng)刀架三相電源進(jìn)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(dòng)路線是：主軸—齒輪副—脈沖編碼器—數(shù)控裝置—步進(jìn)電動(dòng)機(jī)—縱、橫向進(jìn)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(shí)，開始進(jìn)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(shí)就可解決主軸旋轉(zhuǎn)與坐標(biāo)軸進(jìn)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(jī)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(jì)算進(jìn)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(diǎn)：控制方式是非接觸式的，無摩擦和磨損，驅(qū)動(dòng)力矩小。圖7 主軸電機(jī)電氣控制原理圖 第二節(jié) 主軸脈沖編碼器的運(yùn)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(cè)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?shí)現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)，主軸點(diǎn)動(dòng)，主軸電機(jī)的熱保護(hù)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(jìn)主軸電機(jī)一、主軸系統(tǒng)的改進(jìn)在對(duì)CA6140主軸的改進(jìn)過程中,采用蘭州電機(jī)廠生產(chǎn)的交流鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)型號(hào)為1PH7系列。㎝.滿足此機(jī)床所要求的空載起動(dòng)力矩，所以必須采取升降速控制（可用軟件實(shí)現(xiàn)）。步進(jìn)電機(jī)的空載起動(dòng)頻率：電動(dòng)機(jī)允許的最高空載啟動(dòng)頻率為3000，最高空載運(yùn)行頻率為16000。查資料得，步進(jìn)電機(jī)為五項(xiàng)十帕?xí)r， 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩=其次最大靜力矩，可作為出選型號(hào)。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)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(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：m≥1㎜時(shí)，正常齒制=1齒根圓徑 = =m(22)=2()=50= =m(22)=2()=50頂隙系數(shù) 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：≥1 mm時(shí)，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(duì)傳動(dòng)要求和制造方便采用直齒傳動(dòng)從動(dòng)齒輪齒輪錯(cuò)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(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算負(fù)載慣量的意義參考同類型機(jī)床，初步選用反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)130BF001，其電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=10。 ∴此變形量滿足設(shè)計(jì)要求三、減速齒輪的設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)的要求，滾珠絲杠導(dǎo)程L=5mm，傳動(dòng)比為因?yàn)镮5,故可為一級(jí)齒輪傳動(dòng)。②、滾珠與螺紋接觸變形量，此項(xiàng)變形占總變形量的比重也教大，當(dāng)對(duì)絲杠加有預(yù)緊力且預(yù)緊力為軸向最大載荷的1/3時(shí)，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(shí)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(dòng)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(shí)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(jìn)行了預(yù)緊，故其拉壓剛度端固定的絲杠提高四倍。計(jì)算絲杠的最大軸向進(jìn)給切削里Fm又因?yàn)镕m=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(dòng)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(jìn)行修改。（2）、滾珠與螺紋接觸變形量，此項(xiàng)變形占總變形量的比重也教大，當(dāng)對(duì)絲杠加有預(yù)緊力且預(yù)緊力為軸向最大載荷的1/3時(shí)，之直可減少一半，