【正文】 本論文在。在進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計、數(shù)控裝置系統(tǒng)的選型、普通車床數(shù)控化電氣控制設(shè)計等方面，對我不懂知及模糊的地方，杜國臣老師耐心細(xì)致的指導(dǎo)和幫助，再次向杜老師表示衷心的感謝。EP9ll5 OSACA Iamp。(5)系統(tǒng)再次上電，螺補(bǔ)功能設(shè)定完畢。④啟動運(yùn)行該程序(補(bǔ)償值即輸入到系統(tǒng)中)。方法一：①螺距補(bǔ)償數(shù)組從SINUMERIK 802S base line傳入計算機(jī)；②在計算機(jī)上編輯該文件，將測量得到的誤差值寫入數(shù)組中的對應(yīng)位置；③把文件從計算機(jī)傳送到s則uME租K8025basellne中。圖61絲杠螺距誤差補(bǔ)償圖(3)利用工具盒中的WINPC州通訊工具軟件，將螺補(bǔ)文件讀到計算機(jī)中。表61 補(bǔ)償點(diǎn)數(shù)的計算軸參數(shù)號參數(shù)名單位軸舉例值參數(shù)定義8000MM_ENC_COMP_MAX_POINTS—Z13每軸螺距補(bǔ)償點(diǎn)數(shù)數(shù)（2）測量各補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償值，繪制如圖61所示螺距誤差補(bǔ)償圖。假設(shè)補(bǔ)償軸為Z軸，補(bǔ)償起始點(diǎn)為100mm(絕對坐標(biāo))，補(bǔ)償間隔為80mm；補(bǔ)償終止點(diǎn)為1060mm(絕對坐標(biāo))。本次改造，考慮到改造后車床定位精度較高，因此沒有對其絲杠螺距誤差進(jìn)行補(bǔ)償，相應(yīng)的參數(shù)32700設(shè)置為0。本次改造，只開發(fā)了基本的數(shù)控功能，對于操作面板上的用戶鍵Kl~K12等沒有定義。今后的改造，我們將更多地考慮以交流伺服電機(jī)作為驅(qū)動元件、半閉環(huán)控制的數(shù)控系統(tǒng)—SINUMERIK 802S baseline。在電氣改造方面，選用了性能價格比高的SINUMERIK 802S base line數(shù)控系統(tǒng)，設(shè)計了主控電路原理圖及數(shù)控系統(tǒng)PLC接口接線圖，對步進(jìn)電機(jī)的計算和選型作了詳細(xì)介紹。為了恢復(fù)導(dǎo)軌的精度，增加耐磨性，提高機(jī)床的穩(wěn)定性，提高機(jī)床的防爬行和吸振功能，對機(jī)床導(dǎo)軌選用填充聚四氟乙烯軟帶來改造。全文主要論述和研究了以下內(nèi)容：l、為使改造后的車床主軸能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速，本次改造采用了變頻器驅(qū)動電機(jī)的方式，本文對主軸變頻器的計算和選型作了深入研究。實(shí)踐證明，經(jīng)過改造后的車床，擁有教完備的數(shù)控功能和高的加工精度，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性明顯提高，能適應(yīng)更廣泛地加工要求，與購買同檔次的全新數(shù)控車床相比，節(jié)約資金約50%。因此，普通機(jī)床的數(shù)控化改造不但有存在的必要，而且大有可為。從美國、日本等西方發(fā)達(dá)國家的工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程看，機(jī)床的數(shù)控化改造也必不可少，經(jīng)數(shù)控改造的機(jī)床占有較大比例。第六章 總結(jié)與展望 總結(jié)數(shù)控機(jī)床作為機(jī)電一體化典型產(chǎn)品，在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)揮著越來越大的作用，它很好地解決了形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高、小批量及多變零件的加工問題且能穩(wěn)定產(chǎn)品的加工質(zhì)量，大幅度提高生產(chǎn)效率。 本章小結(jié)本章首先闡述了與改造后車床相關(guān)的PLC及機(jī)床參數(shù)的設(shè)置方法；接下來闡述了改造后的車床幾何精度、定位精度及切削精度的檢驗(yàn)方法，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)表明造后的車床精度達(dá)到了JB/%—《簡式數(shù)控臥式車床精度》標(biāo)準(zhǔn)中的項(xiàng)要求。（9）零件試加工。（7）檢查車床輔助功能：照明→切削液→防護(hù)罩→護(hù)板。（5）用考機(jī)程序調(diào)試刀架與主軸運(yùn)動：快速點(diǎn)定位、X向Z向最高最低進(jìn)給運(yùn)動、主軸啟動與停止等。（4）車床定位精度的檢測：直線運(yùn)動定位精度檢測→直線運(yùn)動重復(fù)定位精度檢測→直線運(yùn)動軸機(jī)械原點(diǎn)的返回精度檢測→回轉(zhuǎn)運(yùn)動定位精度檢測等。（1）通電試車：各部件分別供電試車→整機(jī)供電試車→啟動安全裝置（2）車床幾何精度測量與調(diào)整：用框式水平儀測量、調(diào)整床身水平；用框式水平儀和百分表測量、調(diào)整主要幾何精度（縱向橫向滑板移動的直線度、縱向滑板移動時與主軸回轉(zhuǎn)中心線的平行度、橫向滑板移動時與主軸回轉(zhuǎn)中心線的垂直度等）；用百分表加磁力表座測量、調(diào)整主軸軸向、徑向跳動。改造后的數(shù)控車床必須通過驗(yàn)收環(huán)節(jié)來檢驗(yàn)是否達(dá)到預(yù)期的精度要求，精度檢測的內(nèi)容主要包括幾何精度、定位精度和切削精度。圖51 系統(tǒng)首次上電報警畫面PLC相關(guān)參數(shù)設(shè)置如下：l、MD14512 PLC機(jī)床參數(shù)設(shè)置MD14512[0]=FFH MD14512[1]=8FH MD14512[2]=B3H MD14512[3]=0FH MD14512[4]=37H MD14512[5]=10HMD14512[6]=00H MD14512[7]=00 H MD14512[11]=89HMD14512[12]=01H MD14512[16]=0C H MD14512[17]=00 HMD14512[18]=00 HMD14510 PLC機(jī)床參數(shù)設(shè)置MD14510[18]=15 MD14510[18]=15 MD14510[18]=0MD14510[18]=0 MD14510[18]=4 MD14510[18]=100MD14510[18]=15 MD14510[18]=23 MD14510[18]=29MD14510[18]=27 MD145lO[18]=25 坐標(biāo)軸參數(shù)設(shè)置30130[X、Z]=2 30240[X、Z]=3 34200[X、Z]=431020[X、Z]=1000 31400[X、Z]=1000 31030[X]=431030[Z]=6 31050[X]=20 31050[Z]=2031060[X]=32 31060[Z]=24 32000[X]=120032000[Z]=2400 32010[X]=1200 32010[Z]=240032020[X]=1000 32020[Z]=1500 32260[X、Z]=48036200[X]=1350 36200[Z]=2700 31350[X、Z]=8000進(jìn)給軸動態(tài)特性參數(shù)設(shè)置35220[X、Z]=1 35230[X、Z]=0 32300[X]= 32300[Z]=參考點(diǎn)調(diào)試34000[X、Z]=1 34010[X、Z]=0 34020[X]=100034020[Z]=2000 34040[X]=150 34040[Z]=30034050[X、Z]= 0 34060[X、Z]=10 34060[Z]=2034070[X、Z]=50 34070[X]=100 34080[X、Z]=234100[X、Z]=150 34100[X、Z]=900軟限位與反向間隙補(bǔ)償設(shè)置36100[X]=30 36100[Z]= 0 36100[X]=20036100[X]=1200 32450[X、Z]=0 旋轉(zhuǎn)監(jiān)控功能設(shè)置31100[X]=1600 31100[Z]=1200 31100[X、Z]=10絲杠螺距誤差補(bǔ)償32700[X、Z]=0主軸參數(shù)調(diào)試30130[SP]=l 30134[SP]=2 30200[SP]=l30240[SP]=2 31020[SP]=1000 32260[SP]=170036200[SP]=2000 36300[SP]=3000 35010[SP]=0顯示機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)置206=3 207=3 208=3 210=3 216=3 217=3數(shù)控機(jī)床的檢測驗(yàn)收工作，是一項(xiàng)工作量大，試驗(yàn)和檢測技術(shù)要求高的工作。PTP”—集成PLC實(shí)例應(yīng)用程序。此時必須調(diào)試PLC應(yīng)用程序中的相關(guān)動作，如急停、硬限位等。最后通過對快速空載啟動、快速移動和最大切削負(fù)載等三種典型工況下電機(jī)所需力矩進(jìn)行計算比較，得出在快速空載啟動時，電機(jī)所需力矩最大，據(jù)此力矩去選用步進(jìn)電機(jī)，最終確定了步進(jìn)電機(jī)型號。本章首先闡述了縱切外圓和橫切端面切削力的計算，在計算的基礎(chǔ)上，確定了縱橫向滾珠絲杠副所受當(dāng)量動載荷，再根據(jù)強(qiáng)度原則對滾珠絲杠副型號作了初選，在通過剛度校核和穩(wěn)定性校核之后最終確定了滾珠絲杠副型號。當(dāng)快速運(yùn)動和切削進(jìn)給時，130BF001步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行矩頻特性完全可滿足要求。從表433查出130BF001型號步進(jìn)電機(jī)允許最高空載起動頻率為300HZ，運(yùn)行頻率為16000HZ，再從參考資料27中的圖41圖418查130BF001步進(jìn)電機(jī)起動矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性曲線，如圖4圖44所示。機(jī)床在不同的情況下，其所需轉(zhuǎn)矩不同，下面分別按各階段計算：(1)快速空載起動階段，加速力矩占的比例較大，其具體計算公式如下： 起動加速時間：折算到電機(jī)軸的摩擦力矩：附加摩擦力矩M：上述三項(xiàng)合計：(2)快速移動時所需力矩：(3)最大切削負(fù)載時所需力矩：從上面的計算可以看出上述三種情況下，快速空載起動所需力矩最大，以此項(xiàng)工作作為初選步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。代入上式： 考慮步進(jìn)電動機(jī)傳動系統(tǒng)慣量分配問題。因進(jìn)給運(yùn)動齒輪受力不大，模數(shù)m取2。可選定齒輪數(shù)為：已確定橫向進(jìn)給脈沖當(dāng)量，絲杠導(dǎo)程，初步選定步進(jìn)電機(jī)步距角，可計算傳動比。 縱向及橫向滾珠絲杠副的幾何參數(shù)查表可知和滾珠絲杠副的幾何參數(shù)如下表41所示。（3） 支承滾珠絲杠的軸承的軸向接觸變形采用8024推力球軸承，考慮進(jìn)行預(yù)緊，故綜合以上變形量：顯然此變形量已大于定位精度要求，應(yīng)采用相應(yīng)的措施修改，因橫向溜板空間限制不宜再加大此滾珠絲杠直徑，故采用貼塑導(dǎo)軌減小摩擦力，從而減小最大牽引力，從圖46查出當(dāng)，不變，則 定位精度為mm,故此變形量仍不滿足，如果滾珠絲杠再經(jīng)過預(yù)拉伸，則還可提高4倍，則變形量可控制在要求范圍內(nèi)： 從上面的計算公式可看出設(shè)計的過程要反復(fù)修改才能達(dá)到滿意的結(jié)果。橫向進(jìn)給絲杠支承方式如圖42所示，最大牽引力為1500N，支撐間距L=450mm,因絲杠長度較短，不需要預(yù)緊，螺母及軸承預(yù)緊。因進(jìn)行了預(yù)緊，(3) 支撐滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形采用8205型推力球軸承因施加預(yù)緊力，故根據(jù)上式推算：定位精度滾珠絲杠，兩端推力軸承不會產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象，不用作穩(wěn)定性校核。圖41 縱向進(jìn)給滾珠絲杠螺母副和支承方式其實(shí)際由于兩端均采用向心推力軸承，且絲杠又進(jìn)行了預(yù)緊，故拉伸剛度可提高四倍，最大牽引力為，支撐間距L=1500mm,絲杠螺母及軸承均進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊力為最大軸向載荷的1/3。式中：—螺旋升角 ；—螺旋角取，派動摩擦系數(shù) ~；；先畫出此縱向進(jìn)給滾珠絲杠螺母副和支承方式草圖如圖41所示。 式中：—滾珠絲杠導(dǎo)程初選為6mm；—最大切削力F得進(jìn)給速度，可取最高進(jìn)給速度的（1/2~1/3）；；—使用壽命按1500h；—運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，一般運(yùn)轉(zhuǎn)??；—壽命以轉(zhuǎn)為1單位；?？v向進(jìn)給為綜合型導(dǎo)軌 式中：—考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)綜合導(dǎo)軌，取K=；—活動導(dǎo)軌摩擦系數(shù)：~；—溜板及刀架重力：=800N；選用滾珠絲杠副的直徑時，必須保證在一定軸向負(fù)荷作用下，絲杠在回轉(zhuǎn)100萬轉(zhuǎn)后，在它的滾道上不產(chǎn)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象?，F(xiàn)分述如下： 確定系統(tǒng)脈沖當(dāng)量根據(jù)機(jī)床精度要求確定脈沖當(dāng)量，橫向： /步。第4章 機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計計算將一臺C6132普通車床改造成微機(jī)數(shù)控機(jī)床，采用SINUMERIK 802S base line控制系統(tǒng)。再接下來闡述了各軸接近開關(guān)的配置方法和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電流的設(shè)定方法。接下來設(shè)計了數(shù)控系統(tǒng)PLC I/O口接線圖，I/O口接線圖中的I/O口定義與廠家提供的PLC實(shí)例程序“SAMPLE圖315 主電路圖交流控制電路如圖317，RCRC5和RC6為單相滅火器，M4和M5為兩點(diǎn)柜風(fēng)扇，線路電壓為AC110V。M2是刀架電機(jī)，KM2吸合時，刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)，KM3吸合時，刀架電機(jī)反轉(zhuǎn)。L是為改善功率因素而使用的交流電抗器。交流接觸器KM1控制變頻器的通電和斷電，當(dāng)變頻器無故障時，B端觸頭閉合，KM1吸合，變頻器通電；當(dāng)變頻器有故障時，B端觸頭斷開，KM1線圈失電，其常開觸頭斷開，變頻器自動斷電，同時A端觸頭閉合，報警燈HL顯示報警。設(shè)定方法如圖314所示。圖313 雙開關(guān)方式接近開關(guān)的布置所選用的110BF003型步進(jìn)電機(jī)。為了提高返回參考點(diǎn)的速度、精度和可靠性，決定采用雙開關(guān)方式，如圖313所示。為了確定參考點(diǎn)位置，每個坐標(biāo)軸必須配備一個接近開關(guān)(PNP型常開，即24VDC電平輸出)，用于產(chǎn)生返回參考點(diǎn)的零脈沖。圖312 步進(jìn)驅(qū)動器與步進(jìn)電機(jī)的連接 回參考點(diǎn)配置為了使系統(tǒng)在開機(jī)以后能夠立即精確地識別機(jī)床零點(diǎn)，必須使系統(tǒng)與進(jìn)給軸的位置測量系統(tǒng)進(jìn)行同步，該過程就是所謂的回參考點(diǎn)過程。圖39 X102接線圖數(shù)字輸出端的連接(X200和201）X200和X201的接線如圖3311所示，KAKAKAKAKA5和KA6分別為主軸正轉(zhuǎn)、主軸反轉(zhuǎn)、刀架正轉(zhuǎn)、刀架反轉(zhuǎn)、冷卻泵和主軸制動用中間繼電器，VD2VD7為繼電器線圈兩端浪涌電壓吸收二極管。當(dāng)某一刀位處于工作位置時，其位置傳感器(霍爾元件)輸出低電平，其余三個刀位的霍爾元件輸出處于懸空狀態(tài)，沒有電平輸出。圖38