【正文】 選擇 19 數(shù)控系統(tǒng)的介紹 19 操作面板 19 軟件操作界面 21 系統(tǒng)參數(shù) 21 伺服驅(qū)動(dòng) 22 伺服電機(jī) 24第6章 機(jī)床的安裝與調(diào)試 25 數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試 25 參數(shù)設(shè)置 25 外部狀態(tài)檢查 28 伺服電機(jī)安裝調(diào)試 30 接通伺服電源 31 連接機(jī)床調(diào)試 31 參數(shù)的設(shè)置與系統(tǒng)的調(diào)試 34 其他參數(shù)設(shè)置及傳動(dòng)鏈注意事項(xiàng) 34 電氣PLC的調(diào)試 34 安裝調(diào)試的注意事項(xiàng) 35元器件清單 36畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙 38致謝 42參考文獻(xiàn) 43 湖 南 鐵 道 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 HUNAN RAILWAY PROFESSIONAL TECHNOLOGY COLLEGE第1章 前言 問(wèn)題提出數(shù)控車床作為機(jī)電液氣一體化的典型產(chǎn)品，是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中不可缺少的加工設(shè)備，在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，能解決機(jī)械制造中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密、批量小、零件多變的加工問(wèn)題，且產(chǎn)品加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較高。81周畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯準(zhǔn)備及答辯。0．5周機(jī)床安裝及調(diào)試設(shè)計(jì)。60．5周伺服系統(tǒng)調(diào)試設(shè)計(jì)。51周完成電氣原理圖草圖和電氣安裝接線圖草圖。30．5周選擇伺服裝置0．5周完成伺服系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)，并完成伺服系統(tǒng)控制原理圖。20．5周對(duì)進(jìn)給、主軸傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析計(jì)算，選擇拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)并確定傳動(dòng)系統(tǒng)改造方案。北京：中國(guó)電力出版社，1997六、設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)度及工作量(一)設(shè)計(jì)內(nèi)容和進(jìn)度要求序號(hào)進(jìn)度要求設(shè)計(jì)內(nèi)容11周了解車床傳動(dòng)、控制、加工性能，分析國(guó)內(nèi)外數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)、控制和加工要求。北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，編寫組編著北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004姜德希編北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1979李榮生主編濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2002編寫組編廣州：廣東科技出版社，2002曾毅等編著北京：國(guó)防工業(yè)出版社；2002袁任光編著北京：機(jī)械工業(yè)出版社；1998白恩遠(yuǎn)主編北京：兵器工業(yè)出版社；1999余良英編著北京：化學(xué)工業(yè)出版社；2003王愛(ài)玲主編北京：機(jī)械工業(yè)出版社；2002廖兆榮主編五、參考資料：熊光華主編數(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。 畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目: CA6140普通車床的數(shù)控化改造系 別: 機(jī)電工程系 學(xué)生姓名: 專業(yè)班級(jí): 數(shù)控維修091班 指導(dǎo)老師: 老師 完成時(shí)間： 2011年12月 畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱書1. 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 簽名: 年 月 日2 . 答辯委員會(huì)綜合評(píng)語(yǔ):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)考核項(xiàng)目及總分具 體 內(nèi) 容分值評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)得分差及中良優(yōu)設(shè)計(jì)過(guò)程20查閱資料及手冊(cè)能力50~235工作態(tài)度及紀(jì)律情況50~235獨(dú)立工作能力50~235基本概念、基本理論及專業(yè)知識(shí)掌握情況50~235設(shè)計(jì)結(jié)果40規(guī)定任務(wù)的完成情況100~578910說(shuō)明書質(zhì)量100~5 78910圖紙及技術(shù)文檔的質(zhì)量150~810121315設(shè)計(jì)有無(wú)獨(dú)到和創(chuàng)新之處50~235答辯情況40對(duì)設(shè)計(jì)的闡述（自述）150~810121315基本理論和方法問(wèn)題150~810121315有關(guān)設(shè)計(jì)問(wèn)題100~278910班級(jí)數(shù)控維修091學(xué)號(hào)2009020501111姓名郭 柳總分指 導(dǎo) 老 師簽 名考 核 小 組 專 家 簽 名畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書機(jī)電工程系一、設(shè)計(jì)課題名稱：CA6140車床的數(shù)控化改造二、指導(dǎo)教師：孫貴清三、設(shè)計(jì)要求：采用數(shù)控裝置和伺服裝置，對(duì)CA6140車床進(jìn)行數(shù)控化改造。要求能進(jìn)行車削數(shù)控加工，達(dá)到或超過(guò)原車削加工性能。四、設(shè)計(jì)依據(jù)：CA6140車床控制要求、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)；伺服裝置型號(hào)規(guī)格參數(shù)；常用低壓控制電器型號(hào)規(guī)格參數(shù)。數(shù)控機(jī)床機(jī)床電氣自動(dòng)控制現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計(jì)與實(shí)例現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床伺服及檢測(cè)技術(shù)交流變頻調(diào)速器選用手冊(cè)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與維護(hù)機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)第5卷上、下冊(cè)電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)機(jī)床電氣線路圖冊(cè)工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)上、下冊(cè)經(jīng)過(guò)分析、比較、計(jì)算，確定改造總體方案。1周完成進(jìn)給、主軸傳動(dòng)系統(tǒng)改造圖。40．5周選擇數(shù)控裝置。0．5周完成電氣原理圖和電氣安裝接線圖。0．5周數(shù)控裝置調(diào)試設(shè)計(jì)。72周編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。(二)工作量設(shè)計(jì)說(shuō)明書：數(shù)控化改造總體方案設(shè)計(jì)；機(jī)械部分改造設(shè)計(jì)；伺服裝置選型；伺服系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)；數(shù)控裝置選型；電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；機(jī)床安裝與調(diào)試設(shè)計(jì)。企業(yè)要在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得生存、求得發(fā)展,就必須在最短的時(shí)間內(nèi)以優(yōu)異的質(zhì)量、低廉的成本,制造出合乎市場(chǎng)需要的、性能合適的產(chǎn)品,而產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣,制造周期的快慢,生產(chǎn)成本的高低,又往往受工廠現(xiàn)有加工設(shè)備的直接影響。而改造現(xiàn)有舊機(jī)床、配備與之相適應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)，把普通機(jī)床改裝成數(shù)控機(jī)床，是當(dāng)前許多企業(yè)對(duì)現(xiàn)有設(shè)備改造換代的首選辦法，也是提高機(jī)床數(shù)控化率的一條有效途徑，不失為一條投資少、提升產(chǎn)品加工精度及質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率的捷徑，使企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力，在我國(guó)成為世界制造業(yè)中心及制造強(qiáng)國(guó)的進(jìn)程中，占有一席之地。2)車床電氣元件老化，連接線不穩(wěn)固。4)隨著機(jī)床的發(fā)展，機(jī)床也變成了數(shù)控化、人性化、效益化。故，據(jù)上述問(wèn)題普通車床即將面臨淘汰，因此，普通車床的改造勢(shì)在必行。（2）有利于企業(yè)技術(shù)的提高，成本的節(jié)約數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比，有很大的優(yōu)勢(shì)，數(shù)控機(jī)床具有高度柔性，加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠，生產(chǎn)率高，改善勞動(dòng)條件，利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化；而普通機(jī)床精度低，效率低，適合批量較小，精度要求不高，零活類零件。這樣會(huì)大大的加大企業(yè)的支出，對(duì)企業(yè)的收入也是有所影響的。由于新型機(jī)床價(jià)格昂貴,一次性投資巨大,如果把舊機(jī)床設(shè)備全部用新型機(jī)床替換。（4）有利于數(shù)控化市場(chǎng)的擴(kuò)大訂購(gòu)新的數(shù)控機(jī)床的交貨周期一般較長(zhǎng),往往不能滿足用戶的需要,而改造的數(shù)控機(jī)床能夠適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品多樣化和高精度的要求。 機(jī)床數(shù)控化改造的意義(1)節(jié)省資金。一般大型機(jī)床改造只需花新機(jī)床購(gòu)置費(fèi)的1/3。(2)性能穩(wěn)定可靠。(3)提高生產(chǎn)效率。對(duì)復(fù)雜零件而言難度越高功效提高得越多。第2章 改造總體方案 CA6140車床介紹 CA6140車床組成圖CA6140車床的基本組成如圖21所示：圖21 CA6140車床外形圖 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)給箱車床的參數(shù)普通CA6140車床的主要參數(shù)如表21所示：表21 床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑（mm）400刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑（mm）220最大工件長(zhǎng)度（mm）750/1000/1500主軸內(nèi)孔（通孔）直徑（mm）52主軸孔前端錐度莫氏6號(hào)刀架縱向的快速移動(dòng)速度（mm）≥刀架橫向的快速移動(dòng)速度（mm）≥床身導(dǎo)軌長(zhǎng)度（mm）340主軸轉(zhuǎn)速的范圍（r/min）9～1600電動(dòng)機(jī)功率（kw） CA6140改造參數(shù)CA6140數(shù)控化改造后應(yīng)達(dá)到的參數(shù)如表22最大加工直徑：在床面上400mm在橫刀架以上210mm最大加工長(zhǎng)度：1000mm快進(jìn)速度：最大切削進(jìn)給速度：溜板及刀架重力：縱向800N橫向600N主電機(jī)功率：控制坐標(biāo)數(shù)：2最小指令值（脈沖當(dāng)量）進(jìn)給傳動(dòng)鏈間隙補(bǔ)償量 數(shù)控化改造要求和內(nèi)容改造要求車床6140主要用于對(duì)中小型軸類、盤類及螺紋零件的加工，加工這些零件工藝上要求機(jī)床應(yīng)該滿足以下要求：(1)能夠控制主軸正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)不同切削速度的主軸變速；(2)刀架能夠?qū)崿F(xiàn)縱向和橫向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并具有在換刀點(diǎn)自動(dòng)改變四個(gè)刀位完成選擇刀具的功能；(3)加工螺紋時(shí)，應(yīng)保證主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架移動(dòng)一個(gè)加工螺紋的螺距或?qū)С?。改造?nèi)容普通車床改造的目的是利用數(shù)控系統(tǒng)控制車床自動(dòng)完成機(jī)械加工任務(wù)，提高車床的加工精度和生產(chǎn)效率。根據(jù)CA6140車床有關(guān)數(shù)據(jù)改造內(nèi)容如下：(1)機(jī)械部分精度恢復(fù)和機(jī)械傳動(dòng)部分的改進(jìn)。因此，機(jī)床改造過(guò)程中的首要任務(wù)是對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行類似于通常的機(jī)床大修，以恢復(fù)機(jī)床精度，達(dá)到新機(jī)床的制造標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，為提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，采用預(yù)加負(fù)載的滾動(dòng)導(dǎo)軌和滾珠絲杠副機(jī)構(gòu)。1)主傳動(dòng)系統(tǒng)保留原有的主傳動(dòng)系統(tǒng)和變速機(jī)構(gòu)，由于添加了自動(dòng)加工螺紋功能，因此，在主傳動(dòng)軸上安裝一個(gè)脈沖發(fā)生器，這樣既保留了機(jī)床原有的功能，又降低了改造工作量。2）進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)為保證進(jìn)給伺服系統(tǒng)的傳動(dòng)精度、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性和機(jī)床加工精度,取消原機(jī)床的滑動(dòng)絲桿螺母副,選用摩擦小、傳動(dòng)效率高的滾珠絲桿螺母副,并應(yīng)用預(yù)緊機(jī)構(gòu),以提高傳動(dòng)剛度和消除間隙。 (2)輔助裝置輔助裝置指的是數(shù)控機(jī)床的一些必須的配套部件。1）對(duì)刀架部分的改造，通過(guò)將原機(jī)床的手動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架替換成自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架來(lái)實(shí)現(xiàn)換刀切削,自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架最常見(jiàn)的形式是螺旋型四工位刀架,由數(shù)控系統(tǒng)直接控制,效率高,工藝性能可靠。在伺服電機(jī)轉(zhuǎn)矩足夠大,構(gòu)件許可時(shí),可以不用減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),由伺服電機(jī)直接與絲桿副相連。數(shù)控機(jī)床的強(qiáng)電控制部分設(shè)計(jì)中要特別注意的是，數(shù)控系統(tǒng)各接口信號(hào)的特點(diǎn)和形式要相配，并且在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)盡量簡(jiǎn)化強(qiáng)電控制線路。數(shù)控改造的目的是要求機(jī)床穩(wěn)定可靠,運(yùn)轉(zhuǎn)故障率低。(5)整體調(diào)試整機(jī)聯(lián)接調(diào)試。一般先對(duì)電氣控制部分進(jìn)行調(diào)試，看單個(gè)動(dòng)作是否正常，然后再進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試階段。在主傳動(dòng)軸上安裝一個(gè)脈沖發(fā)生器，這樣既保留了機(jī)床原有的功能，又降低了改造工作量，本次改造主軸電動(dòng)機(jī)不做任何改動(dòng)。 主軸脈沖發(fā)生器為了加工螺紋或絲杠，需要配置主軸及脈沖發(fā)生器作為車床位置信號(hào)的反饋元件，它與車床主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)出主軸轉(zhuǎn)角位置變化信號(hào)，輸送給數(shù)控系統(tǒng)。根據(jù)實(shí)際需要，在這里我選用海德ISC58150021增量編碼器。沖擊力50、10最大轉(zhuǎn)速6000rmp抗震力MTBF3000h起動(dòng)力矩輸出電壓高電平Vh、低電平Vh軸最大負(fù)載質(zhì)量防護(hù)防水、油、塵工作溫度 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) 縱向進(jìn)給的改造與計(jì)算縱向進(jìn)給的改造