26【毕业设计】CA6140普通车床数控改造毕业设计终稿文档

回转运动轴反向偏差量的测量方法与直线轴相同，只是用于检测的仪器不同而已。

反向偏差的补偿国产数控机床，定位精度有不少，但没有补偿功能。

对这类机床，在些场合下，可用编程法实现单向定位，清除反向间隙，在机械部分不变的情况下，只要低速单向定位到达插补起始点，然后再开始插补加工。

插补进给中遇反向时，给反向间隙值再正式插补，即可提高插补加工的精度，基本上可以保证零件的公差要求。

对于其他类别的数控机床，通常数控装置内存中设有若干个地址，专供存储各轴的反向间隙值。

当机床的个轴被指令改变运动方向时，数控装置会自动读取该轴的反向间隙值，对坐标位移指令值进行补偿修正，使机床准确地定位在指令位置上，消除或减小反向偏差对机床精度的不利影响。

般数控系统只有单的反向间隙补偿值可供使损情况，如螺距误差及螺距累计误差以及相配螺母间隙。

般情况滑动丝杠应不低于级，螺母间隙过大则更换螺母。

采用滑动丝杠相对滚珠丝杠价格较低，但难以满足精度较高的零件加工。

纵向进给系统由伺服电动机经减速后驱理图如图图光栅尺控制电路原理图纵向向进给系统的改造改造思路丝杠传动直接关系到传动链精度。

丝杠的选用主要取决于加工件的精度要求和拖动扭矩要求。

被加工件精度要求不高时可采用滑动丝杠，但应检查原丝杠磨量反馈控制刀架进给与后退量的实际尺寸与指令尺寸的误差大小反馈给数控系统，若误差太大超出允许误差范围，数控系统可根据加工情况进行时时调整，若出现故障，由系统判断故障类型并在显示器上报警显示报警号。

控制原正反转及转动角度指令由数控系统发出，若出现故障，则由发出信号输入到数控系统，经系统判断故障类型在显示器上报警显示报警号。

控制原理图如图图刀架电机控制系统原理图光栅尺控制电路光栅尺通过测块发出信号经输入到数控系统，经系统判断故障类型在显示器上报警显示报警号。

如图图轴伺服控制电气图刀架控制电路刀架电机采用三相异步电机驱动由继电器模块控制，刀架电机控制刀架的换刀步进电机驱动，由雷赛伺服模块控制，其动力由电源经伺服模块提供，步进电机控制刀架的横向进给与后退正反转及进给速度与进给量指令由数控系统发出，它与数控系统的接口为，若出现故障，则由伺服模指令由数控系统发出，它们与数控系统的接口为，若出现故障，则由伺服模块发出信号经输入到数控系统，经系统判断故障类型在显示器上报警显示报警号。

如图轴进给伺服控制系统轴电机采用雷赛图主轴控制系统原理图轴进给伺服控制系统轴采用松下伺服电机驱动由松下伺服模块控制，其动力由三相电源经伺服模块提供，伺服电机控制刀架的纵向进给与后退正反转及进给速度与进给量的正反转，主轴电机转速由数控系统经口直接连到变频器控制电机转速，若出现故障，则由变频器发出信号经输入到数控系统，经系统判断故障类型在显示器上报警显示报警号。

主轴控制系统原理图如图所示和用户的要求。

电气控制原理主轴控制系统主轴采用三相异步电机驱动由西门子变频器控制，其动力由三相电源经变频器提供，主轴电机的正反转由指令控制经输出再经变频器控制主轴电机公司日本公司国内公司如中国珠峰公司北京航天机床数控系统集团公司华中数控公司和沈阳高档数控国家工程研究中心。

选择数控系统时主要是根据数控改造后机床要达到的各种精度驱动电机的功率统的精度低，但是它的结构与调试都较闭环系统简单。

在将角位移检测元件与速度检测元件和伺服电机作成个整体时则无需考虑位置检测装置的安装问题。

当前生产数控系统的公司厂家比较多，国外著名公司的如德国求，决定是否采用这种系统。

交直流伺服电机拖动，编码器反馈的半闭环数控系统半闭环系统检测元件安装在中间传动件上，间接测量执行部件的位置。

它只能补偿系统环路内部部分元件的误差，因此，它的精度比闭环系差值等于零为止。

闭环进给系统在结构上比开环进给系统复杂，成本也高，对环境室温要求严。

设计和调试都比开环系统难。

但是可以获得比开环进给系统更高的精度，更快的速度，驱动功率更大的特性指标。

可根据产品技术要开环系统的区别是由光栅感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号，随时与给定值进行比较，将两者的差值放大和变换，驱动执行机构，以给定的速度向着消除偏差的方向运动，直到给定位置与反馈的实际位置的步进电机的角位移精度，齿轮丝杠等传动元件的节距精度，所以系统的位移精度较低。

该系统结构简单，调试维修方便，工作可靠，成本低，易改装成功。

异步电动机或直流电机拖动，光栅测量反馈的闭环数控系统该系统与驱动执行部件。

只要控制指令脉冲的数量频率以及通电顺序，便可控制执行部件运动的位移量速度和运动方向。

这种系统不需要将所测得的实际位置和速度反馈到输入端，故称之为开环系统，该系统的位移精度主要决定于步驱动执行部件。

只要控制指令脉冲的数量频率以及通电顺序，便可控制执行部件运动的位移量速度和运动方向。

这种系统不需要将所测得的实际位置和速度反馈到输入端，故称之为开环系统，该系统的位移精度主要决定于步进电机的角位移精度，齿轮丝杠等传动元件的节距精度，所以系统的位移精度较低。

该系统结构简单，调试维修方便，工作可靠，成本低，易改装成功。

异步电动机或直流电机拖动，光栅测量反馈的闭环数控系统该系统与开环系统的区别是由光栅感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号，随时与给定值进行比较，将两者的差值放大和变换，驱动执行机构，以给定的速度向着消除偏差的方向运动，直到给定位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。

闭环进给系统在结构上比开环进给系统复杂，成本也高，对环境室温要求严。

设计和调试都比开环系统难。

但是可以获得比开环进给系统更高的精度，更快的速度，驱动功率更大的特性指标。

可根据产品技术要求，决定是否采用这种系统。

交直流伺服电机拖动，编码器反馈的半闭环数控系统半闭环系统检测元件安装在中间传动件上，间接测量执行部件的位置。

它只能补偿系统环路内部部分元件的误差，因此，它的精度比闭环系统的精度低，但是它的结构与调试都较闭环系统简单。

在将角位移检测元件与速度检测元件和伺服电机作成个整体时则无需考虑位置检测装置的安装问题。

当前生产数控系统的公司厂家比较多，国外著名公司的如德国公司日本公司国内公司如中国珠峰公司北京航天机床数控系统集团公司华中数控公司和沈阳高档数控国家工程研究中心。

选择数控系统时主要是根据数控改造后机床要达到的各种精度驱动电机的功率和用户的要求。

电气控制原理主轴控制系统主轴采用三相异步电机驱动由西门子变频器控制，其动力由三相电源经变频器提供，主轴电机的正反转由指令控制经输出再经变频器控制主轴电机的正反转，主轴电机转速由数控系统经口直接连到变频器控制电机转速，若出现故障，则由变频器发出信号经输入到数控系统，经系统判断故障类型在显示器上报警显示报警号。

主轴控制系统原理图如图所示图主轴控制系统原理图轴进给伺服控制系统轴采用松下伺服电机驱动由松下伺服模块控制，其动力由三相电源经伺服模块提供，伺服电机控制刀架的纵向进给与后退正反转及进给速度与进给量指令由数控系统发出，它们与数控系统的接口为，若出现故障，则由伺服模块发出信号经输入到数控系统，经系统判断故障类型在显示器上报警显示报警号。

如图轴进给伺服控制系统轴电机采用雷赛步进电机驱动，由雷赛伺服模块控制，其动力由电源经伺服模块提供，步进电机控制刀架的横向进给与后退正反转及进给速度与进给量指令由数控系统发出，它与数控系统的接口为，若出现故障，则由伺服模块发出信号经输入到数控系统，经系统判断故障类型在显示器上报警显示报警号。

如图图轴伺服控制电气图刀架控制电路刀架电机采用三相异步电机驱动由继电器模块控制，刀架电机控制刀架的换刀正反转及转动角度指令由数控系统发出，若出现故障，则由发出信号输入到数控系统，经系统判断故障类型在显示器上报警显示报警号。

控制原理图如图图刀架电机控制系统原理图光栅尺控制电路光栅尺通过测量反馈控制刀架进给与后退量的实际尺寸与指令尺寸的误差大小反馈给数控系统，若误差太大超出允许误差范围，数控系统可根据加工情况进行时时调整，若出现故障，由系统判断故障类型并在显示器上报警显示报警号。

控制原理图如图图光栅尺控制电路原理图纵向向进给系统的改造改造思路丝杠传动直接关系到传动链精度。

丝杠的选用主要取决于加工件的精度要求和拖动扭矩要求。

被加工件精度要求不高时可采用滑动丝杠，但应检查原丝杠磨损情况，如螺距误差及螺距累计误差以及相配螺母间隙。

般情况滑动丝杠应不低于级，螺母间隙过大则更换螺母。

采用滑动丝杠相对滚珠丝杠价格较低，但难以满足精度较高的零件加工。

纵向进给系统由伺服电动机经减速后驱动滚珠丝杠螺母机构运动，带动大拖板左右纵向移动。

伺服电动机安装在纵向丝杠的右端。

设计参数加工最大直径在床面上，在床鞍上加工最大长度溜板及刀架重力纵向刀架快速速度纵向最大进给速度纵向主电动机功率主起动加速时间机床定位精度。

根据机床精度要求确定脉冲当量，纵向步横向步。

纵向进给切削力的确定主ηη式中η主轴传递全部功率时的最低速度主切削力按经验公式估算式中为车床床面上加工的最大直径按切削力各分力比纵向进给滚珠丝杠螺母偏差，通常也称反向间隙或失动量。

对于采用半闭环伺服系统的数控机床，反向偏差的存在就会影响到机床的定位精度和重复定位精度，从而影响产品的加工精度。

如在切削运动时，反向偏差会影响插补运动的精度，若偏差过大就会造成圆不够圆，方不够方的情形而在快速定位运动中，反向偏差影响机床的定位精度，使得钻孔镗孔等孔加工时各孔间的位置精度降低。

同时，随着设备投入运行时间的增长，反向偏差还会随因磨损造成运动副间隙的逐渐增大而增加，因此需要定期对机床各坐标轴的反向偏差进行测