【38页】普通车床（CA6140）经济型数控改造.doc文档下载

引入故障诊断专家系统 智能化数字伺服驱动装置 可以通过自动识别负载，而自动调整参数，使 引入专家系统指导加工 将熟练工人和专家的经验，加工 向高速化和高精度化发展 这是适应机床向高速和高精度方向发展的需要。

向智能化方向发展 随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度将不 断提高。

应用自适应控制技术 数控系统能检测过程中些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到改 进系统运行状态的目的。

加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要修配。

可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。

拥有自动报警自动监控自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时 间无人看管加工。

由以上五条派生的好处。

如降低了工人的劳动强度，节省了劳动力数控机床只要更换个程 序，就可实现另工件加工的自动化，从而使单件和小批生产得以自动化，故被 称为实现了柔性自动化。

应用自适应控制技术 数控系统能检测过程中些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到改 进系统运行状态的目的。

向智能化方向发展 随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度将不 断提高。

普遍。

机所 具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。

远程通讯，远程诊断和维修 将更加部分内容简介理人机界面编程联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。

部分内容简介理人机界面编程联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。

机所 具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。

远程通讯，远程诊断和维修 将更加普遍。

向高速化和高精度化发展 这是适应机床向高速和高精度方向发展的需要。

向智能化方向发展 随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度将不 断提高。

应用自适应控制技术 数控系统能检测过程中些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到改 进系统运行状态的目的。

引入专家系统指导加工 将熟练工人和专家的经验，加工的般规律和特殊规律存入系统中，以工艺 参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。

引入故障诊断专家系统 智能化数字伺服驱动装置 可以通过自动识别负载，而自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行。

四机床数控化改造的必要性 微观看改造的必要性 从微观上看，数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且这些优越性均 来自数控系统所包含的计算机的威力。

可以加工出传统机床加工不出来的曲线曲面等复杂的零件。

由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动 的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。

可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提 高倍。

由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来， 然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。

数控机床只要更换个程 序，就可实现另工件加工的自动化，从而使单件和小批生产得以自动化，故被 称为实现了柔性自动化。

加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要修配。

可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。

拥有自动报警自动监控自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时 间无人看管加工。

由以上五条派生的好处。

如降低了工人的劳动强度，节省了劳动力个人可以看管多台机床， 减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反 应等等。

二宏观看改造的必要性 从宏观上看，工业发达国家的军民机械工业，在年代末年代初已 开始大规模应用数控机床。

由于采用信息技术对国外军民机械工业进行深入改 造称之为信息化，最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大 为增强。

而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后年。

如我国 机床拥有量中，数控机床的比重数控化率到年只有，而日本在 年已达，因此每年都有大量机电产品进口。

这也就从宏观上说明了 机床数控化改造的必要性。

数控化改造的市场空间 机床的数控制化改造是个方兴未的行业，从各种统计数字上看前途应该是 十分光明的，例如在美国，日本和德国等发达国家，它们的机床改造人作为 新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄金时代。

由于机床以及数控技术的不断 进步，机床改造是个永恒的课题。

我国的机床改造业，也从老的行业进入到 以数控技术为主的新的行业所以不难看出 国内的市场 我国目前机床总量余万台，而其中数控机床总数只有万台，即我国机 床数控化率不到。

近年来，我国数控机床年产量约为万台，年 产值约为亿元。

机床的年产量数控化率为。

我国机床役龄年以上的占 以上年以下的机床中，自动产水平，又是国内许多企业提高生产设备自动化水平和精密程 度的主要途径，在我国有着广阔的市场。

从另个角度来说，该设计既有机床结 构方面内容，又有机加工方面内容，还有数控技术方面的内容，有利于将大学所 学的知识进行综合运用。

虽然设计者未曾系统的学习过机床设计的课程，但通过 该设计拓宽了知识面，增强了实践能力，对普通机床和数控机床都有了进步的 了解。

本设计说明书包括绪论摘要总体设计方案的要求进给伺服系统的 机械部分改造设计步进电动机的计算与选型微机控制系统硬件电路设计等几 个部分。

改造后的机车，主运动实现自动变速，纵向横向进给系统进行数控控 制，并要求达到纵向最小运动单位为脉冲，横向最小运动单位脉冲， 刀架要是自动控制的自动转位刀架，要能自动切削螺纹。

关键字数控改造进给系统滚珠丝杠电动机 第章设计要求 总体方案设计要求 总体方案设计应考虑机床数控系统的类型，以及传动方式和执行机构的选择 等。

普通车床数控化改造后应具有定位纵向和横向的直线插补圆弧插补功 能，还要求能暂停，进行循环加工和螺纹加工等，因此，数控系统选连续控制系 统。

车床数控化改装后属于经济型数控机床，在保证定加工精度的前提下应 简化结构降低成本，因此，进给伺服系统采用步进电机开环控制系统。

根据系统的功能要求，微机数控系统中除了外，还包括扩展程序存 储器，扩展数据存储器接口电路包括能输入加工程序和控制命令的键盘， 能显示加工数据和机床状态信息的显示器，包括光电隔离电路和步进电机驱动电 路，此外，系统中还应包括螺纹加工中用的光电脉冲发生器和其他辅助电路。

设计自动回转刀架及其控制电路。

纵向和横向进给是两套的传动链，它们由步进电机齿轮副丝杠螺 母副组成，其传动比应满足机床所要求的分辨率。

为了保证进给伺服系统的传动精度和平稳性，选用摩擦小传动效 率高的滚珠丝杠螺母副，并应有预紧机构，以提高传动刚度和消除间隙，齿轮副 也应有消除齿侧间隙的机构。

采用贴塑导轨，以减小导轨的摩擦力。

总体方案设计图如下图所示 进给伺服系统总体方案方框图如图所示 加工工件形状 编程 手工输入计算机磁带 控制计算机 功率放大器 车床 步进电机 变速箱 变速箱 步进电机 工件 图数控车床改造的总体方案示意图 微 机 光 电 隔 离 光 电 隔 离 功 率 放 大 功 率 放 大 向 步进 电机 步进 电机 向 床鞍及拖板 中拖板 图经济性数控车床进给伺服系统方案框图 设计参数 设计参数包括车床的部分技术参数和设计数控进给伺服系统所需要的参数。

现列出卧式车床的技术数据 名称技术参数 在床身上 工件最大直径 在刀架上 顶尖间最大距离 工制螺纹种 加工螺纹范围英制螺纹种 模数螺纹种 径节螺纹种 最大通过直径 孔锥度莫氏 主轴正转转速级数 正转转速范围 反转转速级数 反转转速范围 纵向级数 进给量纵向范围 横向级数 横向范围 滑板行程横向 纵向 最大行程 刀架最大回转角 刀杠支承面至中心的距离 刀杠截面， 顶尖套莫氏锥度 尾座 横向最大移动量 外形尺寸长宽高 圆度 工作精度圆柱度 平面度 表面粗糙度 主电动机 电动机功率 总功率 改造设计参数如下 最大加工直径在床面上 在床鞍上 最大加工长度 快进速度纵向 横向 最大切削进给速度纵向 横向 溜板及刀架重力纵向 横向 代码制 前言 大学三年的学习生活即将结束，大学学习生活中的最后个环节也是最重要 个环节毕业设计，是对所学知识和技能的综合运用和检验。

本人的毕业设计课题是对普通车床进行经济型数控改造，其内容 包括总体方案的确定机械改造部分的设计计算伺服进给机构设计主轴交 流伺服电机的选择微机控制系统硬件电路设计等。

对普通车床进行经济型数 控改造符合我国国情，即适合我国目前的经济水平教育水平和生产水平，又是 国内许多企业提高生产设备自动化水平和精密程度的主要途径，在我国有着广阔 的市场。

从另个角度来说，该设计既有机床结构方面内容，又有机加工方面内 容，还有数控技术方面的内容，有利于将大学所学的知识进行综合运用。

虽然设 计者未曾系统的学习过机床设计的课程，但通过该设计拓宽了知识面，增强了实 践能力，对普通机床和数控机床都有了进步