C61車床數(shù)控化改造ppt課件

1、 成都紡織高等?？茖W(xué)校成都紡織高等專科學(xué)校 機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院C6140C6140車床數(shù)控化改造設(shè)計車床數(shù)控化改造設(shè)計班級：機(jī)設(shè)班級：機(jī)設(shè)112班班姓名：蒲顯東、李純偉、楊偉林、楊啟東、杜卿瑋姓名：蒲顯東、李純偉、楊偉林、楊啟東、杜卿瑋n一、一、C6140C6140普通車床數(shù)控化改造設(shè)計普通車床數(shù)控化改造設(shè)計 n二、總體方案確實(shí)定二、總體方案確實(shí)定n三、機(jī)械系統(tǒng)的改造設(shè)計方案三、機(jī)械系統(tǒng)的改造設(shè)計方案n1 1主傳動系統(tǒng)的改造方案主傳動系統(tǒng)的改造方案n2 2安裝電動卡盤安裝電動卡盤 n3 3換裝自動回轉(zhuǎn)刀架換裝自動回轉(zhuǎn)刀架n4 4螺紋編碼器的安裝方案螺紋編碼器的安裝方案 n5 5進(jìn)給系統(tǒng)的

2、改造與設(shè)計方案進(jìn)給系統(tǒng)的改造與設(shè)計方案n四、進(jìn)給傳動部件的選型四、進(jìn)給傳動部件的選型 n1 1脈沖當(dāng)量確實(shí)定脈沖當(dāng)量確實(shí)定 n2 2滾珠絲杠螺母副的選型縱向滾珠絲杠螺母副的選型縱向n3. 3. 同步帶減速箱的設(shè)計縱向同步帶減速箱的設(shè)計縱向 n五、步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電源的選用五、步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電源的選用n六、進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計六、進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計 引 言 普通車床如C616/C6132、C618/C6 、C620/C6140、C630等是金屬切削加工最常用的一類機(jī)床。當(dāng)工件隨主軸回轉(zhuǎn)時，經(jīng)過刀架的縱向和橫向挪動，能加工出內(nèi)外圓柱面、圓錐面、端面、螺紋面等，借助成型刀具，還能加工各種成形

3、回轉(zhuǎn)外表。 車床數(shù)控化改造，顧名思義就是在車床上添加微型計算機(jī)控制安裝，使其具有一定的自動化才干，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加工工藝要求。CNC系統(tǒng)伺服系統(tǒng)變頻器主軸控制機(jī)床本體 CNC變頻器驅(qū)動器伺服電機(jī) 普通車床刀架的縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動，是由主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動經(jīng)掛輪傳送而來，經(jīng)過進(jìn)給箱變速后，由光桿或絲桿帶動溜板箱、縱溜板以及橫溜板產(chǎn)生挪動。進(jìn)給參數(shù)依托手工調(diào)整，改動參數(shù)時需求停車。刀架的縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給不能聯(lián)動，切削次序需求人工控制。 對普通車床進(jìn)展數(shù)控化改造，主要是將縱向和橫向進(jìn)給系統(tǒng)改成用微機(jī)控制的、能獨(dú)立運(yùn)動的進(jìn)給伺服系統(tǒng)；將手動刀架換成能自動換刀的電動刀架。一、C6140普通車床數(shù)控化改造設(shè)計主要

4、技術(shù)目的如下：主要技術(shù)目的如下： 1床身上最大加工直徑400 mm； 2最大加工長度1000 mm； 3X方向(橫向)的脈沖當(dāng)量x = 0.005 mm/脈沖, Z方向(縱向)z = 0.01 mm/脈沖； 4X方向最快挪動速度vxmax = 3000 mm/min，Z方向為vzmax = 6000 mm/min； 5X方向最快工進(jìn)速度vxmaxf = 400 mm/min，Z方向為vzmaxf = 800 mm/min； 6X方向定位精度 0.01 mm，Z方向 0.02 mm7可以車削柱面、平面、錐面與球面等；8安裝螺紋編碼器，可以車削公/英制的直螺紋與 錐螺紋，最大導(dǎo)程為24 mm；9安

5、裝四工位立式電動刀架，系統(tǒng)控制自動選刀；10)自動控制主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停頓，并可輸出 主軸有級變速與無級變速信號；11)自動控制冷卻泵的啟/停；12)安裝電動卡盤，系統(tǒng)控制工件的夾緊與松開；13)縱、橫向安裝限位開關(guān)；14)數(shù)控系統(tǒng)可與PC機(jī)串行通訊；15)顯示界面采用LED數(shù)碼管，編程采用ISO數(shù)控代 碼。 總體方案應(yīng)思索車床數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)動方式、進(jìn)給伺服系統(tǒng)的類型、數(shù)控系統(tǒng)CPU的選擇，以及進(jìn)給傳動方式和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇等。二、總體方案確實(shí)定二、總體方案確實(shí)定數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計成數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計成延續(xù)控制型。延續(xù)控制型。進(jìn)給伺服系統(tǒng)常采用步進(jìn)給伺服系統(tǒng)常采用步進(jìn)電動機(jī)的開環(huán)控制系進(jìn)電動機(jī)的開環(huán)控制

6、系統(tǒng)。統(tǒng)。8位單片機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)的CPU。 5用摩擦力小、傳動效率高的滾珠絲杠螺母副 6計算選擇步進(jìn)電動機(jī)，為了圓整脈沖當(dāng)量，能夠需求減速輪副，且應(yīng)有消間隙機(jī)構(gòu)。 7選擇四工位自動回轉(zhuǎn)刀架與電動卡盤，選擇螺紋編碼器等。1主傳動系統(tǒng)的改造方案 三、機(jī)械系統(tǒng)的改造設(shè)計方案三、機(jī)械系統(tǒng)的改造設(shè)計方案 保管原有的主傳保管原有的主傳動機(jī)構(gòu)和變速支配動機(jī)構(gòu)和變速支配機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu) 用2速的多速電動機(jī)替代原有的單速主電動機(jī)；用交流變頻器來控制主軸電動機(jī)，以實(shí)現(xiàn)無級變速 采用有級變速時，可選用7.5kW變極多速三相異步電動機(jī)，實(shí)現(xiàn)2檔變速； 選用電動三爪自定心卡盤2安裝電動卡盤安裝電動卡盤3換裝自動回轉(zhuǎn)刀架選用四工

7、位立式電動刀架。實(shí)現(xiàn)自動換刀需求配置相應(yīng)的電路，由數(shù)控系統(tǒng)完成。4螺紋編碼器的安裝方案 它與車床主軸同步轉(zhuǎn)動。它與車床主軸同步轉(zhuǎn)動。5進(jìn)給系統(tǒng)的改造與設(shè)計方案 1撤除掛輪架一切齒輪，在此尋覓主軸的同步軸，安裝螺紋編碼器。2撤除進(jìn)給箱總成，在此位置安裝縱向進(jìn)給步進(jìn)電動機(jī)與同步帶減速箱總成。3撤除溜板箱總成與快走刀的齒輪齒條，在縱溜板的下面安裝縱向滾珠絲杠的螺母座與螺母座托架。4撤除四方刀架與上溜板總成，在橫溜板上方安裝四工位立式電動刀架。5撤除橫溜板下的滑動絲桿螺母副，將滑動絲桿靠刻度盤一段長216 mm鋸斷保管，拆掉刻度盤上的手柄，保管刻度盤附近的兩個推力軸承，換上滾珠絲杠副。6將橫向進(jìn)給步進(jìn)

8、電動機(jī)經(jīng)過法蘭座安裝到橫溜板后部的縱溜板上，并與滾珠絲杠的軸頭相聯(lián)。7拆去三桿絲桿、光桿與支配桿，改換絲桿的右支承。其公稱直徑為40 mm，根本導(dǎo)程為6 mm，雙螺母滾珠總?cè)?shù)為3 2 = 6 圈，精度等級取4級，額定動載荷為13200 N，滿足要求。初選型號初選型號 四、進(jìn)給傳動部件的計算和選型四、進(jìn)給傳動部件的計算和選型 控制系統(tǒng)的操作面板布置如下圖。面板設(shè)置了48個微動按鍵，三個船形開關(guān)，一只急停按鈕，顯示器包括1組數(shù)碼顯示管和7只發(fā)光二極管。 圖 車床數(shù)控系統(tǒng)操作面板布置圖六、控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計六、控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計螺紋編碼器通常有兩種安裝方式：同軸和異軸安裝。螺紋編碼器通常有兩種

9、安裝方式：同軸和異軸安裝。 X向步進(jìn)電機(jī)的型號110 BYG 5802，Z向步進(jìn)電機(jī)的型號為130 BYG 5501.七、步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電源的選用七、步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電源的選用為5相混合式，5線輸出，電機(jī)供電電壓DC120310V，電流5A，驅(qū)動器型號BD5A 1、進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械構(gòu)造改造設(shè)計掛輪架系統(tǒng)：全部撤除，在原掛輪自動軸處安裝光電脈沖發(fā)生器。進(jìn)給箱部分：全部撤除，在該處安裝縱向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)與齒輪減速箱總成絲杠、光杠和操作杠拆去，齒輪箱銜接滾珠絲杠，滾珠絲杠的另一端支承座安裝在車床尾座端原來裝軸承座的部分。溜板箱部分：全部撤除，在原來安裝滾珠絲杠中間支撐架和螺母以及部分操作按鈕。橫溜板箱部分：

10、將原橫溜板的絲杠的、螺母撤除，改裝橫向進(jìn)給滾珠絲杠螺母副、橫向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)與齒輪減速箱總成安裝在橫溜板后部并與滾珠絲杠相連。刀架：撤除原刀架，改裝自動回轉(zhuǎn)四方刀架總成。八、進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計與計算八、進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計與計算2、進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的計算與選型進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的計算與選型內(nèi)容包括：確定脈沖當(dāng)量、計算切削力滾珠絲杠螺母副的設(shè)計、計算與選型、齒輪傳動計算、步進(jìn)電機(jī)的計算和選型等。計算簡圖如以下圖所示：n1、確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量n脈沖當(dāng)量是指一個進(jìn)給脈沖使機(jī)床執(zhí)行部件產(chǎn)生的進(jìn)給量,它是衡量數(shù)控機(jī)n床加工精度的一個根本參數(shù)。因此,脈沖當(dāng)量應(yīng)根據(jù)機(jī)床精度的要求來確定。2、縱向滾珠絲杠螺母副的副的型號選擇n1滾珠絲杠螺母副n滾珠絲杠副是在絲杠和螺母間以鋼球為滾動體的螺旋傳動元件。滾珠絲杠副的構(gòu)造原理表示圖如下圖n3、橫向滾珠絲杠螺母副的型號