c数控车床改造研究.ppt

制作团队 于力涛 张显创 赵畅 赵伟 赵立宁 赵卫 ;车床的发展史 机床的分类 C6140车床的组成部分及其各部分的应用 数控机床改造部分 电路电气图 传动系统 伺服系统 数控车床改造的现状;机械制造装备的核心--机床 金属切削机床担负了制造业40%～60%的工作，其性能直接影响产品质量和劳动生产率。机床工业水平在很大程度上代表着一个国家的工业生产能力和科学技术水平。 车床的简介 车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。铣床和钻床等旋转加工的机械都是从车床引伸出来的。在我国香港等地也有人叫旋床。 ;车床的发展史;立式车床; 卧式镗床; 摇臂钻床;数控车床;数控车床;C6140的组成;主轴箱 内有主运动变速机构，通过主轴箱前面的操作手柄，使主轴获得所需的转速。还有主轴开停、正反转和制动机构。 ;溜板箱 具有进给和车螺纹操作机构，还有操作的过载保护和互锁装置;尾架（座） 其套筒装上顶尖，可以支承长工件。若通过夹具，安装钻头、铰刀等，可用手动方式进行钻孔、铰孔等。;丝杆 起到传动的作用;普通车床：加工回转表面、螺纹和端面等。 一、机床主要结构及运动形式 1.主要结构 2.运动形式 (1)主运动：工件的旋转 主轴电机 —→ 主轴箱 —→ 三爪卡盘 —→ 工件 (2)进给运动：刀架的纵向与横向直线运动 主轴箱—→挂轮箱—→进给箱—→光杠/丝杠—→溜板箱—→刀具; 三、CA6140型车床电气控制 主传动：可使主轴获得24级正转转速(10～1400r／min)和12级反转转速(14～1580r／min)。 1.主轴电机 M1（主轴主运动、刀具纵横向进给运动） 主电路：直接起动、机械变速、机械换向。 控制电路： 起动：SB1↓—→ KM1+ —→ M1起动 停止：SB2↓—→ KM1- —→M1停止 2.冷却泵电机M2 主电路：直接起动、连续工作 控制电路： 由转换开关SA1起/停控制。 3.刀架快移电动机M3 点动控制，由SB3实现点动控制。 4.照明和信号电路 照明：24V安全电压，由转??开关SA2控制 信号：6V电压;C 6 1 4 0 车 床 电 气 线 路 图; 尺寸参数 刀架上最大加工直径，对卧式车床加工有重要影响。;数控机床的改造;（2）普通车床经数控化改造后属于经济型数控机床，在保证一定加工精度的前提下，应简化结构，降低成本。 因此，进给伺服系统常采用步进电动机的开环控制系统。;（3）根据技术指标中的最大加工尺寸、最高控制速度，以及数控系统的经济性要求，决定选用MCS-51系列的8位单片机作为数控系统的CPU。  MCS-51系列 8位机具有功能多、速度快、抗干扰能力强、性/价比高等优点。; （4）根据系统的功能要求，需要扩展程序存储器、数据存储器、键盘与显示电路、I/O接口电路、D/A 转换电路、串行接口电路等；还要选择步进电动机的驱动电源以及主轴电动机的交流变频器等。; （5）为了达到技术指标中的速度和精度要求，纵、横向的进给传动应选用摩擦力小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副；为了消除传动间隙提高传动刚度，滚珠丝杠的螺母应有预紧机构等。; （6）计算选择步进电动机，为了圆整脉冲当量，可能需要减速轮副，且应有消间隙机构。; （7）选择四工位自动回转刀架与电动卡盘，选择螺纹编码器等。;开环进给伺服系统 ;半闭环进给伺服系统 ;闭环进给伺服系统 ;1．主传动系统的改造方案 ; 提高车床的自动化程度，需要在加工中自动变换转速，用2～４速的多速电动机代替原有的单速主电动机； 当多速电动机仍不能满足要求时，用交流变频器来控制主轴电动机，以实现无级变速（工厂使用情况表明，使用变频器时，若工作频率低于70Hz，原来的电动机可以不更换，但所选变频器的功率应比电动机大）。; 采用有级变速时，可选用浙江超力电机有限公司生产的YD系列7.5kW变极多速三相异步电动机，实现2～４档变速；; 为了提高加工效率，工件的夹紧与松开采用电动卡盘，选用呼和浩特机床附件总厂生产的KD11250型电动三爪自定心卡盘。卡盘的夹紧与松开由数控系统发信控制。;3．换装自动回转刀架为了提高加工精度，实现一次装夹完成多道工序，将车床原有的手动刀架换成自动回转刀架，选用