普通车床c6130系统数控化改造(附件)
摘 要数控机床在现代工业中有着极其重要的的作用，它可以很好地解决机械制造中结构复杂、精密的各种机械零部件问题，提高产品的生产效率。但是数控机床价格昂贵，所以普通机床数控化改造势在必行。本文章就是对普通车床C6130进行数控化改造，其内容有选择合适的机床伺服系统、对机床的总体改造方案进行优化选择、对机床关键部件参数的计算和选择计算机系统，并且对改造中应该注意的各种事项都进行的论述。
目 录
第一章 绪论 1
第二章 总体方案 2
2.1 设计任务要求 2
2.2总体方案的确定 2
第三章 电机的选择与计算 4
3.1 脉冲电动机选用的原则 4
3.2 脉冲电动机的选择 4
3.3 中心轴电机的选择 5
第四章 进给系统机械部分设计与计算 7
4.1 主传动系统的改造 7
4.2 进给系统的机械部分 7
4.3 系统的脉冲当量 8
4.4 采取和验证非横向丝杠螺母副型号 8
4.5 齿轮的设计计算 12
4.5.1 纵向齿轮及转矩的有关计算 12
4.5.2 横向齿轮及转矩的有关计算 16
第五章 PLC控制系统设计 18
5.1 拟定改造方案 18
5.2 可编程控制器的采取 20
5.3 I/O地址的分配和PLC控制梯形图 20
5.4 数控机床与PLC的连接 24
5.5 C6130车床改造的安装 25
结束语 27
致 谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
传统的制造业由于计算机技术的高速发展开始了根本性的改变，各工业发达国家投入巨资，研究现代制造技术，一种新的制造模式提出。在现代制造系统中，数控技术是关键性的技术，它集各种高新技术于一体，如计算机、微电子、信息处理、自动检测、自动控制等，其具有高效率、高精度、柔性自动化等的特点，对制造业中实现集成化、柔性自动化、智能化扮演着重要的角色。目前，数控技术正在发生根本性的变化，特殊
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
的封闭式开环控制模式的普遍开放的实时动态全闭环控制模式。综合数控系统的基础上实现了超薄，超小型化;在计算机，多媒体，多学科技术的智能化的组合的基础上，如模糊控制，神经网络。数控系统实现了高速度，高精度，高效率控制，加工过程会被自动校正，调整和补偿各种参数，实现在线智能诊断和故障排除;基于该网络，CAD / CAM和数控系统集成，机器连接到因特网，实现组控制处理的集中控制。
很长一段时间,中国对传统的封闭式体系结构的数控系统,数控只有原始机器运动控制器。流程变量根据经验设置固定的形式参数,处理程序之前准备的实际过程手动或通过CAD / CAM和自动编程系统。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，CNC在整个制造过程中是一个封闭式的开环执行机构。在各种条件下，加工过程中的工件材料、刀具组合、进给速率、刀具轨迹、切削深度、主轴速度、步长、加工余量等各种加工参数，实时动态调整不能在现场环境下根据外部干扰和随机因素进行，也不能通过反馈控制环节随机CAD/CAM中的设定量，从而会影响CNC的产品的加工质量和工作效率。从而得出，封闭式体系结构和传统CNC系统的固定程序控制模式，这限制了CNC的发展多元智能控制，已经不适和日益复杂的制造过程。所以，对数控技术的变革势在必行。
当今市场上数控系统的种类较多，选择前首先要对进行该造的数控机床自身功能有一个较充分的认知，可以根据价格，技术，服务等方面选择数控操作系统。在控制机械生产的过程中应运用PLC数字运算操作电子系统的可编程序逻辑控制器。PLC是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业应用环境下而设计。由于最初研制这种装置的目的是为了生产设备的逻辑及开关控制，故称其为可编程序逻辑控制器。PLC已成为数控机床不可缺少的控制装置。要完成对数控机床的控制，需要PLC和操作系统的协调配合。
第二章 总体方案
2.1 设计任务要求
1、床身的最大加工直径300mm；
2、 X方向的脉冲当量为δx=0.005mm/脉冲，Z方向的脉冲当量δZ=0.01mm/脉冲；
3、X方向最快移动速度3000mm/min；Z方向为最快移动速度6000mm/min；
4、X方向最快工进速度400mm/min=，Z方向为800mm/min；
5、可以车削柱面、平面、锥面与球面等；?
6、可以装螺纹编码器，从而车削公/英制的锥螺纹和直螺纹，最大导程为24mm；?
7、可以安装四工位立式电动刀架，这样在系统的控制下能自动选刀；
2.2总体方案的确定
在总体方案的确定中应该想到数控系统CPU的选择、数控系统的运动方式、进给伺服系统的选择类型，还有执行机构和进给传动方式的选择等。
1、两坐标直线插补、单坐标定位、螺纹插补和圆弧插补的功能在车床数控化改造后都应该能实现。所以车床数控系统应设计成连续控制型。
2、普通车床经数控化改造的目的就是为了在保证一定加工精度的条件下，降低成本和简化结构，改造后的数控车床属于经济型数控机床。所以，进给伺服系统要用步进电动机的开环控制系统。
3、依据通常车床的生产尺寸范围、加工精度范围、操纵速率以和改装价格性的要求。对普通车床采取PLC进行改造，PLC的显著优势是稳定性高、功能强大、处理速度快等优点，具有较高的性价比。
4、两个不同方向的进给两个传动体系是相对分开，组成是步进电机、齿轮副、丝杠螺母副，传递比应符合车床的条件。
5、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是为了实现速度和精度的技术指标要求；滚珠丝杠的螺母应有预紧机构为了消除传动间隙提高传动刚度。
6、在计算选择步进电动机的过程中，为了圆整脉冲当量，要用到减速齿轮副，而且应该有消间隙机构。
7、采取贴塑导轨，这样就可以很好的减少摩擦力在导轨上。
8、为了降低成本缩短改造周期，应该尽量减少改动量，且保持原机床的主要结构布局基本不变。
9、机械结构的改装部分应该考虑正确的装配顺序，切要注意装配的工艺性，保正安装、调试、拆卸方便。
总体方案设计图如下图21所示：
总体方案设计图21
目 录
第一章 绪论 1
第二章 总体方案 2
2.1 设计任务要求 2
2.2总体方案的确定 2
第三章 电机的选择与计算 4
3.1 脉冲电动机选用的原则 4
3.2 脉冲电动机的选择 4
3.3 中心轴电机的选择 5
第四章 进给系统机械部分设计与计算 7
4.1 主传动系统的改造 7
4.2 进给系统的机械部分 7
4.3 系统的脉冲当量 8
4.4 采取和验证非横向丝杠螺母副型号 8
4.5 齿轮的设计计算 12
4.5.1 纵向齿轮及转矩的有关计算 12
4.5.2 横向齿轮及转矩的有关计算 16
第五章 PLC控制系统设计 18
5.1 拟定改造方案 18
5.2 可编程控制器的采取 20
5.3 I/O地址的分配和PLC控制梯形图 20
5.4 数控机床与PLC的连接 24
5.5 C6130车床改造的安装 25
结束语 27
致 谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
传统的制造业由于计算机技术的高速发展开始了根本性的改变，各工业发达国家投入巨资，研究现代制造技术，一种新的制造模式提出。在现代制造系统中，数控技术是关键性的技术，它集各种高新技术于一体，如计算机、微电子、信息处理、自动检测、自动控制等，其具有高效率、高精度、柔性自动化等的特点，对制造业中实现集成化、柔性自动化、智能化扮演着重要的角色。目前，数控技术正在发生根本性的变化，特殊
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
的封闭式开环控制模式的普遍开放的实时动态全闭环控制模式。综合数控系统的基础上实现了超薄，超小型化;在计算机，多媒体，多学科技术的智能化的组合的基础上，如模糊控制，神经网络。数控系统实现了高速度，高精度，高效率控制，加工过程会被自动校正，调整和补偿各种参数，实现在线智能诊断和故障排除;基于该网络，CAD / CAM和数控系统集成，机器连接到因特网，实现组控制处理的集中控制。
很长一段时间,中国对传统的封闭式体系结构的数控系统,数控只有原始机器运动控制器。流程变量根据经验设置固定的形式参数,处理程序之前准备的实际过程手动或通过CAD / CAM和自动编程系统。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，CNC在整个制造过程中是一个封闭式的开环执行机构。在各种条件下，加工过程中的工件材料、刀具组合、进给速率、刀具轨迹、切削深度、主轴速度、步长、加工余量等各种加工参数，实时动态调整不能在现场环境下根据外部干扰和随机因素进行，也不能通过反馈控制环节随机CAD/CAM中的设定量，从而会影响CNC的产品的加工质量和工作效率。从而得出，封闭式体系结构和传统CNC系统的固定程序控制模式，这限制了CNC的发展多元智能控制，已经不适和日益复杂的制造过程。所以，对数控技术的变革势在必行。
当今市场上数控系统的种类较多，选择前首先要对进行该造的数控机床自身功能有一个较充分的认知，可以根据价格，技术，服务等方面选择数控操作系统。在控制机械生产的过程中应运用PLC数字运算操作电子系统的可编程序逻辑控制器。PLC是一种以微处理器为基础的通用型自动控制装置，专为在工业应用环境下而设计。由于最初研制这种装置的目的是为了生产设备的逻辑及开关控制，故称其为可编程序逻辑控制器。PLC已成为数控机床不可缺少的控制装置。要完成对数控机床的控制，需要PLC和操作系统的协调配合。
第二章 总体方案
2.1 设计任务要求
1、床身的最大加工直径300mm；
2、 X方向的脉冲当量为δx=0.005mm/脉冲，Z方向的脉冲当量δZ=0.01mm/脉冲；
3、X方向最快移动速度3000mm/min；Z方向为最快移动速度6000mm/min；
4、X方向最快工进速度400mm/min=，Z方向为800mm/min；
5、可以车削柱面、平面、锥面与球面等；?
6、可以装螺纹编码器，从而车削公/英制的锥螺纹和直螺纹，最大导程为24mm；?
7、可以安装四工位立式电动刀架，这样在系统的控制下能自动选刀；
2.2总体方案的确定
在总体方案的确定中应该想到数控系统CPU的选择、数控系统的运动方式、进给伺服系统的选择类型，还有执行机构和进给传动方式的选择等。
1、两坐标直线插补、单坐标定位、螺纹插补和圆弧插补的功能在车床数控化改造后都应该能实现。所以车床数控系统应设计成连续控制型。
2、普通车床经数控化改造的目的就是为了在保证一定加工精度的条件下，降低成本和简化结构，改造后的数控车床属于经济型数控机床。所以，进给伺服系统要用步进电动机的开环控制系统。
3、依据通常车床的生产尺寸范围、加工精度范围、操纵速率以和改装价格性的要求。对普通车床采取PLC进行改造，PLC的显著优势是稳定性高、功能强大、处理速度快等优点，具有较高的性价比。
4、两个不同方向的进给两个传动体系是相对分开，组成是步进电机、齿轮副、丝杠螺母副，传递比应符合车床的条件。
5、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是为了实现速度和精度的技术指标要求；滚珠丝杠的螺母应有预紧机构为了消除传动间隙提高传动刚度。
6、在计算选择步进电动机的过程中，为了圆整脉冲当量，要用到减速齿轮副，而且应该有消间隙机构。
7、采取贴塑导轨，这样就可以很好的减少摩擦力在导轨上。
8、为了降低成本缩短改造周期，应该尽量减少改动量，且保持原机床的主要结构布局基本不变。
9、机械结构的改装部分应该考虑正确的装配顺序，切要注意装配的工艺性，保正安装、调试、拆卸方便。
总体方案设计图如下图21所示：
总体方案设计图21
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/976.html
