文档介绍：目录
第一章设计任务 1
第二章总体体方案的确定 1
第三章主传动系统的改造方案 2
2
2
3
第四章进给传动部件的计算和选型 4
4
4
(纵向) 4
(纵向) 6
(纵向) 6
12
第五章控制系统硬件电路设计 14
第六章步进电动机驱动电源的选用 16
第七章控制系统的部分软件设计 16
总结 22
参考文献----------------------------------------------------------22
第一章设计任务
题目:C6140普通车床数控化改造设计
任务:将一台C6140卧式车床改造成经济型数控车床,主要技术指标如下:
;
;
(横向)方向定位精度±,Z(纵向)方向±;
=3m/min,Z方向为vzmax=6m/min;
=,Z方向为vzmaxf=;
;
;
、停止;
;
,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装换电路等。
第二章总体体方案的确定
总体方案应考虑车床数控系统的运行方式,进给伺服系统的类型,数控系CPU的选择,以及进给传动方式和执行机构的选择等。
(1)普通数控车床数控化改造后应具有单坐标定位,两坐标直线插补,圆弧插补以及螺纹插补的功能。因此,数控系统应设计成连续控制型。
(2)普通数控车床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动以及主轴电动机的交流变频器。
(5)为了达到技术指标中的速度和精度要求,纵,横向进给传动应选择摩擦力小,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,可能需要减速齿轮副,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。
第三章主传动系统的改造方案
对普通车床进行数控化改造时,一般可保留原有的主传动机构和变速操纵机构,这样可减少机械改造的工作量。。
若要提高车床的自动化程度,需要在加工中自变换转速,可用2-4档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,可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要比电动机大)。
本例中,当采用有级变速时,,实现24档变速;当采用无级变速时,应加装交流变频器,推荐型号为:F1000-G0075T3H,,生产厂家为烟台惠丰电子有限公司。
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型电动三爪卡盘。卡盘的夹紧与松开由数控系统发信控制。
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,选用常州市宏达机床数控设备有限公司生产的LD4B-CK6140型四位立式电动刀架。实现自动换刀需要配置相应的电路,由数控系统完成。
螺纹编码器又称主轴脉冲发生器或圆光栅。数控车床加工螺纹时,需要配置主轴脉冲发生器,作为车床主轴位置信号的反馈元件,它与车床主轴同步转动。
本例中,改造后的车床能够加工的最大螺纹导程24mm,Z向的进给脉冲当量是0