數(shù)控機床概述精選(九篇)

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第1篇：數(shù)控機床概述范文

數(shù)控機床改造概述

數(shù)控系統(tǒng)分經(jīng)濟(jì)性數(shù)控系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)，和經(jīng)濟(jì)性數(shù)控系統(tǒng)比較，標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)是建立在微機基礎(chǔ)上，因此得到越來越廣泛的應(yīng)用。其功能齊全并可構(gòu)成全閉環(huán)、后半閉環(huán)的位置控制系統(tǒng)，使交流伺服電機的工作性能得到充分發(fā)揮。1.數(shù)控系統(tǒng)運動方式按運動軌跡可分為點位控制系統(tǒng)與連續(xù)控制系統(tǒng)，對機床電氣系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計離不開對數(shù)控系統(tǒng)運動方式的分析。選擇電機參數(shù)時，當(dāng)工件相對于刀具移動過程中不進(jìn)行切削則選用點位控制系統(tǒng)。通過對機床數(shù)控化改造進(jìn)行歸納總結(jié)和分析，這類控制系統(tǒng)要求刀具從一點快速移動到另一點的準(zhǔn)確位置。數(shù)控系統(tǒng)類型和功能選擇不合理，會無法保證其定位精度。這為普通機床數(shù)控化改造中的電氣設(shè)計提供依據(jù)，從而減少了誤差的可能性。2.由于普通機床的這些缺點越來越使之在當(dāng)今日益競爭的社會中處于劣勢，體積大、啟動特性欠佳直接影響了機床的加工精度。普通機床經(jīng)過數(shù)控化改造后，控制電路和強電路的設(shè)計也隨之變得重要。大大地提高傳動進(jìn)給精度，使系統(tǒng)工作變得穩(wěn)定。設(shè)計電路的時候應(yīng)該拋開原先機床的電路按照標(biāo)準(zhǔn)重新繪制電路圖，也可在一定程度上提高機床的加工精度。注意各個元器件額定電流及額定電壓要滿足要求，拓寬普通機床的加工范圍。適當(dāng)拉開與強電線的距離，延長機床的役齡。3.普通機床傳動鏈復(fù)雜從而導(dǎo)致傳動精度低，因此在普通機床的數(shù)控化改造中一般采用步進(jìn)電機和交流伺服電機。避免產(chǎn)品的加工精度降低與產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性不是很高的現(xiàn)象發(fā)生，且結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、效率高。改善一個零件需要多道工序，在選擇電機時要根據(jù)實際情況選擇合適的電機。普通機床對工人的熟練程度要求高且加工工序簡單，數(shù)控機床改造可大大提高表面精度及機床的快速反應(yīng)性。因此可以加工較復(fù)雜的零件，易于控制。改善生產(chǎn)效率較低、工人勞動強度大、生產(chǎn)準(zhǔn)備時間長等問題，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

數(shù)控機床改造中的電氣設(shè)計分析

第2篇：數(shù)控機床概述范文

關(guān)鍵詞：普通車床；改造；經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床；硬件

目前，我國的很多車床生產(chǎn)已經(jīng)與我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略不相符，因此很多研究人員以目前我國的普通車床作為基礎(chǔ)，對普通車床中機械部分作了改造和完善，并讓其與數(shù)控系統(tǒng)相配合，因此普通車床就可以被用作于經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控車床。在使用數(shù)控車床對零件進(jìn)行加工時，需要全面地分析零件圖，詳細(xì)的了解零件的結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求以及尺寸大小，并以此為依據(jù)，制定出零件加工所需的工藝流程和路線，隨后進(jìn)行零件加工的編程，數(shù)控車床通過計算機的控制就可以自動完成對零件的加工了。

1.普通車床改造成成數(shù)控車床的設(shè)計方案

1.1.設(shè)計內(nèi)容

以型號為C616的普通車床為例，將其改造成經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控車床，并通過型號是MCS—51的單片機進(jìn)行控制。普通車床在改造的過程中要有具備切削螺紋功能的自動回轉(zhuǎn)刀架，不僅要在縱向上具備直線插補和圓弧插補的功能，而且還要在橫向上具備這兩個功能。

1.2.總體改造方案的確定

1.2.1.確定系統(tǒng)運動方式

數(shù)控系統(tǒng)以運動方式作為分類原則的話，可以分為：連續(xù)控制系統(tǒng)、點位/直線控制系統(tǒng)和點位控制系統(tǒng)三種，改造后的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床要具有多種功能，例如定位、暫停、公英制螺紋加工、循環(huán)加工以及直線插補等。

1.2.2.伺服系統(tǒng)的選擇

在數(shù)控車床中，伺服系統(tǒng)又可以分為：閉環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)以及開環(huán)控制系統(tǒng)三種，在開環(huán)控制系統(tǒng)中不存在著反饋電路，也沒有檢測裝置，指令信號都只是單方向的進(jìn)行傳送，開環(huán)伺服系統(tǒng)是通過步進(jìn)電機進(jìn)行驅(qū)動的。由于開環(huán)伺服系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中，結(jié)構(gòu)較為簡單，需要的資金成本投入較少，調(diào)試和維修的程序都較為簡單，因此開環(huán)伺服系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床中的應(yīng)用較為普遍。

1.2.3.確定執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和傳動方式

為了保證數(shù)控系統(tǒng)具備良好的分辨率，在數(shù)控機床中一般都使用步進(jìn)電機，通過齒輪減速之后，再傳到絲杠。一般情況下，都會在數(shù)控車床中，使用滾珠絲杠螺母副，以盡量減少摩擦力的產(chǎn)生，保證數(shù)控機床的傳動精度，從而提高數(shù)控機床工作時的平穩(wěn)性。在數(shù)控機床中使用預(yù)加負(fù)荷型的結(jié)構(gòu)，主要是為了能夠提高傳動的剛度，消除車床內(nèi)部的間隙，并且齒輪的傳動過程中，也要注意使用可以減小齒側(cè)間隙的結(jié)構(gòu)類型。

1.2.4.確定計算機系統(tǒng)的總體方案

在數(shù)控機床的控制系統(tǒng)中，主要是由微機、顯示器、鍵盤、步進(jìn)電機、光電隔離電路以及功率放大電路等組成的，通過鍵盤操作可以實現(xiàn)對加工程序以及控制命令的執(zhí)行和傳達(dá)，顯示器可以實時顯示出數(shù)控機床的加工數(shù)據(jù)和機床的運行狀態(tài)等方面的信息。

2.微機數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容

使用微機數(shù)控系統(tǒng)對數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行控制時，主要是由硬件和軟件兩部分控制的。硬件是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，嚴(yán)重影響著數(shù)控系統(tǒng)中的個性能指標(biāo)，主要包括：總線、接口、主控制器、設(shè)備、存儲器五部分。

此次改造的經(jīng)濟(jì)型微機數(shù)控系統(tǒng)是通過步進(jìn)電機進(jìn)行驅(qū)動的，微機要發(fā)出驅(qū)動脈沖的命令就必須通過I/O接口，然后在通過光電隔離就可以傳送到步進(jìn)電機中，步進(jìn)電機中的驅(qū)動控制線路負(fù)責(zé)接收數(shù)控車床中控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號，并將其轉(zhuǎn)換成對步進(jìn)電機控制時所需的通電和斷電信號，保證步進(jìn)電機的正常運轉(zhuǎn)。絲杠是在步進(jìn)電機中的轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)的帶動下正常運轉(zhuǎn)的，絲杠正常轉(zhuǎn)動下，就可以帶動工作臺發(fā)生位移。步進(jìn)電機在正常驅(qū)動時，所需的電壓和電流都較大，I/O接口輸出信號與功率放大器直接相連接的話，會對步進(jìn)電機產(chǎn)生強電干擾，從而影響計算機程序的正常運行，嚴(yán)重時將損壞計算機的接口電路，因此要在兩者之間安裝上隔離電路，通常情況下，都是使用光電耦合隔離電路，來保證將電氣進(jìn)行隔離處理。

2.1.控制系統(tǒng)的總功能

在在數(shù)控車床的控制系統(tǒng)中，不僅存在著Z向的自動轉(zhuǎn)刀架控制、控制面板控制、鍵盤顯示、螺紋加工、行程控制、伺服運行、復(fù)位電路、功放電路、報警電路、隔離電路以及急停電路，還存在X向的。

2.2.CPU和存儲器

在數(shù)控車床控制系統(tǒng)中，微機的CPU使用的是8031的芯片，8031芯片中沒有片內(nèi)程序存儲器的存在，因此需要對外部程序的存儲器進(jìn)行擴展，以滿足對數(shù)控車床控制的需要。而8031芯片中的數(shù)據(jù)存儲器也只有128字節(jié)，也與控制系統(tǒng)的要求相差甚遠(yuǎn)，因此，不僅對兩片2764的程序存儲器進(jìn)行擴展，而且還對1片6264的數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行了擴展，以滿足控制系統(tǒng)的需要。8031芯片中的 是對外部存儲器中的數(shù)據(jù)和地址進(jìn)行傳送的，且 是負(fù)責(zé)對高八位的地址進(jìn)行傳送的， 是對低八位的數(shù)據(jù)和地址進(jìn)行傳送的，因此要通過74LS373地址鎖存器對低八位的地址進(jìn)行鎖存，ALE可以被當(dāng)做選通信號使用。

2.3.I/O接口電路

8031中的接口只用部分可以供用戶使用， 就可以作為I/O接口被用戶使用，但是卻不具備輸入輸出口的功能，不能滿足客戶對輸入輸出口的要求，因此，在數(shù)控車床的控制系統(tǒng)中，對兩片8155的可編程的輸入輸出接口進(jìn)行了擴展，且8155中的片選信號 分別于74LS138中的 相連接，以保證控制系統(tǒng)的正常運行。74LS138中的編碼器輸入端A、B、C分別與8031中的 相連接。

結(jié)語：

綜上所述，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，普通的機床已經(jīng)與目前工業(yè)領(lǐng)域自動化發(fā)展的趨勢不相符，且經(jīng)濟(jì)性不好，因此需要對普通車床進(jìn)行改造，將其改造成經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控車床，以提高車床加工領(lǐng)域的自動化水平，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳艷紅.普通車床數(shù)控改造及精度分析[D].鄭州大學(xué)，2009

[2]李明山.基于細(xì)長軸類零件加工的普通車床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造[D].西安工業(yè)大學(xué)，2012

第3篇：數(shù)控機床概述范文

論文摘要：本文首先介紹了機床數(shù)控化改造的必要性，而重點在于介紹如何進(jìn)行機床數(shù)控化改造，包括數(shù)控系統(tǒng)的選擇、數(shù)控改造中對主要機械部件改裝探討和機床數(shù)控改造主要步驟，并列舉了幾個數(shù)控改造的實例，最后說明了數(shù)控改造中的問題并提出了建議。

1機床進(jìn)行數(shù)控化改造的必要性

微觀上看，數(shù)控機床比傳統(tǒng)機床有以下突出的優(yōu)越性，而且 些優(yōu)越性均來自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計算機的威力。

由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準(zhǔn)確地計算出每個坐標(biāo)軸瞬時應(yīng)該運動的運動量，因此可以復(fù)合成復(fù)雜的曲線或曲面。

可以實現(xiàn)加工的自動化，而且 柔性自動化，從而效率可比傳統(tǒng)機床提高3～7倍。

由于計算機有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然后按程序規(guī)定的順序自動去執(zhí)行，從而實現(xiàn)自動化。數(shù)控機床只要更換一個程序，就可實現(xiàn)另一工件加工的自動化，從而使單件和小批生產(chǎn)得以自動化，故被稱為實現(xiàn)了“柔性自動化”。

加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。

可實現(xiàn)多工序的集中，減少零件 在機床間的頻繁搬運。擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償?shù)榷喾N自律功能，因而可實現(xiàn) 時間無 看管加工。由以上五條派生的好處。如：降低了工人的勞動強度，節(jié)省了勞動力（一個人可以看管多臺機床），減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應(yīng)等等。

以上這些優(yōu)越性是前人想象不到的，是一個極為重大的突破。此外，機床數(shù)控化還是推行FMC（柔性制造單元）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）以及CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。

宏觀上看，工業(yè)發(fā)達(dá) 家的軍、民機械工業(yè)，在70年代末、80年代初已開始大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機床。其本質(zhì)是，采用信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)（包括軍、民機械工業(yè)）進(jìn)行技術(shù)改造。除在制造過程中采用數(shù)控機床、FMC、FMS外，還包括在產(chǎn)品開發(fā)中推行CAD、CAE、CAM、虛擬制造以及在生產(chǎn)管理中推行MIS（管理信息系統(tǒng)）、CIMS等等。以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術(shù)，包括人工智能等的含量。由于采用信息技術(shù)對國外軍、民機械工業(yè)進(jìn)行深入改造（稱之為信息化），最終使得他們的產(chǎn)品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強。而我們在信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達(dá)國家約落后20年。如我國機床擁有量中，數(shù)控機床的比重（數(shù)控化率）到1995年只有1.9％，而日本在1994年已達(dá)20.8％，因此每年都有大量機電產(chǎn)品進(jìn)口。這也就從宏觀上說明了機床數(shù)控化改造的必要性。

2如何進(jìn)行機床數(shù)控化改造

2．1 數(shù)控化改造的內(nèi)容。機床與生產(chǎn)線的數(shù)控化改造主要內(nèi)容有以下幾點：其一是恢復(fù)原功能，對機床、生產(chǎn)線存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù)；其二是NC化，在普通機床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機床、CNC機床；其三是翻新，為提高精度、效率和自動化程度，對機械、電氣部分進(jìn)行翻新，對機械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度；對其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系統(tǒng)以最新CNC進(jìn)行更新；其四是技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或為了使用新工藝、新技術(shù)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。

2．2數(shù)控系統(tǒng)的選擇

數(shù)控系統(tǒng)主要有三種類型，改造時，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。

步進(jìn)電機拖動的開環(huán)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的伺服驅(qū)動裝置主要是步進(jìn)電機、功率步進(jìn)電機、電液脈沖馬達(dá)等。由數(shù)控系統(tǒng)送出的進(jìn)給指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動電路控制和功率放大后，使步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動，通過齒輪副與滾珠絲杠副驅(qū)動執(zhí)行部件。只要控制指令脈沖的數(shù)量、頻率以及通電順序，便可控制執(zhí)行部件運動的位移量、速度和運動方向。這種系統(tǒng)不需要將所測得的實際位置和速度反饋到輸入端，故稱之為開環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的位移精度主要決定于步進(jìn)電機的角位移精度，齒輪絲杠等傳動元件的節(jié)距精度，所以系統(tǒng)的位移精度較低。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試維修方便，工作可靠，成本低，易改裝成功。

異步電動機或直流電機拖動，光柵測量反饋的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)與開環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別是：由光柵、感應(yīng)同步器等位置檢測裝置測得的實際位置反饋信號，隨時與給定值進(jìn)行比較，將兩者的差值放大和變換，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，以給定的速度向著消除偏差的方向運動，直到給定位置與反饋的實際位置的差值等于零為止。閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上比開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)復(fù)雜，成本也高，對環(huán)境室溫要求嚴(yán)。設(shè)計和調(diào)試都比開環(huán)系統(tǒng)難。但是可以獲得比開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)更高的精度，更快的速度，驅(qū)動功率更大的特性指標(biāo)?？筛鶕?jù)產(chǎn)品技術(shù)要求，決定是否采用這種系統(tǒng)。

交/直流伺服電機拖動，編碼器反饋的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。半閉環(huán)系統(tǒng)檢測元件安裝在中間傳動件上，間接測量執(zhí)行部件的位置。它只能補償系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)部部分元件的誤差，因此，它的精度比閉環(huán)系統(tǒng)的精度低，但是它的結(jié)構(gòu)與調(diào)試都較閉環(huán)系統(tǒng)簡單。在將角位移檢測元件與速度檢測元件和伺服電機作成一個整體時則無需考慮位置檢測裝置的安裝問題。當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的公司廠家比較多，國外著名公司的如德國SIEMENS公司、日本FANUC公司；國內(nèi)公司如中國珠峰公司、北京航天機床數(shù)控系統(tǒng)集團(tuán)公司、華中數(shù)控公司和沈陽高檔數(shù)控國家工程研究中心。選擇數(shù)控系統(tǒng)時主要是根據(jù)數(shù)控改造后機床要達(dá)到的各種精度、驅(qū)動電機的功率和用戶的要求。

3數(shù)控改造中主要機械部件改裝探討。

一臺新的數(shù)控機床，在設(shè)計上要達(dá)到：有高的靜動態(tài)剛度；運動副之間的摩擦系數(shù)小，傳動無間隙；功率大；便于操作和維修。機床數(shù)控改造時應(yīng)盡量達(dá)到上述要求。不能認(rèn)為將數(shù)控裝置與普通機床連接在一起就達(dá)到了數(shù)控機床的要求，還應(yīng)對主要部件進(jìn)行相應(yīng)的改造使其達(dá)到一定的設(shè)計要求，才能獲得預(yù)期的改造目的。

滑動導(dǎo)軌副。對數(shù)控車床來說，導(dǎo)軌除應(yīng)具有普通車床導(dǎo)向精度和工藝性外，還要有良好的耐摩擦、磨損特性，并減少因摩擦阻力而致死區(qū)。同時要有足夠的剛度，以減少導(dǎo)軌變形對加工精度的影響，要有合理的導(dǎo)軌防護(hù)和。

齒輪副。一般機床的齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中。為了保證傳動精度，數(shù)控機床上使用的齒輪精度等級都比普通機床高。在結(jié)構(gòu)上要能達(dá)到無間隙傳動，因而改造時，機床主要齒輪必須滿足數(shù)控機床的要求，以保證機床加工精度。

滑動絲杠與滾珠絲杠。絲杠傳動直接關(guān)系到傳動鏈精度。絲杠的選用主要取決于加工件的精度要求和拖動扭矩要求。被加工件精度要求不高時可采用滑動絲杠，但應(yīng)檢查原絲杠磨損情況，如螺距誤差及螺距累計誤差以及相配螺母間隙。一般情況滑動絲杠應(yīng)不低于6級，螺母間隙過大則更換螺母。采用滑動絲杠相對滾珠絲杠價格較低，但難以滿足精度較高的零件加工。

第4篇：數(shù)控機床概述范文

關(guān)鍵詞 機械精度；舊機床；機床改造；數(shù)控機床

中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）03-0043-01

隨著我國加入世界貿(mào)易組織后，與世界各國的交流日益增加，對資源的重視程度也不斷提升。在工業(yè)生產(chǎn)中，如果能夠?qū)U舊機床實現(xiàn)成功的改造意味著能夠大幅度的降低生產(chǎn)成本，創(chuàng)造更加豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。為了保證改造后的機床與一般機床生產(chǎn)的零部件在質(zhì)量上盡可能的相同，以實現(xiàn)數(shù)控機床的成功改造，提高機床的精準(zhǔn)度是關(guān)鍵，主要是要提高機床在機械精度、運動精度、和控制精度三個方面的品質(zhì)和質(zhì)量。因此，在改造和翻修舊機床時，必須重點恢復(fù)舊機床的機械加工精準(zhǔn)度。機床軌、小滑板，主軸組件以及主傳動機械部分是機床的關(guān)鍵部分，為了提高舊機床加工的精度，必須重點關(guān)注這三個部分的加工修復(fù)和維修改進(jìn)。

1 對機床軌、小滑板的加工修復(fù)

在機床的工作過程中，機床導(dǎo)軌和小滑板的磨損程度較高，是影響機床使用壽命及精準(zhǔn)度的一個重要原因，因此最大程度的修復(fù)機床軌和小滑板是在舊機床數(shù)控改造中提高機械精度工作的重點。

1.1 傳統(tǒng)修復(fù)方法

數(shù)控機床的軌道的材質(zhì)一般為鑄鐵，傳統(tǒng)數(shù)控機床改造時為了恢復(fù)機床的精度往往采用重新打磨的方式。然而由于在機床原始加工過程中，為了增加機床軌道的耐磨性和堅硬程度，主要采取的方式是淬火處理。當(dāng)機床二次加工時，淬火過后的表面被打磨掉，機床軌的堅硬度也隨之而降低。為了重新恢復(fù)硬度，需要重新進(jìn)行淬火處理，但是淬火設(shè)備體積較大，成本較高，一般使用機床的生產(chǎn)廠家難以提供這樣的裝置，因此傳統(tǒng)的修復(fù)方法難以滿足大范圍舊機床改造后提高其機械精度的要求。

1.2 新的修復(fù)方案

如何采用一種新的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)打磨、重新淬火的改造方式成為了近些年來機床改造領(lǐng)域?qū)＜液凸ぷ魅藛T的目標(biāo)。在經(jīng)過大量的工藝研究、實驗室試驗及實際生產(chǎn)操作后，納米復(fù)合電刷鍍技術(shù)的效果凸現(xiàn)出來，成功的修復(fù)了數(shù)以百臺的舊數(shù)控機床，并大幅度的提高了其機械精度。納米復(fù)合電刷鍍技術(shù)是使用脈沖電刷焊技術(shù)，并結(jié)合粘結(jié)工藝，通過修復(fù)機床導(dǎo)軌和小滑板上的舊劃痕來恢復(fù)其光滑程度，并且增強了耐磨程度。其中脈沖電刷焊技術(shù)的主要作用是增強改造后機床的耐磨性。

2 主軸組件旋轉(zhuǎn)精度調(diào)整與維修

當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時，由于種種原因，其旋轉(zhuǎn)中心線位置隨時間而變化，若用一條直線代表主軸理想的旋轉(zhuǎn)中心線，實際旋轉(zhuǎn)中心線與理想旋轉(zhuǎn)中心線的偏移量，稱為主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度，亦可指機床在空運轉(zhuǎn)時，主軸前端的徑向跳動、端面跳動和軸向竄動的大小。主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度主要取決于主軸、軸承和軸承鎖緊螺母的制造精度及裝配品質(zhì)。在維修時，主軸及軸承鎖緊螺母主要采用修復(fù)恢復(fù)其精度，而正確的裝配方式是提高主軸旋轉(zhuǎn)精度的重要環(huán)節(jié)。

2.1 主軸錐孔中心線的測量

在加工過程中必然存在一定的修復(fù)誤差，加工主軸時的精準(zhǔn)程度直接形象到主軸相關(guān)組件的精度?？梢圆捎脤崟r測量的方法，即測量并記錄出軸維修時的偏差值，并及時調(diào)整，確保主軸相關(guān)組件維修過程中的誤差值降低至最小程度。

2.2 軸承的定向裝配

軸承是機床的最重要的元件之一，是主軸的重要組成部分。軸承關(guān)系著旋轉(zhuǎn)軸的徑向跳動和軸向竄動的誤差值。正確的主軸裝配方式是確保舊機床數(shù)控改造后的機械精度的關(guān)鍵步驟。軸承的裝配要按照一定的順序進(jìn)行。首先是要將主軸鏈孔中心線和前后軸承內(nèi)環(huán)安裝至同一個水平線上，確保其橫截面位于同一個軸向，減少誤差值；其次是要在裝配主軸前，測量好軸承內(nèi)外的跳動量，并及時記錄在案，為接下來的安裝奠定基礎(chǔ)；最后要根據(jù)主軸軸承不同的裝配需要確定不容的徑向跳動量數(shù)值。由于機床在運行過程中存在一定的跳動，因此以上所述的步驟在安裝過程中還要根據(jù)不同的變化做出調(diào)整，根據(jù)主軸各個元件跳動的最高值和最低值、最高點和最低點確定出一個平均值，以此作為基數(shù)定向裝配。

2.3 軸承鎖緊螺母的調(diào)整

矯正螺母的差值是提高機床改造精度的又一方面。由于螺母內(nèi)圈存在螺紋，因此每個螺母在擰緊后會存在一定的差值，可能會造成軸承存在些許傾斜和誤差。矯正這個差值可以通過擰緊螺母后修正偏差值的方式將誤差值降至最小。具體的操作方法是，首先將主軸軸承的螺母擰緊，測量是其偏轉(zhuǎn)的差值，并在螺母上標(biāo)記出偏差的具置；其次將螺母擰下，在做出標(biāo)記的位置按照記錄的偏差值打磨修正；然后再將螺母擰緊重新測量偏差值。通過反復(fù)重復(fù)這個過程直至主軸的旋轉(zhuǎn)精度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為止。

3 主傳動機械部分的改進(jìn)

機床的速度控制一般通過主軸齒輪箱和手工拉動撥叉來實現(xiàn)。主軸齒輪箱能夠?qū)崿F(xiàn)普通速度的控制，手工拉動撥叉控制的是變速。不同的加工零件對機床主軸的速度有著不同的要求，因此在改進(jìn)舊機床時需要保證機床的主軸能夠滿足不同轉(zhuǎn)速的要求。一般情況下，機械齒輪是控制機床變速的重要零件，由于機械齒輪的檔數(shù)數(shù)量很大，因此變速箱的體積也相應(yīng)的十分龐大，在加工的過程中，齒輪由速的旋轉(zhuǎn)在產(chǎn)生巨大工業(yè)噪音的同時，也由于其體積和質(zhì)量過于龐大，使得運轉(zhuǎn)過程中的偏移很大，對機床整體偏移產(chǎn)生很大的影響。在改造過程中可以通過改變電流控制的方式增大輸出的轉(zhuǎn)矩，如采用交流或者直流電動機來控制機床的變速。

另外還可以考慮在使用原有主軸交流電動機的基礎(chǔ)上，增加一個變頻器，通過交流變頻的方式調(diào)節(jié)速度。針對機床的齒輪箱，可以根據(jù)齒輪的磨損程度來判定是否需要更換齒輪來提高運轉(zhuǎn)精度。如無需更換，可以考慮減少需要變換的檔數(shù)，并將手動變速的設(shè)備更換為電氣自動換擋的設(shè)備。

4 結(jié)束語

提高舊機床數(shù)控改造后的機械精度過程中需要面臨的問題千變?nèi)f化，改造方式也是多種多樣，具體采用何種方式一方面需要操作人員不斷學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)知識、積累相關(guān)的經(jīng)驗，另一方面還要根據(jù)具體的情況靈活判斷，通過綜合應(yīng)用多種技術(shù)手段，達(dá)到數(shù)控機床改造的精度標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

第5篇：數(shù)控機床概述范文

【關(guān)鍵詞】普通車床 數(shù)控改造 步進(jìn)電機 數(shù)控刀架

一、改造要求

CA6140車床主要用于對中小型軸類、盤類及螺紋零件的加工，加工這些零件工藝上要求機床應(yīng)該滿足以下要求：（一）能夠控制主軸正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)不同切削速度的主軸變速；（二）刀架能夠?qū)崿F(xiàn)縱向和橫向的進(jìn)給運動，并具有在換刀點自動改變四個刀位完成選擇刀具的功能；（三）加工螺紋時，應(yīng)保證主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架移動一個加工螺紋的螺距或?qū)С獭?/p>

二、機械部分的改造

（一）降速比計算

（二）轉(zhuǎn)動慣量計算

（三）剛度計算

三、安裝調(diào)試

安裝調(diào)試必須按照事先確定好步驟和要求進(jìn)行，調(diào)試中首先測試安全哦保護(hù)系統(tǒng)的靈敏度，以防止人身和設(shè)備事故發(fā)生，調(diào)試現(xiàn)場必須要清理干凈，各運動坐標(biāo)拖板處于全行程的中心位置，先空載實驗，然后加載實驗。

四、結(jié)語

經(jīng)過大量的實踐證明，普通數(shù)控機床改造具有一定的可行性、實用性和穩(wěn)定性，企業(yè)要在激烈的市場競爭中獲得生存、得到發(fā)展，它必須在最短的時間內(nèi)以優(yōu)異的質(zhì)量、低廉的成本，制造出合乎市場需要的、性能合適的產(chǎn)品，而產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，制造周期的快慢，生產(chǎn)成本的高低，又往往受工廠現(xiàn)有加工設(shè)備的直接影響。目前，采用先進(jìn)的數(shù)控機床，已成為我國制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢。購買新的數(shù)控機床是提高數(shù)控化率的主要途徑，而改造舊機床、配備數(shù)控系統(tǒng)把普通機床改裝成數(shù)控機床也是提高機床數(shù)控化率的一條有效途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]余良英編著.床數(shù)控改造設(shè)計與實例.京：機械工業(yè)出版社；1998

第6篇：數(shù)控機床概述范文

關(guān)鍵詞：普通機床；數(shù)控機床；改造設(shè)計

Abstract: NC machine tools are in now science and technology development situation, to promote productivity, has great role in promoting the development of machinery. This paper mainly analyses the common machine tool (C618) to the design steps of CNC machine tools, and the design of special knuckle CNC vertical lathe parts is introduced, with important implications for machinery industry!

Key words: general machine tools; NC machine tool; design

中圖分類號：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：文章編號

一、數(shù)控機床與應(yīng)用

機床作為機械制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它的發(fā)展一直引起人們的關(guān)注，由于計算機技術(shù)的興起，促使機床的控制信息出現(xiàn)了質(zhì)的突破，導(dǎo)致了應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行柔性自動化控制的新一代機床－數(shù)控機床的誕生和發(fā)展。計算機的出現(xiàn)和應(yīng)用，為人類提供了實現(xiàn)機械加工工藝過程自動化的理想手段。隨著計算機的發(fā)展，數(shù)控機床也得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，同時使人們對傳統(tǒng)的機床傳動及結(jié)構(gòu)的概念發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變。數(shù)控機床是以數(shù)字化的信息實現(xiàn)機床控制的機電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對位置，機床電機的啟動和停止，主軸變速，工件松開和夾緊，刀具的選擇，冷卻泵的起停等各種操作和順序動作等信息用代碼化的數(shù)字記錄在控制介質(zhì)上，然后將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置或計算機，經(jīng)過譯碼，運算，發(fā)出各種指令控制機床伺服系統(tǒng)或其它的執(zhí)行元件，加工出所需的工件。

二、普通車床的數(shù)控化改造設(shè)計

機床的數(shù)控改造，主要是對原有機床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計，最終使機床達(dá)到比較理想的狀態(tài)。數(shù)控車床是機電一體化的典型代表，其機械結(jié)構(gòu)同普通的機床有諸多相似之處。然而，現(xiàn)代的數(shù)控機床不是簡單地將傳統(tǒng)機床配備上數(shù)控系統(tǒng)即可，也不是在傳統(tǒng)機床的基礎(chǔ)上，僅對局部加以改進(jìn)而成(那些受資金等條件限制，而將傳統(tǒng)機床改裝成建議數(shù)控機床的另當(dāng)別論）。傳統(tǒng)機床存在著一些弱點，如剛性不足、抗振性差、熱變形大、滑動面的摩擦阻力大及傳動元件之間存在間隙等，難以勝任數(shù)控機床對加工精度、表面質(zhì)量、生產(chǎn)率以及使用壽命等要求?，F(xiàn)代的數(shù)控技術(shù)，特別是加工中心，無論是其支承部件、主傳動系統(tǒng)、進(jìn)給傳動系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)、輔助功能等部件結(jié)構(gòu)，還是整體布局、外部造型等都已經(jīng)發(fā)生了很大變化，已經(jīng)形成了數(shù)控機床的獨特機械結(jié)構(gòu)。因此，我們在對普通機床進(jìn)行數(shù)控改造的過程中，應(yīng)在考慮各種情況下，使普通機床的各項性能指標(biāo)盡可能地與數(shù)控機床相接近。

2.1設(shè)計內(nèi)容及任務(wù)。普通車床（C618）的數(shù)控改造設(shè)計內(nèi)容包括：總體方案的確定和驗證、機械改造部分的設(shè)計計算（包括縱向、橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計與計算）、主運動自動變速原理及改造后的機床傳動系統(tǒng)圖的設(shè)計、機床調(diào)速電動機控制電路的設(shè)計、電磁離合器的設(shè)計計算。本設(shè)計任務(wù)是對C618臥式車床進(jìn)行數(shù)控化改造，實現(xiàn)微機對車床的數(shù)控化控制。利用微機對車床的縱向、橫向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字控制，并要達(dá)到縱向最小運動單位為0.01 /脈沖，橫向最小運動單位0.005 /脈沖，主運動要實現(xiàn)自動變速，刀架要改造成自動控制的自動轉(zhuǎn)位刀架，要能自動的切削螺紋。

2.2數(shù)控部分的設(shè)計改造。（1）數(shù)控系統(tǒng)運動方式的確定。數(shù)控系統(tǒng)按其運動軌跡可分為：點位控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。點位控制系統(tǒng)只要求控制刀具從一點移到另外一點的位置，而對于運動軌跡原則上不加控制。連續(xù)控制系統(tǒng)能對兩個或兩個以上坐標(biāo)方向的位移進(jìn)行嚴(yán)格的不間斷的控制。由于C618車床要加工復(fù)雜輪廓零件，所以本微機數(shù)控系統(tǒng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)。（2）伺服進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計改造。數(shù)控機床的伺服進(jìn)給系統(tǒng)按有無位置檢測和反饋可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)。閉環(huán)控制方案的優(yōu)點是可以達(dá)到和好的機床精度，能補償機械傳動系統(tǒng)中的各種誤差，消除間隙、干擾等對加工精度的影響。但他結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)難度大、調(diào)式和維修困難、造價高。半閉環(huán)控制系統(tǒng)由于調(diào)速范圍寬，過載能力強，又采用反饋控制，因此性能遠(yuǎn)優(yōu)于以步進(jìn)電動機驅(qū)動的開環(huán)控制系統(tǒng)。但是，采用半閉環(huán)控制其調(diào)式比開環(huán)要復(fù)雜，設(shè)計上也要有其自身的特點，技術(shù)難度較大。開環(huán)控制系統(tǒng)中沒有位置控制器及反饋線路，因此開環(huán)系統(tǒng)的精度較差，但其結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)整，所以常用于精度要求不高的場合。經(jīng)過上述比較，由于所改造的C618車床的目標(biāo)加工精度要求不高，所以決定采用開環(huán)控制系統(tǒng)。

2.3數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計。數(shù)控系統(tǒng)都是由硬件和軟件兩部分組成，硬件是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能。

數(shù)控裝置的設(shè)計方案通常有：

(1) 可以全部自己設(shè)計制作

(2)可以采用單板機或STD模塊或工控機改制

(3)可以選用現(xiàn)成的數(shù)控裝置作少量的適應(yīng)化改動

在普通機床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造中，由于第一種設(shè)計周期較長且不經(jīng)濟(jì)，同時質(zhì)量也難于保證。第二種則更加不經(jīng)濟(jì)。所以設(shè)計將采取第三種方案。

2.4機械改造部分的設(shè)計。(1)主傳動部分的改造設(shè)計。將原機床的主軸電動機換成變頻調(diào)速電動機，無級調(diào)速部分由變頻器控制。將原機床的主軸手動變速換成有電磁離合器控制的主軸變速機構(gòu)。改造后使其主運動和進(jìn)給運動分離，主軸電動機的作用只是帶動主軸旋轉(zhuǎn)。（2）進(jìn)給機構(gòu)的改造。將原機床的掛輪機構(gòu)、進(jìn)給箱、溜板箱、滑動絲杠、光杠等全部拆除?？v向、橫向進(jìn)給以步進(jìn)電動機作為驅(qū)動元件經(jīng)一級齒輪減速后，由滾珠絲杠傳動。（3）其它部件的改造。刀架部分：拆除原手動刀架和小拖板，安裝由微機控制的四工位電動機刀架，該刀架具有重復(fù)定位精度高、剛性好、使用壽命長、工藝性好等優(yōu)點。

三、轉(zhuǎn)向節(jié)專用立式數(shù)控車床部件設(shè)計

3.1 主軸箱設(shè)計。（1）主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計。本機床為立式結(jié)構(gòu)，主軸箱就是傳統(tǒng)意義上的床身 ，其作用一是安裝主軸及其傳動系統(tǒng)，二是支撐立柱即在其上安裝的縱橫滑板和電動刀架。因此要求主軸箱具有據(jù)夠的剛性，結(jié)構(gòu)必須合理，長期使用不變形。（2）主軸箱傳動系統(tǒng)。傳動比確定：機床主要加工轉(zhuǎn)向節(jié)，兼顧通用數(shù)控立車功能，傳動比為1:10，最低轉(zhuǎn)速為63轉(zhuǎn)每分鐘，最高轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)每分鐘；轉(zhuǎn)動路線確定：傳動路線采用伺服電機通過行星減速箱、皮帶輪驅(qū)動主軸單元使主軸旋轉(zhuǎn)；主軸單元結(jié)構(gòu)：采用主軸單元結(jié)構(gòu)目的是方便制造、安裝、維修。選用主軸單元結(jié)構(gòu)要適合加工轉(zhuǎn)向節(jié)特殊件的需要。選用主軸單元結(jié)構(gòu)要適應(yīng)加工轉(zhuǎn)向節(jié)特殊件的需要，第一滿足剛性要求，旋轉(zhuǎn)精度的長久穩(wěn)定性；第二要有夾緊油缸及分油裝置；第三動力卡盤和專用車具可快速切換，實現(xiàn)通用立式數(shù)控車床功能和專用轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控加工的切換。據(jù)此，選用的主軸單元為標(biāo)準(zhǔn)50規(guī)格的車主軸支撐形式，具有高剛性、高精度的特點。

3.2 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計。（1）縱向進(jìn)給傳動系統(tǒng)設(shè)計?？v向進(jìn)給傳動系統(tǒng)主要有縱向滑板和縱向滾珠絲杠傳動副組成。其縱向滑板安裝在立柱的縱向滾動導(dǎo)軌上，它可以沿立柱導(dǎo)軌做縱向運動。導(dǎo)軌采用重載型滾珠滾動導(dǎo)軌，導(dǎo)軌承載能力大，剛性強?？v向伺服電機經(jīng)聯(lián)軸直接驅(qū)動滾珠絲杠螺母副，帶動縱向滑板沿立柱導(dǎo)軌運動。（2）橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計。橫向進(jìn)給傳動系統(tǒng)主要由橫向滑板和橫向滾珠絲杠傳動副組成。其橫向滑板安裝在縱向護(hù)板的橫向滾動導(dǎo)軌上，它可沿著縱向滑板向滑板橫向?qū)к壸鰴M向運動。導(dǎo)軌采用重載型滾珠滾動導(dǎo)軌，導(dǎo)軌承載能力大，剛性強。橫向伺服電機經(jīng)聯(lián)軸器直接驅(qū)動滾珠絲杠螺母副，帶動橫向滑板沿縱向滑板橫向?qū)к夁\動。

3.3 轉(zhuǎn)向節(jié)工裝夾具設(shè)計。（1）頂尖部件設(shè)計。頂尖是機床的重要定位機構(gòu)，其功用：定位功能、回轉(zhuǎn)功能、夾緊功能，其動作：安裝工件時，頂尖部件處于上部，當(dāng)工件在專用車具的正確位置上時，頂尖在油缸的作用下向下移動，使上頂尖頂緊工件桿部上頂尖孔，完成工件的定位夾緊。主軸旋轉(zhuǎn)時頂尖也隨著旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)機床的主運動。設(shè)計此部件首先確定夾緊力，設(shè)計驅(qū)動油缸的規(guī)格，確保夾緊可靠；轉(zhuǎn)向節(jié)是不平衡件，頂尖主軸及頂尖要有足夠的剛性，以保證回轉(zhuǎn)精度的長久穩(wěn)定性。（2）轉(zhuǎn)向節(jié)車具設(shè)計。轉(zhuǎn)向節(jié)是異形件，非常的不平衡，其車具設(shè)計有一定難度，第一是定位采用頂尖孔，其剛性不好，需要上下頂尖定位夾緊，下頂尖固定在主軸上，上頂尖單獨設(shè)計移動部件；第二是夾緊，沒有規(guī)則的夾緊面，同時不同的頂尖形狀各異，要使車具具有通用性，車具必須具有適應(yīng)不同工件的柔性；第三是工件的不平衡性，在設(shè)計車具時必須有可調(diào)整的配置設(shè)置；第四是在旋轉(zhuǎn)的主軸上采用液壓自動夾緊，主軸設(shè)置旋轉(zhuǎn)編碼器，以適應(yīng)車螺紋功能，車具設(shè)置夾緊油缸。

第7篇：數(shù)控機床概述范文

關(guān)鍵詞： 數(shù)控 改造 機床

一、機床數(shù)控改造的意義

1.節(jié)省資金

機床的數(shù)控改造同購置新機床相比一般可節(jié)省60%左右的費用，大型及特殊設(shè)備尤為明顯。一般大型機床改造只需花新機床購置費的1/3。即使將原機床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底改造升級只需花費購買新機床60%的費用，并可以利用現(xiàn)有地基。

2.性能穩(wěn)定可靠

因原機床各基礎(chǔ)件經(jīng)過長期時效，幾乎不會產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度。

3.提高生產(chǎn)效率

機床經(jīng)數(shù)控改造后即可實現(xiàn)加工的自動化效率比傳統(tǒng)機床提高3至5倍。對復(fù)雜零件而言難度越高功效提高得越多。

二、普通車床的數(shù)控化改造設(shè)計

機床的數(shù)控改造，主要是對原有機床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計，最終使機床達(dá)到比較理想的狀態(tài)。

數(shù)控車床是機電一體化的典型代表，其機械結(jié)構(gòu)同普通的機床有諸多相似之處。然而，現(xiàn)代數(shù)控機床不是簡單地將傳統(tǒng)機床配備上數(shù)控系統(tǒng)即可，也不是在傳統(tǒng)機床的基礎(chǔ)上，僅對局部加以改進(jìn)而成（那些受資金等條件限制，而將傳統(tǒng)機床改裝成建議數(shù)控機床的另當(dāng)別論）。

傳統(tǒng)機床存在一些弱點，如剛性不足、抗震性差、熱變形大、滑動面的摩擦阻力大及傳動元件之間存在間隙等，難以勝任數(shù)控機床對加工精度、表面質(zhì)量、生產(chǎn)率和使用壽命等要求?，F(xiàn)代數(shù)控技術(shù)，特別是加工中心，無論是其支承部件、主傳動系統(tǒng)、進(jìn)給傳動系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)、輔助功能等部件結(jié)構(gòu)，還是整體布局、外部造型等都已經(jīng)發(fā)生了很大變化，已經(jīng)形成了數(shù)控機床的獨特機械結(jié)構(gòu)。因此，我們在對普通機床進(jìn)行數(shù)控改造的過程中，應(yīng)在考慮各種情況下，使普通機床的各項性能指標(biāo)盡可能地與數(shù)控機床相接近。

三、數(shù)控車床的性能和精度的選擇

并不是所有舊機床都可以進(jìn)行數(shù)控改造，機床改造主要應(yīng)具備兩個條件：第一，機床基礎(chǔ)件必須有足夠的剛性。第二，改造的費用要合適，經(jīng)濟(jì)性好。在改裝車床前，要對機床的性能指標(biāo)做出決定。改裝后的車床能加工工件的最大回轉(zhuǎn)直徑和最大長度、主電動機功率等一般都不會改變。加工工件的平面度、直線度、圓柱度和粗糙度等基本上仍決定于機床本身原有水平。主要有下述性能和精度的選擇需要在改裝前確定。

軸變速方法、級數(shù)、轉(zhuǎn)速范圍、功率及是否需要數(shù)控制動停車等。

進(jìn)給速度：Z向（通常為8～400mm/min）；X向（通常為2～100mm/min）。

快速移動：Z向（通常為1.2～4m/min）；X向（通常為1.2～3m/min）。

脈沖當(dāng)量：在0.025～0.005mm內(nèi)選取，通常Z向為X向的2倍。

加工螺距范圍：包括能加工螺距類型（公制、英制、模數(shù)、徑節(jié)和錐螺紋等），一般螺距在10mm以內(nèi)都不難達(dá)到。

進(jìn)給運動驅(qū)動方式（一般都選用步進(jìn)電機驅(qū)動）。

進(jìn)給運動傳動是否需要改裝成滾珠絲杠傳動。

刀架是否需要配置自動轉(zhuǎn)位刀架，若配置需要確定工位數(shù)。

以上是車床數(shù)控改造時需要考慮的一些通用性能指標(biāo)，有的車床改造根據(jù)需要還會有些專門要求，如車削大螺距螺紋、在惡劣的環(huán)境下工作的防塵干擾、車刀高精度對刀等，應(yīng)有針對性地專門設(shè)計。

四、車床數(shù)控改造方案選擇

當(dāng)數(shù)控車床的性能和精度等內(nèi)容基本選定后，可據(jù)此確定改造方案。目前機床數(shù)控改造技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，專用化的機床數(shù)控改造系統(tǒng)所具備的性能和功能一般均能滿足車床的常規(guī)加工要求。因此，較典型的車床數(shù)控改造方案可選擇為：配置專用車床數(shù)控改造系統(tǒng)，更換進(jìn)給運動的滑動絲杠傳動為滾珠絲杠傳動、采用步進(jìn)電機驅(qū)動進(jìn)給運動、配置脈沖發(fā)生器實現(xiàn)螺紋加工功能、配置自動轉(zhuǎn)位刀架實現(xiàn)自動換刀功能。

目前較典型的經(jīng)濟(jì)型專用車床數(shù)控改造系統(tǒng)具有下列基本配置和功能：

1.采用單片微機為主控CPU，具有直線和圓弧插補、代碼編程、刀具補償和間隙補償功能、數(shù)碼管二坐標(biāo)同時顯示、自動轉(zhuǎn)位刀架控制、螺紋加工等控制功能。

2.配有步進(jìn)電機驅(qū)動系統(tǒng)，脈沖當(dāng)量或控制精度一般為：Z為0.01mm，X向為0.005mm（要與相應(yīng)導(dǎo)程的絲杠相配套）。

3.加工程序大多靠面板按鍵輸入，代碼編制，掉電自動保護(hù)存儲器存儲；可以對程序進(jìn)行現(xiàn)場編輯修改和試運行操作。

4.具有單步或連續(xù)執(zhí)行程序、循環(huán)執(zhí)行程序、機械極限位置自動限位、超程報警，以及進(jìn)給速度程序自動終止等各類數(shù)控基本功能。

五、車床數(shù)控改造實例

CA6140型普通車床的數(shù)控化改造主要采用了一種比較簡單但是較為典型的改裝方案，改造后的車床進(jìn)給運動由步進(jìn)電機A和B驅(qū)動，它們分別安裝在床頭箱內(nèi)（或床身尾部）和拖板后方，通過減速齒輪和縱橫向絲杠帶動車床的縱橫進(jìn)給運動。

為使改造后的車床能充分發(fā)揮數(shù)控車床的效能，縱橫向絲杠螺母副一般需要調(diào)換成滾珠絲杠螺母副。當(dāng)利用原絲杠螺母副時，為了減少改造工作量，縱向驅(qū)動電機及減速箱一般裝在床身尾部，這時連接車床原傳動系統(tǒng)（主軸系統(tǒng)）和縱向絲杠傳動的離合器尚未拆除，工作時應(yīng)使其處于脫開位置。同理，脫落蝸桿等原橫向自動進(jìn)給機構(gòu)若未拆除，工作時也應(yīng)使其處于空檔位置。改造后的進(jìn)給脈沖當(dāng)量的量值靠步進(jìn)電機步距角、減速齒輪比、絲杠導(dǎo)程三者協(xié)調(diào)確定。三者之間換算關(guān)系可以以下式表示：

（θ/360）×（ac/bd）×T=δ

式中θ――步進(jìn)電機步聚角（度）；

T――所驅(qū)動絲杠導(dǎo)程（mm）；

a，b，c，d――齒輪齒數(shù)，當(dāng)單級減數(shù)時，令c、d等于1；

δ――脈沖當(dāng)量值（mm）。

步進(jìn)電機的參數(shù)根據(jù)阻力矩及切屑用量的大小和機床型號來選擇，普通車床（如C6140、C620等）的數(shù)控改造中多采用0.08――0.15（N?m）靜力矩的步進(jìn)電機，如選0.08（N?m）的作為橫向進(jìn)給電機；選0.15（N?m）的作為縱向進(jìn)給電機。

第8篇：數(shù)控機床概述范文

關(guān)鍵詞：普通車床；數(shù)控車床；發(fā)展趨勢；技術(shù)改造

前言

現(xiàn)階段，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，故障機床、閑置普通機床的數(shù)量均比較大，一定程度上造成了資源的浪費，且影響工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展。隨著工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展，必然要采取相應(yīng)的技術(shù)手段改造、升級這些機床，尤其是閑置普通機床，以提升資源利用效率，減少投入，獲得更多的產(chǎn)出。

1 普通車床改成數(shù)控車床的發(fā)展趨勢

現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，關(guān)鍵技術(shù)之一即為數(shù)控技術(shù)，屬于高新技術(shù)，精度、效率均比較高，且柔性自動化，利用數(shù)控技術(shù)改造普通車床為制造領(lǐng)域必然的發(fā)展趨勢，而此種趨勢在性能及功能方面良好地體現(xiàn)出來。

1.1 性能發(fā)展趨勢

第一，高速、高精、高效化，普通車床改成數(shù)控車床后，控制系統(tǒng)多CPU，且CPU芯片采用高速類型，交流數(shù)字伺服系統(tǒng)的絕對式檢測元件分辨率非常高，同時，對機床的動態(tài)與靜態(tài)特性做出有效的改善，會逐漸的提升機床的速度、精度及效率；第二，柔性化，柔性既包含數(shù)控系統(tǒng)自身，也包含群控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計時，采取模塊化方式，具有較大的功能覆蓋面，對于不同用戶，其需求可被有效滿足，而群控系統(tǒng)中，即使生產(chǎn)流程要求不同，同一系統(tǒng)也可以此為依據(jù)，自動動態(tài)調(diào)整物料流、信息流，促進(jìn)群控系統(tǒng)效能最大化的發(fā)揮；第三，工藝復(fù)合性與多軸化，復(fù)合加工的主要目的為促進(jìn)工序、輔助時間減少，其發(fā)展方向中越來越呈現(xiàn)出多軸、多系列控制功能[1]。

1.2 功能發(fā)展趨勢

第一，用戶界面圖形化，使用者操作數(shù)控系統(tǒng)時，與其對話接口為用戶界面，用戶界面圖形化發(fā)展后，使用者為非專業(yè)人員時，操作也可順利的進(jìn)行，使用者操作時，通過相應(yīng)的窗口與菜單來實現(xiàn)；第二，科學(xué)計算可視化，數(shù)據(jù)的高效處理與解釋時，即可采用科學(xué)計算可視化，此種功能實現(xiàn)了直接利用可視信息進(jìn)行信息交流，可視化技術(shù)結(jié)合虛擬環(huán)境技術(shù)后，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步的拓寬，而且在產(chǎn)品設(shè)計周期縮短、產(chǎn)品重量提升等方面的意義重大；第三，插補與補償方式多樣化，插補時，可采用的方式逐漸增多，如直線插補、圓弧插補等，而且補償方式也越來越多樣化，間隙補償、象限誤差補償、溫度補償?shù)染鶠榭梢圆捎玫姆绞?；第四，?nèi)裝高性能PLC，高性能PLC控制模塊置入數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部后，梯形圖或高級語言編程均可直接進(jìn)行，編程工具中，針對車床銑床，標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗渲?，用戶編輯修改操作均支持，便于用舾?jù)自身需求構(gòu)建應(yīng)用程序；第五，應(yīng)用多媒體技術(shù)，將多媒體技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域后，能夠?qū)崿F(xiàn)綜合化、智能化處理信息，并可對系統(tǒng)實時監(jiān)控，監(jiān)測生產(chǎn)相關(guān)參數(shù)，提升生產(chǎn)效率[2]。

2 普通車床改成數(shù)控車床的技術(shù)改造方法

改造普通車床時，需大范圍整改車床，滾柱鋼絲、伺服電機需要取代普通車床的絲桿、傳動結(jié)構(gòu)部件，之后利用數(shù)控技術(shù)升級車床配置，改造、升級過程的復(fù)雜性比較高，需科學(xué)的開展，本節(jié)以CY6140普通車床為例，分析具體的技術(shù)改造方法。

2.1 確定具體改造方案

改造之前，確定具體的、可行的改造方案為必須開展的工作。設(shè)計方案時，應(yīng)對用戶需求充分考慮，并使改動部件盡量減少，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益最大化的實現(xiàn)。首先，確定電氣控制系統(tǒng)的數(shù)控改造方案，關(guān)鍵部分包含四個，一為主軸部分，控制要求的達(dá)到為該部分主要的改造需要，控制要求為點動控制正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、調(diào)整對刀，點動控制完成和停車時反接制動需要開展，避免點動多次開展，保護(hù)主軸電機過程中應(yīng)監(jiān)視主軸電機運行情況，并在電流表中接入傳感器，以保護(hù)主軸電路，基于上述要求，控制電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)通過KM1、KM2實現(xiàn)，同時，光電解碼器安裝在主軸電機末端，保證螺紋自動加工功能被車床獲得；二為進(jìn)給部分，改造內(nèi)容包含電氣部分及機械部分，方法為改變X軸原來的手動進(jìn)給，變?yōu)樽詣舆M(jìn)給；三是刀架部分，改造此部分時，需要聯(lián)系實際生產(chǎn)情況，保證選擇的系統(tǒng)性能適合，之后拆除原刀架部分、托板，將四位刀架安裝上；四是PLC系統(tǒng)程序，設(shè)計、安裝及調(diào)試該系統(tǒng)時，控制方式包含三種，分別為手動、自動、半自動，根據(jù)不同控制方式，設(shè)計相應(yīng)程序，編譯程序后調(diào)試工作開展，設(shè)計要求實現(xiàn)后，方可在實踐中應(yīng)用[3]。其次，確定機械部分改造方案，改造CY6140普通車床時，原則上大修車床，但原主軸、尾座及導(dǎo)軌均保留，大修后即改造機械部分，大拖板、中拖板的驅(qū)動脫離進(jìn)給箱傳動，取代的為兩個伺服驅(qū)動[4]。

2.2 按照步驟實施改造

具體改造方案確定之后，需按照步驟實施數(shù)控車床的改造：第一，機械維修、電氣改造，開始電氣改造時，應(yīng)先檢測、維修車床，因此將這兩項工作放置在改造第一步，檢測車床后，對維修內(nèi)容作出確定，結(jié)合方案，與電氣改造順利銜接，并將改造的內(nèi)容完成；第二，實施改造程序，原則上，實施過程應(yīng)為先部分后整體、先簡單后困難，第一步完成后，電氣改造開展時，劃分此項改造工作，變?yōu)槿舾蓚€小部分，按照原則逐個完成小部分改造，之后互聯(lián)各個小部分，完成整體改造；第三，確定改造周期與范圍，利用數(shù)控技術(shù)改造普通車床時，由于車床并不具備相同的具體情況，因此也不具備一致的改造范圍，某些車床需改造整個電氣系統(tǒng)，而有些車床并不需要改造整個，因此，應(yīng)在科學(xué)檢測分析的基礎(chǔ)上，確定改造范圍，改造周期確定時，同樣需要與實際情況相結(jié)合，同時，技術(shù)人員技能水平、改造系統(tǒng)難易程度均會對改造周期的確定產(chǎn)生影響，綜合分析后再確定，保證確定的準(zhǔn)確性；第四，技術(shù)準(zhǔn)備工作，大體上，準(zhǔn)備工作包含機械部分、新數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)資料兩個方面，機械部分中，機械大修檢測、準(zhǔn)備改造零部件等均為準(zhǔn)備內(nèi)容之一，而準(zhǔn)備新數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)資料的工作主要是學(xué)習(xí)其原理、安裝調(diào)試等，保證順利的完成改造工作[5]。

2.3 改造后性能及效益分析

CY6140普通車床改成數(shù)控車床后，曲線、曲面等零部件加工可以完成，自動化功能的加入在技術(shù)上為無人值守的實現(xiàn)成為可能，生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。與新購設(shè)備成本相比，數(shù)控技術(shù)改造成本更低。

3 結(jié)束語

普通車床改造為數(shù)控車床為制造領(lǐng)域必然的發(fā)展趨勢之一，在數(shù)控改造過程中，應(yīng)充分的利用數(shù)控技術(shù)，按照改造方案有步驟的完成改造，促進(jìn)生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量及生產(chǎn)效益的提升。

參考文獻(xiàn)

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第9篇：數(shù)控機床概述范文

一、車床機械系統(tǒng)改造方案

C5116A立式車床屬于中小型不銹鋼類軸類、盤類的加工，主要需要完成的功能有主軸變速、主軸制動、主軸點動控制、刀架選擇、刀速調(diào)整、進(jìn)刀方向調(diào)整、橫梁運動、橫梁放松、橫梁加緊控制，從上訴功能能分析，需要對車床的機械系統(tǒng)進(jìn)行一些改造，機械系統(tǒng)改造方案如下：

1.主軸調(diào)速方式改造

主軸調(diào)速有兩種方式，一種是選擇采用交流主軸電機控制，采用交流控制方式具有精度高、速度快、可控性好的特點，但是交流主軸在轉(zhuǎn)速較低的時候具有不穩(wěn)定的缺點。另一種方式是直流主軸電機，目前這種電機產(chǎn)品均是一些全數(shù)控化的產(chǎn)品具有很好的穩(wěn)定性和可控性，但是精度沒有交流控制方式的好，直流伺候電機具有機械線性控制性能較好，可調(diào)整的反問大的特點，因此在本次車床改造中根據(jù)C5116A的實際情況選用了直流主軸電機進(jìn)行調(diào)速。直流主軸電機選型如下：

2.主軸編碼器安裝

為了是先對螺紋的加工，因此在本次改造中引入了主軸編碼器，實現(xiàn)了對主軸轉(zhuǎn)速的調(diào)整和監(jiān)控。同時增加了同步齒型連接皮帶，實現(xiàn)對數(shù)控系統(tǒng)的反饋控制，這樣就形成了控制的半閉合環(huán)。

3.刀架改造

為了實現(xiàn)自動換刀的要求，設(shè)計將原有的手動刀架換成數(shù)控自動刀位，拆除側(cè)面手控?fù)Q刀架。

4.傳動絲杠改造

目前使用的是普通的傳動絲杠，這種絲杠不適用于機床數(shù)控化的需要，需要將普通傳送絲杠改造成滾珠絲杠，滾珠絲杠具有可靠性高、機械磨損小、使用壽命長等特點。尤其對車床加工啟動的過程中，絲杠的震動對加工的穩(wěn)定性有極大的影響，而滾軸絲杠在啟動過程較為平穩(wěn)，沒有顫振。

5.防護(hù)設(shè)施改造

在車床運行過程中會出現(xiàn)大量的油污，因此需要對絲杠、齒輪箱進(jìn)行有效的保護(hù)，油污進(jìn)入這些設(shè)備后會產(chǎn)生較大的影響，因此需要增加防護(hù)設(shè)備。

二、車床電氣系統(tǒng)改造方案

根據(jù)電路改造的方案，需要完成以下內(nèi)容的設(shè)計：

1.設(shè)計主電路圖設(shè)計，主電路圖完成整個控制電路結(jié)構(gòu)和連接方式的控制，主電路圖設(shè)計的質(zhì)量將直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時主電路圖的設(shè)計將給后續(xù)的故障排查工作帶來決定性的作用。

2.能耗制動電路圖設(shè)計，能耗制動電路是對系統(tǒng)中正在運轉(zhuǎn)的電機實施制動的一種方式，通過將交流電源切換到直流電源利用慣性抵消產(chǎn)生制動力矩而達(dá)到制動目的。這個電路的設(shè)計將影響到電機的制動效果和準(zhǔn)確性。

3.啟動電路圖設(shè)計，該電路起到降低啟動電流的作用，通過采用犧牲功耗而到達(dá)降壓的目的。

4.電子器件的選擇，在電路圖設(shè)計好以后就是電子器件的選擇，為了保證車床改造功能的順利實施，本系統(tǒng)在電子器件的選擇上采用了選擇成熟穩(wěn)定常用的電子器件，選擇成熟穩(wěn)定的電子器件主要是這些器件在性能上能夠保證使用需求，同時不會因為器件的不穩(wěn)定而產(chǎn)生意外的情況，選擇常用的器件，主要是考慮未來進(jìn)行器件維修替換的方便。

三、車床軟件控制系統(tǒng)改造方案

車床軟件控制系統(tǒng)改造設(shè)計了兩種方案，一種是采用三菱電機提供了PLC編程工具，直接對PLC系統(tǒng)進(jìn)行編程，這種方法的好處是流程簡單，但編程難度偏大，第二種方案采用軟PLC系統(tǒng)進(jìn)行實現(xiàn)，通過設(shè)計一套軟PLC系統(tǒng)，使操作員可以直接使用pc機友好的操作界面完成對PLC系統(tǒng)的編程。這種方案需要設(shè)計一套軟PLC系統(tǒng)，但該方案的可擴展性很好，能夠適應(yīng)未來進(jìn)行車床編程和改造的需求。

根據(jù)車床改造的實際需求，最終確定了采用開發(fā)一套軟PLC系統(tǒng)的方式完成控制系統(tǒng)的改造。對軟PLC系統(tǒng)有如下要求：

1.具有友好的圖形化操作界面，本單位的操作人員具有一定的可視化軟件操作能力，需要按操作員的操作習(xí)慣設(shè)計操作界面。

2.簡單便捷的操作菜單或操作按鈕，操作界面不要求復(fù)雜，所設(shè)計的按鈕功能需要簡介大方，功能明確易用。

3.明確的錯誤提示，對于編程中出現(xiàn)的錯誤能夠進(jìn)行明顯的提示，并卻能夠提供簡單的幫助。

根據(jù)對車床作業(yè)的工作流程的調(diào)研軟PLC系統(tǒng)需要完成以下功能：

3.1需要提供梯形圖和指令語句表的設(shè)計界面，根據(jù)業(yè)務(wù)的實際需求依據(jù)三菱PLC的指令格式和梯形圖格式，設(shè)計一套能夠進(jìn)行梯形圖設(shè)計和語句表設(shè)計的軟件界面。能使工作人員采用快速簡單實現(xiàn)梯形圖設(shè)計和指令語句設(shè)計。

3.2完成梯形圖的生成，根據(jù)三菱PLC特性和軟PLC的特性，生成更夠共PLC使用的梯形圖。

3.3完成指令表的生成，根據(jù)梯形圖的內(nèi)容生成指令表，供執(zhí)行系統(tǒng)使用。

3.4完成與運行系統(tǒng)的通信，將指令表發(fā)送給運行系統(tǒng)。

3.5完成運行系統(tǒng)對接口電路的控制，通過運行系統(tǒng)的板卡讀取控制設(shè)備的地址，實現(xiàn)對設(shè)備的控制。

根據(jù)車床改造的功能需求，軟PLC系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計：

3.5.1編輯模塊。編輯模塊是用戶最終使用的內(nèi)容，也是用戶使用最多和最直接的內(nèi)容，該共模塊共需要提供梯形圖編輯功能、指令語句便捷功能和圖形庫管理功能，該模塊需要具有直觀的編輯界面和標(biāo)準(zhǔn)的編程功能。

3.5.2編譯模塊。編譯模塊是對用戶編輯程序進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將用戶編寫的梯形圖轉(zhuǎn)換成指令語句，轉(zhuǎn)化的規(guī)制是更具指令表的內(nèi)容進(jìn)行的，該模塊還需對指令表進(jìn)行管理。