普通車床的數(shù)控改造和可行性論證

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對于普通車床的經(jīng)濟型數(shù)控改造,，在考慮總體設計方案時,，應遵循的原則是：在滿足設計要求的前途下,，對機床的改動應盡可能的少,，以降低成本,。 一,、車床的數(shù)控改造
1,、數(shù)控機床工作原理及組成
% j% n* r( x( I' j: }& D1）數(shù)控機床工作原理：
    數(shù)控機床加工零件時,，首先應編制零件的加工程序，這是數(shù)控機床的工作指令,。將加工程序輸入到數(shù)控裝置,，再由數(shù)控裝置控制機床主運動的變化、起停,，進給運動的方向,、速度和位移量以及其它如刀具選擇交換、工件夾緊松開和冷卻潤滑的開,、關等動作,，使刀具與工件及其它輔助裝置嚴格的按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)進行工作，從而加工出符合要求的零件,。
& o! T2 C/ \4 |( ?6 l. }9 [: h* I2）數(shù)控機床的組成：
    數(shù)控機床主要由控制介質,、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機床本體等四部分組成
2,、設計內容及任務
    普通車床（C618）的數(shù)控改造設計內容包括：總體方案的確定和驗證,、機械改造部分的設計計算（包括縱向、橫向進給系統(tǒng)的設計與計算）,、主運動自動變速原理及改造后的機床傳動系統(tǒng)圖的設計,、機床調速電動機控制電路的設計、電磁離合器的設計計算,。,。
- @  {6 m9 {! L    本設計任務是對C618臥式車床進行數(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,、橫向進給系統(tǒng)進行數(shù)字控制，并要達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位刀架,，要能自動的切削螺紋,。
- y; r8 c- W6 |  u8 l3、數(shù)控部分的設計改造
) A6 D2 U5 d: j$ D- n1）數(shù)控系統(tǒng)運動方式的確定
& U* y! I3 [, j6 w$ d8 b, f    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方向的位移進行嚴格的不間斷的控制,。由于C618車床要加工復雜輪廓零件，所以本微機數(shù)控系統(tǒng)采用連續(xù)控制系統(tǒng),。
2）伺服進給系統(tǒng)的設計改造
+ A3 T; H8 C4 b8 Y4 v    數(shù)控機床的伺服進給系統(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),。
9 H; a# I$ L" h, D, d) h閉環(huán)控制方案的優(yōu)點是可以達到和好的機床精度,，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,。但他結構復雜、技術難度大,、調式和維修困難,、造價高。
    半閉環(huán)控制系統(tǒng)由于調速范圍寬，過載能力強,，又采用反饋控制,，因此性能遠優(yōu)于以步進電動機驅動的開環(huán)控制系統(tǒng)。但是,，采用半閉環(huán)控制其調式比開環(huán)要復雜,，設計上也要有其自身的特點,，技術難度較大,。
: S8 M$ R$ H. |- O' ?8 k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,，但其結構簡單,，易于調整，所以常用于精度要求不高的場合,。
    經(jīng)過上序比較,，由于所改造的C618車床的目標加工精度要求不高，所以決定采用開環(huán)控制系統(tǒng),。
" |( O. I, d* M* d% a. l' M' [3）數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設計
    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，性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能,。
    數(shù)控裝置的設計方案通常有：
●可以全部自己設計制作
) j& A- @3 {( v7 b●可以采用單板機或STD模塊或工控機改制
●可以選用現(xiàn)成的數(shù)控裝置作少量的適應化改動
8 B. n. n; B' f6 d3 m/ A    在普通機床的經(jīng)濟型數(shù)控改造中,，由于第一種設計周期較長且不經(jīng)濟，同時質量也難于保證,。第二種則更加不經(jīng)濟,。所以不課程設計將采取第三鐘方案。
% n  Y% y& v  w3 s4,、機械改造部分的設計
' O$ I) f# d' w# z4 @1）主傳動部分的改造設計
    將原機床的主軸電動機換成變頻調速電動機,，無級調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,。改造后使其主運動和進給運動分離,，主軸電動機的作用只是帶動主軸旋轉。
+ j! ^5 h2 M5 f1 f6 {  Y" w* N2）進給機構的改造
$ A3 X, b' H' w8 ]  }    將原機床的掛輪機構,、進給箱,、溜板箱、滑動絲杠,、光杠等全部拆除,。縱向,、橫向進給以步進電動機作為驅動元件經(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,，該刀架具有重復定位精度高,、剛性好、使用壽命長,、工藝性好等優(yōu)點,。
二、可行性論證
    根據(jù)《自動化制造系統(tǒng)》,，可行性論證使用戶建造自動化制造系統(tǒng)項目前所進行的技術和經(jīng)濟性分析報告,，是上級主管部門審定和批準立項的基本依據(jù)。同樣,，在進行普通車床的經(jīng)濟型數(shù)控改造之前進行合理的,、科學的可行性論證是必要的。
    根據(jù)傳統(tǒng)的論證方法,，普通車床的經(jīng)濟型數(shù)控改造的可行性論證應圍繞以下幾個方面進行,，即企業(yè)生產經(jīng)營現(xiàn)狀及存在的問題分析，企業(yè)生產經(jīng)營目標,，改造的基礎條件,、目標、技術方案,、投資概算,、效益分析，改造后車床的實施計劃,，結論等,。
    由于本設計僅作為大學本科生的畢業(yè)設計，故在此,，設計者僅對改造的投資概算作一簡要的可行性論證,。
本改造設計是對普通車床C618進行經(jīng)濟型數(shù)控改造。在改造設計中,，采用的是廣州數(shù)控設備廠生產的GSK980T型數(shù)控系統(tǒng),，加上兩臺伺服電機，兩套滾珠絲杠副和相配的傳動部分以及齒輪副,，一臺變頻調速電動機,，四個電磁離合器以及主傳動部分的齒輪副。這樣設備改造費用和舊設備費用總計不會超過15萬元,。因此,，對普通車床作經(jīng)濟型數(shù)控改造適合我國國情，是國內企業(yè)提高車床的自動化能力和精密程度的有效選擇,。它具有一定的典型性和實用性,。