CA6140型普通車床的數控化改造的分析的論文

　　隨著我國市場經濟的發展，國內、外際市場競爭口益激烈，產品更新更為迅速，中、小批量的生產越來越多。而普通機床己不適應多品種、小批量生產要求，數控機床則綜合了數控技術、微電子技術、自動檢測技術等先進技術，最適宜加工小批量、高精度、形狀復雜、生產周期要求短的零件。當變更加工對象時只需更換零件加工程序，無需對機床作任何調整，因此能很好地滿足產品頻繁變化的加工要求。

　　對于機械制造企業，單純靠購買新的數控機床，所需投資大。為了節約資金，降低成本，利用原來的部分普通機床進行數控化改造，提高機械設備的數控化率，是一種有效的途徑、本文主要討論對CA6140型普通車床的數控化改造。

　　1總體改造方案

　　CA6140車床，主要用于對小型軸類、盤類以及螺紋零件的加工、對該機床的數控化改造分為機械和數控兩部分，具體方案如：

　　1.2數控車床的結構改造要求

　　主軸進給系統采用伺服電機驅動，實現了無級調速、主軸和進給系統結構得到簡化，傳動剛度也大為提高，主軸后端安裝了同步運轉的脈沖編碼器，用于加工各種螺紋。

　　1.2數控機床的布局要求

　　結構要緊湊以節省占地面積和空間，并采用全封閉或防護裝置。

　　1.3床身的結構布局要求

　　床身是機床主要承載部件，本改造采用平床身，因為平床身是在普通機床上稍加改造而成的，價格相對較低，而且它的工藝性好，加工方便，并且刀架處于水平位置，易于保證刀具運動精度。

　　1.4數控車床的進給系統要求

　　進給調速范圍大、定位準確、無間隙誤差、有較高的傳動效率。所以，為滿足低摩擦要求，選用滾珠絲杠、螺母傳動副做傳動和導向元件，伺服電機與絲杠間采用一級減速器連接，以縮小傳動鏈，提高系統剛度，并減少傳動鏈誤差。絲杠、電機與聯軸器之間采用凸輪聯軸器連接、采用2臺伺服電機分別驅動縱向(z軸)和橫向(x軸)的滾珠絲杠帶動刀架完成進給運動。

　　1.5轉塔式刀架

　　刀架系統采用電機轉塔式刀架，可使機械結構簡單，省去大量液壓管路。

　　1.6數控系統采用開環控制系統

　　系統中沒有反饋電路，不帶檢測裝置，指令信號單方向傳遞、開環伺服系統主要由步進電機驅動，結構簡單，成本低廉、易掌握，調試和維護比較方便簡單，已廣泛應用于經濟型數控機床。

　　2機械部分改造

　　2.1主傳動系統

　　為了降低改裝費用，保持原機床精度，主傳動系統基本不變，保留原機床的主軸手動變速，改造后使主運動和進給運動分離，數控系統只控制主軸的起、停和正、反轉及冷卻液開、關。主傳動系統仍采用原電機驅動，只是安裝一個光電脈沖編碼器，通過主軸一編碼器一控系統一步進電機的信息轉換系統來實現工件轉一轉，刀具進給一個導程的運動關系，以便完成車削螺紋運動。

　　根據機床主軸箱具體傳動結構，編碼器采用異軸聯接方法，這樣既能使編碼器主軸與車床主軸按1:1的速比聯接傳動，又不破壞原車床結構，主軸孔仍能使用。主軸脈沖編碼器安裝時注意事項：小心輕放，不能有較大的沖擊和振動，以防損壞玻璃光柵盤，造成報廢；車床主軸的轉速必須小于主軸脈沖發生器的最高允許轉速，以免損壞脈沖編碼器。

　　2.2進給系統

　　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，縱向進給系統以步進電機作為驅動元件，經一級齒輪減速轉矩增大后，由滾珠絲杠傳動。滾珠絲杠仍利用原絲杠位置，其螺母副通過托架安裝在床鞍底部，滾珠絲杠兩端加裝接套、接桿及支承，與床身尾部步進電機相聯接。步進電機經減速后和滾珠絲杠用套筒聯軸器連接。橫向進給系統中保留原手動機構，在原支承部位安裝滾珠絲杠螺母副后，步進電淚L及減速器安裝在橫向溜板后方。

　　2.3刀架部分

　　拆除原手動刀架和小拖板，安裝由數控系統控制的四工位電動刀架，效率高、工藝性能可靠、根據改造車床的型號及主軸中心高度，選用常州宏達機床數控設備廠生產的LD4-C6140型四工位電動刀架，利用系統內置固定式PLC控制刀架的運動。

　　電動刀架安裝時注意事項:電動刀架的兩側面與原車床縱、橫向的進給方向平行；電動刀架與系統的連線在安裝時應合理，以免加工時切屑、冷卻液及其它雜物磕碰電動刀架連線，故電動刀架與系統的連線可沿橫向工作臺右側面先走線到車床后面，再沿車床導軌下方拉出一鐵絲滑線，走線到系統。

　　2.4導軌部分

　　由于是普通機床改造，原普通機床導軌表面可能有明顯的劃痕，這樣就使摩擦系數變大，容易產生進給運動的失動。為了恢復機床導軌的精度，增加耐磨性，提高機床的穩定性，提高機床的防爬行和吸振功能，降低成本，對機床導軌選用聚四氟乙烯基軟帶改造機床導軌，現有許多資料詳細闡述了聚四氟乙烯基軟帶的粘貼工藝，可供用戶參考。

　　3數控部分改造

　　在選擇數控化改造中，數控裝置的型號選擇至關重要，因為機床改造后的可靠性和性能都和數控裝置有關。本文根據機床數控系統選擇的3步曲，即選檔次、選廠家、選型號，最后選用了南京華興數控有限責任公司生產的WA-21SN通用車床經濟型數控系統，該系統是基于微處理器D70208H (NEC公司生產的工控用通用CPU)的高性能經濟型車床數控系統。具有普及型數控系統應有的大多數功能，如于輪、圖形跟蹤和模擬、主軸模擬量輸出、內置固定式PLC等。

　　4結語

　　改造后的結果：一是對CA6140普通車床進行數控技術改造后，機床的進給最大速度x，z軸分別為1200mm/min和3000mm/min；二是通過控制軟件可以實現更加靈活、復雜的控制方法，在不增加或很少增加工人勞動強度的情況下，可滿足不同場合的加工需要，充分體現數字控制高度智能化和柔性的優點；三是改造后的車床能大批量車削加工工件，產品合格率高，基本達到了原設計的要求。實踐證明，這種改造后的車床，非常適用于加工中小批量、半青度要求較高的產品。

　　參考文獻

　　[1]丁明軍，宋丹.C6132普通車床的數控化改造[J].機電一體化，2003

　　[2]余英良.機床數控改造設計與實例[M].北京:機械工業出版社，1998

　　[3]張新義.經濟型數控機床系統設計[M].北京:機械工業出版社，1994

【CA6140型普通車床的數控化改造的分析的論文】相關文章：

車床數控化改造項目化課程設計探討論文10-11

數控車床質量控制分析的論文10-09

數控車床操作技術分析10-26

機床的數控化改造研究10-26

機床的數控化電氣改造設計10-26

機床的數控化改造方法研究10-26

復雜型面數控加工研究論文10-12

談立式數控車床的工作循環及設計論文10-12

數控車床創新設計探討論文10-11

鐵道橋梁技術改造分析論文10-10