《CA6140型普通车床的数控化改造8201.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CA6140型普通车床的数控化改造8201.pdf（3页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 维修与改造 机械 2005 年第 4 期 总第 32 卷 作者简介：陈顶君（1963），辽宁工程技术大学机械工程学院工程师。CA6140 型普通车床的数控化改造 陈顶君 1，刘笑一2（1.辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁 阜新 123000；2.辽宁阜新矿业集团供电处,辽宁阜新 123000）摘要：以 CA6140 型普通车床的数控化改造为例，阐述车床数控化改造的方案、工作原理，说明如何改造现有的普通车床，指出设计数控系统的方法和步骤，为企业进行数控化技术改造提供了一种途径。关键词：数控车床；数控改造；主轴；可编程控制器 中图分类号：TG502 文献标识码：B 文章编号：10060316(
2、2005)04007602 Numerical control innovation of CA6140 common lathe CHEN Ding-jun1，LIU Xiao-yi（1.Liaoning engineering technology，Fuxin 123000，China）Abstractl：In this paper，taking example for CA6140 common lathe，we represented the scheme and operating principle of the NC reforming of lathe and how to r
3、eform existing common lathe.We showed method and process of NC system design，andoffered a way of NC reforming for corporations.Key word：numeric control lathe；numerical control innovation；spindle；PLC 随着我国市场经济的发展，国内、国际市场竞争日益激烈，产品更新更为迅速，中、小批量的生产越来越多。而普通机床已不适应多品种、小批量生产要求，数控机床则综合了数控技术、微电子技术、自动检测技术等先进技术，最
4、适宜加工小批量、高精度、形状复杂、生产周期要求短的零件。当变更加工对象时只需更换零件加工程序，无需对机床作任何调整，因此能很好地满足产品频繁变化的加工要求。对于机械制造企业，单纯靠购买新的数控机床，所需投资大。为了节约资金，降低成本，利用原来的部分普通机床进行数控化改造，提高机械设备的数控化率，是一种有效的途径。本文主要讨论对 CA6140 型普通车床的数控化改造。1 改造方案 普通机床进行数控改造后，系统应能控制主轴转速并实现其正反转；控制工作台实现纵向、横向和垂直方向的进给运动（车床刀架能实现纵向和横向的进给运动并自动转位换刀；加工螺纹时应保证主轴转 1 转，刀架移动 1 个被加工螺纹的导
5、程）；控制冷却和润滑；通过键盘输入加工程序；由显示器显示加工状态等。因此,普通机床的数控改造内容有以下两大部分：（1）数控部分 采用 MCS51 系列单片机组成控制系统，由功率步进电机经一级齿轮减速后驱动 X、Y、Z 三轴（亦可用联轴器将步进电机与丝杠直接联结起来，以减小径向尺寸）。（2）机械部分 主传动系统不变，主轴加装光电编码器供加工螺纹用；进给传动系统采用滚珠丝杠螺母副代替原有普通丝杠螺母副。维修与改造 机械 2005 年第 4 期 总第 32 卷 作者简介：陈顶君（1963），辽宁工程技术大学机械工程学院工程师。2 数控部分改造 机床中的主轴、冷却、润滑、刀架等均需系统自动控制，为此需
6、设计接口转换电路和强电控制电路。电器元件可保留使用原机床中的变压器、自动断路器、接触器等。拆除原电控箱，原位安装改制后的电控箱。数控系统改造硬件原理连接如图 1 所示。图 1 数控系统改造硬件框图 3 机械部分改造 CA6140 型车床，主要用于对中小型轴类、盘类及螺纹零件的加工，改造后的机床要求具有自动和手动（对刀、简单零件的加工）加工方式。为满足以上功能，对机床改造如下：（1）主传动系统 保留原机床的主轴手动变速。改造后使其主运动和进给运动分离，主电机的作用仅为带动主轴旋转。增加一只电磁离合器，用以接收数控系统的停机制动信号以控制原制动装置制动停车。加工螺纹或丝杠时，为保证主轴每转一转，刀
7、具准确移动一个导程，须配置主轴脉冲发生器作为主轴位置信号的反馈元件。脉冲发生器采用同轴安装，橡胶管柔性联接，意在实现角位移信号传递的同时，又能吸收车床主轴的部分振动，从而使主轴脉冲发生器转动平稳，传递信号准确。（2）进给系统 原机床的挂轮机构、进给箱、溜板箱、滑动丝杠，光杠等全部拆除，纵向进给系统以步进电机作为驱动元件，经一级齿轮减速转矩增大后，由滚珠丝杠传动。滚珠丝杠仍利用原丝杠位置，其螺母副通过托架安装在床鞍底部，滚珠丝杠两端加装接套、接杆及支承，与床身尾部步进电机相联接。步进电机经减速后和滚珠丝杠用套筒联轴器连接。横向进给系统中保留原手动机构，在原支承部位安装滚珠丝杠螺母副后，步进电机及
8、减速器安装在横向溜板后方。维修与改造 机械 2005 年第 4 期 总第 32 卷 作者简介：陈顶君（1963），辽宁工程技术大学机械工程学院工程师。（3）刀架部分 根据实际机床的加工切削需要和系统的 T 功能控制性能，拆除原刀架和小拖板，换上LD4-6132 型四方位自动刀架。该刀架内带小容量交流电动机，控制正转选刀。内置的 4 只霍尔元件检测刀位位置，电动机反转完成刀具定位。4 结束语 CA6140 普通车床改造后，加工有效行程 X/Z 轴分别为 390/1400 mm；最大速度 X/Z 轴分别为 1200/3000 mm/min；手动速度为 400 mm/min；手动快速为 X/Z 轴分
9、别为 1200/3000 mm/min；纵向进给脉冲当量为 0.005 mm/p，横向进给脉冲当量为 0.0025 mm/p，数控刀架可进行 4 个方位的转换选择，其重复定位精度在 0.005 mm 以下，夹紧力在 4000 N 以上，实现了开环数控自动化加工，大大提高了加工工效，增强了其适用性，稳定了零件的加工质量，并保留了原机床的基本结构和部分工作性能，能节约资金，缩短生产周期，是工厂进行机械设备技术化改造的趋势。参考文献：1 蔡悦华，刘文清，何哲明.基于 MCS51 单片机的普通机床数控改造J.常德师范学院学报（自然科学版），2001，（3）：2526.2 陈艳红，韩洪涛.CA6140 型车床的数控改造与实践J.机床与液压，2002，（5）：211212.