C620-1B车床的数控改造.doc

第一章 绪论 1.1数控机床概述 数字控制机床（Numerically Controlled Machine Tool ）即使用了数字控制的机床,简称数控机床（NC）。它是一种装有数控系统的机床，该系统能逻辑地处理具有使用号码，或者其他符号编码指令规定地程序。数控机床是近代发展起来地具有广阔发展前景地新型自动化机床，是高度机电一体化地产品。采用数字控制技术进行机械加工的思想，最早是在40年代初提出的。1952年，美国麻省理工学院成功研制了一套三坐标联动，利用脉冲乘法器原理的试验性数字控制系统，这是世界上第一台数字控制机床。 随着科学技术的发展，制造技术的进步，以及社会对产品质量和品种-多样化的要求越来越加强烈。中、小批量生产的比重明显增加，要求现代数控机床成为一种高效率从、高质量、高柔性和低成本的新一代制造设备。同时，为了满足制造业向更高层次发展，为柔性制造单元（FMB），柔性制造系统，以及计算机集成制造系统提供基础设备，也要求数控机床向更高水平发展。 我国从1958年开始研究数控技术，从电子管着手。1965年，国内开始研制晶体管数控系统。60年代末至70年代初研制成了劈锥数控铣床、数控非圆齿轮插齿机、CJK-18晶体管数控技术及X53K-1G立式数控铣床。从70年代开始，数控技术在车、铣、钻、镗、摩、齿轮加工、电加工等领域全面展开。80年代，我们靠引进技术及数控系统使我国数控机床的性能和质量上产生了一个质的飞跃。 90年代我国的数控机床向高档次数控机床发展。 现在，我国已经建立了以中低档数控机床为主的产业体系。 本次我们设计的C620－1B普通车床的数控化改造是属于经济型数控机床，即价格低廉，操作使用方便。适合我国国情的装有数控系统的高效自动化机床。 以驱动核定位方式分经济型数控机床可分为以下三类： （1）步进电机式 采用步进电机驱动与定位，是开环系统，同时限于造价，不再采用其它措施补偿位置误差。由于功率步进电机的力矩还不太大，所以机床的空行程速度较低，一般用于半精加工。这种系统具有2～3种插补功能，通过软件控制接口，可加工锥面、螺纹、简单外形的曲面等，十分灵活。由于性能价格比较恰当，一般中小型企业在技术力量和财力上都比较容易实现。因此。在全国校容易推广、普及。 （2）交流点位式 采用交流电机变频驱动，用光栅数字点位控制。与步进电机相比，提高了定位精度。光栅尺分辨率可达0.001mm。重复定位精度位0.005mm,所以加工精度较高。由于采用交流电机驱动。功率大，可进行大切削用量加工。分辨率位0.01mm，空程速度可 达 。该类系统在盘类、轴类零件加工中，效果尤为显著。目前，交流点位式系统只能加工柱面，不能加工曲面和螺纹，功能上有局限，而且成本高，使性能价格比相对下降，一般用于大企业或专业化工厂使用，国内用的较少。 （3）半闭环连续控制式 采用直流伺服电机驱动，以脉冲编码器检测位置，实现半闭环连续控制。由于采用了高性能的直流伺服电机驱动，扭矩大，速度高，过载能力强，可进行强力切削。当丝杆螺距时，快速可达，且不丢步，效率高。该系统功能齐全，还带有可编程控制器，使强电设计大大简化。但由于造价太高，性能价格比下降，不适合在中小企业推广。 本次设计我们采用步进电机式改造方案 1.2机床数控改造的必要性 数控机床可以较好地解决形状复杂、精密、小批及多变零件的加工问题，能够稳定加工和提高生产率，但是数控机床的应用也受到其他条件的限制。 1）数控机床价格昂贵，一次性投资巨大，对中小企业常是心有余而力不足。 2）目前，各企业都有大量的普通车床，完全用数控机床替换根本不可能，而且替代下的机床闲置起来又会造成浪费。 3）在国内，订购新数控机床的交货周期一般比较长，往往不能满足急需。 4）通用数控机床对具体生产有多余功能。 普通机床的数控改造早在60年代就已经迅速的发展起来了，并有专门企业营运这门业务。从美国、日本等工业化国家的经验来看，机床的数控改造业是必不可少的，数控改造机床占有很大的比例。我国有大约300万台数控机床，而这些机床又大多是多年积累生产的通用机床，自动化水平低，要想在近几年内用自动或精密机床来更新换代，不论是从资金还是我国机床制造厂家的能力都是办不到的。因此，普通机床的数控改造，大有可为。它适合我国的经济水平、教育水平和生产水平，已成为我国设备技术改造的主要方向之一。 1.3数控机床改造的优点 数控机床的改造具有以下优点： 1）从提高资本效率出发，改造闲置设备，能发挥机床的原有功能和改造后的新增功能，提高机床的使用价值。 2）自动化程度高，专业性强，加工精度高，生产效率高。 3）降低对工人技术水平的要求。 4）改造费用较低，经济性好。 5）适应多品种，小批量生产。 1.4数控化改造的基本原理 1.4.1数控机床的工作