山大机电一体化专业自学考试论文基于CA车床数控化改造.docVIP

CA6140车床数控化改造 目录 1引 言 1 1.1 机床数控改造研究背景 1 1.2机床数控化改造的意义 2 1.3本文所研究的主要内容 2 2车床机械部分改造方案 2 2.1主传动系统的改造 4 2.1.1主轴无级变速的实现 4 2.1.2主轴脉冲编码器的选择与安装 5 2.2纵横向进给传动系统的改造 6 2.2.1纵向进给传动系统的改造 6 2.2.2横向进给系统的改造 7 2.2.3齿轮传动间隙的消除 8 2.3刀架部分的改造 8 3电气控制系统整体方案设计 9 3.1数控系统的类型及品牌选择 9 3.1.1数控系统的类型 9 3.1.2数控系统的品牌选择 9 3.2 SINUMERIK 802S base 1ine数控系统特点 10 3.3电柜设计及电源选用 11 4数控系统各部分单元具体设计 13 4.1数控系统各部分的连接及接口设计 13 4.1.1系统的接线 13 4.1.2接口布置 14 4.1.3 PLC输入输出接口定义 15 4.1.4接口连接 16 4.2步进电机的连接 21 4.3回参考点配置 22 4.4驱动电流设定 23 4.5主轴变频器的选用 23 4.6主控电路的设计 26 结 论 29 参考文献 30 摘 要 所谓数字控制机床是按照含有机床(刀具)运动信息程序所指定的顺序自动执行操作。数控机床是集机械制造技术和计算机、液压、检测传感、信息处理、光机等技术于一体的典型机电一体化产品。它很好地解决了形状结构复杂、精度要求高、小批量及多变零件的加工问题且能稳定产品的加工质量，降低工人劳动强度，大幅度提高生产效率。数控机床的技术水平高低及拥有量的多少己成为衡量一个国家工业现代化水平的重要标志之一。 我国目前机床总量约400万台，其中数控机床总数只有20万台。我国役龄10年以上的机床占总数的60%以上，而役龄10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20%。用这种装备加工出来的产品普遍在质量差、品种少、成本高、供货期长等现象，因而在国际、国内市场上缺乏竞争力。而对于企业而言，单纯依靠购买全新数控机床，所需初始投资较大，致使许多企业，特别是中小型民营企业心有余而力不足。而且替换下来的机床闲置起来又会造成浪费。如果对旧机床进行数控化改造，其投资少，见效快，是在短期内提高我国机床数控化率的一条有效途径。 关键字：数控机床，数控化改造，步进电机，经济型数控系统 1引 言 1.1 机床数控改造研究背景 机械制造业在世界经济发展中，作为基础产业，具有重要的地位。为此，各国的经济学家和企业家在不断探索新形势下的各种先进制造技术及制造业的发展战略。作为制造业核心的机床制造业则是支柱的基石，是任何行业都不可或缺的。 (1)我国现有的、数以万计的陈旧、落后的机床是机床大修与数控化改造行业产生的现实基础我国是一个发展中国家，由于长期自身机制的不适应性，经济实力过低、技术落后、设备陈旧，极大地制约着国民经济的发展。为尽快改变我国机械制造业的落后状态，近二十多年来，我们在艰难地发展民族机床制造业的同时，积极地引进了世界先进技术与设备。一方面与世界先进机床制造厂合作，不断生产出具有世界先进水平的各类机床；另一方面直接购进了大量的各类机床。这一切都为我国国民经济的快速发展起到了巨大的作用。但是，机床长期运转甚至超负荷使用，同时又缺少认真的维修与保养，造成机床严重磨损，丧失了精度；有些机床则由于企业人员及产品结构的改变，或由于技术力量不足而被长期闲置，需要使用时却发现早已锈迹斑斑，电控系统不能起动；由于新产品制造的需要，原有机床性能已不能满足使用要求，急需更新升级改造；由于世界计算机及网络技术的飞速发展，造成数控系统、驱动系统厂的产品更新加快，原有产品过早停产，给备件更换与维修带来一定困难；况且数控系统的使用寿命一般在5～10年，而我国大多数机床都在超期服役。这些诸多因素都需要对机床进行大修及数控化升级改造。 (2)新进的大批二手机床成为机床大修及数控化改造行业的催化剂自改革开放以来，许多企业引进了一大批国外淘汰的旧机床，虽然有一部分尚能满足使用要求，但是多数由于缺少经验、技术、资料及备件等因素，造成虽廉价购进但却不能继续发挥作用而闲置的尴尬局面。其中不乏有为改造后投入使用而引进的旧机床和生产线。这里多数的二手机床只要再有适当的资金投入，经过大修改造即可发挥作用。 (3)显著的经济效益是机床大修及数控化改造行业的发展动力对于机床拥有者来说，只需花费购买相同新机床30%以下的费用即可获得相同的使用效果。根据国际该行业的记载，即使将原机床的结构性能进行彻底改造升级，也只需花费购买新机床60%左右的价格。 机械制造业在世界经济发展中，作为基础