成形回转表面零件加工车床CA6140数控改造.doc

加工成形回转表面零件车床CA6140的数控改造引言随着国民经济的发展，各行业对数控机床的需求将与日俱增。我国是发展中国家，目前机械制造企业经济还不宽裕，由于数控机床价格昂贵，全靠添置新的数控机床则企业难以承受，而数控改造则是一条多快好省之路，既可节省新机床的2/3～4/5左右的费用，又可实现数控化的要求。即使在发达国家，也存在专门从事数控设备改造的行业。而数控机械设备维修力量薄弱，进口的备件维修成本高，设备完好率低，大部分进口机床数控系统已经崩溃，有的甚至在进口后还没使用就已因为各方面原因不能使用等。目前我国企业机床数控化比例极低，各企业使用的绝大部分为传统老式机床，很难满足企业高技术产品的生产需求和生产效率。为节约成本，进一步发挥老式传统机床的功效和潜在价值，将大批传统老式机床改造为数控机床仍是一种必然性和趋势。机床的数控化改造常用以下几种方案：一是恢复原功能，对机床存在的故障部分进行诊断并恢复；二是NC化，在普通机床上加数显装置，或加数控系统，改造成NC机床、CNC机床；三是翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原精度；对其不满足生产要求的CNC系统以必威体育精装版CNC进行更新；四是技术更新或技术创新，为提高性能或档次，或为了使用新工艺、新技术，在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新，较大幅度地提高水平和档次的更新改造。1. CA6140车床的改造方案车床数控改造的总体原则是在满足使用要求的前提下，对原机床的改动尽可能减少，以降低成本。为保证改造后的车床有较高的重复定位精度，性能稳定，机械装置的改造应合理，而进给系统的改造又是整个机械装置改造的关键。进给系统的改造方案为：用伺服电机作为驱动元件，通过同步齿形带或直接与滚珠丝杠螺母副联结带动工作台移动，从而实现进给。刀架改为自动转位刀架（四工位）。 电气的改造为控制柜结构采用强电控制柜及操作站；主轴采用普通异步电机，并用机械手动换档变速，而数控系统采用华中HNC-21TC控制系统。机床要求基础件有足够的刚性，数控机床属于高精度机床，工件移动或刀具移动的位置精度要求很高，必须在0.001～0.01mm之间，高的定位精度和运动精度要求原有机床基础件具有很高的静刚度和动刚度。机床数控改装分两部分进行：一是维修机械部分。更换或修理磨损零件，调试大型基础零件，增加新的功能装置，提高机床的精度和性能，另一方面是舍弃原有的一部分进给系统，用新的数控系统和相应的装置来替代。改造总费用由机械维修和增加的数控系统等部分组成。若机床的数控改造的总费用仅为同类型车床价格的50%～60%时，该机床数控改造在经济上适宜。为了适应多品种中、小批量零件加工我们选择普通型车床数控改造。纵向进给机构的改造：拆去原机床的溜板箱、光杠与丝杠以及安装座,配上滚珠丝杠及相应的安装装置，纵向驱动的伺服电机及齿形带安装在车床的床尾,不占据丝杠空间。横向进给机构的改造：拆除横向丝杠换上滚珠丝杠,由伺服电动机带动。数控改造的具体步骤如下：首先选择被改造机床，再选数控系统类型，然后自制技改件、外购技改件、标准件，然后进行改造工作图设计计算，再根据改造工作图进行安装，最后调试运行。2．CA6140车床数控改造总体方案（交流伺服驱动）2.1 CA6140车床数控改造设计的基本思路CA6140车床的纵向和横向进给运动去掉走刀箱及溜板箱，改用进给伺服电机驱动传动链。进给系统改造方案是:用伺服电机作为驱动元件,解除原传动系统,通过同步齿形带和滚珠丝杠螺母副带动工作台移动,保留手动进给机构用于微进给和机床刀具的对零操作。主轴转速部分加装主轴位置反馈码盘（1024线），用于螺纹车削功能。采用华中数控系统改造原机床，更换原机床的所有电气控制系统，包括增加数控系统及其内置PLC控制单元，X轴和Z轴进给交流伺服系统，电气控制柜，吊挂操作按钮站等。更换原机床的X和Z进给轴机械传动机构部分，X和Z进给轴部分加装P4级滚珠丝杠(整体丝杠)和四工位电动刀架，保留原主轴机械调速机构，加装主轴位置反馈码盘（1024线），用于螺纹车削功能。由于采用华中世纪星HNC-21TC车削数控系统，具有8.4英寸彩色液晶显示器，显示机床的工作状态，并具有实时图形显示功能。具有性能/价格比高，比同类进口产品节约费用50%。还可以享受国家优惠政策，按国家政策采用国产技术进行技术改造，改造费用的40%可以在企业新增所得税减免。同时改造后的数控机床自动化程度高，操作方便。所改造的CA6140车床一般都经过长时间的运转，主轴、床身、床鞍等都有一定的磨损量，所以在改造前必须对机床的精度进行恢复。(1)主轴床身等几何精度的恢复。主轴和床身精度的恢复直接影响到加工件的几何精度和表面粗糙度，所以必须按照《卧式车床精度检验》标准进行修复。在