數(shù)控機(jī)床改造畢業(yè)設(shè)計樣本

湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院HUNANRAILWAYPROFESSIONALTECHNOLOGYCOLLEGE畢業(yè)設(shè)計題目：CA6140普通車床數(shù)控化改造系別：機(jī)電工程系學(xué)生姓名：郭柳專業(yè)班級：數(shù)控維修091班指引教師：孫貴清教師完畢時間：12月湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計評閱書1.指引教師評語：簽名:年月日2.答辯委員會綜合評語:經(jīng)畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委員會綜合評估成績?yōu)椋捍疝q委員會主任(簽字):畢業(yè)設(shè)計評分原則考核項目及總分具體內(nèi)容分值評分原則得分差及中良優(yōu)設(shè)計過程20查閱資料及手冊能力50~233.54.55工作態(tài)度及紀(jì)律狀況50~233.54.55獨立工作能力50~233.54.55基本概念、基本理論及專業(yè)知識掌握狀況50~233.54.55設(shè)計成果40規(guī)定任務(wù)完畢狀況100~578910闡明書質(zhì)量100~578910圖紙及技術(shù)文檔質(zhì)量150~810121315設(shè)計有無獨到和創(chuàng)新之處50~233.54.55答辯狀況40對設(shè)計闡述（自述）150~810121315基本理論和辦法問題150~810121315關(guān)于設(shè)計問題100~278910班級數(shù)控維修091學(xué)號1姓名郭柳總分指導(dǎo)老師簽名考核小組專家簽名畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書機(jī)電工程系一、設(shè)計課題名稱：CA6140車床數(shù)控化改造二、指引教師：孫貴清三、設(shè)計規(guī)定：采用數(shù)控裝置和伺服裝置，對CA6140車床進(jìn)行數(shù)控化改造。規(guī)定能進(jìn)行車削數(shù)控加工，達(dá)到或超過原車削加工性能。數(shù)控裝置、伺服裝置選取合理，控制系統(tǒng)設(shè)計簡樸可靠，保護(hù)辦法完備。四、設(shè)計根據(jù)：CA6140車床控制規(guī)定、電氣原理圖及有關(guān)參數(shù)；數(shù)控裝置型號規(guī)格參數(shù)；伺服裝置型號規(guī)格參數(shù)；慣用低壓控制電器型號規(guī)格參數(shù)。五、參照資料：熊光華主編·數(shù)控機(jī)床·北京：機(jī)械工業(yè)出版社；廖兆榮主編·機(jī)床電氣自動控制·北京：化學(xué)工業(yè)出版社；王愛玲主編·當(dāng)代數(shù)控機(jī)床構(gòu)造與設(shè)計·北京：兵器工業(yè)出版社；1999余良英編著·機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計與實例·北京：機(jī)械工業(yè)出版社；1998白恩遠(yuǎn)主編·當(dāng)代數(shù)控機(jī)床伺服及檢測技術(shù)·北京：國防工業(yè)出版社；袁任光編著·交流變頻調(diào)速器選用手冊·廣州：廣東科技出版社，曾毅等編著·變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計與維護(hù)·濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，編寫組編·機(jī)床設(shè)計手冊第5卷上、下冊·北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1979李榮生主編·電氣傳動控制系統(tǒng)設(shè)計指引·北京：機(jī)械工業(yè)出版社，姜德希編·機(jī)床電氣線路圖冊·北京：中華人民共和國農(nóng)業(yè)出版社，編寫組編著·工廠慣用電氣設(shè)備手冊上、下冊·北京：中華人民共和國電力出版社，1997六、設(shè)計內(nèi)容進(jìn)度及工作量(一)設(shè)計內(nèi)容和進(jìn)度規(guī)定序號進(jìn)度規(guī)定設(shè)計內(nèi)容11周理解車床傳動、控制、加工性能，分析國內(nèi)外數(shù)控車床構(gòu)造、控制和加工規(guī)定。通過度析、比較、計算，擬定改造總體方案。20．5周對進(jìn)給、主軸傳動系統(tǒng)進(jìn)行分析計算，選取拖動電動機(jī)并擬定傳動系統(tǒng)改造方案。1周完畢進(jìn)給、主軸傳動系統(tǒng)改造圖。30．5周選取伺服裝置0．5周完畢伺服系統(tǒng)控制設(shè)計，并完畢伺服系統(tǒng)控制原理圖。40．5周選取數(shù)控裝置。51周完畢電氣原理圖草圖和電氣安裝接線圖草圖。0．5周完畢電氣原理圖和電氣安裝接線圖。60．5周伺服系統(tǒng)調(diào)試設(shè)計。0．5周數(shù)控裝置調(diào)試設(shè)計。0．5周機(jī)床安裝及調(diào)試設(shè)計。72周編寫設(shè)計闡明書。81周畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯。(二)工作量設(shè)計闡明書：數(shù)控化改造總體方案設(shè)計；機(jī)械某些改造設(shè)計；伺服裝置選型；伺服系統(tǒng)控制設(shè)計；數(shù)控裝置選型；電氣控制系統(tǒng)設(shè)計；機(jī)床安裝與調(diào)試設(shè)計。圖紙：機(jī)械改造圖；伺服系統(tǒng)控制原理圖；電氣安裝接線圖；電氣原理圖；元器件清單；七、闡明書格式和裝訂規(guī)定（一）畢業(yè)設(shè)計封面（全系統(tǒng)一格式）（二）畢業(yè)設(shè)計評閱書（全系統(tǒng)一格式）（三）評分原則（全系統(tǒng)一格式）（四）畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書（指引教師下發(fā)）（五）畢業(yè)設(shè)計明細(xì)表（全系統(tǒng)一格式）（六）目錄（七）畢業(yè)設(shè)計正文（八）設(shè)計圖紙（九）畢業(yè)設(shè)計總結(jié)（十）參照資料注:闡明書用A4開紙打印或書寫，畢業(yè)設(shè)計正文字?jǐn)?shù)不少于1.5萬（含空格）八、畢業(yè)設(shè)計課題審批表審批詳細(xì)意見審查部門負(fù)責(zé)人意見專業(yè)負(fù)責(zé)人時間年月日學(xué)術(shù)負(fù)責(zé)人時間年月日目錄TOC\o"1-3"\h\u16403第1章前言 1208431.1問題提出 134161.2普通車床數(shù)控化改造好處 156011.3機(jī)床數(shù)控化改造意義 225287第2章改造總體方案 3138932.1CA6140車床簡介 310652.1.1CA6140車床構(gòu)成圖 373162.1.2CA6140改造參數(shù) 4316092.2數(shù)控化改造規(guī)定和內(nèi)容 46924第3章機(jī)械某些改造 7106273.1主傳動系統(tǒng) 742823.1.1主傳動系統(tǒng)簡介 7216763.1.2主軸脈沖發(fā)生器 7183703.2進(jìn)給傳動系統(tǒng) 7283363.2.1縱向進(jìn)給改造與計算 76463.2.2橫向進(jìn)給改造與計算 11208893.2.3導(dǎo)軌 155968第4章輔助裝置 16300224.1刀架改造與安裝 1613889第5章數(shù)控某些 19271835.1數(shù)控系統(tǒng)選取 1949855.2數(shù)控系統(tǒng)簡介 1928945.2.1操作面板 19163555.2.2軟件操作界面 21103285.2.3系統(tǒng)參數(shù) 2133415.3伺服驅(qū)動 22129655.4伺服電機(jī) 2431972第6章機(jī)床安裝與調(diào)試 2526866.1數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試 2511196.1.1參數(shù)設(shè)立 25142436.1.2外部狀態(tài)檢查 28246566.1.3伺服電機(jī)安裝調(diào)試 30284946.1.4接通伺服電源 31302006.1.5連接機(jī)床調(diào)試 3169076.1.6參數(shù)設(shè)立與系統(tǒng)調(diào)試 34176906.1.7其她參數(shù)設(shè)立及傳動鏈注意事項 34283476.2電氣PLC調(diào)試 34244616.3安裝調(diào)試注意事項 3521218元器件清單 3615026畢業(yè)設(shè)計圖紙 3817478道謝 424399參照文獻(xiàn) 43第1章前言1.1問題提出數(shù)控車床作為機(jī)電液氣一體化典型產(chǎn)品，是當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)中不可缺少加工設(shè)備，在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)揮著重要作用，能解決機(jī)械制造中構(gòu)造復(fù)雜、精密、批量小、零件多變加工問題，且產(chǎn)品加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較高。公司要在激烈市場競爭中獲得生存、求得發(fā)展,就必要在最短時間內(nèi)以優(yōu)秀質(zhì)量、低廉成本,制造出合乎市場需要、性能適當(dāng)產(chǎn)品,而產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)劣,制造周期快慢,生產(chǎn)成本高低,又往往受工廠既有加工設(shè)備直接影響。購買新數(shù)控機(jī)床是提高數(shù)控化率重要途徑,但是成本太高，諸多工廠在短時間內(nèi)都無法有那么多資金，這嚴(yán)重阻礙公司設(shè)備更新和設(shè)備改造步伐；同步當(dāng)前大多數(shù)公司尚有數(shù)量眾多，并且還具備較長使用壽命普通機(jī)床，由于普通機(jī)床加工精度相對較低、不能批量生產(chǎn)，生產(chǎn)自動化限度不高，生產(chǎn)自適應(yīng)性差，但考慮投資成本，產(chǎn)業(yè)持續(xù)性和轉(zhuǎn)型周期，又不能立即裁減。而改造既有舊機(jī)床、配備與之相適應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)，把普通機(jī)床改裝成數(shù)控機(jī)床，是當(dāng)前許多公司對既有設(shè)備改造換代首選辦法，也是提高機(jī)床數(shù)控化率一條有效途徑，不失為一條投資少、提高產(chǎn)品加工精度及質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率捷徑，使公司提高競爭力，在國內(nèi)成為世界制造業(yè)中心及制造強(qiáng)國進(jìn)程中，占有一席之地。因此，針對普通車床6140存在如下幾種問題：1）車床整體太老舊，機(jī)床磨損嚴(yán)重，加工精度達(dá)不到規(guī)定。2)車床電氣元件老化，連接線不穩(wěn)固。3)普通車床加工存在局限性，不能實現(xiàn)當(dāng)代各種零件加工。4)隨著機(jī)床發(fā)展，機(jī)床也變成了數(shù)控化、人性化、效益化。而，普通車床實現(xiàn)一人操作多臺機(jī)床，不能自動化控制。故，據(jù)上述問題普通車床即將面臨裁減，因而，普通車床改造勢在必行。1.2普通車床數(shù)控化改造好處（1）有助于普通車床再次運用經(jīng)改造后車床可以再次運用，可以達(dá)到生產(chǎn)規(guī)定，實現(xiàn)數(shù)控化、人性化、效益化。（2）有助于公司技術(shù)提高，成本節(jié)約數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比，有很大優(yōu)勢，數(shù)控機(jī)床具備高度柔性，加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠，生產(chǎn)率高，改進(jìn)勞動條件，利于生產(chǎn)管理當(dāng)代化；而普通機(jī)床精度低，效率低，適合批量較小，精度規(guī)定不高，零活類零件。它投資較數(shù)控低，但對工人操作技能規(guī)定較高，因而工人工資水平高。這樣會大大加大公司支出，對公司收入也是有所影響。（3）有助于公司經(jīng)濟(jì)開支節(jié)約數(shù)控化改造普通顧客都能承擔(dān)起,這為資金緊張中小型公司技術(shù)改造開辟了新路,也對實力雄厚大型公司產(chǎn)生了較大吸引力。由于新型機(jī)床價格昂貴,一次性投資巨大,如果把舊機(jī)床設(shè)備所有用新型機(jī)床替代。要耗費大量資金,而替代下機(jī)床又會閑置起來導(dǎo)致巨大揮霍,若采用數(shù)控技術(shù)對舊機(jī)床加以改造和購買機(jī)床相比,則可省50%以上資金,一套經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置價格僅為全功能裝置1/3到1/5。（4）有助于數(shù)控化市場擴(kuò)大訂購新數(shù)控機(jī)床交貨周期普通較長,往往不能滿足顧客需要,而改造數(shù)控機(jī)床可以適應(yīng)市場對產(chǎn)品多樣化和高精度規(guī)定。因而得到了顧客廣泛應(yīng)用,機(jī)床數(shù)控化改造已成為滿足市場需求重要補(bǔ)充手段,對中、小型公司來說是十分抱負(fù)選取。1.3機(jī)床數(shù)控化改造意義(1)節(jié)約資金。機(jī)床數(shù)控改造同購買新機(jī)床相比普通可節(jié)約60%左右費用，大型及特殊設(shè)備尤為明顯。普通大型機(jī)床改造只需花新機(jī)床購買費1/3。雖然將原機(jī)床構(gòu)造進(jìn)行徹底改造升級也只需耗費購買新機(jī)床60%費用，并可以運用既有地基。(2)性能穩(wěn)定可靠。由于機(jī)床各基本件通過長期時效，幾乎不會產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度。(3)提高生產(chǎn)效率。機(jī)床數(shù)控改造后即可實現(xiàn)加工自動化效率可比老式機(jī)床提高3至5倍。對復(fù)雜零件而言難度越高功能提高得越多。并且可以不用或少用工裝，不但節(jié)約了費用并且可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。第2章改造總體方案2.1CA6140車床簡介2.1.1CA6140車床構(gòu)成圖1、CA6140車床基本構(gòu)成如圖2-1所示：圖2-1CA6140車床外形圖圖2-1CA6140車床外形圖1-主軸箱2-刀架3-尾座4-床身5-右床腿6-溜板箱7-左床腿8-進(jìn)給箱2、車床參數(shù)普通CA6140車床重要參數(shù)如表2-1所示：表2-1床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑（mm）400刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑（mm）220最大工件長度（mm）750/1000/1500主軸內(nèi)孔（通孔）直徑（mm）52主軸孔前端錐度莫氏6號刀架縱向迅速移動速度（mm）≥4.5m/min刀架橫向迅速移動速度（mm）≥1.9m/min床身導(dǎo)軌長度（mm）340主軸轉(zhuǎn)速范疇（r/min）9～1600電動機(jī)功率（kw）7.52.1.2CA6140改造參數(shù)CA6140數(shù)控化改造后應(yīng)達(dá)到參數(shù)如表2-2最大加工直徑：在床面上400mm在橫刀架以上210mm最大加工長度：1000mm快進(jìn)速度：縱向2.4m/min橫向1.2m/min最大切削進(jìn)給速度：縱向0.5m/min橫向0.25m/min溜板及刀架重力：縱向800N橫向600N主電機(jī)功率：7.5KW控制坐標(biāo)數(shù)：2最小指令值（脈沖當(dāng)量）縱向0.01mm/脈沖橫向0.005mm/脈沖進(jìn)給傳動鏈間隙補(bǔ)償量縱向0.15mm橫向0.075mm2.2數(shù)控化改造規(guī)定和內(nèi)容1、改造規(guī)定車床6140重要用于對中小型軸類、盤類及螺紋零件加工，加工這些零件工藝上規(guī)定機(jī)床應(yīng)當(dāng)滿足如下規(guī)定：(1)可以控制主軸正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)不同切削速度主軸變速；(2)刀架可以實現(xiàn)縱向和橫向進(jìn)給運動，并具備在換刀點自動變化四個刀位完畢選取刀具功能；(3)加工螺紋時，應(yīng)保證主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架移動一種加工螺紋螺距或?qū)С?。因此，依照以上?guī)定，普通車床CA6140數(shù)控化改造后數(shù)控系統(tǒng)需要完畢任務(wù)。2、改造內(nèi)容普通車床改造目是運用數(shù)控系統(tǒng)控制車床自動完畢機(jī)械加工任務(wù)，提高車床加工精度和生產(chǎn)效率。因而，在考慮機(jī)床數(shù)控化改造詳細(xì)方案時，所遵循原則是在滿足需要前提下，對原有車床盡量減少改動，以減少改成本。依照CA6140車床關(guān)于數(shù)據(jù)改造內(nèi)容如下：(1)機(jī)械某些精度恢復(fù)和機(jī)械傳動某些改進(jìn)。隨著機(jī)床使用役齡增長，機(jī)床機(jī)械傳動部件，如導(dǎo)軌、絲杠、軸承等均有不用限度磨損。因而，機(jī)床改造過程中首要任務(wù)是對舊機(jī)床進(jìn)行類似于普通機(jī)床大修，以恢復(fù)機(jī)床精度，達(dá)到新機(jī)床制造原則。為實現(xiàn)機(jī)床所規(guī)定辨別率，采用伺服電機(jī)齒輪減速再傳動絲杠，為保證一定傳動精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副以及滾動導(dǎo)軌。同步，為提高傳動剛度和消除間隙，采用預(yù)加負(fù)載滾動導(dǎo)軌和滾珠絲杠副機(jī)構(gòu)。齒輪傳動也要采用消除齒側(cè)間隙消隙齒輪構(gòu)造。1)主傳動系統(tǒng)保存原有主傳動系統(tǒng)和變速機(jī)構(gòu)，由于添加了自動加工螺紋功能，因而，在主傳動軸上安裝一種脈沖發(fā)生器，這樣既保存了機(jī)床原有功能，又減少了改造工作量。如果要自動變化切削速度，可采用交流變頻調(diào)速，這樣改導(dǎo)致本較高，本次改造主傳動系統(tǒng)不做任何改動。2）進(jìn)給傳動系統(tǒng)為保證進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳動精度、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性和機(jī)床加工精度,取消原機(jī)床滑動絲桿螺母副,選用摩擦小、傳動效率高滾珠絲桿螺母副,并應(yīng)用預(yù)緊機(jī)構(gòu),以提高傳動剛度和消除間隙。3）導(dǎo)軌當(dāng)機(jī)床加工精度規(guī)定不是很高,特別是對于開環(huán)控制系統(tǒng),普通不作導(dǎo)軌改造調(diào)節(jié)治造,可大為減少改導(dǎo)致本。(2)輔助裝置輔助裝置指是數(shù)控機(jī)床某些必要配套部件。如冷卻系統(tǒng)、排屑裝置（采用原有冷卻和排屑裝置）、自動換刀裝置、傳動機(jī)構(gòu)等。1）對刀架某些改造，通過將原機(jī)床手動轉(zhuǎn)位刀架替代成自動轉(zhuǎn)位刀架來實現(xiàn)換刀切削,自動轉(zhuǎn)位刀架最常用形式是螺旋型四工位刀架,由數(shù)控系統(tǒng)直接控制,效率高,工藝性能可靠。2）對傳動機(jī)構(gòu)改造，拆除原機(jī)床機(jī)械傳動機(jī)構(gòu),用伺服電機(jī)經(jīng)齒輪機(jī)構(gòu)減速驅(qū)動滾珠絲桿,帶動刀架縱向或橫向運動。在伺服電機(jī)轉(zhuǎn)矩足夠大,構(gòu)件允許時,可以不用減速驅(qū)動機(jī)構(gòu),由伺服電機(jī)直接與絲桿副相連。(3)電氣某些在這里我使用電控柜裝置，在進(jìn)行機(jī)床數(shù)控化改造時，原機(jī)床電器控制某些普通只能報廢，重新按數(shù)控化改造規(guī)定進(jìn)行設(shè)計制作。數(shù)控機(jī)床強(qiáng)電控制某些設(shè)計中要特別注意是，數(shù)控系統(tǒng)各接口信號特點和形式要相配，并且在設(shè)計過程中應(yīng)盡量簡化強(qiáng)電控制線路。實物圖如下所示：圖2-1電柜箱（1）圖2-2電柜箱（2）(4)數(shù)控某些1)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)是機(jī)床數(shù)控化改造核心。數(shù)控改造目是規(guī)定機(jī)床穩(wěn)定可靠,運轉(zhuǎn)故障率低。在這里我采用HNC-21T數(shù)控裝置伺服驅(qū)動伺服驅(qū)動系統(tǒng)用于控制X和Y軸伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而控制進(jìn)給兩，達(dá)到高精度加工零件，這里咱們采用和華中數(shù)控系統(tǒng)匹配驅(qū)動器HSV-160B和GK6系列交流永磁伺服電機(jī)。(5)整體調(diào)試整機(jī)聯(lián)接調(diào)試。舊機(jī)床上述各個部件改造過程完畢后，就可對組裝后改造機(jī)床各個部件進(jìn)行調(diào)試。普通先對電氣控制某些進(jìn)行調(diào)試，看單個動作與否正常，然后再進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試階段。第3章機(jī)械某些改造3.1主傳動系統(tǒng)3.1.1主傳動系統(tǒng)簡介主軸電機(jī)采用車床原有三相異步電動機(jī)。在主傳動軸上安裝一種脈沖發(fā)生器，這樣既保存了機(jī)床原有功能，又減少了改造工作量，本次改造主軸電動機(jī)不做任何改動。為了保證車螺紋時嚴(yán)格運動關(guān)系，在主軸箱上安裝脈沖發(fā)生器，通過主軸——脈沖發(fā)生器——數(shù)控系統(tǒng)——伺服電機(jī)信息轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，實現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)一圈，刀架縱向進(jìn)給一種螺紋導(dǎo)程車螺紋運動。3.1.2主軸脈沖發(fā)生器為了加工螺紋或絲杠，需要配備主軸及脈沖發(fā)生器作為車床位置信號反饋元件，它與車床主軸同步轉(zhuǎn)動，發(fā)出主軸轉(zhuǎn)角位置變化信號，輸送給數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)按照所需加工螺距進(jìn)行計算解決,從而控制機(jī)床縱向橫向伺服電機(jī)運轉(zhuǎn),實現(xiàn)加工螺紋目。依照實際需要，在這里我選用海德ISC5815-0021增量編碼器。ISC5815-0021增量編碼器技術(shù)參數(shù)如表3-1所示：表3-1ISC5815-0021增量編碼器技術(shù)參數(shù)輸出波形方波電源電壓DC+5或512V/+1224V消耗電流≤150mA工作濕度3085無結(jié)霜響應(yīng)頻率0～120KHZ電源電壓980、6ms載空比0.5T±0.1T沖擊力50、10最大轉(zhuǎn)速6000rmp抗震力MTBF3000h起動力矩輸出電壓高電平Vh、低電平Vh軸最大負(fù)載質(zhì)量0.8Kg防護(hù)防水、油、塵工作溫度3.2進(jìn)給傳動系統(tǒng)3.2.1縱向進(jìn)給改造與計算1、縱向進(jìn)給改造縱向進(jìn)給滾珠絲杠必要采用三點式支承形式。伺服電機(jī)布置，可放在絲杠任一端。由于拆除了進(jìn)給箱，可在原安裝進(jìn)給箱處布置伺服電機(jī)減速齒輪，也可在滾珠絲杠左端設(shè)計一種專用軸承支承座，而在素剛托架處布置伺服電機(jī)，機(jī)床改造常采用后一種布置方案。在絲杠左端設(shè)計一種專用軸承座，采用一種軸套式滑動軸承作為徑向支承，在滑動軸承兩側(cè)分別布置一對推力球軸承承受兩個方向軸向力，支承短軸與滾珠絲杠通過聯(lián)軸套連接起來，滾球絲杠可托架上，滾珠絲杠中間支承為滾珠螺母與床鞍直接連接。如圖5-1所示。圖3-2縱向進(jìn)給傳動示意圖1、4—推力球軸承2、10—徑向滑動軸承3—左端軸承座5—左接拉桿6、9—聯(lián)軸套7—滾珠絲杠螺母副8—螺母座11—絲杠托架12—伺服電機(jī)（1）滾珠絲杠縱向進(jìn)給滾珠絲杠有關(guān)參數(shù)如下表3-2：表3-2縱向進(jìn)給滾珠絲杠有關(guān)參數(shù)名稱符號公式公稱直徑38導(dǎo)程6接觸角3°7’鋼球直徑(㎜)3.969滾道法面半徑2.064偏心距0.056螺紋升角3°7’螺桿外徑40螺桿內(nèi)徑36.125螺桿紋接觸直徑37.258螺母螺紋直徑45.365螺母內(nèi)徑42.1252、縱向進(jìn)給計算縱向進(jìn)給滾珠絲杠必要采用三點式支承形式。伺服電機(jī)布置，可放在絲杠任一端。在左端設(shè)計一種專用軸承支承座，而在絲杠托架處布置伺服電機(jī)和減速齒輪。如上圖3-2（1）已知條件：工作臺重量W=2300N，加速時間常數(shù)t=25s，滾珠絲杠基本導(dǎo)程L0=6mm,迅速進(jìn)給速度v=98m/min.由《機(jī)床設(shè)計手冊》可知,切削功率PC=PηK （公式3-1）式中P——電動機(jī)功率，查機(jī)床闡明書，P=4kw；η——主傳動系統(tǒng)總效率，普通為0.75～0.85,η=0.8;k——進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取k=0.96.則 PC===3.072kw切削功率應(yīng)按在各種加工狀況下經(jīng)常遇到最大切削力(或轉(zhuǎn)矩)和最大切削轉(zhuǎn)速(或轉(zhuǎn)速)來計算,即PC=或PC=式中——主切削力（N）——切削速度()T——切削轉(zhuǎn)矩(N·m)N——主軸轉(zhuǎn)速()設(shè)按最大切削速度來計算,取=,則主切削力FZ===1880.8N由《機(jī)械設(shè)計手冊》可知，在外圓車削時FX=（0.1～0.55）FZ取 FX=0.5×FZ=0.5×1880.8N=940.4N（2）滾珠絲杠設(shè)計計算滾珠絲杠副已經(jīng)原則化，因而，滾珠絲杠副有設(shè)計歸結(jié)為滾珠絲杠副型號選取。計算作用在絲杠上最大動負(fù)荷一方面依照切削力和運動部件重量引起進(jìn)給抗力，計算出絲杠軸向載荷，再依照規(guī)定壽命值計算出絲杠副應(yīng)能承受最大動載荷。 （公式3-2）式中FP——工作負(fù)載（N），指數(shù)控機(jī)床工作時實際作用在滾珠絲杠上軸向力；——運轉(zhuǎn)系數(shù)，普通運轉(zhuǎn)系數(shù)取1.2～1.5,有沖擊運轉(zhuǎn)取1.5～2.5;——硬度系數(shù)，為60HRC時，為1；為<60HRC時，>１；G——壽命（以轉(zhuǎn)為單位１，如1.5則為150萬轉(zhuǎn)）。壽命G可按下式計算：式中n——滾珠絲轉(zhuǎn)速（r/min）T——使用壽命時間（h），數(shù)控機(jī)床T取15000h。工作負(fù)載數(shù)值可用《機(jī)床設(shè)計手冊》中進(jìn)給牽引力實驗公式計算，對于三角或綜合導(dǎo)軌（公式3-4）式中 FX、FZ——切削分力；W——移動部件重力（800N）;K——考慮顛覆力矩影響系數(shù)，k=1.5;——導(dǎo)軌上摩擦因數(shù)，=0.15～0.18,?。?.16。則 FP＝[+0.16(1880.8+2300)]N=1750.5N當(dāng)機(jī)床以線速度V=98m/min,進(jìn)給量f=0.3mm/r,車削直徑D=80mm我外圓時，絲杠轉(zhuǎn)速mm/min=19.5/min則 G=萬轉(zhuǎn)=17.55萬轉(zhuǎn)依照工作負(fù)載、壽命G，取=12，=1，計算出滾珠絲杠副承受最大動負(fù)荷==5461.5N由查滾珠絲杠地產(chǎn)品或《機(jī)床設(shè)計手冊》，選取絲杠型號。例如參照某廠滾珠絲杠產(chǎn)品樣本，選取滾珠絲杠直徑為38mm，型號為其額定動載荷是20500N，強(qiáng)度足夠用。效率計算依照機(jī)械原理，絲杠螺母副傳動效率為（公式3-5）式中——螺紋螺旋升角，該絲杠為Φ——摩擦角，Φ約等于10′則 =0.953（4）剛度驗算滾珠絲杠工作時受軸向力和扭轉(zhuǎn)作用，將引起基本導(dǎo)程變化，因滾珠絲杠受扭時引起導(dǎo)程變化量很小，可忽視不計，故工作負(fù)載引起導(dǎo)程變化量為（公式3-6）式中E——彈性模量，對于鋼，E=20.6S——滾珠絲杠截面積（按絲杠螺紋底徑擬定d，若d=2.77cm），則 S==6.023其中，“+”用于拉伸，“-”用于壓縮時則 ==cm絲杠1m長度上導(dǎo)程變形誤差為==14因3級精度絲杠容許螺距誤差為15，故此絲杠精度足夠。3、縱向滾珠絲杠安裝：（1）拆下普通滑動絲杠與溜板箱，取消絲杠與主軸箱齒輪傳動聯(lián)系，運用原機(jī)床進(jìn)給箱安裝孔和銷孔安裝齒輪箱體，滾珠絲杠仍安裝在原絲杠位置，兩端采用原固定方式這樣可減小改裝現(xiàn)場，并且由于滾珠絲杠摩擦系數(shù)不大于原絲杠，從而使縱向進(jìn)給整體剛性優(yōu)于此前。（2）拆下絲杠右端支撐座，在坐標(biāo)鏜床上將其孔徑鏜至40mm，便與伺服電動機(jī)支撐軸相配合；（3）車削兩個軸套（分別為一長一短），長套用于連接絲杠左端和左支撐座，短套用于連接絲杠右端與伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸；（4）對安裝螺母配件進(jìn)行刨、磨、鉆、鉸和攻絲等加工，使其符合安裝條件；（5）總裝后，進(jìn)行局部調(diào)節(jié)（如滾珠絲杠與道軌平行度、螺母間隙和螺母上下先后位置等），力求使?jié)L珠絲杠受力均勻，傳動平穩(wěn)，無傳動間隙。3.2.2橫向進(jìn)給改造與計算1、橫向進(jìn)給改造橫向滾珠絲杠也采用三點式支承形式。伺服電機(jī)普通采都安在床鞍后部,接近操作都一端，布置一根支承短軸通過一種聯(lián)軸套與滾珠絲桿連接起來。運用車床原橫向進(jìn)給絲桿可滑動軸承作為徑向支承，并對原支承處進(jìn)行恰當(dāng)改裝布置一對推力球軸承，以實現(xiàn)軸向支承,在遠(yuǎn)離操作者一端，用一種聯(lián)軸套和一根連接短軸把滾珠絲杠與減速箱輸出軸連接起來，滾球螺母直接固定在中滑板上。車床橫向傳動支承構(gòu)造如5-2所示。圖3-3橫向進(jìn)給傳動示意圖1-伺服電機(jī)2-支承架3、4、7-聯(lián)軸套5-滾珠絲杠螺母副6-螺母座8-支承短軸（1）滾珠絲杠橫向進(jìn)給滾珠絲杠有關(guān)參數(shù)如下表3-3：表3-3橫向進(jìn)給滾珠絲杠有關(guān)參數(shù)名稱符號公式公稱直徑25導(dǎo)程4接觸角4°33’鋼球直徑(㎜)3.175滾道法面半徑1.651偏心距0.045螺紋升角4°33’螺桿外徑24.4螺桿內(nèi)徑21.78螺桿紋接觸直徑21.835螺母螺紋直徑28.212螺母內(nèi)徑25.6352、橫向進(jìn)給計算（1）假設(shè)已知條件：工作臺重量W=2300N，時間常數(shù)t=25ms，滾珠絲杠基本導(dǎo)程L0=4mm(左旋)，迅速進(jìn)給速度=98m/min。《機(jī)床設(shè)計手冊》可知,切削功率PC=PηK （公式3-7）式中P——電動機(jī)功率，查機(jī)床闡明書，P=4kw；η——主傳動系統(tǒng)總效率，普通為0.75～0.85,η=0.8;k——進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取k=0.96.則 PC=PηK=40.80.96kw=3.072kw切削功率應(yīng)按在各種加工狀況下經(jīng)常遇到最大切削力(或轉(zhuǎn)矩)和最大切削轉(zhuǎn)速(或轉(zhuǎn)速)來計算,即PC=或PC=式中FZ——主切削力（N）ν——切削速度()T——切削轉(zhuǎn)矩(N·m)n——主軸轉(zhuǎn)速()設(shè)按最大切削速度來計算,取,則主切削力FZ==N=1880.8N由《機(jī)械設(shè)計手冊》可知，在外圓車削時FX=0.5×FZ,取 FX=0.5×1880.8N=940.4N（2)滾珠絲杠設(shè)計計算滾珠絲杠副已經(jīng)原則化，因而，滾珠絲杠副有設(shè)計歸結(jié)為滾珠絲杠副型號選取。計算作用在絲杠上最大動負(fù)荷:一方面依照切削力和運動部件重量引起進(jìn)給抗力，計算出絲杠軸向載荷，再依照規(guī)定壽命值計算出絲杠副應(yīng)能承受最大動載荷。 （公式3-8）式中FP——工作負(fù)載（N），指數(shù)控機(jī)床工作時實際作用在滾珠絲杠上軸向力；——運轉(zhuǎn)系數(shù)，普通運轉(zhuǎn)系數(shù)取1.2～１.5,有沖擊運轉(zhuǎn)取１.5～2.5;——硬度系數(shù)，為60HRC時，為1；為<60HRC時，>１；G——壽命（以轉(zhuǎn)為單位１，如1.5則為150萬轉(zhuǎn)）。壽命G可按下式計算：G= （公式3-9）式中n——滾珠絲轉(zhuǎn)速T——使用壽命時間（h），數(shù)控機(jī)床T取15000h。工作負(fù)載數(shù)值可用《機(jī)床設(shè)計手冊》中進(jìn)給牽引力實驗公式計算，對于三角或綜合導(dǎo)軌 （公式3-10）式中、——切削分力；W——移動部件重力（800N）;K——考慮顛覆力矩影響系數(shù)，k=1.5;——導(dǎo)軌上摩擦因數(shù)，f,=0.15～0.18,取f,＝０.16。則 ＝[+0.16(1880.8+2300)]N=1750.5N當(dāng)機(jī)床以線速度V=,進(jìn)給量f=0.3mm/r,車削直徑D=80mm外圓時，絲杠轉(zhuǎn)速mm/min=29.25r/min則 萬轉(zhuǎn)=26.87萬轉(zhuǎn)依照工作負(fù)載、壽命G，取=12，=1，計算出滾珠絲杠副承受最大動負(fù)荷N=6301.8N（3)效率計算依照機(jī)械原理，絲杠螺母副傳動效率為 (公式3-11）式中——螺紋螺旋升角，該絲杠為4°33’Φ——摩擦角，Φ約等于10′則 =0.953（4)剛度驗算滾珠絲杠工作時受軸向力和扭轉(zhuǎn)作用，將引起基本導(dǎo)程變化，因滾珠絲杠受扭時引起導(dǎo)程變化量很小，可忽視不計，故工作負(fù)載引起導(dǎo)程變化量為 （公式3-12）式中E——彈性模量，對于鋼，E=20.6S——滾珠絲杠截面積（按絲杠螺紋底徑擬定d，若d=2.77cm），則 S==6.023cm2其中，“+”用于拉伸，“-”用于壓縮時則 ==cm絲杠1m長度上導(dǎo)程變形誤差為==14因3級精度絲杠容許螺距誤差為15，故此絲杠精度足夠。3、橫向滾珠絲杠安裝（1）拆下刀架、小拖板及滑動絲杠；（2）車削一根定位芯軸，保證法蘭盤孔與大拖板后孔同軸度。定位后，配鉆四個螺釘孔，并攻螺紋；（3）車削一根手輪軸，代替原絲杠手輪軸，用于與滾珠絲杠連接；（4）車削兩個連接套，用于絲杠連接電機(jī)旋轉(zhuǎn)和手輪軸；（5）銑去大拖板上與螺母發(fā)生干涉部位；（6）運用車床主軸和尾座將螺母安裝到絲杠上，在運用鎖緊螺母進(jìn)行預(yù)緊，消除間隙；（7）總裝后，用墊片調(diào)節(jié)螺母上下位置，使其傳動平穩(wěn)。3.2.3導(dǎo)軌當(dāng)機(jī)床加工精度規(guī)定不是很高,普通不作導(dǎo)軌改造調(diào)節(jié)治造,可大為減少改導(dǎo)致本。第4章刀架某些改造對刀架某些改造，通過將原機(jī)床手動轉(zhuǎn)位刀架替代成自動轉(zhuǎn)位刀架來實現(xiàn)換刀切削,自動轉(zhuǎn)位刀架最常用形式是螺旋型四工位刀架,由數(shù)控系統(tǒng)直接控制,效率高,工藝性能可靠。由于傳動機(jī)構(gòu)改造在主傳動系統(tǒng)和安裝調(diào)試中提到，因而在這里我重要將對刀架改造進(jìn)行論述。1、電動刀架工作原理需要換刀時，控制系統(tǒng)發(fā)出刀架轉(zhuǎn)位信號，三相異步電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，通過蝸桿副帶動螺桿正向轉(zhuǎn)動，與螺桿配合上刀體逐漸抬起--上刀體與下刀體之間端面齒慢慢脫開：與此同步，上蓋圓盤也隨著螺桿正向轉(zhuǎn)動（上蓋圓盤1通過圓柱銷與螺桿連接），當(dāng)轉(zhuǎn)過約270°時，上蓋圓盤直槽另一端轉(zhuǎn)到圓柱銷正上方，由于彈簧作用，圓柱銷落入直槽內(nèi)，于是上蓋圓盤就通過圓柱銷使得上刀體轉(zhuǎn)動起來（此時端面齒已完全脫開）。上刀體帶動磁鐵轉(zhuǎn)到需要刀位時，發(fā)信盤上相應(yīng)霍爾元件輸出低電平信號，控制系統(tǒng)收到后，及時控制刀架電動機(jī)反轉(zhuǎn)，反靠銷立即就落入反靠圓盤十字槽內(nèi)，至此，完畢粗定位。此時，反靠銷從反靠圓盤十次槽內(nèi)爬不上來，于是上刀體停止轉(zhuǎn)動，開始下降，而上蓋圓盤繼續(xù)反轉(zhuǎn)，其直槽左側(cè)斜坡將圓柱銷頭部壓入上刀體銷孔內(nèi)上蓋圓盤下表面開始與圓柱銷頭部滑動。在此期間，上、下刀體端面齒逐漸嚙合，實現(xiàn)精定位，通過設(shè)定延時時間后，刀架電動機(jī)停轉(zhuǎn)，整個換刀過程結(jié)束。由于蝸桿副具備自鎖功能，因此刀架可穩(wěn)定地工作。電動刀架電氣原理圖如圖圖4-1電動刀架電氣原理圖電動刀架動作過程數(shù)控系統(tǒng)調(diào)刀代碼開始執(zhí)行時，或行動調(diào)刀時，一方面輸出刀架正轉(zhuǎn)信號，使刀架旋轉(zhuǎn)，當(dāng)接受到指定刀具到位信號后，關(guān)閉刀架正轉(zhuǎn)信號，延遲50ms時間后，到家開始反轉(zhuǎn)而進(jìn)行鎖緊，并開始檢查緊縮信號，當(dāng)接受到該信號后關(guān)閉刀架反轉(zhuǎn)信號。如執(zhí)行刀號與當(dāng)前刀號（自動記錄）一致時，則換刀指令立即結(jié)束，并轉(zhuǎn)入下一程序段執(zhí)行。咱們依照上述描述換刀動作過程，做了如下動作流程圖如圖4-2圖4-2電動刀架動作流程圖4、電動刀架有關(guān)參數(shù)（1）經(jīng)查國標(biāo)刀架參數(shù)，我選取了下列表格（表4-1）中刀架。表4-1刀架參數(shù)刀架型號配車床型號刀位數(shù)電機(jī)功率電機(jī)轉(zhuǎn)速夾緊力上刀體尺寸下刀體尺寸LDB4-CA6140CA6140490W14001N166×166mm192×192mm（2）刀架指標(biāo)如表4-2表4-2刀架指標(biāo)刀架型號配車床型號重復(fù)定位精度工作可靠性換刀時間90度180度270度LDB4-CA6140CA6140≤0.005＞60000次2.4s3.1s3.7s電動刀架安裝（1)電動刀架實物圖和安裝尺寸圖如圖4-3所示圖4-3電動刀架實物圖和安裝尺寸圖（2）刀架尺寸如下表4-3所示：表4-3刀架尺寸H1328mmB230mmH2140mmB1115mmH380mmA90mmH420mmL1379mm(3)電動刀架安裝環(huán)節(jié)1）拆下原手動刀架；2）在小拖板上鉆四個安裝孔，并攻絲；3）手動抬起電動刀架，將刀架安裝在小拖板上；4）安裝后，試用MDI功能換刀，觀測三相電源有無接反。第5章數(shù)控某些5.1數(shù)控系統(tǒng)選取1、CA6140數(shù)控化改造1)將縱向和橫向進(jìn)給系統(tǒng)改造為用數(shù)控裝置控制、能獨立運動進(jìn)給伺服系統(tǒng)。2)刀架改導(dǎo)致為能自動換刀回轉(zhuǎn)刀架。由于加工過程中切削參數(shù)、切削順序和刀具都會按程序自動進(jìn)行調(diào)節(jié)和更換。3）再加上縱向和橫向進(jìn)給聯(lián)動功能，數(shù)控改裝后車床就可以加工出各種形狀復(fù)雜回轉(zhuǎn)零件，并能實現(xiàn)多工序自動車削。2、數(shù)控系統(tǒng)選取數(shù)控機(jī)床價格重要由數(shù)控系統(tǒng)來決定，數(shù)控系統(tǒng)從功能上可分為低中高三檔，中高檔系統(tǒng)（如Fanuc、LBNC—2T型、FAGOR、SIEMENS、華中HNC—2T/2M等）功能齊全，性能優(yōu)良，但價格偏高。結(jié)合實際，從實用角度出發(fā)，在這里咱們選取了華中HNC—21T型數(shù)控車床系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用先進(jìn)開放式體系構(gòu)造，內(nèi)置嵌入式工業(yè)PC，配備7.5彩色液晶顯示屏和通用工程面板，集成進(jìn)給軸接口、主軸接口、手持單元接口、內(nèi)嵌式PLC接口于一體，支持硬盤、電子盤等程序存儲方式及軟驅(qū)、DNC、以太網(wǎng)等程序互換功能，具備低價格、高性能、配備靈活、構(gòu)造緊湊、易于使用可靠性高特點，編程格式符合ISO國際代碼原則，兩軸動態(tài)坐標(biāo)，具備自動加工、自動換刀、車螺紋和MDI等功能。5.2數(shù)控系統(tǒng)簡介5.2.1操作面板華中“世紀(jì)星”HNC-21T是一基于嵌入式工業(yè)PC開放式數(shù)控系統(tǒng)，配備高性能32位微解決器、內(nèi)裝式PLC及彩色LCD顯示屏。采用國際原則G代碼編程，與各種流行CAD/CAM自動編程系統(tǒng)兼容。1）操作面板HNC-21T車床數(shù)控裝置操作臺為原則固定構(gòu)造，外形尺寸為420×310×110毫米（W×H×D），如圖5-1所示：圖5-1HNC-21T車床數(shù)控裝置操作面板2）顯示屏操作臺左上部為7.5′彩色液晶顯示屏，辨別率為640×480。3）NC鍵盤 NC鍵盤涉及精簡型MDI鍵盤和F1~F10十個功能鍵。原則化字母數(shù)字式鍵盤大某些鍵具備上檔鍵功能，當(dāng)“UPPER”鍵有效時，批示燈亮，輸入是上檔鍵。NC鍵盤用于零件程序編制、參數(shù)輸入、MDI及系統(tǒng)管理操作等。4）機(jī)床控制面板原則機(jī)床控制面板大某些按鍵（除“急?！卑粹o外）位于操作臺下部。機(jī)床控制面板用于直接控制機(jī)床動作或加工過程。5.2.2軟件操作界面1、HNC-21T軟件操作界面如圖5-2所示：圖5-2HNC-21T軟件操作界面其界面由如下幾種某些構(gòu)成：1)圖形顯示窗口2)菜單命令條3)運營程序索引

4)選定坐標(biāo)系下坐標(biāo)值，坐標(biāo)系可在機(jī)床坐標(biāo)系/工件坐標(biāo)系/相對坐標(biāo)系之間切換；顯示值可在指令位置/實際位置/剩余進(jìn)給/跟蹤誤差/負(fù)載電流/補(bǔ)償值之間切換。5)工件坐標(biāo)零點在機(jī)床坐標(biāo)系下坐標(biāo)6)輔助功能M、S、T；當(dāng)前刀位CT、選取刀位ST7)當(dāng)前加工程序行8)當(dāng)前加工方式、系統(tǒng)運營狀態(tài)及當(dāng)前時間9)當(dāng)前坐標(biāo)、剩余進(jìn)給10)直徑/半徑編程、公制/英制編程、每分鐘進(jìn)給/每轉(zhuǎn)進(jìn)給、迅速修調(diào)、進(jìn)給修調(diào)、主軸修調(diào)倍率5.2.3系統(tǒng)參數(shù)1、系統(tǒng)參數(shù)如下表5-1表5-1系統(tǒng)參數(shù)參數(shù)號參數(shù)定義單位初始值范疇P01Z軸正限位值毫米8000.0000～8000.000P02Z軸負(fù)限位值毫米-8000.000-8000.000～0P03X軸正限位值毫米8000.0000～8000.000P04X軸負(fù)限位值毫米-8000.000-8000.000～0P05Z軸最迅速度值毫米60000～15000P06X軸最迅速度值毫米60000～15000P07Z軸反向間隙毫米00.0000～65.535P08X軸反向間隙毫米00.0000～65.535P09主軸低檔轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分15000～6000P10主軸高檔轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分30000～6000P11位參數(shù)1000000000～11111111P12位參數(shù)2000000000～11111111P13最大刀位數(shù)41～4P14刀架反轉(zhuǎn)時間0.1秒100.1～99.9P15M代碼時間0.1秒100.1～99.9P16主軸制動時間0.1秒100.1～99.9P17Z軸最低起始速度毫米/分508～1000P18X軸最低起始速度毫米/分508～1000P19Z軸加速時間毫秒6008～9999P20X軸加速時間毫秒6008～9999P21切削進(jìn)給起始速度毫米/分508～6000P22切削進(jìn)給加減速時間毫秒6008～9999P23順序號間距101～255P24主軸中檔轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分0～6000P25位參數(shù)3000000000～111111115.3伺服驅(qū)動1、驅(qū)動器在這里我采用和華中數(shù)控系統(tǒng)匹配驅(qū)動器HSV-160B，HSV-160B是采用專用運動控制數(shù)字信號解決器（DSP）和智能化功率模塊（IPM）等當(dāng)今最新技術(shù)設(shè)計，操作簡樸、可靠性高、體積小巧、易于安裝。驅(qū)動器示意圖如5-3所示：圖5-3HSV-106B驅(qū)動器HSV-160B驅(qū)動器有關(guān)參數(shù)如表5-2：表5-2輸入電源三相AC220V（-15～+10%50/60Hz）使用環(huán)境溫度工作：0～55℃存貯：-20℃～80℃濕度濕度不大于90%（無結(jié)露）振動不大于0.5G(4.9m/S2)，10～60Hz（非持續(xù)運營）控制辦法位置控制速度控制內(nèi)部速度控制運營JOG運營再生制動內(nèi)置外接制動電阻連接與選用特性速度頻率響應(yīng)300Hz或更高速度波動率＜±0.1(負(fù)載0～100%);＜±0.02(電源-15～+10%)調(diào)速比0:1脈沖頻率≤500kHz控制輸入①伺服使能②報警清除③偏差計數(shù)器清零④指令脈沖禁止⑤CCW驅(qū)動禁止⑥CW驅(qū)動禁止控制輸出①伺服準(zhǔn)備好輸出②伺服報警輸出③定位完畢輸出/速度到達(dá)輸出位置控制輸入方式①兩相A/B正交脈沖②脈沖+方向③CCW脈沖/CW脈沖電子齒輪1～32767/1～32767反饋脈沖電機(jī)編碼器線數(shù)：1024Pusle/r、Pusle/r、2500Pusle/r、6000Pusle/r加減速功能參數(shù)設(shè)立1～10000ms(0~r/min或~0r/min)監(jiān)視功能轉(zhuǎn)速、當(dāng)前位置、指令脈沖積累、位置偏差、電機(jī)轉(zhuǎn)矩、電機(jī)電流、轉(zhuǎn)子位置、指令脈沖頻率、運營狀態(tài)、輸入輸出端子信號等保護(hù)功能超速、主電源過壓、欠壓、過流、過載、制動異常、編碼器異常、控制電源欠壓、過熱、位置超差等操作6位LED數(shù)碼管、5個按鍵合用負(fù)載慣量不大于電機(jī)慣量5倍5.4伺服電機(jī)1、伺服電機(jī)在對制動系統(tǒng)電機(jī)改造，我選取了與華中數(shù)控系統(tǒng)HNC-21T及驅(qū)動器HSV-160B匹配登奇GK6023交流永磁伺服電機(jī)。關(guān)于登奇GK6023交流永磁伺服電機(jī)參數(shù)如下表6-1所示：表6-1型號登奇GK6023-8AF31額定功率0.17（kW）額定電壓220（V）轉(zhuǎn)速范疇0-1500r/min縱向伺服電機(jī)900r/min橫向伺服電機(jī)1200r/min控制伺服電動機(jī)工作連接圖，如圖6-5所示：圖6-5工作環(huán)節(jié)方框圖2、伺服電機(jī)與系統(tǒng)連接伺服電機(jī)驅(qū)動裝置與華中HNC-21世紀(jì)星數(shù)控裝置是通過XS30～XS33脈沖接口控制伺服電機(jī)驅(qū)動器裝置，在這里采用伺服電機(jī)（登奇GK6023）、驅(qū)動器（HSV-160B）與數(shù)控系統(tǒng)（HNC-21T）連接。3、伺服調(diào)試1）再次確認(rèn)PLC對伺服某些控制邏輯重要涉及上電使能禁止和電路精確無誤2）松開急停按鈕使中間繼電器KA通電見2.10節(jié)接通伺服動力電源3）檢查抱閘電機(jī)抱閘已經(jīng)打開可測量抱閘控制電源DC24V或在系統(tǒng)通電時刻仔細(xì)聆聽抱閘打開時發(fā)出噠聲來判斷抱閘與否打開4）若伺服驅(qū)動器帶有手持編程器可用該手持編程器直接控制電機(jī)運營以檢查伺服與電機(jī)連接對的性5）將逐個軸軸類型設(shè)為1使數(shù)控裝置對伺服驅(qū)動器控制使能有效逐漸調(diào)試各進(jìn)給軸伺服驅(qū)動器及電機(jī)6）所有進(jìn)給軸調(diào)試好后可檢查各軸回參照點功能第6章機(jī)床安裝與調(diào)試6.1數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試6.1.1參數(shù)設(shè)立HNC-21數(shù)控裝置通電后經(jīng)自檢進(jìn)入主控制畫面進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)立菜單請對照現(xiàn)場硬件檢查系統(tǒng)參數(shù)與否對的建議按如下順序核查設(shè)立參數(shù)（帶*號項是顧客可隨機(jī)調(diào)節(jié)項）表6-1系統(tǒng)參數(shù)參數(shù)名值闡明差補(bǔ)周期8差補(bǔ)周期為8毫秒刀具壽命管理0刀具壽命管理禁止移動軸脈沖當(dāng)量分母1移動軸內(nèi)部脈沖當(dāng)量為1微米旋轉(zhuǎn)軸脈沖當(dāng)量分母1旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部脈沖當(dāng)量為0.001度表6-2通道參數(shù)參數(shù)名值闡明通道使能1“0通道”使能X軸軸號0X軸部件號Z軸軸號2Z軸部件號主軸編碼器部件號-1或23依照實際設(shè)定主軸編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)0依照實際設(shè)定移動軸拐角誤差1000禁止更改旋轉(zhuǎn)軸拐角誤差1000禁止更改通道內(nèi)部參數(shù)0禁止更改注：原則設(shè)立選0通道別的通道不用.表6-3坐標(biāo)軸參數(shù)參數(shù)名值軸0軸1軸名XZ所屬通道號0軸類型00外部脈沖當(dāng)量分子1外部脈沖當(dāng)量分母1正軟極限位置*000負(fù)軟極限位置*-000回參照點方式2回參照點方向+參照點位置0參照點開關(guān)偏差0回參照點快移速度500回參照點定位速度200單向定位偏移值1000最高快移速度*1000最高加工速度*500快移加減速時間常數(shù)100快移加減速捷度時間常數(shù)60加工加減速時間常數(shù)100加工加減速捷度時間常數(shù)60定位允差20伺服驅(qū)動器型號串行接口式49脈沖接口式45模仿接口式41伺服驅(qū)動器部件號01位置環(huán)開環(huán)增益3000位置環(huán)前饋系數(shù)0速度環(huán)比例系數(shù)速度環(huán)積分時間常數(shù)100最大力矩值150額定力矩值100最大跟蹤誤差1電機(jī)每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)2500表6-4軸補(bǔ)償參數(shù)參數(shù)名值X軸Z軸反向間隙*0螺補(bǔ)類型0表6-5硬件配備參數(shù)參數(shù)名型號標(biāo)記地址配備[0]配備[1]部件05301串行式49伺服電機(jī)46脈沖式45模仿式41/42000部件110部件220部件330部件201300部件211310部件221540部件233240部件243150表6-6PMC系統(tǒng)參數(shù)參數(shù)名值備注開關(guān)量輸入總組數(shù)46開關(guān)量輸出總組數(shù)38輸入模塊0部件號21外部輸入開關(guān)量組數(shù)30輸入模塊1部件號20編程鍵盤與機(jī)床操作面板輸入開關(guān)量組數(shù)16輸入模塊N部件號-1N=2-7組數(shù)0輸出模塊0部件號21外部輸出開關(guān)量組數(shù)28輸出模塊1部件號22主軸D/A相應(yīng)數(shù)字量組數(shù)2輸出模塊2部件號20輸出到編程鍵盤與機(jī)床操作面板開關(guān)量組數(shù)8輸出模塊N部件號-1N=3-7組數(shù)0手持單元0部件號246.1.2外部狀態(tài)檢查1、開關(guān)量輸入輸出狀態(tài)顯示通過查看PLC狀態(tài)顧客可以檢查機(jī)床輸入輸出開關(guān)量信號狀態(tài)（X、Z）此外顧客還通過查看PLC編程用中間繼電器（R繼電器不是指控制柜中實際繼電器）狀態(tài)信息調(diào)試PLC程序。在圖7-1所示主操作界面下按F5鍵進(jìn)入PLC功能子菜單命令行與菜單條顯示如圖6-1所示：圖6-1主控菜單圖6-2PLC功能子菜單在PLC功能子菜單中選取F4，彈出狀態(tài)選取子菜單如圖6-3所示在狀態(tài)選取子菜單中可以用鍵選取要查看狀態(tài)例如按F1，選取機(jī)床輸入到PMCX則顯示如圖6-4所示輸入點狀態(tài)窗口。X、Z默以為二進(jìn)制顯示每8位一組每一位代表外部一位開關(guān)量輸入或輸出信號例如普通X[00]8位數(shù)字量從右往左依次代表開關(guān)量輸入I0—I7X[01]代表開關(guān)量輸入I8—I15以此類推，同樣Z[00]即普通代表開關(guān)量輸出O0—O7Z[01]代表開關(guān)量輸出O8—O15以此類推。圖6-3PLC功能子菜單與狀態(tài)選取子菜單圖6-46.1.3伺服電機(jī)安裝調(diào)試1、伺服電動機(jī)伺服電動機(jī)連接如圖6-5所示：伺服電機(jī)伺服電機(jī)圖6-5工作環(huán)節(jié)方框圖2、伺服電機(jī)與絲桿連接使用彈性聯(lián)軸器如圖6-6所示圖6-6彈性聯(lián)軸器特點：緩沖吸振，可補(bǔ)償較大軸向位移，微量徑向位移和角位移。應(yīng)用：正反向變化多，啟動頻繁高速軸。1、伺服電機(jī)與系統(tǒng)連接伺服電機(jī)驅(qū)動裝置與華中HNC-21世紀(jì)星數(shù)控裝置是通過XS30～XS33脈沖接口控制伺服電機(jī)驅(qū)動器裝置，在這里采用伺服電機(jī)（松下MSMA042A1G）、驅(qū)動器（松下MSDA043A1A）與數(shù)控系統(tǒng)（HNC-21TF）連接。6.1.4接通伺服電源1）再次確認(rèn)PLC對伺服某些控制邏輯重要涉及上電使能禁止和電路精確無誤2）松開急停按鈕使中間繼電器KA通電見2.10節(jié)接通伺服動力電源3）檢查抱閘電機(jī)抱閘已經(jīng)打開可測量抱閘控制電源DC24V或在系統(tǒng)通電時刻仔細(xì)聆聽抱閘打開時發(fā)出噠聲來判斷抱閘與否打開4）若伺服驅(qū)動器帶有手持編程器可用該手持編程器直接控制電機(jī)運營以檢查伺服與電機(jī)連接對的性5）將逐個軸軸類型設(shè)為1使數(shù)控裝置對伺服驅(qū)動器控制使能有效逐漸調(diào)試各進(jìn)給軸伺服驅(qū)動器及電機(jī)6）所有進(jìn)給軸調(diào)試好后可檢查各軸回參照點功能6.1.5連接機(jī)床調(diào)試1、回參照點檢查回參照點行程開關(guān)有效性注意：在確認(rèn)超程限位開關(guān)有效后才容許執(zhí)行回參照點操作（1）在機(jī)床行程中部人為模仿參照點擋塊按壓回參照點開關(guān)檢查回參照點操作過程與否有效；操作機(jī)床用參照點擋塊按壓回參照點開關(guān)檢查回參照點過程與否對的,回參照點速度不易太快建議在1000毫米/分鐘如下。（2）參照點擋塊應(yīng)有一定長度建議有效行程在30毫米以上否則在回參照點速度較快時有也許沖過參照點檔塊；參照點檔塊與相鄰超程限位檔塊應(yīng)當(dāng)有一定重疊即保證相鄰超程限位檔塊壓下超程限位開關(guān)時參照點檔塊仍未松開參照點開關(guān)以避免機(jī)床坐標(biāo)軸參照點開關(guān)正好停在相鄰參照點檔塊和超程限位檔塊之間時系統(tǒng)回參照點時由于壓下限位開關(guān)而不能對的回參照點如圖6-7所示。圖6-7參照點開關(guān)檔塊與限位開關(guān)檔塊安裝方式2、螺距誤差補(bǔ)償螺距誤差補(bǔ)償分單向和雙向補(bǔ)償兩種單向補(bǔ)償為進(jìn)給軸正反向移動采用相似數(shù)據(jù)補(bǔ)償雙向補(bǔ)償為進(jìn)給軸正反向移動分別采用各自不同數(shù)據(jù)補(bǔ)償普通僅采用單向螺距誤差補(bǔ)償，補(bǔ)償辦法如圖6-8所示：圖6-8螺距誤差測量辦法示意圖A1-An+1：進(jìn)給軸正向移動時測得實際機(jī)床位置B1-Bn+1：進(jìn)給軸負(fù)向移動時測得實際機(jī)床位置螺距誤差補(bǔ)償值=機(jī)床指令坐標(biāo)-機(jī)床實際測量位置單位內(nèi)部脈沖當(dāng)量。補(bǔ)償間隔普通為50毫米左右；在測量前各補(bǔ)償數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)設(shè)立為0下面以Z軸為例已知關(guān)于參數(shù)和數(shù)據(jù)如下：移動軸內(nèi)部脈沖當(dāng)量1微米系統(tǒng)參數(shù)參照點位置0軸參數(shù)回參照點方向+軸參數(shù)補(bǔ)償間隔50毫米補(bǔ)償參數(shù)行程400毫米機(jī)床數(shù)據(jù)則，各測量點坐標(biāo)為：-400，-350，-300，-250，-200，-150，-100，-50，0，其中0為參照點測得數(shù)據(jù)如下：負(fù)向：-400.1,-350.08,-300.05,-250.06,-200.04,-150.02,-100.01,-50.005,0正向：-400.15,-350.12,-300.1,-250.1,-200.07,-150.06,-100.04,-50.05,0.03注意：正向回參照點時回參照點后一方面測量是負(fù)向數(shù)據(jù)則Z軸補(bǔ)償參數(shù)如下表6-7所示填寫表6-7采用單向螺距誤差補(bǔ)償參數(shù)名數(shù)據(jù)闡明反向間隙內(nèi)部脈沖當(dāng)量30取-200坐標(biāo)處螺補(bǔ)類型1單向螺距誤差補(bǔ)償補(bǔ)償點數(shù)9參照點偏差號8補(bǔ)償間隔（內(nèi)部脈沖當(dāng)量）5000050毫米偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[0]100(-400)-(-400.10)采用負(fù)向測量數(shù)據(jù)由于參照點為起始位置因此單向補(bǔ)償時該點偏差值普通為零偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[1]80(-350)-(-350.08)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[2]50(-300)-(-300.05)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[3]60(-250)-(-250.06)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[4]40(-200)-(-200.04)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[5]20(-150)-(-150.02)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[6]10(-100)-(-100.01)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[7]5(-50)-(-50.005)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[8]0(0)-(0)（參照點）表6-8采用雙向螺距誤差補(bǔ)償參數(shù)名數(shù)據(jù)闡明反向間隙內(nèi)部脈沖當(dāng)量0雙向時普通為0螺補(bǔ)類型0雙向螺距誤差補(bǔ)償補(bǔ)償點數(shù)9參照點偏差號8補(bǔ)償間隔內(nèi)部脈沖當(dāng)量5000050毫米偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[0]150(-400)-(-400.15)正向測量數(shù)據(jù)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[1]120(-350)-(-350.12)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[2]100(-300)-(-300.10)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[3]100(-250)-(-250.10)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[4]70(-200)-(-200.07)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[5]60(-150)-(-150.06)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[6]40(-100)-(-100.04)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[7]50(-50)-(-50.05)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[8]30(0)-(-0.03)（參照點）偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[9]100(-400)-(-400.10)負(fù)向測量數(shù)據(jù)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[10]80(-350)-(-350.08)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[11]50(-300)-(-300.05)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[12]60(-250)-(-250.06)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[13]40(-200)-(-200.04)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[14]20(-150)-(-150.02)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[15]10(-100)-(-100.01)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[16]5(-50)-(-50.005)偏差值內(nèi)部脈沖當(dāng)量[17]0(0)-(0)（參照點）注意：當(dāng)采用激光干涉儀測量螺距誤差時普通需要測量多次測量軟件會依照測量多組數(shù)據(jù)自動計算出補(bǔ)償數(shù)據(jù)為了保證補(bǔ)償后機(jī)床精度在規(guī)定范疇內(nèi)補(bǔ)償數(shù)據(jù)普通與實測人工計算值有一定差別。6.1.6參數(shù)設(shè)立與系統(tǒng)調(diào)試1、HNC-21TF數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)立伺服電動機(jī)關(guān)于坐標(biāo)軸參數(shù)進(jìn)行設(shè)立見表6-9。硬件配備參數(shù)設(shè)立見表6-10。表6-9坐標(biāo)軸參數(shù)參數(shù)名參數(shù)值參數(shù)名參數(shù)值伺服驅(qū)動型號46伺服內(nèi)部參數(shù)[2]0伺服驅(qū)動器部件號O伺服內(nèi)部參數(shù)[3]、[4]、[5]O最大跟蹤誤差0快移加、減速時間常數(shù)O電動機(jī)每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)400快移加速度時間常數(shù)O伺服內(nèi)部參數(shù)[O]8加工加、減速時間常數(shù)O伺服內(nèi)部參數(shù)[1]O加工加速度時間常數(shù)O表6-10硬件配備參數(shù)參數(shù)名型號標(biāo)識地址配置[0]配置[1]部件O530146①O0O注：①不帶反饋。2、M535伺服電機(jī)驅(qū)動器參數(shù)設(shè)立。按驅(qū)動器前面板表格，將電動機(jī)電流設(shè)立為57HSl3伺服電機(jī)額定電流。3、系統(tǒng)調(diào)試在線路和電源檢查無誤后，進(jìn)行通電試運營，以手動或手搖脈沖發(fā)生器方式發(fā)送脈沖，控制電動機(jī)慢速轉(zhuǎn)動和正、反轉(zhuǎn)，在沒有堵轉(zhuǎn)等異常狀況下，逐漸提高電動機(jī)轉(zhuǎn)速。6.1.7其她參數(shù)設(shè)立及傳動鏈注意事項華中數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)分系統(tǒng)參數(shù)P、診斷參數(shù)為D、設(shè)立參數(shù)S三種。與加工程序編輯關(guān)于參數(shù)應(yīng)依照操作員需要來設(shè)立和修改，如公、英制編程選取等。此外，由于驅(qū)動系統(tǒng)為伺服電機(jī)開環(huán)系統(tǒng)，運營中應(yīng)避開起低頻震蕩區(qū)，最高移動速度也不能太高，以防失步：中間傳動鏈應(yīng)進(jìn)行恰當(dāng)予緊，以消除間隙，提高傳動剛度，消除反向空行程死區(qū)，最后提高加工精度。6.2電氣PLC調(diào)試1、電源電壓調(diào)試為保證人身和設(shè)備安全，