1、 共 27 页 第 0 页 目目 录录 第一章 车床数控改造的总体构思与技术方案 . 1.1 设计任务 1.2 总体方案的论证 1.3 总体改造方案的确定 . 1.4 机械部分的改造 1.5 数控部分的改造 第二章 普通车床主要结构的数控改造 2.1 数控系统 2.1.1 数控系统的选择 2.1.2 电气控制原理. 2.2 纵向（Z 向）进给系统的改造 . 2.2.1 改造思路 . 2.2.3 纵向进给切削力的确定. 2.2.4 纵向进给滚珠丝杠螺母副的计算和选型 2.2.5 实施步骤 . 2.3 横向（X 向）进给系统的改造 . 2.3.1 改造思路 . 2.3.2 实施步骤 . 2.4 刀
2、架 . 2.4.1 改造思路 2.4.2 实施步骤 2.5 主轴传动系统与滑动导轨的改造 . 2.5.1 改造思路 2.5.2 实施步骤 . 2.5.3 滑动导轨 . 2.6 编码器 2.6.1 改造思路 . 2.6.2 实施步骤 第三章 光栅尺安装与调试 . 3.1 光栅尺的安装 . 3.2 光栅尺的校正 . 第四章 CA6140 数控改造步进电机的设计 共 27 页 第 1 页 4.1 步进电机的工作方式 . 4.2 步进电机的选择 . 4.2.1 CA6140 纵向进给系统步进电机的确定 . 4.2.2 CA6140 横向进给系统步进电机的确定 . 第五章 数控机床精度的控制 5.1 反
3、向偏差 5.2 定位精度 . 第六章 设计总结 . 致谢. 参考文献 共 27 页 第 2 页 第第一一章章 车床数控改造的总体构思与技术方案车床数控改造的总体构思与技术方案 本次改造的普通车床型号为 CA6140，长度 750 毫米（如图 2.1） 。数控改造主要包括传动系 统的机械改造和数控装置的设计。为简化结构、降低成本，拟采用步进电机开环控制系统。通过 控制纵、横进给系统，保证改造后的车床具有定位、直线插补、圆弧插补、暂停等功能。为实现 机床所要求的分辨率，采用步进电机经齿轮减速再传动丝杠；为保证一定的传动精度和平稳性， 尽量减小摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副。 图 2.1 CA6140
4、车床实物图 1.1 设计任务设计任务 本设计任务是对 CA6140 普通车床进行数控改造。利用微机对纵、横向进给系统进行开环控 制，纵向（Z 向）脉冲当量为 0.01mm/脉冲，横向（X 向）脉冲当量为 0.005mm/脉冲，驱动元件 采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动转位刀架。 1.2 总体方案的论证总体方案的论证 对于普通机床的经济型数控改造， 在确定总体设计方案时， 应考虑在满足设计要求的前提下， 对机床的改动应尽可能少，以降低成本。 (1) 控系统运动方式的确定 共 27 页 第 3 页 数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位直线控制系统、连续控制系统。由于要求 CA6140 车床加工复杂轮廓零件，所以本微机数控系统采用两轴联动连续控制系统。 （2）伺服进给系统的改造设计 数控机床的伺服进给系统有开环、半闭环和闭环之分。因为开环控制具有结构简单、设计制 造容易、控制精度较好、容易调试、价格便宜、使用维修方便等优点。所以，本设计决定采用开 环控制系统。 （3）
