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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 普通車床的數(shù)控改造和可行性論證 [打印本頁]

作者: nbzxjc 時(shí)間: 2010-11-18 16:15
標(biāo)題: 普通車床的數(shù)控改造和可行性論證
對于普通車床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造,，在考慮總體設(shè)計(jì)方案時(shí),，應(yīng)遵循的原則是：在滿足設(shè)計(jì)要求的前途下,，對機(jī)床的改動(dòng)應(yīng)盡可能的少,，以降低成本。一,、車床的數(shù)控改造
1,、數(shù)控機(jī)床工作原理及組成
1）數(shù)控機(jī)床工作原理：
數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，首先應(yīng)編制零件的加工程序,，這是數(shù)控機(jī)床的工作指令,。將加工程序輸入到數(shù)控裝置，再由數(shù)控裝置控制機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的變化,、起停,，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向、速度和位移量以及其它如刀具選擇交換,、工件夾緊松開和冷卻潤滑的開,、關(guān)等動(dòng)作，使刀具與工件及其它輔助裝置嚴(yán)格的按照加工程序規(guī)定的順序,、軌跡和參數(shù)進(jìn)行工作,，從而加工出符合要求的零件。
2）數(shù)控機(jī)床的組成：
數(shù)控機(jī)床主要由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置,、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體等四部分組成
2、設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)
普通車床（C618）的數(shù)控改造設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：總體方案的確定和驗(yàn)證,、機(jī)械改造部分的設(shè)計(jì)計(jì)算（包括縱向,、橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算）、主運(yùn)動(dòng)自動(dòng)變速原理及改造后的機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì),、機(jī)床調(diào)速電動(dòng)機(jī)控制電路的設(shè)計(jì),、電磁離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算。,。
本設(shè)計(jì)任務(wù)是對C618臥式車床進(jìn)行數(shù)控化改造,，實(shí)現(xiàn)微機(jī)對車床的數(shù)控化控制。利用微機(jī)對車床的縱向,、橫向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字控制,，并要達(dá)到縱向最小運(yùn)動(dòng)單位為0.01 /脈沖，橫向最小運(yùn)動(dòng)單位0.005 /脈沖,，主運(yùn)動(dòng)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速,，刀架要改造成自動(dòng)控制的自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架，要能自動(dòng)的切削螺紋,。
3,、數(shù)控部分的設(shè)計(jì)改造
1）數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定
數(shù)控系統(tǒng)按其運(yùn)動(dòng)軌跡可分為：點(diǎn)位控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng),。點(diǎn)位控制系統(tǒng)只要求控制刀具從一點(diǎn)移到另外一點(diǎn)的位置,，而對于運(yùn)動(dòng)軌跡原則上不加控制。連續(xù)控制系統(tǒng)能對兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)方向的位移進(jìn)行嚴(yán)格的不間斷的控制,。由于C618車床要加工復(fù)雜輪廓零件,，所以本微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)。
2）伺服進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改造
數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給系統(tǒng)按有無位置檢測和反饋可分為開環(huán)伺服系統(tǒng),、半閉環(huán)伺服系統(tǒng),、閉環(huán)伺服系統(tǒng)。
閉環(huán)控制方案的優(yōu)點(diǎn)是可以達(dá)到和好的機(jī)床精度,，能補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的各種誤差,，消除間隙、干擾等對加工精度的影響,。但他結(jié)構(gòu)復(fù)雜,、技術(shù)難度大、調(diào)式和維修困難,、造價(jià)高,。
半閉環(huán)控制系統(tǒng)由于調(diào)速范圍寬，過載能力強(qiáng)，又采用反饋控制,，因此性能遠(yuǎn)優(yōu)于以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)控制系統(tǒng),。但是，采用半閉環(huán)控制其調(diào)式比開環(huán)要復(fù)雜,，設(shè)計(jì)上也要有其自身的特點(diǎn),，技術(shù)難度較大。
開環(huán)控制系統(tǒng)中沒有位置控制器及反饋線路,，因此開環(huán)系統(tǒng)的精度較差,，但其結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)整,，所以常用于精度要求不高的場合,。
經(jīng)過上序比較，由于所改造的C618車床的目標(biāo)加工精度要求不高,，所以決定采用開環(huán)控制系統(tǒng),。
3）數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)
數(shù)控系統(tǒng)都是由硬件和軟件兩部分組成，硬件是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ),，性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能,。
數(shù)控裝置的設(shè)計(jì)方案通常有：
●可以全部自己設(shè)計(jì)制作
●可以采用單板機(jī)或STD模塊或工控機(jī)改制
●可以選用現(xiàn)成的數(shù)控裝置作少量的適應(yīng)化改動(dòng)
在普通機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造中，由于第一種設(shè)計(jì)周期較長且不經(jīng)濟(jì),，同時(shí)質(zhì)量也難于保證,。第二種則更加不經(jīng)濟(jì)。所以不課程設(shè)計(jì)將采取第三鐘方案,。
4,、機(jī)械改造部分的設(shè)計(jì)
1）主傳動(dòng)部分的改造設(shè)計(jì)
將原機(jī)床的主軸電動(dòng)機(jī)換成變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，無級調(diào)速部分由變頻器控制,。將原機(jī)床的主軸手動(dòng)變速換成有電磁離合器控制的主軸變速機(jī)構(gòu),。改造后使其主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分離，主軸電動(dòng)機(jī)的作用只是帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn),。
2）進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造
將原機(jī)床的掛輪機(jī)構(gòu),、進(jìn)給箱、溜板箱,、滑動(dòng)絲杠,、光杠等全部拆除�,？v向,、橫向進(jìn)給以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件經(jīng)一級齒輪減速后，由滾珠絲杠傳動(dòng),。
3）其它部件的改造
刀架部分：拆除原手動(dòng)刀架和小拖板,，安裝由微機(jī)控制的四工位電動(dòng)機(jī)刀架,，該刀架具有重復(fù)定位精度高、剛性好,、使用壽命長,、工藝性好等優(yōu)點(diǎn)。
二,、可行性論證
根據(jù)《自動(dòng)化制造系統(tǒng)》,，可行性論證使用戶建造自動(dòng)化制造系統(tǒng)項(xiàng)目前所進(jìn)行的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性分析報(bào)告，是上級主管部門審定和批準(zhǔn)立項(xiàng)的基本依據(jù),。同樣,，在進(jìn)行普通車床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造之前進(jìn)行合理的,、科學(xué)的可行性論證是必要的,。
根據(jù)傳統(tǒng)的論證方法，普通車床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造的可行性論證應(yīng)圍繞以下幾個(gè)方面進(jìn)行,，即企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營現(xiàn)狀及存在的問題分析,，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營目標(biāo)，改造的基礎(chǔ)條件,、目標(biāo),、技術(shù)方案、投資概算,、效益分析,，改造后車床的實(shí)施計(jì)劃，結(jié)論等,。
由于本設(shè)計(jì)僅作為大學(xué)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì),，故在此，設(shè)計(jì)者僅對改造的投資概算作一簡要的可行性論證,。
本改造設(shè)計(jì)是對普通車床C618進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造,。在改造設(shè)計(jì)中，采用的是廣州數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn)的GSK980T型數(shù)控系統(tǒng),，加上兩臺(tái)伺服電機(jī),，兩套滾珠絲杠副和相配的傳動(dòng)部分以及齒輪副，一臺(tái)變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī),，四個(gè)電磁離合器以及主傳動(dòng)部分的齒輪副,。這樣設(shè)備改造費(fèi)用和舊設(shè)備費(fèi)用總計(jì)不會(huì)超過15萬元。因此,，對普通車床作經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造適合我國國情,，是國內(nèi)企業(yè)提高車床的自動(dòng)化能力和精密程度的有效選擇。它具有一定的典型性和實(shí)用性,。

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