普通车床数控化改造课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,合肥工业大学,绿色设计与制造工程研究所,合肥工业大学,绿色设计与制造工程研究所,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,普通卧式车床结构,普通卧式车床结构,普通卧式车床,普通卧式车床,普通车床数控化改造课件,卧式简易型数控车床,卧式简易型数控车床,卧式简易型数控车床,卧式简易型数控车床,螺纹编码器,电动卡盘,螺纹编码器电动卡盘,普通车床数控化改造课件,一、卧式车床,数控化,改造要求,对普通车床进行数控化改造，主要是将纵向和横向进给系统改成用微机控制的、能独立运动的进给伺服系统；将手动刀架换成能自动换刀的电动刀架。这样，利用数控装置，车床就可以按预先输入的加工指令进行切削加工。由于加工过程中的切削参数、切削次序和刀具都可按程序自动进行调节和更换，再加上纵、横向的联动进给功能，所以，改造后的车床就可以加工出各种形状复杂的回转零件，并能实现多工序集中，从而提高生产效率和加工精度。,一、卧式车床数控化改造要求 对普通车床进行数控,二、,总体方案的确定,总体方案应考虑车床数控系统的运动方式、进给伺服系统的类型、数控系统,的选择，以及进给传动方式和执行机构的选择等。,（,1,）普通车床数控化改造后应具有单坐标定位，两坐标直线插补、圆弧插补以及螺纹插补的功能。因此，数控系统应设计成连续控制型。,二、总体方案的确定总体方案应考虑车床数控系统的运动方式、,（,2,）根据系统的功能要求，需要扩展程序存储器、数据存储器、键盘与显示电路、,I/O,接口电路、,D/A,转换电路、串行接口电路等；还要选择电动机的驱动电源以及主轴电动机的交流变频器等。（,3,）为了达到技术指标中的速度和精度要求，纵、横向的进给传动应选用摩擦力小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副；为了消除传动间隙提高传动刚度，滚珠丝杠的螺母应有预紧机构等。,（2）根据系统的功能要求，需要扩展程序存储器、数据存储器、键,（,4,）计算选择步进电动机，为了圆整脉冲当量，可能需要减速轮副，且应有消除间隙机构。,（,5,）选择四工位自动回转刀架与电动卡盘，选择螺纹编码器等。,（4）计算选择步进电动机，为了圆整脉冲当量，可能需要减速轮副,三、机械系统的改造方案,1,主传动系统的改造方案,对普通车床进行数控化改造时，一般可保留原有的主传动机构和变速操纵机构，这样可减少机械改造的工作量。主轴的正转、反转和停止可由数控系统来控制。 考虑到,要提高车床的自动化程度，需要在加工中自动变换转速，,可用交流变频器来控制主轴电动机以实现无级变速。,三、机械系统的改造方案1主传动系统的改造方案 对,2,安装电动卡盘,为了提高加工效率，工件的夹紧与松开采用电动卡盘，选用呼和浩特机床附件总厂生产的,KD11250,型电动三爪自定心卡盘。卡盘的夹紧与松开由数控系统发信控制。,2安装电动卡盘为了提高加工效率，工件的夹紧与松开采用,3,换装自动回转刀架,为了提高加工精度，实现一次装夹完成多道工序，将车床原有的手动刀架换成自动回转刀架，选用常州市宏达机床数控设备有限公司生产的,LD4B-CK6140,型四工位立式电动刀架。实现自动换刀需要配置相应的电路，由数控系统完成。,3换装自动回转刀架为了提高加工精度，实现一次装夹完成多,4,螺纹编码器的安装方案,螺纹编码器又称主轴脉冲发生器或圆光栅。数控车床加工螺纹时，需要配置主轴脉冲发生器，作为车床主轴位置信号的反馈元件，它与车床主轴同步转动。,4螺纹编码器的安装方案 螺纹编码器又称主轴脉冲发生器,1,、,同轴安装,同轴安装是指将编码器直接安装在主轴后端，与主轴同轴，这种方式结构简单，但它堵住了主轴的通孔。,2,、,异轴安装,异轴安装是指将编码器安装在床头箱的后端,。需要注意的是，编码器的轴头与安装轴之间必须采用无间隙柔性联接，且车床主轴的最高转速不允许超过编码器的最高许用转速。,1、同轴安装 同轴安装是指将,5,进给系统的改造方案,（,1,）拆除挂轮架所有齿轮，在此寻找主轴的同步轴，安装螺纹编码器。（,2,）拆除进给箱总成，在此位置安装纵向进给伺服电动机与同步带减速箱总成。（,3,）拆除溜板箱总成与快走刀的齿轮齿条，在纵溜板的下面安装纵向滚珠丝杠的螺母座与螺母座托架。,5进给系统的改造方案 （1）拆除挂轮架所有齿轮，在此,（,4,）拆除四方刀架与上溜板总成，在横溜板上方安装四工位立式电动刀架。（,5,）拆除横溜板下的滑动丝杆螺母副，将滑动丝杆靠刻度盘一段锯断保留，拆掉刻度盘上的手柄，保留刻度盘附近的两个推力轴承，换上滚珠丝杠副。（,6,）将横向进给伺服电机通过法兰座安装到横溜板后部的纵溜板上，并与滚珠丝杠的轴头相联。（,7,）拆去三杆（丝杆、光杆与操纵杆），更换丝杆的右支承。,（4）拆除四方刀架与上溜板总成，在横溜板上方安装四工位立式电,普通车床数控化改造课件,四、进给传动部件的计算和选型,纵、横向进给传动部件的计算和选型主要包括：,1,、确定脉冲当量,2,、计算切削力,3,、,选择滚珠丝杠螺母副,4,、,设计减速箱,5,、,选择伺服电动机,四、进给传动部件的计算和选型纵、横向进给传动部件的计算和,五,、控制系统硬件电路设计,根据任务书的要求，设计控制系统的硬件电路时主要考虑以下功能：（,1,）接收键盘数据，控制,LED,显示；（,2,）接收操作面板的开关与按钮信号；（,3,）接收车床限位开关信号：（,4,）接收螺纹编码器信号；（,5,）接收电动卡盘夹紧信号与电动刀架刀 位信号；,五、控制系统硬件电路设计根据任务书的要求，设计控制系统的,（,6,）控制,X,、,Z,向伺服电机的驱动器；（,7,）控制主轴的正转、反转与停止；（,8,）控制多速电动机，实现主轴有级 变速；（,9,）控制交流变频器，实现主轴无级 变速；（,10,）控制冷却泵启动,/,停止；（,11,）控制电动卡盘的夹紧与松开；（,12,）控制电动刀架的自动选刀；（,13,）与,PC,机的串行通信。,（6）控制X、Z向伺服电机的驱动器；（7）控制主轴的正转、,控制系统原理框图,数控系统,隔离放大器,隔离放大器,隔离放大器,X,向伺服电动机,Z,向伺服电动机,刀架电动机,隔离放大器,主轴电动机,隔离放大器,隔离放大器,隔离放大器,冷却泵电动机,刀架刀位信号,限位开关信号,隔离放大器,卡盘电动机,螺纹光栅信号,交流变频器,主轴电动机,控制系统原理框图隔离放大器隔离放大器隔离,数控系统的选择,C6140,数控车床改造后联动轴数为,二轴联动,且传动精度要求比较高，所以，决定使用,JBK,一,306,型数控系统。,JBK,系统的核心是,MCS,一,51,系列的,8031,单片微机，采用,ISO,国际标准数控代码编程，能自动完成车削端面、内外圆、倒角等功能，并配有完备的,s,、,G,、,T,、,M,功能。该系统尔采用模块化设计，内部有计算机等四种模块。更换维修方便快速。,JBK,一,306,型系统应用最广 、功能较强 、操作使用更方便。,普通车床数控化改造课件,普通车床数控化改造课件,普通车床数控化改造课件,普通车床数控化改造课件,