cw6163卧式车床数控化改造及横向进给设计

《cw6163卧式车床数控化改造及横向进给设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第一章绪论1.1数控机床的发展现状数控机床正在向精密、高速、复合、智能、环保的方向发展。精密和高速加工对传动及其控制提出了更高的动态特性和控制精度，更高的进给速度和加速度，更低的振动噪声和更小的磨损。问题的症结在传统的传动链从作为动力源的电动机到工作部件要通过齿轮、蜗轮副，皮带、丝杠副、联轴器、离合器等中间传动环节，在这些环节中产生了较大的转动惯量、弹性变形、反向间隙、运动滞后、摩擦、振动、噪声及磨损。虽然在这些方面通过不断的改进使传动性能有所提高，但问题很难从根本上解决，于是出现了“直接传动”的概念，即取消从电动机到工作部件之间的各种中间环节。随着电机及其驱动

2、控制技术的发展，电主轴、直线电机、力矩电机的出现和技术的日益成熟，使主轴、直线和旋转坐标运动的“直接传动”概念变为现实，并日益显示其巨大的优越性。直线电机及其驱动控制技术在机床进给驱动上的应用，使机床的传动结构出现了重大变化，并使机床性能有了新的飞跃。目前，世界先进制造技术不断兴起，超高速切削、超精密加工等技术的应用，柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求。为适应这种情况，数控机床正朝着以下几个方面发展。1.高速度、高精度化速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品质量。目前，数控系统采用位数、频率更

3、高的处理器，以提高系统的基本运算速度。同时，采用超大规模的集成电路和多微处理器结构，以提高系统的数据处理能力，即提高插补运算的速度和精度。并采用直线电机直接驱动机床工作台的直线伺服进给方式，其高速度和动态响应特性相当优越。在直线电机刚开始开发时，因其能实现高速加工而备受瞩目。但近年来，使用直线电机的目的已逐渐转向高精度化。也就是说，在直线电机的诸多优良特性中，很高的定位精度和圆弧插补精度尤其令人刮目相看。其原因是非接触式的驱动系统没有传统伺服电机旋转减速用的齿轮副、滚珠丝杠、耦合件等各种机械因素引起的误差，以及直线电机必然采用闭路控制。2.引进自适应控制技术31

4、智能化现代数控机床将引进自适应控制技术，根据切削条件的变化，自动调节工作参数，使加工过程中能保持最佳工作状态，从而得到较高的加工精度和较好的表面粗糙度，同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率。具有自诊断、自修复功能，在整个工作状态中，系统随时对CNC系统本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障，立即采用停机等措施，并进行故障报警，提示发生故障的部位、原因等。还可自动使故障模块脱机，而接通备用模块，以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求，其发展趋势是采用人工智能专家诊断系统。3．控制系统和数控系统小型化控制系统与数控系统小型化便于

5、将机、电装置结合为一体。目前主要采用超大规模集成元件、多层印刷电路板，采用三维安装方法，使电子元器件得以高密度安装，较大规模缩小系统的占有空间。而利用新型的彩色液晶薄型显示器替代传统的阴极射线管，将使数控操作系统进一步小型化。这样可方便地将它安装在机床设备上，更便于对数控机床的操作使用。1.2机床进行数控化改造的必要性由于当前市场竟争激烈，一个企业想要生存和发展就必须迅速地更新和开发出新产品，并且以最低的价格、最好的质量、最短的时间去满足市场需求的不断变化。目前来说，普通机床已不适应多品种，小批量生产的要求，而数控机床则综合了数控技术，微电子技术，自动检测技术等

6、先进技术，最适宜加工小批量、高精度、形状复杂、生产周期短的零件。因此，要对普通机床进行数控化改造以是迫不得已。数控机床与传统的普通机床相比有许多优点，而这些优点主要从数控机床的计算机系统来说主要表现在以下几个方面：1.计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该达到的运动量，因此可以加工出带有曲线或曲面以及带有锥度的零件。可以实现加工的自动化，加工效率高。2.计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。3.加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易。314.工序集中，减少了零件在机床间

7、的频繁搬运，大大降低了工人的劳动强度。5.拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种功能，因而可实现长时间无人看管加工。大大的提高了劳动生产率，缩短了生产周期，同时带来了很高的经济效益。31第二章CW6163卧式车床总体方案设计2.1设计任务本设计任务是对CW6163卧式车床进行数控化改造。大体步骤是将x轴（横向）、z轴（纵向）改为微机控制，采用步进电机驱动滚珠丝杠传动。其中x轴（横向）脉冲当量：0.005/mm脉冲，Z轴（纵向）脉冲当量：0.010/mm脉冲。1.实现功能：车削外圆、端面、圆弧、圆锥及螺纹加工。2.操作要求：起动、点动、单步运行、自动作循环、暂停、

8、停止。2.2总体方案的确