出，当步进电动机起动时，起时，㎝满足此机床所要求的空载起动力矩，所以必须采取升降速控制可用软件实现。当快速运动和切削进给时，由步进电机起动矩频特性图知该电动机能满足要求，根据上述计算综合分析，纵向进给系统采用步进电动机能满足要求。起动矩频特性运行矩频特性图步进电机起动矩频特性第四章主轴及机床控制系统的改造第节主轴电机的改进主轴系统的改进在对主轴的改进过程中，主轴系统基本保留主轴电机采用系列，采用兰州电机厂生产的交流鼠笼式感应电动机型号为系列。机电体化技术手册，配备相应的电气控制设备。可以实现主轴的正反转，主轴点动，主轴电机的热保护功能，如图所示。正转或反转命令通过面板操作写在程序中，由输出端口控制正转继电器或反转继电器，使接触器和动作，完成主轴的正反转切换，为减小主轴电机的起动电源，使用了三个接触器来完成电机的切换。为适应螺纹加工要求，主轴上安装了编码器，通过端口输入反馈到单元。热继电器的组常开触点接入输入点，当电机过热时，热继电器动作，使有效，单元产生报警，并切断主轴电机的电源。第二节主轴脉冲编码器的运用主轴脉冲编码器的概述脉冲编码器又称脉冲发生器，它是种直接用数字代码表示角位移及线位移的检测器。能把机械转角转变成电脉冲，是数控机床上使用广泛的位置控制装置。脉冲编码器控制方式的特点控制方式是非接触式的，无摩擦和磨损，驱动力矩小。由于光电交换器性能的提高，可得到较快的响应速度。由于照像腐蚀技术的提高，可以制造高分辨率高精度的光电盘，母盘制作后，图主轴电机电气控制原理图复制很方便，且成本底。抗污染能力差，容易损坏。二螺纹加工过程中编码器的作用虽然主轴的转速由机械控制，但在车螺纹加工中必须知道主轴转速，根据主轴计算进给速度。必须在主轴上安装光电编码器，光电编码器通常与主轴直接联结传动比，为保证切削螺纹的螺距准确，要求主轴转周工作台移动个导程，必须有固定的起刀点的退刀点。安装在轴上的光电编码器在切削螺纹时就可解决主轴旋转与坐标轴进给的同步控制。保证主轴每转周，刀具准确地移动个导程。此外，螺纹加工要经过几次切削才能完成，每次重复切削时，开始进刀的位置必须相同。为了重复切削不乱牙，数控系统在接收到光电编码器的转脉冲才开始螺纹切削的计算。其传动路线是主轴齿轮副脉冲编码器数控装置步进电动机纵横向进给。三编码器的选择根据加工精度的要求，选择了长春第光学仪器厂型编码器每转脉冲数为个。四安装步骤图所示拆下原有挂轮，加工两只齿和齿挂轮增加只中间继电器，由电门锁开关来控制机床的电源在电动刀架三相电源进线外加装快速熔断器和热继电器，保证刀架完全工作。图脉冲编码器的安装图脉冲编码器同步带轮同步带第三节刀架的设计改造刀架的目的普通车床的上带有手动刀架。根据加工要求和生产情况，对刀架进行改造，提高生产率降低工人劳动强度为实现自动化加工提供前提条件。二刀架的选择经过比较，选用常州宏达机床设备厂生产的型四工位电动刀架。作为车床的电动刀架。可以完成粗精车，车螺纹和切槽断等加工的换刀工作，结构简单且实用如图所示。刀架的转速驱动由三相微型异步电动机来驱动完成。三刀架的工作原理在加工过程中，选刀时在程序中输入被选刀具的的刀具号和刀沿号。单元通过的输出端口通过的接通电动刀架的正转继电器使刀架正转，当所选刀具到达加工位置时，刀架上的集成霍尔单元则发出信号，通过输入端口将的信息传递给单元结束选刀。其原理如图所示图中四根线分别接电动机的四个刀位信号低电平有效而的输入是高电平有效，因此使用四个直流继电器来完成高低电平的转换。四刀架的工作过程刀架的动作顺序电动机三相异步微型电动机减速机构蜗轮蜗杆上升机构螺旋机构实现刀架抬起刀架旋转电器信号确定霍尔元件电机反转粗定位反靠拢刀架下降精定位刀架压紧换刀终了信号执行加工程序图输入输出接线图五安装步骤拆下原有手动刀架在小拖板上钻四个安装孔并公丝手动抬起电动刀架逆时针方向转动电机使上刀体转度左右时即可覆出高装孔，然后固定刀架并用垫板来调其中心高度，再转至原状态，放下刀架主装后，适用功能换刀观察三相电源有没有接反运转时要达到轻松灵活无噪音的要求第四节机床导轨的设计机床导轨的作用是使机床运动部件沿定运动轨迹运动，它是机床主要基本结构要素之。机床的加工精度和使用寿命很大程度上取决于机床导轨的质量。数控机床使用的导轨，从类型上仍是滑动导轨滚动导轨和静压导轨。为提高机床的伺服进给的精度和定位精度，数控机床使用导轨都具有较低的摩擦系数和有利于消除低速爬行的摩擦特性。机床导轨般分为滑动导轨滚动导轨和静压导轨机床对导轨的要求导向精度高导向精度是指机床的运动部件沿导轨移动时的直线性和与有关基面之间的相互位置的准确性。无论在空载或切削状态下都应有足够的导向精度。影响导轨精度的主要原因除制造精度外，还有导轨的结构形式装配质量导轨及其支承件的刚度和热变形等。耐磨性好导轨的耐磨性是指导轨在长期使用过程中能否保持定的导向精度。因导轨在工作过程中有磨损，故应力求减小磨损量，并在磨损后能自动补偿或便于调整。足够的刚度导轨受力变形会影响部件之间的导向精度和相对位置，故要求导轨应有足够的刚度。为了减轻或平衡外力的影响，数控机床常采用加大导轨面的尺寸提高刚度。低速运动平稳性应使导轨的摩擦阻力小，运动轻便，低速运动时无爬行现象。结构简单工艺性好所设计的导轨应使制造和维修方便，在使用时便于调整和维护。而对于数控机床进给运动导轨则应有更高要求。高速进给时不振动，低速进给时不爬行，有高的运动灵敏性能在重载下长期连续工作，耐磨性好，精度保持性好等。数控机床使用的导轨，从类型上仍是滑动导轨滚动导轨和静压导轨。为提高机床的伺服进给的精度和定位精度。第五节坐标系的建立轴的限位机械工业出版社第二卷隋明阳机械设计机械工业出版社中国机械工业教育协会组编数控技术机械工业出版社中国机械工业教育协会组编机械制造基础机械工业出版社丁树模主编机械工程学机械工业出版社郑晓峰主编数控原理与原理机械工业出版社陈富安主编数控原理与原理人民邮电出版社李雪梅主编数控机床电子工业出版社参考返回电路机床坐标系是机床固有的坐标系它是其它坐标系如工件坐标系编程坐标系的基准车床的坐标原点，定在卡盘基座与主轴中心的交点上，如图所示，数控系统是通过检测参考点的具体位置来确定机床坐标系的，我们选用两个接进开关，轴方向与轴方向各安装个在床身上，用于建立参考点，当移动刀架，两个接近开关都有信号输出时，刀架的当前位置即为参考点，测量及，并将它们写入机床数据参考点位置值，即可在数控系统中建立机床坐标系。二，轴的限位输入端设置为负逻辑经过分析现有数控机床的限位控制电路的缺陷，想出种新的限位控制方式，既负逻辑控制。其基本思路是使用限位行程开关的常闭触点，当限位开关没有压下点与断开，机床限位。这种接法消除因线路开路而产生限位失灵现象，提高了限位电路的可靠性。限位输入端采用负逻辑需对系统的相关参数进行修改。采用负逻辑的输入方法，这样有利害于提高数控机床的可靠性和安全性。如果机床的电路采用传统的继点器，接触器等元件实现逻辑功能则不宜采用负逻辑，因为他会导致部分继电器，接触器处于始终接触状态。这会造成损耗大，元件升温，寿命缩短等问题，并且元件间机械接触，还会因为震动等因素造成误动作。现代数控系统其控制逻辑由逻辑电子线路实现不会出现以上问题，本次数控改造使用的数控西门子数控系统，实现负逻辑输入要软件，硬件两方面配合才能实现。硬件连接数控机床中的输入点有以下两中连接方法，其中图所示的连接方法是正逻辑输入，其原理是当机床运动超程时压下行程开关，闭合内的光点欧合器件得点，认为该点的逻辑值为，信号有效，执行相关操作。这种方法的缺点在于当丛端子到输入点之间的线路接触不良或开路则会造成无效即使被牙下闭合，而导致机床出现大事故。图所示的是负逻辑输入的连接方法，信号输入使用行程开关的常闭触点。当正常情况下是闭合的。该输入点的逻辑值为，当被压下断开时输入点逻辑值为设为无效状态，而逻辑值设定为有效状态。如果从端子到的输入点之间的线路出现开或接触不良时，该点被认为有效，机场会立即报警，必须在电路连接良好的情况下才能正常运行。这中方法排除了因限位电路开路而造成的故障的可能性，机床的安全性得到提高。软件设置负逻辑需要把逻辑改为无效状态而逻辑为有效状态。其方法有两种在编程时通过程序实现。通过设定机床参数实现。在这两种方法种，要求数控系统具有可以对其输入，输出端口的逻辑有效状态进行修改的功能。西门子的数控系统既有此功能。本次改造对限位等影响机床安全的输入点才用负逻辑就是采用的第种方法。采用负逻辑存在的问题及对策数控机床的输入点采用负逻辑输入的方法使输入电路中的光电藕合器的发光二极管长期处于通电状态。但是由于该发光二极管的工作电流很小只有几毫安，输入电路只消耗即使毫瓦因此系统的消耗增加对功率几千瓦的机床来说可以忽略不计，同时发光二极管是冷光源，也不会导致系统发热。光点耦合器的工作寿命大于万小时，以每台机床每天工作小时计，可以保证机床正常工作多年，对机床寿命也不会造成影响。第六节配置用键和变频器的安装配置用键在数控系统的机床面板上有个可供用户配置使用的手动键，根据需要，我们分别将配置为主轴点动手动换刀和冷却启动停止的手动键。在系统中，不管是程序中启动主轴正转，还是按用户键实现主轴点动，输出点输出个高电频，控制电动刀架内部的正转继电器动作，刀架正转，当被选刀具到达加工位置时，刀架停止转动。当按下时，输出点输出个高点频，使冷却继电器得电，接通冷却泵的电源，有喷嘴对准工件的加工部位实行冷却，再按下时关闭冷却泵。二变频器的安装在