《【毕业设计】CA6140普通车床数控改造设计》修改意见稿
1、“.....步进电动机的失步步距角误差齿轮与丝杠等传动误差都将影响被加工零件的精度。开环系统仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机床,特别是简易经济型数控机床。半闭环控制数控机床半闭环控制数控机床的特点是在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角度检测装置如光电编码器等,通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移,然后反馈到数控装置中去,并对误差进行修正。半闭环数控系统的调试比较方便,并且具有很好的稳定性。目前大多将角度检测装置和伺服电动机设计成体,使结构更加紧凑。闭环控制数控机床闭环控制数控机床的特点是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置,将测量的实际位移值反馈到数控装置中,与输入的指令位移值进行比较,用差值对机床进行控制,使移动部件混合控制数控机床将以上三类数控机床的特点结合起来,就形成了混合控制数控机床。混合控制数控机床特别适用于大型或重型数控机床。混合控制系统又分为两种形式开环补偿型控制方式。其特点是基本控制选用步进电动机的开环伺服机构,另外附加个校正电路......”。
2、“.....半闭环补偿型控制方式。其特点是用半闭环控制方式取得高速度控制,再用装在工作台上的直线位移测量元件实现全闭环修正,以获得高速度与高精度的统。数控机床的特点及应用范围数控机床的加工特点加工精度高目前数控机床的脉冲当量普遍达到了,而且进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿。数控机床的加工精度由过去的提高到。定位精度年代初中期已达到。对加工对象的适应性强在数控机床上改变加工零件时,只需重新编制更换程序,输入新的程序后就能实现对新零件的加工。自动化程度高,劳动强度低数控机床对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的,操作者除了操作面板装卸零件关键工序的中间测量以及观察机床的运行外,其他的机床动作直至加工完毕,都是自动连续完成,不需要进行繁重的重复性手工操作,劳动强度与紧张程度均可大为减轻,劳动条件也得到了相应的改善。生产效率高数控机床能有效的减少机动时间与辅助时间,每道工序都能选用最有利的切削用量......”。
3、“.....因而消耗在快进快退和定位的时间比般机床少得多。良好的经济效益在单件小批量生产的情况下,可以节省工艺装备费用辅助生产工时生产管理费用及降低废品率等,因此能够获得良好的经济效益。有利于现代化管理用数控机床加工零件,能准确地计算零件的加工工时,并有效地简化了检验和工夹具半成品的管理工作。这些特点都有利于使生产管理现代化。数控机床的应用范围数控机床最适合加工具有以下特点的零件多品种小批量生产的零件形状结构比较复杂的零件精度要求高的零件需要频繁改型的零件价格昂贵,不允许报废的关键零件需要生产周期短的急需零件批量较大,精度要求高的零件。第二章经济型车床数控改造总体方案的确定设计任务采用标准语言,绝对增量方式混合编程。连续方式控制,向二轴。脉冲当量向,脉冲向脉冲。快速定位速度轴为,轴为。最大编程尺寸士,位数码管。最大加工速度直线为,圆弧为。螺纹加工公制,英制牙吋。数控系统程序存储器和数据存储器各。总体数控改造方案设计本次设计属于经济型数控化改造......”。
4、“.....以降低成本。总体方案为本设计利用数控装置对普通车床进行控制,主传动系统部分采用交流调频主轴电动机经带轮及分级齿轮变速箱驱动主轴,通过变频器和齿轮变速箱实现分段无级变速进给系统采用步进电机通过减速后驱动滚珠丝杠运动,在纵向进给系统中通过级齿轮减速后驱动滚珠丝杠,在横向进给系统中通过二级齿轮减速驱动滚珠丝杠刀架改为自动转位刀架四工位从而实现自动换刀通过系列单片机对数据进行计算处理,由接口输出步进脉冲信号控制进给速度和行程为了保持切削螺纹的功能,要在主轴外端或其它适当部位装上脉冲发生器将车床的手动尾座改造成为可控电动尾座。第三章主传动系统设计概述主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统,它应具有定的转速和定的变速范围,并能方便地实现运动的开停变速则向方向进给步,新的动点坐标值为,因此新的偏差函数为所以根据式和可以看出,采用递推算法后,偏差函数的计算只与终点坐标值,有关,而不涉及动点坐标,的值,且不需要进行乘法运算......”。
5、“.....该算法相当简单,易于实现。但要步步速推,且需知道开始加工点处的偏差值。般是采用人工方法将刀具移到加工起点对刀,这时刀具正好处于直线上,当然也就没有偏差,所以递推开始时偏差函数的初始值为。④终点判别由于插补误差的影响,刀具的运动轨迹可能不通过被加工直线的终点,。即在有些情况下,刀具的横坐标与纵坐标不可能同时满足以下两式因此,不能用以上条件来判断直线是否加工完毕。通常根据刀具沿轴所走的总步数判断终点。从直线的起点图移动到终点,刀具沿轴应走的步数为,沿轴应走的步数为,沿,两坐标轴应走的总步数为十刀具运动到点,时,沿,轴已经走过的步数为若与相等,说明直线已加工完毕,插补过程应该结束。否则,说明直线还没有加工完毕。对于逐点比较插补法,每进行个插补循环,刀具或者沿轴走步,或者沿轴走步,因此插补循环数与刀具沿,轴已走的总步数相等。这样就可以根据插补循环数与具沿,轴应进给的总步数是否相等判断终点,即直线加工结束的条件为逐点比较法Ⅰ象限逆圆插补基本原理偏差判别在圆弧加工过程中......”。
6、“.....可用动点到圆心的距离大小来反映。如图所示,假设被加工的零件轮廓为Ⅰ象限逆圆弧,刀具在动点,处,圆心为半柱为。通过比较动点到圆心的距离与圆弧半径之间的大小,就可反映出动点与圆弧之间的相对位置关系,即当动点,正好落在圆弧上时,则有下式成立当动点落在圆弧外侧如在处时,则有下式成立当动点落在圆弧内侧如在处时,则有下式成立为此,可取圆弧插补时的偏差函数表达式为进步可以从图中直观看出,当动点处于圆外时,为了减小加工误差,应向圆内进给,即向轴方向走步。当动点落在圆弧内部时,为了缩小加工误差,则应向圆外进给,即向轴方向走步。当动点正好落在圆弧上时,为了使加工进给继续下去,和两个方向均可以进给,但般情况下约定向轴方向进给。坐标进给综上所述,可总结出逐点比较法Ⅰ象限逆圆弧插补的规则如下当时动点在圆外,向轴进给步当时动点正好在圆上,向轴进给步当时动点在圆内,向轴进给步新偏差计算在式中,要求出偏差之值必须进行平方运算......”。
7、“.....为简化计算,可进步推导其相应的递推形式表达式。现假设第次擂补后动点坐标为对应的偏差函数为若,则向轴方向进给步,获得新的动点坐标值为因此,新的偏差函数为所以同理,若,则向轴方向进给步,获得新的动点坐标值为,因此可求得新的偏差函数为所以通过式,可以看出递推形式的偏差计算公式中除加减运算外,只有乘以的运算,而乘以的运算可等效为二进制数左移位,显然比原来平方运算简单得多。另外,进给后新的偏差函数值除与前点的偏差值有关外,还与动点坐标,有关这与直线插补不相同,而动点坐标值随着插补的进行是变化的,所以在插补的同时还必须修正新的动点坐标,以便为下步的偏差计算作好准备。④终点判别图的圆弧是所要加工的圆弧,起点为终点为,。加工完这段圆弧,刀具在轴方向应走的步数为在轴方向应走的步数为,在,两个坐标轴方向应走的总步数为此式对顺圆插补同样适用。加工完圆弧时,插补循环数应与相等,即。这就是判别圆弧是否加工完毕的依据......”。
8、“.....针对现有常规普遍车床的缺点,提出数控改装方案和单片机系统设计,提高加工精度和扩大机床使用范围,并提高生产率。经过本次改造后,车床实现系列单片机控制系统,步进电机开环控制,具有直线和圆弧插补功能,具有升降速控制功能。可大大地提高加工工效,加工质量可以得到稳定,并保留了原机床的特性。加工有效行程轴分别为最大速度轴分别为手动速度为手动快速为轴分别为纵向进给脉冲当量为,横向进给脉冲当量为,数控刀架可进行个方位的转换选择,其重复定位精度在以下,夹紧力在以上,实现了开环数控自动化加工,增强了其适用性,稳定了零件的加工质量,并保留了原机床的基本结构和部分工作性能,能节约资金,缩短生产周期,是工厂进行机械设备技术化改造的趋势。改造后的机床专用性强,没有多余的功能结构简单,易于维修,改造周期短,且提高了机床的性价比......”。
9、“.....张新义经济型数控机床系统设计与实例机械工业出版余英良机床数控改造设计与实例机械工业出版社蔡悦华,刘文清,何哲明基于单片机的普通机床数控改造常德师范学院学报自然科学版陈艳红,韩洪涛型车床的数控改造与实践机床与液压廖效果数控技术湖北科学技术出版社赵长德微机原理与接口技术中国科学技术出版社刘甘娜微机原理与接口技术西安交通大学出版社刘希金机床数控系统故障检测及维修北京兵器工业出版社,刘宝廷,程树康步进电机及其驱动控制系统哈尔滨哈尔滨工业大学出版社,王炳实机床电气控制北京机床工业出版社,王也仿可编程控制器应用技术北京机床工业出版社,张毅刚等单片机应用设计哈尔滨哈尔滨工业大学出版社,刘文信等机床数控技术北京机械工业出版社,致谢经过三个月的忙碌和工作,我的大学毕业设计已经接近尾声,作为个本科生的毕业设计,由于所学知识有限经验的匮乏,难免有许多考虑不周全的地方......”。