CA6140普通（tōng）車床的（de）數控係統設計與研究-數控機床市場網

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CA6140普（pǔ）通車床的數控係統設（shè）計與研究

2016-10-17 來源：湖北（běi）省丹江口市（shì）漢江集團電廠作（zuò）者：肖（xiāo）秋雯

摘（zhāi）　要　作（zuò）為現（xiàn）行（háng）較為常見的機床，普通車床在優勢上主要表現為（wéi）加工範圍（wéi）、技術（shù）參數範圍等（děng）方麵較廣，成為現代機械加工行業中（zhōng）青睞（lài）的重要內容（róng）之一（yī）。然而實際應用中（zhōng），CA6140 普（pǔ）通車床本身不具備較高的生產效率與自動化程度，對複雜零件、精密零件的（de）加工很（hěn）難適用。在（zài）此背景下，便要求做好數控化加工工作，確保車床投入使用後（hòu）能夠獲取更多的經（jīng）濟效益。本文主要（yào）對（duì）CA6140 普通車床數（shù）控化改造的必要性、車床改造的（de）總體方案以及車（chē）床數控係統設計的具體思（sī）路進行探析。

關鍵詞（cí）:CA6140普通車床；數控改造；係統設計

前（qián）言

數控機床（chuáng）的（de）應用為大多機械加工企業帶來（lái）極多的經濟效益。但企業在數控（kòng）機床使用引入過程中仍需考慮到機床價格問題，甚至（zhì）部分企業難以承擔起機床的購置費用以及後期的維護與（yǔ）保養（yǎng）費用。這就要求結合現行普通機床應用現狀，采取相應的數控化改造措施，既有利於產品（pǐn）加（jiā）工質量的保障，也可使生產效率得（dé）到提高。因此，本文對CA6410 車床（chuáng）數控係統設計研究，具有（yǒu）十分重要的意義。

一、車（chē）床（chuáng）數控係統改造的必要性

車床數控係統改造的必要性主要可從微觀與（yǔ）宏觀兩個角度研究。從微（wēi）觀角度看，相比傳統機床，數控（kòng）機床在應用（yòng）過程中可使（shǐ）曲麵較為複雜、曲（qǔ）線形式的零（líng）件被加工出來，且（qiě）由（yóu）於係統運行中可利用計算機運算技術，這樣曲麵或曲線的設定都極為準確。同時（shí），車床數控係統改（gǎi）造中，加工零件精度可得以保障，整（zhěng）個加工工序比較集中，且（qiě）融入一定的自動補償、自動監控以及（jí）預警功能，解決傳統人工（gōng）勞動強度過高以及生產周期過長等問題。而從宏（hóng）觀角度看，國外在機械工業領域中，對信息技術的應用起步較早，這樣所加工的產品（pǐn）在國際市場中也占有極大的競（jìng）爭（zhēng）優勢，相比之下，我國在機械工業領域改造方（fāng）麵起（qǐ）步較晚（wǎn），整體數控化率極低，很（hěn）大程度需依（yī）托於進口機電產品，由此可見，機床（chuáng）數（shù）控化改造工作的（de）開展極為必要[1]。

二、CA6140普通車床數控改（gǎi）造的方案

數控機床係統（tǒng）改造中，本文主要選取（qǔ）CA6140 作為主要類型（xíng），其所加工的零件主要以螺紋零件、盤（pán）類零件以及中小型軸類零件為主。機床（chuáng）在實際操作（zuò）中需保證（zhèng）對主軸正反轉進行有效控製，確保主軸變速能夠（gòu）滿足不同切削速度要求，同時，應保證（zhèng）刀架（jià）在進給運動方麵（miàn）可做到橫向、縱向運動。通過車床改造後，可使所有機械加（jiā）工任務順利（lì）完成，且車床在生產效率、加工精度等方麵都可得到（dào）保障。從現行大多CA6140 車床使用現狀看，在實際改造中要求通過數控係統使其加工（gōng）順序保持合理，整個係統能夠通過I/O 向Z 軸、X 軸（zhóu）步進電機進行指令的傳輸，這樣在刀架運動合理的情況下（xià），橫向進（jìn）給運動、縱（zòng）向進給運動便能順利完成。而在指令發出中，應（yīng）包括換（huàn）刀指令，其主要（yào）指對三相電（diàn）動機利（lì）用刀架控（kòng）製器（qì）進行控製，使刀架轉（zhuǎn）位功能得以實現，配（pèi）合（hé）相應的脈（mò）衝編碼器，整個加工工序將更為合理。

在方案確定中，首先考慮做好主要配置（zhì）選擇工作。本（běn）文在研（yán）究中將CSK980T 係統引入其中，其在特點上主要表現為：①步進（jìn）電（diàn）機選擇上主要以（yǐ）混合式（shì）為主，其可在滾（gǔn）珠螺（luó）母絲（sī）杠傳動作用下使橫向（xiàng）、縱向（xiàng）自動進給目標得以實現；②將四個工位電（diàn）動刀架（jià）設置其中，使換刀控製滿足自動化要求；③引用半（bàn）防護設計方式，使整機更（gèng）便於操作並保（bǎo）證美觀性；④加工方式選（xuǎn）取帶螺紋形式。其次（cì），在（zài）改造要點（diǎn）方麵，要求（qiú）從主傳動係統、進給傳動係統兩方麵著手。前（qián）者要求將傳統車床中的刀（dāo）架、溜板箱（xiāng）以及進給箱去除，而其他導軌、溜板（bǎn）以及主軸箱應進行保留。後者在（zài）改造中，要求利用縱向步進電機取代傳統進給箱，並使其連接件、支（zhī）撐件以及溜板連接件等按照相關要求進行（háng）設計[2]。

三、車床（chuáng）數控係統設計的具體思路

（一）車床主運動係統設計（jì）思路

在數控係統（tǒng）設計中，因（yīn）變速傳動係統在類型上（shàng）不同，所以主傳動係統在設計中需充分考（kǎo）慮這（zhè）些內容。從變速係統的類型看，主要（yào）體現在無級變速、有級變速兩方（fāng）麵，其中無（wú）級變速係統中（zhōng），可根據車（chē）床應用需求，選擇機械無級變速、液壓無級變速（sù）以及電器無級變速（sù）等裝置。而在有級變速係統方麵，其對於中小型機床較為適用，但由於其存在無法滿足自動（dòng）變速要求問題，所以在設計中應以無級變速器為主。事（shì）實上，無級變速器在應用中對於100-4000r/min 的變速範圍很難滿足，所以需注意將串聯（lián）分級變速結構設（shè）置於無級變速係統中，以此解決變速範圍（wéi）較窄的問題。另外，係統設計中應在主軸部分（fèn）進行改造，該部分改動中需考慮到：第一，假若傳統主軸（zhóu）包（bāo）含潤滑、正反轉以及變速等功能，可直接將電機裝（zhuāng）設其中以滿足驅動要求，但需防止改造後因主電機發生轉速變換或（huò）反正而造成係統失靈。第（dì）二，假若改造中無需對機械變速換擋問題進行考（kǎo）慮，可利用速度鏈使（shǐ）主軸箱齒輪組被固定，其目的在於防（fáng）止有安全事（shì）故（gù）出現。

（二）車床進給係統改造設計思路

改造車床（chuáng）進給係統（tǒng）中，主要從縱向、橫向（xiàng）進給係統兩方麵著（zhe）手。如在縱向係（xì）統改造方麵，要求以加工件拖動扭矩、精度要求作為依據，完成絲杠（gàng）的選用，若對（duì）精度要求不（bú）高，可將滑動絲（sī）杠引入其中。在此基礎上還需做（zuò）好（hǎo）步進電動機選擇工作，如常見的永磁感應式步進電動機，對係統綜合性（xìng）能的提高可起到明顯的作用。、另外，在縱向（xiàng）進給係（xì）統設計中，主要需考慮到齒輪間（jiān）隙消除問題，可對螺釘采取人工調整方式，有利於（yú）係統功能的發揮（huī）。除此之外，數控係統設計中（zhōng）對脈衝發（fā）生器（qì）、刀架、電控櫃、箱體以及導軌都需做好改（gǎi）造工作。在所有係統構件改造完（wán）成後，還需進行調試（shì），確保無誤後才（cái）可投入使用[3]。

四、結論（lùn）

CA6140 普通車床數控化改造是適應現代機械工業信息化技術應（yīng）用的必然（rán）要求。實際改造（zào）中應正確認識傳（chuán）統車床應用的弊端（duān）以及改造的必要性，在（zài）確（què）定改造（zào）總體（tǐ）方案的（de）基礎上，對主運動係統、進給（gěi）係統以及（jí）其他部件進行改造，以此達到數控化改造的目標，推動我國機械工業的整體發展。

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