正文結(jié)論參考文獻致謝分析

1、第一章 緒論11概述國內(nèi)外數(shù)控機床的發(fā)展狀況1946年世界上第一臺計算機在美國誕生，1952年世界上第一臺數(shù)控機床也在美國誕生，用于三軸镋銑床的加工，自此，數(shù)控機床的發(fā)展緊隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，近50年來，其數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個階段，六個時代的發(fā)展歷程。即第一階段叫邏輯數(shù)字控制（NC）階段，其經(jīng)歷了電子管、晶體管和小規(guī)模集成電路三個時代：第二階段叫計算機數(shù)字邏輯控制（CNC）階段，其經(jīng)歷了小型計算機、微處理器和 機床每隔23年就發(fā)展一代，日本、美 研制、開發(fā)方面走在世界前列，其中德國 西班牙 FAGOR系列、美國 CINCINATI 性和卓越的性能在世界各地贏得用戶的青睞。PC

2、機三個時代陰。目前，世界上數(shù)控 國、德國、西班牙等國家在數(shù)控機床的SIEMENS系列、日本 FANUC系列、 系列、法國 NUM系列，以其高的可靠 進入八十年代以來，市場競爭激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代極為迅速，規(guī)模生產(chǎn)效益顯著，而且隨著航空工業(yè)、汽車工業(yè)以及輕工業(yè)生產(chǎn)的高速增長，復(fù)雜型面零件越來越多，精度要求也越來越高，這就迫切要求加工這些零件的母機-機床向高度柔性的數(shù)控機床方向發(fā)展，其 在加工設(shè)備所占比例越來越高，其擁有量是衡量一個國家工業(yè)水平的標準。因此，世界其他各國也都在大力開發(fā)機械制造自動化技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計，美國通用電器公司數(shù)控機床占70%。從1982年起，日本機床產(chǎn)值數(shù)控化率超過80%，且主要生

3、產(chǎn)高檔數(shù)控機床。我國從1958年開始數(shù)控機床的研制，其主要工作是剖析國外數(shù)控機床。70年代中期，由于電子元器件的質(zhì)量和制造工藝水平差，致使國產(chǎn)數(shù)控機床的穩(wěn)定性、可靠性問題未從根本上得到解決。另外，售價也較貴，未能及時推廣。我國數(shù)控機床從八十年代重新開始起步發(fā)展，到1993年產(chǎn)量已增長 1828倍，產(chǎn)值數(shù)控化率從1%以下增長到12%。數(shù)控機床 生產(chǎn)逐漸形成批量，開始出現(xiàn)了一批以北京機床研究所為龍頭的機床廠。主要生產(chǎn)BF7、BF3等數(shù)控系統(tǒng)，后來又組建了許多經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家，如:武漢華中數(shù)控有限公司、南京大方股份有限公司、常州寶馬集團、西安微電子研究所等。數(shù)控機床一方面向大型、多功能方向發(fā)

4、展；一方面向經(jīng)濟型方向發(fā)展。所謂經(jīng)濟型數(shù)控機床就是指價格低廉、操作使用方便， 適合我國國情的裝有數(shù)控系統(tǒng)的高效自動化機床。由此可見，我國在作為機械制造自動化的數(shù)控機床設(shè)備，無論是在品種上、質(zhì)量上，還是在使用上，同世界先進水平比均有很大差距，這也是制約我國機械工業(yè)發(fā)展的重要因素。國內(nèi)外數(shù)控機床 改造的狀況數(shù)控機床的逐漸普及，數(shù)控系統(tǒng)的價格不斷降低，使得舊機床進行數(shù)控化改造的優(yōu)點更明顯，促使越來越多的機械加工廠選擇舊機床數(shù)控化改造作為設(shè) 備更新的途徑。世界各國，包括許多工業(yè)發(fā)達的國家相繼成立了機床修復(fù)公司、 翻新公司或改造公司，承擔舊機床數(shù)控改造的任務(wù)，并成功的改造了一些大型和重型機床。德國的Sh

5、iness公司在1981年把一臺加工直徑為19m的超重型立式車床改裝成數(shù)控機床。該機床是1929年生產(chǎn)的，當時曾是世界上最大的機床，其改造內(nèi)容有：工作臺導(dǎo)軌改裝為靜壓導(dǎo)軌，承載能力增加了50%:主傳動采用半導(dǎo)體可控硅控制，取代老式機組的傳動;刀架的滑動導(dǎo)軌改為滾動導(dǎo)軌:增加測 量顯示裝置，配置數(shù)控系統(tǒng)等。該機床的全部改造費用僅為當時同類規(guī)格新機 床價格1200萬馬克的28.9%，其中大修費用占7.9%，數(shù)控改造費用占20%。該公司還改造了一臺最大加工直徑為14m的超重型立式車床，全部改造費用為當時同類規(guī)格新機床價格800萬馬克的。香港理工大學的工業(yè)中心是國際上現(xiàn)代培訓(xùn)公認的楷模，它的數(shù)控化機床

6、 占機床總數(shù) 72%，其中就約有 10%的數(shù)控化機床便是舊機床改造而來的，從設(shè) 備運行情況來看，改造后的設(shè)備取得令人滿意的效果。我國常柴股份公 司曾經(jīng)改造 一臺仿形銑床，改造費用40萬，節(jié)約投資近250萬元，用其加工 N485柴油機鑄造用模具，每套外協(xié)加工費用270萬元，不到三個月時間， 此臺仿形銑床完成了兩套 N485模具和20套空調(diào)模具的加工。 根據(jù)常柴股份公司對已完成數(shù)控化改造的11臺加工中心和1臺仿形銑床投入運行后統(tǒng)計，新增產(chǎn)值達到3000多萬元，取得了良好的經(jīng)濟效益。當然，也有許多失敗的例子。如：航天部國營 507廠，在八十年代曾經(jīng)對70年代產(chǎn)品牡丹江廠的一臺C620-1型舊車床進行

7、數(shù) 控化改造，但由于對機床數(shù)控化改造工藝論證不充分，所選用的數(shù)控系統(tǒng)性能不穩(wěn)定等原因?qū)е率?。我國從八十年代初期開始進行機床數(shù)控化改造技術(shù)研究和推廣，到現(xiàn)在已 有二十多年的歷史。這中間取得了不少經(jīng)驗，但失敗的教訓(xùn)也不少。由于機床 數(shù)控化改造工藝的不完善，使得改造目前大都局限在中、小型車、銑床的數(shù)控 化改造上，這和工業(yè)發(fā)達國家的水平尚有很大差距，因此，筆者對具體機床數(shù) 控化改造工藝方案研究為例，提出了對機床數(shù)控化改造工藝的研究模式。機床數(shù)控化改造的優(yōu)點采用國內(nèi)外先進工藝、先進技術(shù)對舊機床進行改造有以下優(yōu)點：1. 機床改造針對性強，容易適宜生產(chǎn)的要求。因為機床的改造方案是根據(jù) 原機床中存在的問題提

8、出的，需要改哪些地方，改到什么程度都有的放矢，能 與生產(chǎn)緊密結(jié)合，可以直接將科學技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，使企業(yè)有積極性。2. 機床改造可以充分利用 原機床的絕 大部分，大大 節(jié)約原材料和 資金，同時見效快，改造周 期短，可滿足生產(chǎn)急需。因為舊機床數(shù)控化改造大部分床身、立柱等主要基礎(chǔ)件和許多傳動部分不需更換，與新機床制造格比只需其 1/10-1/15的時間，工期大大縮短，從而節(jié)約了成本，解決了生產(chǎn)急需。3. 改造后的機床性能穩(wěn)定可靠，機床應(yīng)用范圍得到擴大，適應(yīng)多品種、小 批量的零件生產(chǎn)。這是因為機床的大型結(jié)構(gòu)件一般是鑄鐵制成的，而鑄鐵件年 代越久則時效越充分，精度比新鑄件更加穩(wěn)定。改造不需要改變支撐類

9、大型構(gòu)件，只需修復(fù)或更換若干中小型部件就可獲得與新機床類似效果。改造后的機 床功能有較好的提高，除了保留原有功能外，還可以滿足各種復(fù)雜型面類零件 加工，極大地擴大了機床的應(yīng)用范圍。4、經(jīng)過數(shù)控化改造，可以有效提高工件加工精度和生產(chǎn)效率。因為改造時可根據(jù)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展要求，及時提高生產(chǎn)設(shè)備的自動化水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次。如某單位 的立式車床改造后，加工球體 軸承座零件，其 2m直徑 偏差僅為0.035mm，滿足了設(shè)計要求，并且機床改造后的工作效率提高了5-6倍。5、 可以充分發(fā)揮企業(yè)現(xiàn)有技術(shù)力量的作用，調(diào)動技術(shù)人員的積極性；同時降 低對工人技術(shù)水平的要求。6、通過數(shù)控化改造，可以掌握設(shè)備

10、的構(gòu)造和性能，為工科院校培養(yǎng)了數(shù)控技 術(shù)人才，為學生更好地服務(wù)。在改造期間，工科院校通過拆解舊機床，裝配新部件等改造過程，間接培養(yǎng)了數(shù)控人才，對機床的特性有了較詳細的了解，在 操作使用和維護方面培訓(xùn)時間短、見效快。機床數(shù)控化改造 的必要性和可能性數(shù)控機床在現(xiàn)代機械加工中起著舉足輕重的作用，機床數(shù)控化率己成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志。提高機床數(shù)控化率有兩個途徑；一是購買新的數(shù)控機床，即更新設(shè)備；二是改造舊機床，配置數(shù)控系統(tǒng)，把舊機床改造成數(shù)控機床。所謂機床的數(shù)控化改造是指應(yīng)用現(xiàn)代的數(shù)控成熟技術(shù)和經(jīng)驗，以適應(yīng)生產(chǎn)的具體要求為目的，改變現(xiàn)有機床的結(jié)構(gòu)，給舊機床換上新部件、新裝置、新 附件，提高

11、現(xiàn)有機床的技術(shù)性指標，使之全部或局部達到新數(shù)控機床的水平。機床數(shù)控化改造主要內(nèi)容有以下幾點：其一是恢復(fù)原功能， 對機床、生產(chǎn)線存在的故障部分進行診斷并恢復(fù)；其二是NC化，在普通機床上加數(shù) 顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成 NC機床、CNC 機床；其三是翻新，為提高精度、效率和自動化程度，對機械、電氣部分進行翻 新，對機械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度，對其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系統(tǒng)以最新CNC進行更新；其四是技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或為了使用新工藝、新 技術(shù)，在原有基礎(chǔ)上進行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度地提高水 平和檔次的更新改造。我國現(xiàn)有機床大約四百多萬臺，其中40%以上是

12、車床，多數(shù)機床役齡都很長，尤其是大型和重型機床的役齡更長，這些機床結(jié)構(gòu)一般陳舊，操作部分復(fù) 雜，測量系統(tǒng)，控制系統(tǒng)落后。把這些性能落后、生產(chǎn)率低的機床全部閑置或 淘汰，用新的機床去取代是不現(xiàn)實的。重型機床，特別是現(xiàn)代化的數(shù)控機床價 格都非常昂貴，我國是一個發(fā)展中國家，國家財力薄弱、資金短缺，不可能花 大量的資金添置新的數(shù)控機床，把舊機床改造成經(jīng)濟型數(shù)控機床的意義就更加 明顯了。對普通機床和舊機床進行數(shù)控化改造是可行的。首先國家政策是支持的， 我國經(jīng)濟增長方式正在由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，集約型經(jīng)濟增長方式就是以經(jīng) 濟效益為中心，主要依靠科技進步和提高勞動者素質(zhì)，重點放在現(xiàn)有企業(yè)的挖 潛改造、充實和

13、提高上，也就是運用高新技術(shù)對老設(shè)備進行改造，以大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，達到提高經(jīng)濟效益的目的：二是技術(shù)上的保障，近年來，微電子技術(shù)的發(fā)展、電子計算機的應(yīng)用、傳感技術(shù)、粘結(jié)技術(shù)等新工藝、新產(chǎn) 品出現(xiàn)都為機床數(shù)控化改造提供了充足的后備力量；三是在經(jīng)濟方面， 機床數(shù)控化改造針對性強、投資少、資金利用率高，許多基礎(chǔ)部件仍可利用，可以縮短 改造周期并降低生產(chǎn)成本。另外籌集資金相對容易一些。購買一臺新的數(shù)控機床一般需幾十到幾百萬元，改造一臺只需幾萬到十幾萬元即可，資金回收快。1.2課題研究背景和目標加入世貿(mào)組織后，中國正在逐步成為世界制造中心”。制造設(shè)備的大規(guī)模數(shù)控化，使企業(yè)急需一大批數(shù)控編程、數(shù)控

14、設(shè)備操作及其維修、CAD/CAM 應(yīng)用人員。然而，目前掌握數(shù)控技術(shù)的機電復(fù)合人才奇缺，月薪6000元難聘數(shù)控技工”、年薪16萬招不到模具技工 ”成為全社會普遍關(guān)注的熱點問題。數(shù)控 人才奇缺已引起中央領(lǐng)導(dǎo)、教育部、勞動保障部等政府部門咼度重視。為社會 培養(yǎng)急需的數(shù)控人才，是各高校、高職、中職、技校義不容辭的責任！據(jù)機械主管部門統(tǒng)計，工科院校用于實踐教學的機床約有1萬臺，但數(shù)控化率不到4%。絕大多數(shù)是傳統(tǒng)機床，且半數(shù)役齡在10年以上。隨著學生人數(shù)的增加，新科目 的普及，高科技的實驗、實習因為條件差而不能達到要求。力卩之目前工科院校機床設(shè)備投入資金都十分有限，為此我們必須推廣投入少，收 效大的舊機床

15、數(shù)控化改造。以最小的投資盤活龐大的存量資產(chǎn)，以促進工科院 校的實踐教學。我國機床數(shù)控化改造起步較晚，對其工藝深入研究還不夠，雖然有成功的 經(jīng)驗，但也走了不少彎路，其原因大概有以下幾個方面；1. 改造以前沒有可行性分析或只定性分析；2. 所設(shè)計的數(shù)控系統(tǒng)或選擇系統(tǒng)性能不穩(wěn)定；3. 機床的關(guān)鍵部件選擇不合理；4接口電路設(shè)計不合理。隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，許多專門為工業(yè)環(huán)境下使用的電子元器件大量涌現(xiàn)，它們的性能價格比越來越高，在改造中自己設(shè)計制造單片機，單板機擴 展系統(tǒng)存在許多弊端，如:不易實行規(guī)范化設(shè)計，安裝、調(diào)試、維護的工作量大,系統(tǒng)不穩(wěn)定等，因此，逐漸被性能價格比高的批量生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)和可編程

16、控 制器等所取代。這樣，對這些系統(tǒng)如何選型越來越引起人們的關(guān)注。第二章CA614O普通車床數(shù)控化改造的可行性分析2.1機床簡介原機床功能CA614O舊車床是沈陽第一機床廠于 床，它的萬能性較大，適用于加工各種軸類、如車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、環(huán)槽及成形回轉(zhuǎn)表面在其上還能作鉆孔、擴孔、鉸孔、滾花等工作原機床精度CA614D舊車床在數(shù)控化改造前進行了整體修復(fù), 和加工精度檢測結(jié)果如下：床身導(dǎo)軌調(diào)平：縱向：導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度橫向：導(dǎo)軌應(yīng)在同一平面內(nèi)的平面度機床主軸：主軸軸向串動主軸軸肩支承面的跳動主軸定心軸頸的徑向跳動主軸軸線的徑向跳動 主軸頂尖的徑向跳動 主軸軸線的平行度1995年5月出廠的一

17、臺普通臥式車套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面，；車削端面及各種常用螺紋；修復(fù)后對機床原始精度0.004mm/250mm0.4mm/1000mm0.01mm0.015mm0.008mm0.015mm/300mm0.01mm0.01mm/100mm加工精度：精車外圓的圓度精車外圓的圓柱度精車端面的平面度精車的表面粗糙度 原機床主要技術(shù)參數(shù) ：床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 最大工件長度 最大車削一長度刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 主軸內(nèi)孔直徑主軸轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)24級0.01mm400mm50mm0.01mm/100mm0.02mm/300mmRa=1.252.5um600mm210mm52mm101400r/min反轉(zhuǎn)1

18、2級141580r/minY132M-4-B3 左7.5KW,1450r/minR12-15L/min25L/mi n2418X1000X 1267mm1990kg主電機型號主電機功率、轉(zhuǎn)速潤滑冷卻系統(tǒng)：潤滑葉片泵型號潤滑葉片泵流量冷卻泵流量機床輪廓尺寸（長x寬x高） 機床凈重原機床傳動系統(tǒng)原機床的傳動系統(tǒng)主要由兩大部分組成一是主運動傳動鏈， 它的功能是把動力源（電動機）的運動及動力傳給主軸，使主軸帶動工件旋轉(zhuǎn) 實現(xiàn)主運動，并滿足臥式車床主軸變速和換向的要求。二是進給運動傳動鏈，它用來實現(xiàn)刀架 的縱向和橫向移動及車螺紋運動，運動及動力是由電動機經(jīng)主軸箱、主軸、進 給運動傳動鏈、溜板傳至刀架。原

19、機床電氣控制原機床電氣控制線路圖如下：其中，Ml為主電機;MZ為控制冷卻液的冷卻泵;M3為控制溜板橫、縱向移動的快速電機。電密主輛冷即泵縈tit速刀架快保護電機燈JTt21 3456?89101112圖2-1機床電氣控制線路圖1.主電路分析三相交流電源通過轉(zhuǎn)換開關(guān)QS1引入，主軸電動機 M1由接觸器 KM1控制起動，熱繼電器FRI為主軸電動機Ml的過載保護。冷卻泵電機 M2由接觸器 KM2控制起動，熱繼電器 FR2為冷卻泵電機 M2的過載保護。接觸器 KM3為控制刀架快速移動電機M3起動用，因快速移動電機M3是短期工作，故可不設(shè)過載保護。2.控制電路分析：控制變壓器 TC二次側(cè)輸出110V電壓

20、，作為控制回路的電源。1）主軸電動機 Ml的控制。按下起動按鈕開關(guān) SB2，接觸器 KM1的線圈獲電吸合，KM1主觸頭閉合，主軸電動機Ml起動。按下蘑菇形停止按鈕開關(guān)SB1，電動機停轉(zhuǎn)。冷卻泵電動機 M2的控制。只能在接觸器KM1獲電吸合，主軸電動機Ml起動后，合上開關(guān)SA，使接觸器 KM2線圈獲電吸合，冷卻泵電動機M2才能起動。（3）刀架快速移動電動機的控制。刀架快速移動電動機M3的起動，是由安裝在進給操縱手柄頂端的按鈕開關(guān)SB3來控制，它與交流接觸器 KM3組成電動控制環(huán)節(jié)。將操 縱手柄 扳到所需的方向，按下按鈕 開關(guān)SB2，接觸器KM3 獲電吸合，電動機 M3獲電起動，刀架就向指定方向快

21、速移動。3照明、信號燈電路分析控制變壓器二次側(cè)分別輸出24v和6v電壓，作為作為機床照明燈和信號燈的電源。EL為機床的低照明燈，由開關(guān) QS2控制，HL為電源信號燈。 2.2 CA6140普通車床數(shù)控化改造的可行性論證機床改造的基本原則是：把技術(shù)可行性和經(jīng)濟合理性有機的結(jié)合起來。所謂機床數(shù)控化改造的可行性論證就是指從技術(shù)和經(jīng)濟兩個方面對機床數(shù)控化改 造進行論證，判斷進行數(shù)控 化改造是否合理，改造方案是否最佳。技術(shù)可行性的指標之一是技術(shù)實用性；經(jīng)濟合理性就是以最少的投資獲取 最大的效益。2.2 技術(shù)可行性論證機床改造的技術(shù)可行性論證就是對機床改造在技術(shù)上是否能夠保障改造 成功以及從改造后維護角度

22、論證。具體的應(yīng)從機床本身、加工對象、技術(shù)性和 市場可供性等四方面分析：一機床本身分析能否進行機床數(shù)控化改造主要取決于機床本身的條件，如：機床磨損程度、剛度等以及機床的技術(shù)壽命。1. 機床磨損程度、剛度我校CA614O，主要用來學生實習，沒有批量生產(chǎn)過產(chǎn)品，機床本身機械 部分磨損很小，導(dǎo)軌和齒輪等的磨損也不大，根據(jù)改造前對原機床精度檢測，可見原機床綜合精度比較高。根據(jù)航天部機動設(shè)備完好標準規(guī)定，機床幾何精 度仍等于原新機床的精度，所以原機床從磨損程度上看能夠保證。普通機床結(jié)構(gòu)上有先天性不足，剛度低、抗振性差、滑動摩擦阻力較大及 傳動元件存在間隙等。在后面改造中將有目的改造其中部分結(jié)構(gòu)，以滿足數(shù)控

23、 機床最基本的要求。2. 技術(shù)壽命的計算機床的技術(shù)壽命是指從機床開始使用到因技術(shù)落后而被淘汰所經(jīng)歷的時 間。隨電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，加速了機電產(chǎn)品的更新?lián)Q代，原機床結(jié) 構(gòu)復(fù)雜而且自動化程度低，所以只適用于單件、小批量生產(chǎn)及修配車間?，F(xiàn)在數(shù)控機床以其高自動化、高精度化、高速化及高復(fù)合化的發(fā)展趨勢，數(shù)控化率 逐年提高，大有 取代普通 機床的趨勢，而且數(shù) 控機床的數(shù) 控裝置（CNC）技術(shù)壽 命一般為2-3年，數(shù)控技術(shù)發(fā)展迅猛。故為了改善原機床性能滿足教學和加工要求，對原機床進行數(shù)控化改造，同時也延長了原機床的技術(shù)壽命。二加工對象分析機床的加工對象分析主要涉及被加工對象的幾何參數(shù)及公差要求。零件

24、的 幾何形狀決定了所選數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)具備的功能，公差范圍決定了數(shù)控系統(tǒng)的控制 精度、脈沖當量。改造后的數(shù)控車床，主要用來學生實習，其加工范圍為車臺肩、外圓、內(nèi)孔、螺紋、錐形體、球體、切槽、切斷等及帶有復(fù)雜型面的卡盤 類零件。加工精度要求小于0.011mm，現(xiàn)在市場上出售的一般經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)其脈沖當量為 0.005-0.1mm ，能夠滿足上述型面的加工要求，在技術(shù)上是可行的。三. 技術(shù)性分析目前，我國在機床的數(shù)控化改造方面有許多成功的經(jīng)驗可供參考，機床的 數(shù)控化改造技術(shù)方面也有一定的基礎(chǔ)，充分利用現(xiàn)有的成功經(jīng)驗與技術(shù)基礎(chǔ)并 結(jié)合我們的具體條件，完成本課題在技術(shù)上也是可行的。四、市場可供性所謂市場可供

25、性就是研究市場是否能夠方便及時地提供改造用的各種備 件，以保證備件的供應(yīng)。機床數(shù)控化改造計劃實施應(yīng)有本地區(qū)機電一體化供應(yīng) 的基本條件，這樣不僅改造周期短，而且有利于保證維修及技術(shù)咨詢服務(wù)。就 本機床改造而言，市場上已建立了一套機電一體化配套產(chǎn)品代理機構(gòu)，并且我校比鄰北京，選購元器件非常方便，對于CA6140改造而言市場可供性好。綜上所述，對原機床進行數(shù)控化改造符合技術(shù)可行性要求。第三章 CA6140普通車床的數(shù)控化改造3.1總體設(shè)計思想設(shè)計任務(wù)本設(shè)計任務(wù)是對CA6140普通車床進行數(shù)控化改造。（1） 、利用微機對縱向進給、刀架系統(tǒng)進行半閉環(huán)控制，縱向脈沖當量為0.01mm/脈沖，橫向脈沖當量為

26、0.005mm/脈沖，驅(qū)動元件采用步進電機，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠，刀架采用自動轉(zhuǎn)位刀架。（2）、利用CNC系統(tǒng)對機床進行自動控制?？傮w設(shè)計方案的確定由于是經(jīng)濟性數(shù)控改造，所以在考慮具體方案時，基本原則是在滿足使用要求前提下，對機床改動盡可能少，以降低成本。根據(jù)CA6140車床有關(guān)資料以及數(shù)控機床的改造經(jīng)驗，確定總體方案為：采用工控微型機對數(shù)據(jù)進行計算處理，由FO接口輸出步進脈沖，經(jīng)一級齒輪變速箱減速后，帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)縱向、橫向進給運動；由I/O接口輸出信號控制電動機達到刀架旋轉(zhuǎn)的自動控制；為加工螺紋在主軸上加裝主軸脈沖編碼器。其方案結(jié)構(gòu)見圖3-1 <ItA 工祥由圖3-1總體

27、改追方案結(jié)梅示產(chǎn)圖3.2 縱向進給系統(tǒng)的改造設(shè)計縱向進給系統(tǒng)的設(shè)計與計算1.縱向進給系統(tǒng)的設(shè)計工作臺重量：W=100Kgf=1100N（根據(jù)圖紙粗略估算 ）時間常數(shù)：T=25ms滾珠絲杠基本導(dǎo)程：L0=10mm行程：S=650mm脈沖當量：S p=0.01mm/step步距角：巾=0.36o/step快速進給速度：Vmax=2m/min2.縱向進給系統(tǒng)的設(shè)計計算 已知條件：（1）切削力的計算由機床設(shè)計手冊可知，切削功率經(jīng)濟型數(shù)控車床的改造一般是步進電機經(jīng)減速驅(qū)動絲杠，螺母固定在溜板 箱上.帶動刀架左右移動。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-2Nc=NnK式中N-電機功率,N=7.5KW;n主傳動系統(tǒng)總效率,

28、一般取為 0.6-0.7 取n =0.65；K為進給系統(tǒng)功率系數(shù),取為K=0.96。又因為Nc=F乙v6120所以 Fz=6120 Ncv式中V為切削線速度，取則 Nc=7.5X 0.65 X0.96=4.68KWv=100m/min主切削力Fz=6120X4.68100=286.42(Kgf ) =2864.2 ( N)Fz=C Fz a pXFzfYFzKFzXFz=1 YFz=0.75 KFz=1由金屬切削原理可知，主切削力查表得 CFz =188Kgf/mm2=1880KPa則可計算Fz如表3-1所示:Ap(mm)222333F (mm)0.20.30.40.20.30.4Fz(N )

29、112515241891168722872837當Fz=2840N 時，切削深度即=3mm，進給量 f=0.4mm，以次參數(shù)作為下面計算的依據(jù)。從機床設(shè)計手冊中可知，在一般外圓切削時：Fx= （ 0.1-0.6）Fz Fy=（0.15-0.7）Fz取：Fx=0.5Fz=0.5 X 2864.2=1432.1NFy=0.6Fz=0.6 X 2864.2=1718.52N322滾珠絲杠的設(shè)計計算由機床設(shè)計手冊可知，綜合導(dǎo)軌車床絲杠的軸向力為：P=KFx+f '（Fz+W ）式中K-考慮顛覆矩影響的實驗系數(shù)，取K=1.15F 導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)，f丄0.15-0.18，取f / =0.16則

30、P=1.15X1432.1+0.16 （ 2864.2+1100 ） =2281.2N1）強度計算當機床以線速度V=100m/min ,進給量為 f=0.4mm/r ,車削直徑 D=80mm 外圓時，絲杠的轉(zhuǎn)速為：vf103100x0.4x103n= n DL0 =3.14x80x10P=15.92r/min則壽命值為.60 nT60x15.92x15000L= 106=106=14.33 (查表得使用壽命為15000h）根據(jù)工作負荷 P，壽命L，計算出滾珠絲杠副承受的最大動載荷Fq =3 LfwfhP查表得運轉(zhuǎn)系數(shù)fw=1.2 ,硬度系數(shù)fh=1則 Fq=3 由Fq查滾珠絲杠的產(chǎn)品樣本，選擇

31、絲杠為漢江絲杠導(dǎo)軌廠生產(chǎn)的型號為Fc1B40x10-2.5-E2（1200/1130）其額定動載荷為30303N，滿足強度要求。2 ） 效率計算根據(jù)機械原理的公式，絲杠螺母的傳動效率 n為：n入、tan （入 +10 /中的入為-螺紋的螺旋升角，該絲杠為 入=4o33，©為摩擦角，©約等于則傳動效率：n taT=0.964tan （入 + ）3 ） 剛度驗算滾珠絲杠工作時受軸向力和扭矩的作用，他將引起導(dǎo)程L0發(fā)生變化，滾珠絲杠受扭時引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略不計，故工作負載引起的導(dǎo)程 變化量 L（ cm），為 L=PL 0/ES式中 E為彈性模量，對鋼E=20.6 X10

32、6N/cm2 ;S為滾珠絲杠截面積（按絲杠螺紋底徑確定d=3.405cm ）n nS=4d2 =4x3.4052=9.1cm2“ +”用于拉伸-”用于壓縮時。PLoIS+2182.2 X1(20.6 X106X9.1 )= ±12.17 xio-6cm滾珠絲杠受扭時引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略不計，所以絲杠1m長度上導(dǎo)程變形總誤差為 = ；00 jzym/m100 =12.17 g m/m查手冊知E 級精度絲杠允許的螺距誤差為15 g m/m,故剛滿足要求。4 ）穩(wěn)定性驗算由于機床元絲杠直徑為© 40mm,現(xiàn)選用的滾珠絲杠直徑為© 40mm,支撐方式不變，所以 穩(wěn)

33、定性不存在問題， 不必再進行驗算。3.2.3 齒輪有關(guān)計算傳動比 i=360 =36需01 =1故?。糊X數(shù) ZA / = ZB / =30 模數(shù) m=2mm 齒寬b=20mm 壓力角a =200分度圓直徑 dA / =dB / =mZA=3(0 2=60mm 齒頂圓直徑 dA / =dB / =Da± 2ham=64mm 中心距 a=A+dB/2 =60mm3.2.4 步進電機的選擇1）轉(zhuǎn)動慣量的計算工作臺質(zhì)量折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量18 SpJg=(冗書180x0.01)2W=( 3.14x0.36110)2x00 =2.7892Kg.cm絲杠的轉(zhuǎn)動慣量：齒輪的轉(zhuǎn)動慣量：電機的轉(zhuǎn)動

34、慣量很小可忽略不計.因此總的轉(zhuǎn)動慣量Js+Jzbi2+Jza+Jg=28.015+2.02181+2.0218+2.7892=34.8478kg.cm2）所需要的轉(zhuǎn)動力矩計算快速空轉(zhuǎn)啟動時所需力矩M=Mmax+Mf+MO最大切削負載時所需力矩M=Mat+Mf+MO+Mt快速進給時所需力矩M=Mf+MO式中Mmax為空載起動時折算到電機軸上的加速度力矩；Mf為折算到電機軸上的摩擦力矩；MO由于絲杠預(yù)緊所引起的折算到電機軸上的附加摩擦力矩;Mat為切削時折算到電機軸上的加速度力矩；Mt為折算到電機軸上的切削負載力矩；由Ma= 9 6T 人-4 N.m T-時間差常數(shù)當 n=nmax 時,Mamax

35、=Ma ,而 nmax=vmaxiLO=2000x1/10=200r/mi所以,Mamax=Ma=疇78 X2009.6>0 025>10-4=2.904N.m 當 n=nt 時，Ma=Mat ,n 主 f1000vfiL0 = Dn L034.8478 >15.924 Mat=nt=9.6 >0.0251000X100X0.4 >=3.14 $0X10=15.924r/minX0-4=0.2132N.m由Mf=雪L 0 式中f為摩擦系數(shù)，當n =0.8時，f=0.162 nni則 Mf=0.6 X 110X1/3.14 X2X0.8 X由 M0=P0L0n ni

36、1- n 0 2 式中， P0 為預(yù)加載荷，當 70=0.9 時，P0=1/3Fx6 nni43.21 XX(1-0.92)則 M0= 6X3 14 X0 8 X 由Mt=Fx L02 nn143.21 X2X3.14 X0.8 X=28.505 Kgf.cm =280505N.m所以快速空載起動所需力矩切削時所需力矩：快速進給市所需力矩：由以上計算可知：所需最大力矩發(fā)生在切削時，即3）步進電機最大靜力矩計算一般啟動力矩選 取為:Mq>°豎； 式中Ml0-電動機靜負載力矩（快速啟動最大力矩），則 Mq=二彰5 為了滿足最小步距要求，電動機選用五相十拍工作方式，由手冊步進電機 相

37、數(shù),拍數(shù)力矩表可知 ：Mq/Mjm=0.951所以步進電機最大靜轉(zhuǎn)矩Mjm 為：Mjm= 09.03130.951=9.4967N.m4）步進電機最大空載頻率. vmaxfmax=斫-1000=60x0.005=3333.3Hzr . vmaxfmin= 60TP5060x0.01=83.3Hz=100 飛 0x0.005=333.3Hz綜合考慮，選用北京四通電機產(chǎn)品，步進電機型號為110BYG550B-0301能滿足使用要求3.3 橫向進給系統(tǒng)的設(shè)計與計算橫向進給系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)濟性數(shù)控改造的橫向進給系統(tǒng)的設(shè)計比較簡單，一般是步進電機經(jīng)減速后驅(qū)動滾珠絲杠，使刀架橫向運動。步進電機安裝在大拖板上，

38、用法蘭將步進電機和機床大拖板連接起來，以保證其同軸度，提高傳動精度，其結(jié)構(gòu)示意圖 如圖所示2.橫向進給系統(tǒng)的設(shè)計計算已知條件： 工作臺重量： 時間常數(shù)： 滾珠絲杠發(fā)的基本導(dǎo)程： 行程： 脈沖當量： 步距角： 快速進給速度：(1)切削力的計算橫向進給量為縱向的W=40Kgf=400NT=25msLo=5mmS=190mmSp=0.005mm/step 巾=0.36°/step Vmax=1m/min1/3-1/2，取1/2，則切削力為縱向的1/2，即Fz=12x2864.2=1432.1N在切斷工作時：Fx=0.5Fz=0.5x1432.1=716.05N3.3.2 滾珠 絲杠設(shè)計計算

39、(2)強度計算對于燕尾型導(dǎo)軌：P=KFx+f / ( Fz+W )取 K=1.4 f / =0.2貝U P=1.4X716.05+0.2(1432.1+400 ) =1368.89N壽命值=23.89r/min ),60nTL=亍60X23.89 X15000=21.5Nn=3vf103n DL最大動負荷：fwfhP=寺21.5 X1.2 X X1368.89=4567.68N由Fq查滾珠絲杠產(chǎn)品樣本，選擇絲杠的型號為漢江生產(chǎn)的Fc1B20x5-2.5-F2 左，其 額定橫載荷是8630N ,所以強度足夠用。(3)效率計算由螺旋升角入=才33 /摩擦角© =10則傳動效率：n=taA

40、=0.964tan (入 + ©(4 )剛度驗算長度上導(dǎo)程變形總誤差厶= L；。100-214.95 X 10 X 100 =05卩 m/m=29.9 卩 m/m,滾珠絲杠受工作負載P引起的導(dǎo)程的變化量± PLoL= ES -± 1368.89 X 0.5 X4-6'3.14 X 20.6 X 10 6 X 1.6825 2 =± 14.95 X 10 cm滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化很小，可忽略不計。所以絲扛1m查手冊知F級精度絲杠允許的螺距誤差為30卩m/m,故剛度滿足要求。(5 )穩(wěn)定性驗算由于選用的滾珠絲杠的直徑與原絲杠直徑相同，而支撐方

41、式由原來的一端固定，一端懸空，變?yōu)橐欢斯潭?，一端軸承支撐，所以穩(wěn)定性強， 故不再驗 算。齒輪有關(guān)計算傳動比匸丄丄=°35溝 =1傳動比 1=360 Sp =360X0.005 =1故取：齒數(shù) Za，= Zb，=20 模數(shù)m=2mm 齒寬b=20mm 壓力角 a =20分度圓直徑 dA =d b =40mm齒頂圓直徑 dA =dB =44mm 中心距a =40mm3.3.4 步進電機的選擇1)轉(zhuǎn)動慣量的計算工作臺質(zhì)量折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量, J8SP2180x0.0005Jg=( n 詁 W=( 3.14x0.36幾益 =0.2536Kg.cm 2絲杠的轉(zhuǎn)動慣量：Js=7.8x10

42、-4x242電機的轉(zhuǎn)動慣量很小可忽略不計齒輪的轉(zhuǎn)動慣量：Jza=Jzb=7.8x10 -4x242 .因此總的轉(zhuǎn)動慣量：J=JS2zb +Jza+Jg=(1/1)2）所需要的轉(zhuǎn)動力矩計算vmaxinmax= u1000x15=200r/minJnmaxMmax= "96T"x10-4 =1.6764x2009.6x0.025x10-4=0.1397N.mn主fi nt="L?1000v .fiDnl_01000x100x0.3x1_3.14x60x5 =31.85r/min-1.6764x31.85Mat= 9.6x0.025x10-4=0.02225N.m0.1

43、6x40x0.5fW _ 0Mf=T7ni =2x3.14x0.8x1=0.6369Kgf.cm=0.0637N.m2 2P0L0 nni n 2)71.605x0.5(1-0.9 2)M=6nn = (6x3.14x0.8x1)= 0.4513kgf.cm=0.04513N.m皿= =2；3.饗0.0?1=7.1263kgf.cm=0.7126N.m所以，快速空載啟動所需力矩M=Mmax+Mf+M 0=0.1397+0.0637+0.04513=0.2485N.m切削時所需力矩 M=Mat+ Mf+ M0+Mt=0.02225+0.0637+0.04513+0.7126=0.8437N.m快

44、速進給時所需力矩 M= Mf+ M 0=0.0637+0.04513=0.1088N.m由以上分析計算可知 ：所需最大力矩Mmax發(fā)生切削時，Mmax=0.8437N.m3）步進電機最大靜力矩計算一般啟動力矩選取為:Mq> 0曙005式中M-q-電動機靜負載力矩（快速啟動最大力矩M L0)，則Mq=麗0.8437=0.4=2.1093N.m為了滿足最小步距要求，電動機選用五相十拍工作方式，由手冊步進電機相數(shù),拍數(shù)力矩表可知：Mq/Mjm=0.951所以步進電機最大靜轉(zhuǎn)矩Mjm為：Mjm= 0M1 =2q953fF =VF60 Sp=100 飛 0x0.005=333.3Hz4 ）步進電機

45、最大空載頻率vmax1000fmax=60 Sp=3333.3Hz60x0.005r . vmax fmin=60 Sp50=166.6Hz60x0.005110BYG550B-0301綜合考慮，選用北京四通電機產(chǎn)品，步進電機型號為 能滿足使用要求。3.4 電動刀架的選擇及原理刀架是車床的一個重要組成部分。刀架用于夾持切削用的刀具，其結(jié)構(gòu)直 接影響到機床切削的效率和性能。根據(jù)車床的型號和主軸中心高度，選用常州 宏達機床數(shù)控設(shè)備 廠生產(chǎn)的LD4-C6140型四工位電動刀架。其電動刀架的工作原理如下：圖3-4換刀過程原理圖當微機發(fā)出煥刀信號后，刀架控制器中繼電器動作，電動機正轉(zhuǎn)驅(qū)動渦輪蝸桿減速 機

46、構(gòu)，蝸桿升降機構(gòu)使上刀體上升，當上刀體升到一定高度時，離合轉(zhuǎn)盤起作用，帶動 上刀體旋轉(zhuǎn)刀架上端的發(fā)信盤中對應(yīng)每個刀位都安裝一個霍爾元件，當上刀體旋轉(zhuǎn)到某 一刀位時，該刀架上霍爾元件向數(shù)控系統(tǒng)輸出低電平，而其他刀位的霍爾元件輸出高電 平。在刀架旋轉(zhuǎn)的過程中，發(fā)信盤不斷向數(shù)控系統(tǒng)反饋刀位信號。數(shù)控系統(tǒng)將反饋刀位 信號與指令刀位信號相比較，當兩信號相同時說明上刀體已旋轉(zhuǎn)到所選刀位。此時，數(shù) 控系統(tǒng)立即控制刀架控制繼電器使電機反轉(zhuǎn)，活動銷反靠在反靠盤上初定位。在活動銷 反靠的作用下，蝸桿帶動刀體下降，直至齒牙盤嚙合，完成精定位，并通過渦輪蝸桿鎖 緊螺母，使刀架緊固。向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)位完成信號，切斷電源

47、，電機停轉(zhuǎn)完成換刀過 程。3.5 電氣系統(tǒng)的改造設(shè)計3.5.1 電氣控制技術(shù)的發(fā)展電氣控制技術(shù)隨著科學技術(shù)的發(fā)展、生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求而不斷發(fā) 展的，從手動控制到自動控制從簡單的控制設(shè)備到復(fù)雜的自動控制系統(tǒng)、從有 觸點的硬接線控制系統(tǒng)到以計算機為中心的存儲控制系統(tǒng)?，F(xiàn)代電氣控制技術(shù) 已經(jīng)綜合了應(yīng)用了計算機、自動控制、電子技術(shù)、自動檢測等先進的科學技術(shù) 成果。作為生產(chǎn)機械動力的電動機拖動，其拖動方式已由初期的集中拖動發(fā)展 成為單獨拖動，后又發(fā)展為多電動機拖動。隨著電力拖動方式的演變和發(fā)展， 電力拖動的控制方式也有手動控制向自動控制方向發(fā)展。自動控制方式又分為 斷續(xù)系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。一般普通

48、機床使用斷續(xù)控制系統(tǒng)，由于這種控制系 統(tǒng)采用固定的接線方式，存在靈活性差，觸頭易損壞、可靠性差難以適應(yīng)頻繁 操作的缺點。數(shù)控系統(tǒng)都采用了連續(xù)控制系統(tǒng)，它把計算機的功能設(shè)備、靈活性、通用好等優(yōu)點和電接觸器控制系統(tǒng)的操作方便、價格低、簡單易懂等優(yōu)點 結(jié)合起來成為一種適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的通用控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在可編程控制器的應(yīng)用， 使之成為電氣自動化控制中應(yīng)用最為廣泛的裝置。3.5.2 數(shù)控電氣控制系統(tǒng)的組成一臺典型的數(shù)控機床其全部電氣控制系統(tǒng)如下圖所示。主軸驅(qū)動系統(tǒng)機 床 電 器 部 分圖3-5數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的特點目前，在數(shù)控機床中都使用了現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)。采用以PC機控制技術(shù)為主的現(xiàn)代電氣控制

49、系統(tǒng)，不僅保留了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點，同時具有體積小、功能強、通用性和靈活性強、使用維護方便等優(yōu)點。由于現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)能 用軟件實現(xiàn)邏輯控制，可以省去大量的控制電器及線路連接，又能實現(xiàn)繼電接 觸系統(tǒng)難以完成的功能，當改變控制要求和參數(shù)時只需改動程序的相應(yīng)部分， 外部線路基本上不用改動，因而也節(jié)省了資源。同時因執(zhí)行程序時間短，一些 電器元件的觸點可以用無觸點開關(guān)代替，所以整個系統(tǒng)的動作頻率高、壽命長，這些都較好的克服了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)存在的缺點。3.5.4 電氣系統(tǒng)改造的現(xiàn)實意義設(shè)備改造是企業(yè)提高技術(shù)裝備水平的重要手段。一臺機床一般電氣系統(tǒng)的 無故障運行期為 57年，隨后即進入故障高發(fā)期，而一般設(shè)備

50、的機械和液壓部件通常可以使用 20年，甚至25年以上，且能夠保證較高的精度、可靠性及穩(wěn) 定性。從價值上講，機械部分的價值遠遠大于電氣系統(tǒng)。因此用少量的投資對原有設(shè)備的電氣部分進行改造，可使舊設(shè)備再生，并獲得巨大的經(jīng)濟效益，同 時可使舊設(shè)備升值。設(shè)備電氣系統(tǒng)改造的另一現(xiàn)實意義在于原有的電氣系統(tǒng)由 于受當時技術(shù)水平的限制，與現(xiàn)有的系統(tǒng)相比，技術(shù)上落后，功能一較弱。通過改造可以提高設(shè)備的技術(shù)水平，擴展系統(tǒng)的功能。3.5.5 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的一般技術(shù)原則在電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計中，應(yīng)遵循以下幾個原則：1）最大限度的滿足生產(chǎn)機械對電氣控制的要求，這些生產(chǎn)機械的生產(chǎn)工藝要求是電 氣控制設(shè)計的依據(jù)。2）在滿足

51、控制要求的前提下，設(shè)計方案力求簡單、經(jīng)濟、合理，不宜盲目追求自動 化和高指標，力求控制系統(tǒng)操作簡使用和維修方便。3）正確、合理選用電器元件，確保控制系統(tǒng)安全可靠地工作；同時考慮技術(shù)進步、 造型美觀。4）為適應(yīng)生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進，在選擇控制設(shè)備時，設(shè)備能力應(yīng)留有適當裕量。3.5.6 數(shù)控改造的控制方式的選擇數(shù)控改造的控制方式按伺服驅(qū)動方式不同基本上分為開環(huán)控制，半閉環(huán)控 制和閉環(huán)控制三種類型，改造時應(yīng)根據(jù)具體情況進行選擇。1 ）步進電機拖動的開環(huán)控制方式該方式的伺服驅(qū)動裝置主要是步進電機，功率步進電機， 電液脈沖馬達等，由數(shù)控系統(tǒng)送出的進給指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動電路控制和脈沖放大后，使步進電機 轉(zhuǎn)

52、動，通過齒輪副和滾珠絲杠副驅(qū)動執(zhí)行部件。只要控制脈沖的數(shù)量、頻率以 及通電順序，便可控制執(zhí)行部件運動的位移量、速度和運動方向。這種方式不 需要將所測得的實際位置和速度反饋到輸入端，因此，系統(tǒng)的位移精度主要決定于步進電機的角位移精度，齒輪絲杠等傳動元件的節(jié)距精度。因此該控制方 式不具有反饋裝置，對移動部件實際位移量不進行測量，無反饋與原指令進行 比較，不能進行誤差校正，所以系統(tǒng)的位移精度低。但具有結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試維 修方便、成本低易改裝成功等特點。2）交/直流伺服電機拖動，編碼器反饋的半閉環(huán)方式半閉環(huán)控制方式檢測元件安裝在中間傳動部件上，間接測量執(zhí)行部件的位 置，它只能補償系統(tǒng)環(huán)路部部分元件的誤差

53、，因此，它的精度比閉環(huán)控制系統(tǒng) 的進度低，但是它的結(jié)果與調(diào)試都較閉環(huán)方式簡單。在將角位移測量元件和伺服電機做成一個整體時，則無需考慮位置測量裝置的安裝問題。該方式移動部件的傳動絲杠螺母結(jié)構(gòu)不包括在閉環(huán)之內(nèi)，由絲杠的螺距誤 差和齒輪間隙引起的誤差難以消除，可用誤差補償?shù)姆椒ㄏ?，仍可得到滿意 的精度。系統(tǒng)的閉環(huán)環(huán)路內(nèi)部包括或只包括少量機械傳動環(huán)節(jié)，可獲得穩(wěn)定的 控制性能。具有調(diào)試方便，穩(wěn)定性好的優(yōu)點，目前應(yīng)以十分廣泛。3 ） 異步電機或直流電機拖動，光柵測量反饋的閉環(huán)控制方式該方式與開環(huán)方式的區(qū)別是：由光柵、感應(yīng)同步器等位置檢測裝置測得的 實際位置反饋信號，隨時與給定值進行比較，將兩者的差值放大

54、和變換，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，以給定的速度向著消除偏差的方向運動，直到給定位置和反饋的實際的位置的差值等于零為止。該方式在結(jié)構(gòu)上比開環(huán)控制方式復(fù)雜，成本也高，對環(huán)境室溫要求嚴格。設(shè)計和調(diào)試都比開環(huán)方式難。但可獲得比開環(huán)方式更高 的精度，更快的速度，驅(qū)動功率更大的性能指標?？筛鶕?jù)產(chǎn)品技術(shù)要求，決定 是否采用這種方式。該方式可以消除整個放大和傳動環(huán)節(jié)的誤差、間隙和失動，具有很高的位 置控制精度。由于位置環(huán)內(nèi)的許多機械傳動環(huán)節(jié)的摩擦特性、剛性和間隙都是 非線性的，很容易造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，是系統(tǒng)的設(shè)計安裝，調(diào)試都很困難。全 閉環(huán)控制方式主要用于精度要求很高的鏜銑床，超精度車床和超精度磨床等。結(jié)論：根據(jù)本章確定的設(shè)計任務(wù)和總體設(shè)計方案，我們決定采用半閉環(huán)控制方 式，這樣既經(jīng)濟又易改造，同時也能滿足改造后的性能要求。3.5.7 普通車床電氣部分的數(shù)控化改造機床電氣的改造，是將原機床電氣電路改為與數(shù)控系統(tǒng)連接，并受數(shù)控系統(tǒng) 控制的電路