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1、C6136数控车床的改造 内容摘要由于C6136数控车床已经使用了3年多时间，其各部分传动零件和电器部分及加工零件所要求的精度c6136都无法达到，故我们要对C6136数控车床进行升级改造使其达到生产精度要求和工艺要求。此次改造主要是对其系统，横向和纵向丝杠的改动及更换步进电机等。关键词：数控机床改造、 滚珠丝杠 步进电机 数控系统 步进电机绪 论1.1 C6136数控车床的改造方案1.2 原C6136数控车床由于使用年份比较长，使用频率比较多故其步进电机内部的磁力圈已经磨损严重导致步进电机丢步严重精度误差严重。故我们要选型更换步进电机。我们知道伺服电机的精度及工作性能要比步进电机好的多，但是
2、为了节约成本我们还是选用步进电机。1.3 原C6136的数控系统为GSK928TC现我们改换其升级版本GSK928TCA。GSK928TCA数控系统，采用32位高性能工业级CPU构成控制核心，实现UM级精度运动控制，系统功能及参数比较多我这里就不一一说明了。主要是性能比较稳定，界面显示直观简明，操作方便。1.4 原数控车床的丝杆属于滑动螺旋传动，主要缺点就是机械效率低，一般仅为3060%，与改造后的精度相差很多。数控机床除了具有较高的定位精度外，还应良好的动态间应特征，滚珠丝杠副的特点，传动效率高，一般达到90%以上，通过预紧力可消除丝杠间隙，运动平稳，传动精度高，有可靠性，磨损小，使用寿命长
3、，但制造复杂，成本高。要使系统指令好，有能满足精度要求，本次改造采用滚动螺旋机构。1.5 原数控车床的主轴电机功率为3.7KW，在其工作中发现其功率完全不够。车床的切削力不足不可以大刀量进给，导致加工效率不高。故这里我们选用7.5.KW的主轴电机以提高数控车床的切削力和生产效率问题。mm1.6 原C6136数控车床的变频器我们用的是富凌变频器3.7KW。其缺点就是工作性能不稳定，没有自动电压调整导致主轴转速不稳及主轴启动延时比较厉害等。故我们这次选用安邦信AM100-7.5KW变频器 380V级其优点就是1具有自动电压调整，自动节能运行，自动限流对运行期间电流自己限制，防止频率过流故障跳闸等优
4、点。1.7 由于改动了上述部件故这里我们要考虑步进电动机距角和丝杆导程只能按标准选择，要达到0.001秒的分辨率的要求，纵横向均要用错齿调隙的齿轮做减速运动。要求改造更新后的C6136数控车床的参数如下：最大回转直径：360MM电机功率：7.5KW快速进给：纵向2.4m/min 横向1.2m/min切削速度：纵向0.5m/min 横向0.25m/min定位精度：0.015mm运动部件重量：纵向800N 横向600N脉冲当量：纵向0.01mm 横向0.005m一 数控系统的选择1原C6136数控车床使用的是广数GSK928TC数控车床系统，此系统由于使用时间比较长其内部的电器部分已经老化，导致机
5、床在工作中突然停机。严重影响加工质量与人身安全。现在我们更换成GSK928TC的升级版本GSK928TCA，GSK928TCA具有以下特点：1 Z、X、Y三轴控制，两轴联动，可控Y轴或伺服主轴，0.001mm（即m级）插补精度，系统切削速度可达15000 mm/min；定位最高快速速度输出可达30000 mm/min。2 圆弧加工的最大半径可达1000m。3 加工性能好：系统输出脉冲平稳、均匀，加工后工件表面波纹均匀细腻、衔接处无顿痕。4 高效加工与灵活的实时检测并行执行处理机制；程序段间过渡不占时间；辅助指令与定位指令可以同步执行；灵活应用系统的语句编程功能，能有效提升综合效率和安全性。5
6、最大限度的安全措施：提供了多种有关安全方面的参数选项，确保安全使用；具有双重软限位保护功能等。具体参数这里不详细说明了，主要选择此系统是因为价格相对比较便宜，工作性能比较稳定。还有就是其系统界面与GSK928TC基本一致方便操作人员快速熟悉掌握。一 滚珠丝杆的选型与计算1我们现在要计算一下纵向丝杠的进给牵引力Fm：纵向进给的综合型导轨采用三角型或综合导轨: Fm=kFx+ (Fz+G) （3.1） 式中:Fx,Fy,Fz, 切削分力(N):G-移动部件的重量(N)导轨上的摩擦系数,随导轨形式而不同K考虑颠复力距影响的实验系数. f=0.16则Fm=1.15877.5+0.16(3510+800
7、)=1698.75N再计算一下最大动负载C: C=fwFm （3.2）选用滚珠丝杠副的直径d.时必须保证在一定轴向负载作用下.丝杠在回转100万转后,在它的滚道上不产生点蚀现象.这个轴向负载的最大值称为该滚珠丝杠能承受的最大动负载C可用C=fw.Fm （3.3）L= （3.4）n= （3.5） 式中滚珠丝杠导程L=6mm.可取最高进给速度的(1/21/3)此处VS=0.50.5=0.25m/minT: 使用寿命按15000h计算L: 寿命以106转为1单位Fw: 运转系数，按一般运转取fw:121.5 取fw=1.3N=42r/minL=38小时C=.fw.FmC=1.31698.75=750
8、8.47计算出以上数据后查一下-山东济宁选取滚珠丝杠公称直径为40选用的型号为CDM4006-2.5作为纵向丝杆因为其额定动载荷15470N,所用强度足够用。2现在算下纵向丝杆的定位精度：最大牵引力为1698.75N, 支承间距L=1700mm丝杠螺母及轴承均采用预紧,预紧力为最大牵引力为1698.75N.公式如下：L= : Fm工作负载(N)L.:滚珠丝杠L=6mmE:材料弹性模数对钢E=20.610(N/mm)F:滚珠丝杠面积mmF=1/4D=1/440=1256mL=0.394104mm再算滚珠丝杠总长度上拉伸或压缩的变形量mm=0.39410-4L/6=0.011对滚珠丝杠经过预拉拉伸
9、,拉压刚度可提高4倍其实际变量=1/40.011=2.7510mm=0.00756mm定位精度0.015mm计算值满足改装所需要求，顾纵向丝杆选择型号CDM4006-2.5的丝杆。2计算横向丝杠进给牵引力Fm：横向导轨为燕尾形导轨其计算公式如下:Fm=KFx+ (Fz+2Fy+G)式中K:考虑颠复力矩的影响实验系数K=1.4:导轨上摩擦系数为=0.2,移动部件重量G=600NFm=1.4702+0.2(1755+2438.75+600)=1629.3N3计算最大动负载(N)n=.=31.25L=28.125C=1.21629.3=5865.48N得出以上数据后 查丛书 山东济宁选用滚珠丝杠为C
10、DM2504-2.5 其额定的动载荷为6638d=25mm =24.5mm 循环列数为12.52 Coa=16826 螺旋导程角 r=arctan r=2 选择精度等级为3级。其数据满足横向丝杆要求。得知以上数据后算出横向丝杆的定位精度：已知横向进给最大牵引力为2612.1N 支承间距L=450mm 因丝杠长度较短不需要预紧滚珠丝杠的拉伸或压缩变形量L=0.644810滚珠丝杠经过预拉伸=1/40.007254=0.0018=0.0054小于定位精度定位精度为0.015mm计算值满足改装要求，所以横向丝杆我们选用CDM2504-2.5。二 步进电机的计算与选型：1 纵向步进电机力矩计算机床在不
11、同工况下,其所需要的转距不同,下面分别按各阶段计算快速空载启动时所需要的力矩=Mmax+Mf+M0 （3.8）式中:M起-快速空载启动力矩(N.m)Mmax-折算到电机轴上的加速力矩(N.m)Mf-折算到电机轴上的附加摩擦力矩(M.m)起动加速时间ta=30msMmax=.e=10nmax=传动系统折算到电机轴上的总等效转动惯量(Kg.cm2)电机最大角加速度nmax-电机最大转速 (r/min)脉冲当量步进电机的步距角nmax=500r/minMmax=504.4N.cm摩擦力矩Mf(N.m)Mf=F.导轨摩擦力(N)了发 G运动部件总重量(N)i 齿轮降速比按i=Z1/Z2计算传动链总效率
12、一般=0.70.85取0.8 Mf=12.22N.cm附加摩擦力M0M0=式中 FP0-滚珠丝杠预加载荷一般取1/3FmFm为进给牵引力(N)L0滚珠丝杠导程(cm)N滚珠丝杠未预紧时传动效率94.24%M0=M0=Mmax+Mf+M0=504.4+12.22+10.28=526.9N.cm(2)快速移动时所需力矩=M+M0M=65.88N.cm(3)最大切削力负载时所需力矩 =M+M0+Mt Mt=式中 Fmax-进给方向上的切削力取Fx=877.5N Mt-折算到电机轴上的切削负载力矩(N.cm) Mt=83.84(N.cm) =Mt+M0+Mt=65.88+10.28+83.84=160
13、N.cm 从上面可以看出,三种情况下,以快速空载时 所需力矩最大,以此项工作为选步进电机的依据 2 步进电机的选择：对于工作方式为五相十拍的步进电机 Mjmax=526.9/0951=554.048 查表选用130BF001型直流步进电机的最大静转距为930N.cm，满足改装要求。3横向步进电机力矩的计算：机床在不同工况下其所需的转距不同,下面分别按各段计算1.快速空载起动时所需的力矩M起=Mmax+Mf+M0Mmax=.e=nmax=500r/minMmax=2.414=42.1N.cm折算电机轴上的摩擦力力矩MfMf=4.58N.cm附加摩擦力矩M0 M0=)=) =11.07NcmMma
14、x=42.1+4.58+11.07=57.75N.cm(3)快速进给时所需力矩M快 =+M0 Mf=4.58N.cm M0=1/3Fm/2paini(1-n2)=11.07N.cm =4.58+11.07=15.65N.cm(4)最大切削负载所需力矩M切=Mf+M0+MtMt=33.4N.cmMf=17.96N.cm M切=33.4+17.96+11.07=62.43N.cm 上面计算可以看出,和三种工况下,以最大切削负载所需力矩作为选用电机的依据当步进电机为五相十拍时=/Mmax Mjmax=/=62.43/0.951=65.64算出后查表选择90BF002的步进电机其最大静转距为400，满
15、足改装要求。（一） 主轴电动机与变频器的选择；1 原C6136数控车床的主轴电动机功率为3.7KW不能满足生产要求。我们现在把电动机换成功率为7.5KW的YVP变频调速三相异步电动机 。其主要特点：1、起动电流小，不用附加起动设备；2、低频起动时力矩对负载冲击小；3、体积小、重量轻、安装尺寸和Y系列相同；4、在风罩内装有轴流风机，在各种转速下，均有良好的冷却效果；5、应用范围广，在50Hz以下可作恒转矩运行，在50Hz以上可作恒功率运行；6、调速平滑能在5100Hz范围内无级调速；7、较电磁调速电机节能降耗，调速范围广，结构简单，使用可靠，维修方便等优点足够满足改装要求，其价格为1230元在同
16、型号中性价比比较高。3 变频器我们用安邦信AM100-7.5KW变频器其主要点前面以阐述这里就不详细说明了，其连接图如下： 此变频器工作稳定性比较好，满足改装要求。 三 C6136数控车床的系统硬件电路改造由于原机床使用年限比较长导致部分接线与电器元件老化，导致数控车床整体的问题严重比如指令输入后系统没反应及有时工作状态中突然停机等问题。所以我们此次要把系统硬件的电路更换掉我们选用的是GSK928TCA数控系统。拆下原来的数控系统，把数控系统的连接线与驱动器的插口对应接在一起其中PA口为输入口，PA0与PA5是功能健其主要控制刀架编程空运行自动与手动把PA0与PA5连接到驱动器对应的输入接口。
17、把PB0连接到驱动器的对应的输出口其主要是控制启动连续单段急停等。把PB5连接到驱动器的对应输出口其主要功能是换刀。PB6主要是接光电编码器的输出零位接口。把PA0与PA7的输出端接到驱动器的输入口其主要功能是控制Z轴和X轴的步进电机转动。PC4是报警接口.PB4和PB7是控制数控车床的行程开关的。四 主轴编码器的选择与安装编码器我们选择F58系列增量型编码器-实心轴。其主要特点是：自动测量数控车床上的作角度和横，纵坐标的测量等内部采用ASIC器件，可靠性高寿命长抗干扰能力强不锈钢主轴有较强的稳定性和防护性金属外壳更加牢固出线插头有防水功能等。安装示意图：安装注意事项： 必须选择柔性联轴器 径
18、向、轴向、角度安装偏差不允许超过联轴器允许范围，以1/10最大值为佳。 径向偏差建议不超过0.03mm 轴向安装时，必须注意驱动轴轴向窜动不得出现牵引或碰撞编码器轴的现象。 安装不得出现任何机械敲打撞击或加工，若出现安装困难，切忌使用安装螺孔作为同轴定位尺寸。五 丝杆与导轨的自动润滑对于丝杆与导轨的自动润滑我们保留原先C6136数控车床的单数显电动润滑泵。六改造小结对数控车床的升级改造有多方面的问题：比如成本问题数控车床的整体布局问题及数控车床的高精度问题及操作问题等。如今数控机床的发展日新月异，高速化高精度化功能复合化控制智能化高可靠性开放化网络化极端化绿色化并联驱动化。以上升级改造只是提高
19、了C6136数控车床的控制精度加工效率以及加工精度的及表面加工质量等方面。七 参考文献1步进的电机计算公式参考张勇主编，车床数控化改造实例，机械工业出版社2 纵向与横向丝杆计算公式胡晓东主编，数控机床操作与维护技术基础电子工业出版社3 主轴电动机和变频器的选择参考本身机械加工所需要的要求。4 电路接线参考自身实际操作。5 主轴编码器参考刘永久主编，数控机床故障诊断与维修技术（FANUC系统），机械工业出版社致谢在此次毕业设计中我不但巩固了已学过的机械设计方面的基础知识，而且看来很都资料学了很多东西，并从中学到了不少的知识，获益匪浅。而此次毕业设计的顺利完成，除了自己本身的努力之外，我觉得更加离
20、不开老师和同学们的帮助。我首先要感学校给予了我提升个人能力的这样一个学习平台；再者，我要真诚地感谢所有老师，正是在他们精心的培养、指导、无私的关怀与帮助下，促使我顺利完成了学业。在此诚挚地道一声：老师们，谢谢！范文一：历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师XX老师，她对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢！感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引
21、用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多你问素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！ 范文二：致 谢 本研究及学位论文是在我的导师*老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。*老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向*老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。我还要感谢在一起愉快的度过毕业论文小组的同学们，正是
22、由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们! 最后，再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢！ 范文三：免费毕业论文致谢的相关文章。致 谢 四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。 伟人、名人为我所崇拜，可
23、是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位平凡的人，我的导师。我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，从论文题目的选定到论文写作的指导,经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。 感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同
24、学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚谢意！ 同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。 最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。本研究及学位论文是在我的导师郑建立副教授的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，郑老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。两年多来，郑教授不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向郑老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 在此，我还要感谢在一起愉快的度过研究生生活的电工楼1
25、05各位同门，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。特别感谢我的师妹叶秋香同学，她对本课题做了不少工作，给予我不少的帮助。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们! 本（转载自第一范文网，请保留此标记。）论文的所有研究工作从论文的选题、实现条件到论文的写作等阶段都是在简弃非副教授和张勇副教授的悉心指导下完成的。两位导师在作者研究生学习期间在学术和生活等方面的给予了无微不至的关怀和指导。两位导师严谨的治学态度、渊博的学术知识、诲人不倦的敬业精神以及宽容的待人风范使作者获益颇多。谨向两导师致以最衷心的感谢。 感谢在研究生学习期间给我上课的老师们，特别是研室的梁荣光教授、赖汉闻老师、吴坚老师、张国强老师、巫江虹老师等。 感谢我认识的师兄弟、师姐妹们。需要一一感谢我的同学们，有幸与你们同学是我读研的最大收获：感谢给我带来的不一样的体验的李国超、孙绍云两位军队的老大哥；感谢陈会平，本论文撰写得到你不少帮助，从你身上学到不少东西；感谢我的合作者胡永飘；感谢给我帮助的叶子波；感谢双重校友刘海燕；感谢带给我多彩生活的梁立明；感谢关心和帮助我的冯长溪。同时还要感谢宿友叶艳辉。
