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ca6140卧式车床的数控化改造
日期：2010年01月07 来源：沈阳第一机床厂 关键字：ca6140
本例为应用数控技术对CA6140卧式车床进行自动化和精密化的改造，ca6140经改造后的机床完全能实现外圆、锥度、螺纹、端面等加工的自动控制，机床提高了原机床的生产效率，降低了劳动强度。
本数控化改造主要围绕在车床上增设数控装置和执行元件，选择合适的机床伺服系统等方面进行。
要求将CA6140卧式车床改造成用MCS一51系列单片机控制的经济型数控机床，采用步进电动机开环控制，纵向和横向均具有直线和圆弧ca6140插补功能。要求该车床增配自机床动回转刀架和主轴编码器，具有螺纹切削的功能。系统横向分辨率达到0.005mm。
1．设计参数
1)机床最大加工直径：在床身上400mm，在床鞍上210mm。
2)最大加工长度：100mm。
3)拖板及刀架重力：纵向：1000N，横向：600N。
4)刀架快移速度1／，ax：纵向：2m／min，横向：1m／min。
5)最大进给速度：纵向：0．6m／min，横向：0．3m／min。
6)定位精度：±0．015mm。
7)主电动机功率：7．5kW。
8)启动加机床速时间：30ms。
9)脉冲当量：纵向：0．01mm／步，横向：0．005mm／步。
10)最小分辨率：纵向：0．01mm，横向：0．005mm。
2．总体方案的确定
(1)系统的运动方式和伺服控制系统的选择。ca6140由于改造后的经济型数控车床应具有定位、直线插补、圆弧插补、暂停、循环加工、米／英制螺纹加工等功能，故选择连续控制系统。根据设计要求，采用步进电动机开环控制系统。
(2)计算机控制系统的选择。根据系统运动方式，可以采用8位微机。ca6140由于MCS一51系列单片机具有集成度高、可靠性好、功能强、速度快、机床抗干扰能力强，具有很高的性能价格比等特点，故采用MCS一51系列的8031单片机扩展系统。
该控制系统由微机部分、键盘及显示器、I／O接口及光电隔离电路、步进电动机功率放大电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用两排数码管显示加工数据及机床状态等信息。
(3)机械传动方式。为实现机床所要求的分辨率，ca6140采用齿轮丝杠的减速方式；为保证一定的传动精度和平稳性，尽量减少摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副取代原车床丝杠；为提高传动刚度和消除间隙，机床采用有预加载荷的结构；齿轮传动也采用消除齿侧间隙的结构。
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