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CA6132进给系统的横向步进控制
在多数情况下，机床数控化改造与更新、大修理之间有下列关系:
Kr?Km?Kn Cr?Cm?Cn Qr?Qm?Qn
①当②当
KrKm?且Cr?Cm时，采用机床数控化改选方案最佳。 QrQrKrKm?且Cr?Cm时，用追加投资回收期指标进行决策。 QrQmT?2c0 G式中T-投资回收期(年)
如果T
KmKn?且Cm?Cn③当QmQn时，机床更新是最佳方案。
④当
KmKn?且Cm?Cn时，同样采用追加投资回收期进行决策. QmQnKnKm?QQmT?n
Cm?Cn如果T
针对原CA6132普通车床，具体各种方案指标如表 2 所示:
表 2 各种方案的有关指标 指标名称
基本投资（元）
设备生产率（件/年） 单位产品成本（元/件）
大修理 1.2 3.5 2
数控化改造 3.3 20 10
更新 5 26 7
9
CA6132进给系统的横向步进控制
①机床大修和数控化改造方案比较 将数据代入2-1式得:T1=1.04(年) ②机床数控化改造和更新比较
将数据代入2-2得:T2=3.8(年) ③经济性分析结论
按照本行业来源的标准投资回收期Th 一般为3年，通过以上经济分析发现TI 第三章 总体设计方案的确定 目前较典型的经济型专用车床数控改造系统具有下列基本配置和功能： 1）采用单片微机为主控CPU，具有直线和圆弧插补、代码编程、刀具补偿和间隙补偿功能、数码管二坐标同时显示、自动转位刀架控制、螺纹加工等控制功能。 2） 配有步进电机驱动系统，脉冲当量或控制精度要与相应导程的丝杠相配套。 3）加工程序大多靠面板按键输入，代码编制，掉电自动保护存储器存储；可以对程序进行现场编辑修改和试运行操作。 4）具有单步或连续执行程序、循环执行程序、机械极限位置自动限位、超程报警，以及进给速度程序自动终止等各类数控基本功能。 3.1 经济型数控部分改造设计方案 普通车床进行经济型数控化改造设计, 主要包括机械部分和数控部分, 机械部分结构、功能改造设计应与数控功能相适应。普通机床进行经济型数控化 10 CA6132进给系统的横向步进控制 改造后, 能通过键盘输入数控加工程序, 并能通过LCD 或LED 显示器显示加工状态; 纵向和横向进给系统能实现微型计算机控制、是能进行独立运动的伺服系统, 工作台能按预先输入的加工指令进行纵向、横向运动实现切削加工; 车床的刀架能根据加工需要自动转位换刀; 车削螺纹时要能保证车床主轴每转一转, 刀具能准确移动一个被加工螺纹的导程; 改造后的系统应能控制主轴转速的快慢、启停和正反转向; 车床的辅助功能如润滑、冷却、排屑、报警等能自动打开和关闭。 3.2车床数控改造方案及要求 纵向和横向丝杠光杠、溜板箱及挂轮箱中的齿轮，用滚珠丝杠替换原有普通滑动丝杠，将选取的横向滚控化改造设计时，在满足车床总体布局的前提下要尽可能利用原来的零部件，因此确定总体改造方案如下： （1） 拆除原车床的纵珠丝杠副通过托架安装在原溜板箱与床鞍连接的部位上，纵横向滚珠丝杠两端尽可能利用原固定和支承方式。为便于安装滚珠丝杠副，丝杠采用分体式，用套筒联轴器实现刚性联接； （2） 横向驱动电机及齿轮减速器安装在床鞍的后部（相对操作者），纵向驱动电机及齿轮减速装置安装在机床的右端，靠近尾座的位置； （3） 要实现自动换刀，需拆除原手动刀架，在小拖板上安装数控转位刀架； （4） 为了使改造后的车床能够加工螺纹，需要加装主轴脉冲编码器，以实现对主轴转速的同步检测，编码器安装在挂轮箱内； （5） 为使加工过程中不超程，纵横向要安装行程限位开关； （6） 为实现回参考点的动作，必须在纵横向安装接近开关； （7） 纵、横向齿轮箱和丝杠全部加防护罩，以防脏物、油污和切屑等进入，机床整体也要加装防护罩，以防止加工过程中的切屑飞溅伤人； 11 CA6132进给系统的横向步进控制 （8） 考虑到改造的成本，尽可能采用可靠性高的经济型数控系统。 3.3 设计任务 1．给定CA6132车床，采用微机组成经济形数控系统。 2．主运动实现自动变速，纵向及横向进给系统进行数控控制，纵向（Z向）进给脉冲当量为 0.01mm /脉冲，横向（X向） 进给脉冲当量为0.005mm /脉冲。 3．驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动控制的自动转位刀架，要能自动切削螺纹。 3.4 系统总体方案框图 为了实现机床所要求的分辨率，采用步进电机经齿轮减速在传动丝杆，为保证一定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，选用滚珠丝杆螺母副。同时，为提高传动刚度和消除间隙，采用有预加负荷的结构。齿轮传动也采用消除齿侧间隙的结构。系统总体方案见如下框图： 图 1 经济型数控车床总体方案框架 第四章 机械改造部分的设计 12