C6140A普通车床数控化升级改造

技术协议

一、概述：

贵公司现有C61140普通车床，为了提高生产效率，提高产品的一致性和加工复杂零件。贵公司提出对C61140普通车床进行数控化升级改造。根据贵公司提出的技术要求，结合我公司在数控机床改造方面积累的经验。特制定如下C61140普通车床数控化升级改造技术协议。

二、机械改造部分：

根据《GJB5481-2005国家军用标准》{机床数控化改造通用技术要求}

改造前，应按GB/T 17421.1-1998规定的方法对机床几何精度进行检测，并符合下列要求:

对于改造后需加工的零件（顶头）精度在8级或8级以上的机床，其几何精度应不低于（设备修理精度检验技术手册）Ⅱ类机床的要求。

对于改造后需加工的零件精度在8级以下的机床，其几何精度应不低于（设备修理精度检验技术手册）Ⅲ类机床的要求。

(说明：由于该车床为全新设备。在改造前由双方共同确认机床几何精度，如果几何精完全符合国家标准及出厂精度将不进行几何精度修复工作。) ▲改造部分

(1)进给系统改造：用数控系统控制纵横两方向的伺服电机，实现X、Z两方向的进给。

①保留Z轴梯形丝杆，只增加伺服电机及行星减速机，获得Z向进给运动。

②将刀架滑动丝杠螺母副改为滚珠丝杠副。通过连接装置与伺服电机连接，得到X向

进给运动。

(2)刀架保留原手动刀架，如需电动刀架，费用另计

(3)保留主轴的驱动方式，增加主轴编码器，编码器采用同步带传动方式。

▲普通卧式车床数控改造后示意图：

①在改造时取消其原有的走刀箱及溜板箱。

②将原机床上床身梯形丝杆、中拖板梯形丝杆更换为滚珠丝杆。

③因为为了节约费用，保留了Z轴梯形丝杆，但轴反向间隙可能较大（数控只能补偿1MM间隙），加工时尽量向同一个方向移动，反向移动时，需在程序上补偿反向间隙，同时T型丝杠精度不高，长距离时可能误差较大（根据丝杠磨损情况而定）。

④重新设计、加工伺服电机安装座。

⑤伺服电机与滚珠丝杆的联接采用梅花辨式联轴器。

⑥滚珠丝杆副的润滑采用集中润滑站系统定时定量润滑。

▲改造件的机械设计要求

1 机床改造件的安全防护设计应符合GB15760的规定。

2 加工件应符合图样、技术文件和有关标准的规定。

3 加工尺寸的未注公差，应符合GB/T 1804－2000的m级。

4 加工件在热处理后不再进行加工的表面应清洁，表面处理后的光泽应均匀一致。

5 重要铸件粗加工后应进行时效处理。

6 铸件上不影响使用和外观的缺陷，允许按有关规定进行修补。

7 加工件的已加工表面不应有磕碰、划伤和锈蚀等缺陷，螺纹表面不应有压痕。搬

运和存放时，应防止加工件损伤和变形。

▲主要改造件加工的基本要求

1 箱体上滚动轴承孔的形状公差应符合GB/T 275-1993的规定。

2 箱体上孔端面对孔轴线的垂直度，一般应按所选轴承的型号和精度等级的安装精

度要求确定。

3 系统中高速、重载和滑移齿轮的齿部应进行淬火、渗碳和表面氮化的处理，并应

符合有关标准的规定。圆锥齿轮的精度应符合GB/T 11365-1989的规定。

4 滚珠丝杠副应符合GB/T 17587.3-1998的规定。机床传动链末端滚珠丝杠副精度等

级的选择应保证各类型机床精度的要求。

▲数控改造装配技术要求

1）装配环境应清洁。精度要求高的部件，装配环境应符合有关规定。

2 ）装配时的零、部件应清理清洁。在装配过程中，零部件不应磕碰、划伤和锈蚀。

零部件的配合面及外露表面不应有修挫和打磨等痕迹。

3）机床应按产品图样和装配工艺规程进行装配。装配到机床上的零、部件（包括外购件）均应达到图样及技术文件规定的质量要求。

4）装配后的螺栓、螺钉头部和螺母的端面应与被紧固的零件平面均匀接触，不应倾斜和留有间隙。装配在同一部位的螺钉，其长度一般应一致。紧固的螺钉、螺栓和螺母不应有松动现象，影响精度的螺钉紧固力应一致。

5 ）在螺母紧固后，各种止动垫圈应满足止动要求，需要时可采用在螺纹部分涂低强

度或中强度防松胶代替止动垫圈。

6 ）移动、转动部件装配后，运行应平稳、灵活、轻便、无阻滞现象。

三、C61140普通车床数控系统升级改造部份：

（一）数控系统构成

(1) 广州数控928TEA。电源：提供ECU 24V DC；控制部件：用于控制最多3个模拟坐

标轴；NC控制面板：带图形液晶显示和键盘；机床操作控制面板；DI/O接口：16点二进制I/0；电子手轮：在JOC方式下，以增量方式可手动操作X/Z向运动。

(2) 系统的I/O接口分配：

①输入的控制信号：丝杠位置检测信号，包括X向和Z向正负硬限位、X/Z参考点开关

信号；伺服过载和急停信号及伺服就绪信号；四工位刀架信号。

②输出的控制信号：刀架正反转信号及油泵润滑信号；伺服使能信号。

(3) 参数设置及优化调试PLC机床参数包括I/O口高低电平有效定义、刀架控制、润滑

有效、倍率开关、急停、X/Z硬限位、驱动优化有效、机床驱动器类型、刀架位数、换刀监控时间、MCP面板按键定义等。对伺服系统进行自动速度控制器优化处理。（二）系统概述

1、数控系统：

数控系统选用世界知名品牌广州数控公司的928TEA

· X、Z、Y、4th、5th五轴控制，Y、4th、5th轴的轴

名、轴型可定义

·2ms插补周期，控制精度1μm、0.1μm可选

·最高速度60m/min（0.1μm时最高速度24m/min）

·适配伺服主轴可实现主轴连续定位、刚性攻丝、刚性螺纹加工·内置多PLC程序，当前运行的PLC程序可选择

·G71指令支持凹槽外形轮廓的循环切削

·支持语句式宏指令编程，支持带参数的宏程序调用

·支持公制/英制编程，具有自动对刀、自动倒角、刀具寿命管理功能·支持中文、英文、西班牙文、俄文显示，由参数选择

·具备USB接口，支持U盘文件操作、系统配置和软件升级

·2路0V～10V模拟电压输出，支持双主轴控制

·1路电子手轮输入，支持手持式电子手轮

·40点通用输入/32点通用输出

·外形安装尺寸、指令系统与GSK980TDa完全兼容

2 、电子手轮（FANUC）：

急停和使能按钮

5个伺服轴的旋转选择开关

3.5m长的伸缩电缆

手轮盒体积紧凑、重量轻，便于手持

手轮盒背后带有磁性材料，便于放置

3 、驱动器（广州数控）

·采用数字信号处理器（DSP）和超大规模可编程门阵列

(CPLD)，集成度高，可靠性好

·采用优化PID控制算法控制电机运转，提高了位置与速

度控制的准确性和快速性

·采用三菱公司智能功率模块（IPM），具备完善的保护功

能，显示报警代码，输出报警信号

·全数字式控制，用户可对控制参数进行设置，以适用不同的应用需求·独特新颖的外观设计，并获国家专利。专利号：200530157950.7