C61140普通车床数控改造方案 、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。 、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）H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）川类机床的要求。 （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
度要求确疋。 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、戈U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/O;电子手轮：在 JOC方式下，以增量方式可手动操作 X/Z向运动。 ⑵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 1叩、0.1艸可选
•最高速度 60m/min （0.1卩、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（大连东信）：
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 4、驱动电机系统：
•采用全封闭式结构，外形美观、结构紧凑。
•采用优化的电磁设计，电磁噪声低、运行平稳、效率高。
•采用高性能稀土永磁材料，低速特性好、过载能力强。
•采用高速、高精度光电编码器，与高性能驱动单元配合可
作高精度速度和位置控制。 •采用IP65防护等级，确保电动机在 -15C〜40C环境温度及粉尘油雾环境下可靠使用。
•采用进口高精度轴承和转子高精度动平衡工艺，确保电动机运行在最高转速范围内稳
定可靠、振动小、噪声低。 •具有高转矩惯量比，快速响应能力强。
-部分电动机采用F级绝缘结构，寿命长，性能价格比高。
5、刀台：（不做改动，保留现有方式）
LD4型系列电动刀架工作原理及特点
LD4系列立式电动刀架采用蜗杆副传动，上下齿盘啮合定位， 螺 杆锁紧无触点霍尔元件发信的工作原理。具有转位快，定 位精度高，刚性好的优点。是普遍采用的经济型产品 6、主轴保留现有的控制方式及驱动系统。
7、其它：
根据技术新、质量品质好、价格低、配件容易购买、品牌国内知名、市场占有率大、 性价比好的原则，来确定改造产品技术选型： 更换机床低压电器， 从新设计机床控制电路， 从新选型继电器、接触器、指示灯、 开关、按钮等，所有低压电器用国内知名品牌的产品。 （三）控制功能： 轴控制功能： •控制轴数： 5轴（X、Y、Z） •连动轴数：5轴 •公/英制转换 EIA/ISO 自动识别 •存储型螺距误差补偿 操作功能 •手轮进给 （选配件）
•手轮进给倍率：x 1,x 10, x 100 ,x 1000 (可设定) •程序中断再启动
进给功能 •每转进给 •自动加减速
具体参数如下：CA6140/50 轴名 额定功率 额定/最高转速（rpm） 额定扭矩/最大扭矩（Nm ）
X(130STJ-M075D) 1.88KW 2000/3000 X(130STJ-M150B) 2.3KW 1500/2000 Z(175STJ-M300B) 4.7KW 1500/2000 Z轴增加1:3行星减速机
7.5N.M 15N.M 30N.M