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1、四 川 工 程 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 四川工程职业技术学院-毕业设计基于普通机床的数控改造专 业： 数控技术（维修方向）班 级： 07-1班 姓 名： 学 号： 200712020020指导教师： 2010年 5月30日引言2第一章数控机床的概述31.1 数控技术的产生与发展31.2数控技术的发展趋势31.2.1数控装置41.2.2伺服系统41.2.3机械结构技术41.2.4数控编程技术41.2.5向智能化方向发展5第二章 数控改造62.1机床数控改造总体方案62.2数控系统的选择62.3 车床机械结构的改造82.3.1机床改造相关项目参数82.3.2 机械部分器件选择表92
2、.3.3数控机床机械结构设计特点102.3.4主传动系统102.3.5进给系统112.3.6滚珠丝杆的选择112.4 电气部分的改造122.4.1电气部分的改造参数设计122.4.2 控制系统的改造122.4.3 驱动系统改造设计132.4.5电气改造中的PLC部分152.4.7主轴变频器电气控制172.4.8主轴及其控制182.4.8.1 主轴182.4.8.2 主轴的控制方式19第三章改造完成后的整机调试201）。电源的检查202）。 参数的设定确认213）。机床通电试车214）机床精度和功能的测试225）试运行23指令：24结论25参考文献2634引言 制造业是将制造资源（物料、能源、设
3、备、工具、资金、技术、信息和人力）通过制造过程转化为可供人们使用与利用的工业品和生活消费品的行业。机械制造业就是制造具有以一定形状和尺寸的零件或产品，并把它们装配成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其他行业的生产提供装备，这些行业的产品再被人们所使用。社会的各行各业使用的各式各样的机器、机械、仪器和工具等都是机械制造业的产品。所以说机械制造业的生产能力也是不容忽视的。从某种意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。机床数控化是提高机械加工自动化的最为有效的途径。普通立式车床加工效率低，尤其对轮毂类形状相对复杂的零件的加工，要
4、通过几把刀具的配合，甚至要采用成型刀具，加工过程复杂，而且有明显的接刀迹，加工表面质量差。通过对原有普通车床的数控化改造，可以节省资金，有效提高加工的精度、效率、表面质量，实现了原有设备的技术升级。 数控机床是准备了数控系统的机床，即包括NC机床。数字控制机床，简称NC机床。数控系统是一种控制系统，它能控制机床的运动和加工过程。计算机数控机床，简称CNC机床，是利用具有专门存储程序输入到数控装置，再由数控装置控制主运动的变数、起停、进给运动的方向、速度和位移大小，以及诸如刀具的选择、交换、工件夹紧、松开和冷却的起停等动作，使刀具与工件及其它辅助装置严格按数控程序的要求进行。通过这次毕业设计，所
5、要达到的目的：1.培养在综合运用专业基础知识和专业技能来解决工程实际问题的能力；2.强化工程实践能力和意识，提高本人综合素质和创新能力；3.使自己受到从事本专业工程技术和科学研究工作的基本训练，提高工程绘图、计算、数据处理、外文资料文献阅读、使用计算机、使用文献资料手册、文字表达等各方面的能力；4.培养正确的设计思想和工程经济观点，理论联系实际的工作作风，严格认真的科学态度以及积极向上的团队合作精神。第一章 数控机床的概述1.1 数控技术的产生与发展随着电子技术的发展，1946年世界上第一台电子计算机问世，由此掀开了信息自动化的新篇章。20世纪60年代以后，电子技术、信息技术和计算机技术的高速
6、发展，有力地推动了机械制造技术的发展。同时，由于金属零件的无屑和切削加工利用了材料技术和过程控制技术的最新成就，使得加工方法进一步合理化。数控技术的发展和应用使得以机床、工业机器人为代表的机械制造装备的结构发生了一系列变化。随着我国市场经济的发展，国内、国际市场竞争日益激烈，产品更新更为迅速，中、小批量的生产越来越多，而普通机床已不适应多品种、小批量生产要求，数控机床则综合了数控技术、微电子技术、自动检测技术等先进技术，最适宜加工小批量、高精度、形状复杂、生产周期要求短的零件。当变更加工对象时只需更换零件加工程序，无需对机床作任何调整，因此能很好地满足产品频繁变化的加工要求。对于机械制造企业，
7、单纯靠购买的数控机床所需投资大。为了节约资金，降低成本，利用原来的部分普通机床进行数控化改造，提高机械设备的数控化效率，是一种有效的途径。1.2 数控技术的发展趋势当代，数控技术的典型应用是FMC/FMS/CIM，其趋势是向高速化、高精度化、高效加工、多功能化、复合化和智能化方向发展。其主要发展动向是研制开放式全功能通用数控系统。1.2.1 数控装置（1） 向高速度、高精度方向发展 随着数控机床向高速度、高精度方向发展的需要，数控装置要能高速处理输入的指令数据并计算出伺服机构的位移量，而且要求伺服电机能高速度地作出反应。（2） 向基于个人计算机的开放式数控系统发展；（3） 配置多种遥控接口和智
8、能接口；（4） 具有很好的操作性能，洗具有“友好”的人机界面，普遍采用薄膜键钮的操作面板，减少指示灯和按钮数量，使操作一目了然。（5） 数控系统的可靠性大大提高。1.2.2伺服系统伺服驱动技术是数控技术的重要组成部分。与数控装置相配合，伺服系统的静态和动态特性直接影响基层的位移速度，定位精度和加工精度。其主要新发展的技术有：（1） 前馈控制技术；（2） 机械静止摩擦的非线性控制技术；（3） 伺服系统的位置环和速度环均采用软件控制；（4） 采用高分辨的位置检测装置；（5） 不吃技术得到了发展和应用。1.2.3机械结构技术为适应数控技术的发展，机械结构也发生了很大的变化。为缩小体积，减少占地面积，
9、更多地采用机电一体化结构。 1.2.4数控编程技术数控编程技术是思想数控加工的主要环节，当前其发展趋势有：（1） 脱机编程发展到在线编程；（2） 具有机械加工技术中的特殊工艺和组合工艺方法的程序编制功能；（3） 编程系统由只能处理几何信息发展到几何信息和工艺信息同时处理的新阶段。1.2.5向智能化方向发展随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化将不断提高。（1） 应用自适应控制技术；（2） 引入专家系统指导加工；（3） 引入故障诊断专家系统；（4） 智能化伺服驱动装置。第二章 数控改造2.1 机床数控改造总体方案普通机床的数控化改造主要内容有以下几点：其一是恢复原始功能，对机
10、床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复；其二是NC化，在普通机床上加数显装置，或加数控系统，改造成NC机床，CNC机床：其三是翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原有的精度；对其不满足生产要求的CNC系统进行更新；其四是技术更新和技术创新，为提高性能或档次，或为了使用新工艺，新技术，在原有的基础上进行较大规模的技术更新或技术创新，较大幅度的提高水平和档次的更新改造。2.2 数控系统的选择数控系统主要有三种类型，改造时，应根据具体情况进行选择。1） 步进电机拖动的开环系统；该系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。由数
11、控系统送出的进给指令脉冲，经驱动电路控制和功率放大后，使步进电机转动，通过齿轮副和滚珠丝杆副驱动执行部件。只要控制指令脉冲的数量、频率以及通电顺序，使可控制执行部件运动的位移量、速度和运动方向。这种系统不需要将所测量得到的实际位置和速度反馈到输入端，故称为开环系统，该系统的位移精度主要决定于步进电机的角位移精度，齿轮丝杠等传动元件的节距精度，所以系统的位移精度较低。该数控结构简单，调试维修方便，工作可靠，成本底，易改造成功。2） 异步电机或直流电机拖动，光栅测量反馈的闭环数控系统：该系统与开环系统的区别是：由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号，随时与给定值进行比较，将两者的差
12、值放大和交换，驱动执行机构，以给定的速度向着消除偏差的方向运动，直到给定位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。闭环进给系统在结构上比开环进给系统复杂，成本也高，对环境温度要求严。设计和调试都比开环系统难。但是可以获得比开环进给系统更高的精度，更快的速度，驱动功率更大的特性指标。3） 交/直流伺服电机拖动，编码器反馈的半闭环数控系统：半闭环系统检测元件安装在中间传动件上，间接测量执行部件的位置。它只能补偿系统环路内部部分元件的误差，因此，它的精度比闭环系统的精度底，但是它的结构与调试都较闭环系统简单。在将角位移检测元件与速度检测元件和伺服电机做成一个整体时则无需考虑位置检测装置的安装问题。目前，
13、市场上可供选择的数控系统类型很多，可依据价格合理、技术先进、服务方便的原则选择。在经济能力许可的情况下，尽量选用名牌产品。再选数控系统，零件筛选时一定要严格，制造工艺规范可靠、对出现因电器元件故障或提前失效引起的设备故障由几号的预防作用。其次应注重数控系统的功能选择，不应该单纯追求数控系统的高性能指标，这对于实现较高的性价比非常重要。数控系统所具有的功能要与准备改造的数控机床所能达到的功能相匹配，尽量减少过剩的数控功能。因为数控系统功能过剩，一方面浪费资金，另一方面还可产生由于数控系统复杂程序增加而带来的故障率升高的隐患。当前生产数控系统的公司比较多，国外著名的公司如德国的西门子公司，日本的法
14、拉克公司，国内公司如中国的珠峰公司、北京航天机床数控系统集团公司、华中数控公司、和沈阳高档数控国家工程研究中心。选择数控系统时主要是根据数控改造后机床要达到的各种精度、驱动电机的功率和用户的要求。本次课题选择的是将普通的车床改造成西门子数控车床！2.3 车床机械结构的改造 2.3.1机床改造相关项目参数项目规格最大棒料直径 20mm最大零件长度200mm主轴转速范围400-8000r/min主轴通孔直径22mm主轴中心高度1050mm主电机功率3.7kw最大钻孔直径10mm最大攻螺纹M8X、Y、Z轴最小设定单位0.001mmX、Y、Z轴快速移动速度10m/minX、Y轴伺服电机额定扭矩2.6n
15、.mZ轴伺服电机额定扭矩4.7n.m径向动力刀具电机功率0.75kw径向动力刀具最高转速4500r/min径向动力刀具最大钻孔直径7mm冷却电机功率0.12kw机床外形尺寸1670x1270x1802mm机床重量1500kg2.3.2 机械部分器件选择表名称型号、规格备注冷却泵AB-50微动开关TMD1704丝杠轴承20TAC47BDBC10PN7A用于各丝杠主轴轴承7010CDBLP4 50X80X32用于主轴7009CDBLP4 45X75X32用于主轴7909CDBP5 45X68X12用于主轴B7008C.T.P4S.QBL 40X68X60用于回转刀架B71915C.T.P4S.DB
16、L. 75X105X32用于回转刀架联轴器ROTRX-GS 24 98SHA-GS 2.5-24 2.5-18Z轴ROTRX-GS 19 98SHA-GS 2.5-18 2.5-14X、Y轴直线导轨HSR25LR2UU+600L PM-IIZ轴HSR25LR2ZZC0+600LH-IIY轴HSR20LR2ZZC0+600LH-IIX轴丝杠CKN1120II-10036BZ轴CKN1120II-20034BY轴CKN1120II-20035BX轴接近开关BESM12MI-PSC40BC-BV03螺母YSR M20X1.5用于丝杠YSR M39X1.5用于主轴YSR M45X1.5用于主轴YSR
17、M50X1.5用于主轴编码器MIB0.4 TS5270用于主轴汽缸SU-80X35-CA用于主轴2.3.3 数控机床机械结构设计特点数控机床虽然也有普通机床所具有的床身、导轨、主轴、刀架等部件。但为了与控制系统的高精度、高速度控制相匹配，对机床主机部分的结构改造设计还提出了高精度、高刚度、高惯量、底摩擦、无间隙、高谐振频、适当的阻尼比等要求。由于机械结构形式是体现其性能的具体手段，是实现性能的核心因素，因此，数控机床的关键部件在结构设计中也有了重大的变化。2.3.4 主传动系统主传动系统实现各种刀具和工件所需的切削功率，且在尽可能大的转速范围内保证恒功率输出，同时为使数控机床能获得最佳的切削速
18、度，主传动需在较宽的范围内实现无极变速。现行数控机床采用高性能的直流或交流无极调速主轴电机，较普通机床的机械分级速度传动链大为简化。对加工精度有直接影响的主轴组件的精度、刚度、抗震性和热变形性能要求，可以通过主轴组件的结构设计和合理的轴承组合及选用高精度专用轴承加以保证。为提高生产率和自动化程度，主轴应有刀具和工件的自动夹紧、放松、切屑清理及主轴准停机构。主轴转速计算根据传动路线表达式，可得主轴转速的运动平衡式为 式中 主轴转速，r/min； V带传动的滑动系数，通常取=0.02； 主轴反转时，轴间传动比大于正转时的传动比，所以反转的转速高于正转。这是符合车削工艺需要的，因为主轴反转通常不用于
19、切削，而是用于车削螺纹时，切削完一刀后使车刀沿螺旋线退回，所以反转转速较高可以节约辅助时间。2.3.5进给系统数控机床的进给系统是由伺服电机驱动，通过滚珠丝杆带动刀具完成进给轴的进给运动。为确定交给系统的传动精度和工作稳定性，在设计机械装置时，以无间隙、底摩擦、底惯量、高刚度为原则，具体措施是：1 采用低摩擦、轻拖动、高效率的滚珠丝杆和直线滚动导轨;2采用大扭矩、宽调速的伺服电机直接与丝杠连接，缩短和简化进给传动链；3通过消隙装置消除齿轮、丝杠、联轴器的传动间隙；4对滚动导轨和丝杠愈加载荷，预拉伸。2.3.6 滚珠丝杆的选择丝杠传动直接关系到传动链精度。丝杠的选用主要取决与加工的精度要求和拖动
20、扭矩要求。滚珠丝杠只有摩擦损失小，效率高等特点，其传动效率可达90%以上；精度高，寿命长；启动力矩和运动时力矩相接近，可以降低电机启动力矩。因此可满足较高精度零件加工要求。因此此次改造选择了滚珠丝杆。2.4 电气部分的改造2.4.1电气部分的改造参数设计项目规格供电电源3-380V10% 50HZ2%控制电源220V 220V 27V 24V照明电压24V机床电容量11KVA总熔断电流40A动力器件X轴电机：IFK7042-5AF71, 3 NMY轴电机：IFK7042-5AF71, 3 NMZ轴电机：IFK7060-5AF71, 6 NM主轴电机：电主轴 3.7KW刀架电机：MHMD082P
21、IU,750KW,2500rmin冷却电机：三相异步电机主控器件西门子802c数控系统XY伺服驱动：6sn1118-0nk01-0aa0Z轴伺服驱动：6sn1118-0nj01-0aa1主轴驱动：IMS-GCT43P8SHL刀架电机驱动：MCDD-T3520机床控制方式XYZ 由电机内装旋转变压器作位置检测，半闭环控制2.4.2 控制系统的改造电气部分：西门子802C数控系统。它包括：CPU,扩展程序存储器，扩展数据存储器、I/O接口电路；能输入加工程序和控制命令的键盘；能显示加工数据和机床状态信息的显示器；光电隔离电路和步进电机驱动电路；螺纹加工中用的光电脉冲发生器和其它辅助电路。2.4.3
22、 驱动系统改造设计本次改造选择的是611 ( 6SN1123-1AA00-0AA1)驱动模块，和步进电机的配合。步进电机是将电脉冲信号转变问角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差的特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机控制变的非常的简单。如果驱动电源模块与以一个非TN形式的电网相连或与一个没有采用直接电流敏感残余电流保护装置的电网相连接，就需要从选择表中按照Yyn0矢量组选择一个隔离变压器。对于调节型
23、的驱动电源/再生反馈模块，如果在其入口处有变压器时，则同样需要安装高频整流电抗器。同样，当电网电压为200 V / 220 V / 240 V / 400 V / 500 V / 575 V 10% 50 Hz / 60 Hz 时，需要用一个合适的变压器来进行电压匹配2. 系统构成 系统硬件概要系统连线 2.4.4 802C 内部硬件和软件1)该系统的CPU为工业486，使用了西门子S7-200的PLC；2）使用了液晶显示屏和键盘，能够较为方便的进行程序的编写及命令的控制（编程方便，只有轮廓编程，循环编程，参数编程，示教方式编程等功能），该液晶显示屏显示的是中文。3） DNC功能可支持CAD/
24、CAM，用于加工复杂模具4）硬件接口丰富，自诊断功能完善。5）PLC的最大I/O：64/642.4.5电气改造中的PLC部分 在机械改造中，plc得到了广泛的应用。特别是数控机床都或多或少的使用了plc作为开关量的控制。2.4.6.1 PLC在数控机床中的控制功能1）操作面板的控制。操作面板分为系统面板和机床操作面板。系统操作面板的控制信号先是进入NC，然后有NC送到PLC，控制数控机床的运行。机床操作面板控制信号，直接进入PLC，控制机床的运行。2）机床外部开关输入信号。将机床测的开关信号输入到送人PLC，进行逻辑运算。这些开关信号，包括很多检测元件信号（如：行程开关、接近开关、模式选择开关
25、等等）。3）输出信号控制：PLC输出信号经外围控制电路中的继电器、接触器、电磁阀等输出给控制对象。4）功能实现。系统送出T信号给PLC，经过译码，在数据表内检索，找到T代码制定的刀号，并与主轴刀号进行比较。如果不符，发出换刀指令，刀具换刀完成后，系统发出完成信号。5） M功能实现。系统送出M指令给PLC,经过译码，控制主轴正反转和启动停止等等。M指令完成，系统发出完成信号。2.4.6.2 PLC与CNC及机床之间的信号交换1）PLC与CNC之间的信息交换分两个方向进行；一个方向是CNC发送信息，主要信息有各种功能代码M、S、T功能的应答信息和各坐标轴对应的机床参考点信号等。2）PLC与机床之间
26、的信号交换也分为两个方向进行；一个方向是PLC向机床发送的信息，主要信息有控制机床的执行元件，如电磁铁、接触器、继电器以及各种状态指示和故障报警等；另一个方向是机床向PLC发送信息，主要信息有机床操作面板输入信息和其上各种开关、按钮等信息，如机床启动/停止、主轴正转/反转/停止、冷却液开/关、倍率选择、各坐标轴点动以及刀架卡盘夹紧/松开等信息，还有各运动部件的限位开关，主轴状态监视信号和伺服系统运行准备信号等。2.4.6.3 PLC的输入输出输入输出装置；开关量输入输出采用输入接线端子板和继电器板，作为数控装置XS4/XS5接口的转接单元使用，以方便连接及提高可靠性。器和两个双刀继电器，最多可
27、接16路NPN开关量信号输入及急停与超程信号，其中8路NPN开关量信号输出用于控制8各单刀单指继电器，剩下的8路NPN开关量信号输出通过接线端子引出，可用来控制其它电器。输入接线端子版提供NPN和PNP型开关量输入接线端子，最多可接20路NPN开关量信号输入。继电器板集成八个单刀单只继电2.4.7主轴变频器电气控制主轴变频器的基本选型上，目前较为简单的一类变频器是V/F控制，它就是一种电压发生模式装置，对调频过程中的电压进给定变化模式调节，常见的有线性V/F控制和平方V/F控制。所谓矢量控制，最通俗的讲，为使鼠龙式异步电机像直流电机那样具有优秀的运行性能积极很高的控制性能，通过控制变频器输出电
28、流的大小、频率及其相位，用以维持电机内部的磁道为设定值，产生所需要的转矩；质量控制相等于标量控制而言，其优点有：1）控制特性非常优秀，可以直流电机的电枢电流加励磁电流调节相关；2）能适应要求高速响应的场合；3)调节范围大；4）可进行转矩控制，当然相对于标量控制而言，矢量控制的结构复杂、计算繁琐，而且必须存储和频繁地使用电动机的参数。2.4.8主轴及其控制2.4.8.1 主轴主轴是生产主切削运动的动力源，主轴不仅要在高速旋转的情况下承载切削时传递的主轴电动机的动力，而且还要保持非常高的精度。主轴是数控机床中最关键的部件之一，主轴的结构上分为机械主轴和电主轴。机械主轴由刀具的转卡机构、轴、主轴冷却
29、系统以及配套的主轴电机、测量部件及驱动装置构成。电主轴的特点是主轴电机被集成到主轴的机械部件中，构成一个整体结构的主轴系统。在设计机床时，需要根据机床切削的指标定义机床的技术指标其中主轴的输出功率和主轴的调速范围为关键的技术指标。因此在数控机床设计的阶段，必须明确主轴的输出功率和调速范围等技术指标，否则，用户在切削时可能会出现由于主轴输出功率不够造成的主轴“闷车”而不能完成用户加工程序中要求的切削用量。主轴在低速加工时，需要满足低速状态下可以产生足够的转矩，而且保证主轴的调试范围。主轴在高速加工时，主轴的旋转部件要做到动平衡，否则在高速旋转运动中会产生振动，影响加工质量。2.4.8.2 主轴的
30、控制方式数控传统的伺服主轴有三种控制方式，它们是速度控制方式、位置控制方式和摆动控制方式。这三种控制方式的用途不同，并可以通过不同的控制指令进行切换。在速度控制方式下，主轴电机用于生产机床切削的主运动，激活主轴制度方式的变化指令有主轴正转M03、主轴反转M04和主轴停止M05。主轴的转速有变成指令S确定。如S1000表示主轴1000r/min。在速度控制方式下，主轴可通过零件程序控制。也可以用手动控制。主轴的手动控制与进给轴的手动控制的实现方式基本相同。主轴的位置控制方式用于主轴分度、刚性攻螺纹、自动换刀时的主轴定位等。激活主轴位置控制方式的编程指令是M19。摆动控制方式用于主轴换挡。主轴换挡
31、时，主轴电机可进入自动摆动状态，变速箱中的齿轮在摆动过程中齿合容易。激活主轴摆动方式的编程指令由辅助功能M41,M42,M43,M44,M45或者辅助功能S，数控系统根据机床参数中定义的每档最高速度和最低速度自动确定主轴档位。第三章改造完成后的整机调试数控机床的调试，包括电源的检查、数控系统的电参数的确认和设定、机床几何精度调整等，检查与调试工作关系到数控机床能否正常投入使用。1）。电源的检查（1）输入电源电压，频率及相序的确认。检查电源输入电压是否与机床设定相匹配。频率转换开关是否置于相应的位置。检查确认变压器的容量是否满足控制单元和同服系统的电能消耗。检查电源电压波动范围是否在数控系统允许
32、的范围内。日本的数控系统一般允许在电压额定值的10%范围内波动。而欧美的一些数控系统要求较高一些在5%以内。否则要外加交流稳压器。对于采用闸管控制元件的速度控制单元和主轴控制单元的供电电源，一定要检查相序。在相序不正确的情况下，接通电源，可能使速度控制单元的输入熔断丝烧断，这是由于误导通，造成的打电流引起的。相序检查方法有两种：一种用相序表测量，当相序接法正确时（即与表上的端子标记的相序相同时），相序表按顺时针方向旋转。另一种方法可用示波器测量二相之间的波形，两相看一下，确定各相序。 （2）确认直流电源单元电压输出端对地是否短路，各种数控系统内部都有直流稳压单元，为系统提供+5V,15V,+2
33、4V等直流电压。因此，在系统通电前，应检查这些电源的负载，是否对地有短路现象。可用万用表来确认。 （3）检查各印刷电路板上的电压是否正常，接通电源之后，首先应该检查数控柜内各风扇是否旋转，确认电源是否接通。各种直流电压是否在允许的范围内波动，一般来说，对+5V电源的电压要求较高，波动范围在5V范围内，因为它是供给逻辑电路的。+24V的电源是否在10%允许的波动范围之内，超出范围要进行调整，是否会影响系统的稳定性。2）。 参数的设定确认 （1）短路棒的设定，数控系统内的印刷电路板上有许多短路棒来短路的设定点，这项设定已由机床制造厂完成设定。用户只需确认与记录一下，但对于当个购入的数控装置，用户则
34、必须根据需要，自行设定。因为数控装置出厂时，是按标准方式设定的，不一定适合于具体用户要求。设定确认的内容随数控系统而定。认主板，ROM板，联接单元，附加轴控制板以及旋转变压器或感应同步器控制板上的设定。这些设定与机床返回基准点的方法，速度反馈的检测元件，检测增调节及分度精度调节等有关。确认速度控制单元印刷电路板上的设定。在直流速度控制单元和交流速度控制单元上都有许多的设定点，用于选择检测元件的种类，回路增益以及各种报警等。确认主轴控制单元印刷电路板上的设定。无论是直流还是交流主轴控制单元上，均有一些用以选择主轴电动机电流极限和主轴转数的设定点。但数字式交流主轴控制单元上已用数字设定代替短路棒的
35、设定上，故只能在通电时才能进行设定与确认。一般有以下三方面。确认数控部分印刷线路板上的设定。这样确 （2）确认数控系统中各种参数的设定，设定系统参数（包括PC参数）的目的，就是当数控装置与机床相连接时，能使机床只有最佳的工作性能。即使是同一个数控系统，起参数设定也随机而异。随机附带的参数表是机床的主要技术资料。应妥善保管，不得遗失，否则将给机床的维修和恢复性能带来困难。显示参数的方法，随各类数控机床而异，大多数厂家产品可通过MDI/CRT单元上的参数键来显示已存入系统存储器的参数。显示的参数内容应与机床安装调试完成后的参数表一致。如果所用的进给和主轴控制是数字式的。那么它的参数设定也是数字设定
36、参数，而不用短路棒，此时，须根据随机所带的说明书，一一给予确认。3）。机床通电试车在通电试车前要对机床进行全面润滑。给润滑油箱、润滑点灌注规定的油液或油脂，为液压油箱加足规定标号的液压油，需要压缩空气的腰接通气压源。调制机床的水平，促调机床的主要几何精度。如果是大中型设备，要在初就位和已经完成组装的基础上，重新调整运动部件与机床主轴的相对位置。刀具与主机到位置的校正。工作台交换位置的找正等。通电试车按照先局部分别供电实验，然后再作全面供电试验的顺序进行。接通电源后先查看有无故障报警。检查散热风扇是否旋转。各润滑油窗是否来油，液压泵电动机转动方向是否正确，液压系统是否达到规定压力坐标，冷却装置是
37、否正常等。在通电试车过程中要随时准备按压急停按钮，以避免发生意外情况时造成设备损坏。先用手动方式分别操纵各轴及部件连续运动。通过CRT或DPL显示，判断机床部件移动方向和移动距离是否正确。使机床移动部件达到行程限位极限，验证超程限位装置是否灵敏有效，数控系统在超程时是否发出报警。机床基准点是运行数控加工程序的基本参照，要注意检查重复回基准点的位置是否完全一致。在上述检查过程中如果遇到问题，要查明异常情况的原因并加以排除。当设备运行达到正常要求时，用水泥罐注主机和各部件的地脚螺栓孔，待水泥养护期满后再进行机床几何精度的精调和试运行。4） 机床精度和功能的测试在经过固化的地基上用地脚螺栓和垫铁精调
38、机床主床身的水平。找正水平后，移动床身上的各运动部件，观察各坐标全行程内机床水平的变化情况，并相应的调整机床几何精度，使之在允许范围之内。使用的检测工具有紧密水平仪，标准方尺，平行光管等。在调整时，主要以调整垫铁为主，必要时，可稍微改变导轨上的镶条和预紧滚轮等。一般说来，只要机床质量稳定，通过上述调整可将机床调整到出厂的精度。仔细检查数控系统和PC装置中参数设定值是否符合机床资料中规定的数据，然后试验各只要操作动作，安全措施，常用指令执行情况等。例如，各种运行方式（手动，点动，MDI,自动方式等）。检查辅助功能及附件的正常工作，例如机床的照明灯，冷却防护罩和各种护板是否完整；向冷却液箱中加满冷
39、却液，试验喷嘴是否能正常喷出冷却液；在用冷却液防护罩的情况下冷却液是否外漏；排屑器能否正常工作；机床主轴的恒温邮箱能否起作用等。5） 试运行数控机床安装完毕后，要求整机在带一定负载条件下，经过一段较长的时间的自动运行，较全面检查机床功能及工作可靠性。运行时间尚无统一规定，一般采用每天运行8H连续运行2-3天或24H连续运行1-2天。这个过程称为考机。试运行中采用的程序叫做考机程序，可以直接采用机床厂调试用的考机程序或自行编制一个程序。考机程序应包括：只要数控系统的功能使用，主轴的最高，最低及常用的转速快速和常用的进给速度，工作台面的自动交换，主机M指令的使用等。在试运行时间内，除操作失误引起的
40、故障外指令：1G指令 G90:参照挡墙坐标系原点，在工件坐标系中编制刀具运行点的程序。 G91：参照最新接近点，编制刀具运行距离程序。GO:快速移动使刀具快速定位，绕工件运动或接近换刀点 G1:刀具沿与轴，斜线或其他任何空间定位平行的置线移动。 G2:在圆弧轨迹上以顺时针方向运行 G3:在圆弧轨迹上以逆时针方向运行 G4:暂停时间生效 （F以秒为单位； S用主轴旋转次数确定时间） G17:无刀具半径补偿 G18:刀具半径补偿到轮廓左侧 G19:刀具半径补偿到轮廓右侧 G40:解除刀具半径补偿 G41:激活刀具半径补偿，刀具沿加工方向运行至轮廓的右边 G42:激活刀具半径补偿，刀具沿加工方向运行
41、至轮廓的左边 G53:非模态接触，包括已编程的偏置 G54G57:调用第1到第4可设置零点偏置 G94:直线进给率mm/分，英寸/分 G95:旋转进给率mm/转，英寸/转2M指令 M0:编程停止 M1:选择停止 M2：主程序结束返回程序开头 M30:程序结束 M17:子程序结束 M3:主动主轴顺时针方向旋转 M4:主动主轴逆时针方向旋转 M5:主动主轴停止 M6:换刀指令结论此说明书主要介绍的是普通车床的数控改造，包括对西门子公司的数控系统的简单说明，以及此次改造中所选的802c 系统的特性介绍；还着重的阐述了机械和电器部分的改造；最后，还讲到改造后的调试。随着计算机技术的发展，数字控制技术已
42、经广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是机械制造业种，由于数控化加工可以让机械加工行业朝高质量，高精度，高成品率，高效率方向发展，最重要的一点是还可以利用现有的普通机床，对其进行数控化改造，这样可以降低成本，提高效益。同时随着我国世界制造业加工中心的地位逐步形成，数控机床的使用、维修、维护人员在全国各工业城市非常紧缺，再加上数控加工人员从业面非常广没我们机电一体化专业里也 了数控技术这门课程，为了提高我们的就业能力，进一步提高我们的数控技术水平，让我们更清楚更明白更真实地学习数控技术，在最后的毕业环节中，我很幸运的在实习中学到了不少新的数控知识和技术。通过对普通车床的改造，使得机床能够完成较高精
43、度的工件，同时也能够完成各种不同要求的工件，包括孔的加工、轴的运动轨迹、刀具补偿、工件加工速度，工件的循环加工等等。通过这次毕业设计，我体会到：有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于尝试才能有所突破，有所创新。三个月的实习和毕业设计带给我的，不全是我所接触到那些操作技能，也不仅是通过几项工种所要求我们锻炼的几种能力，更多的是需要我们在实习结束后根据自己的情况去感悟。参考文献1季佳主，数控机床及应用，北京，清华大学出版社20012宋正伟，数控机床故障诊断与维修，中国劳动出版社，20053张新义，经济型数控机床系统设计，北京机械工业出版社，19944祭英良，机床数控改造设计与实例，机械工业出版社，19975王爱玲，数控机床应用，机械工业出版社，20066王浩，数控机床电气控制，清华大学出版社，20067李善术，数控机床及其应用，北京：机械工业出版社，200134