CK6132数控车床工作台结构与控制改造设计
摘要：数控车床是实施我国高端制造不可缺少的加工设备，是典型的机电一体化产品。本设计以原有CK6132数控车床工作台结构与控制改造设计为例，阐述了数控车床的内部结构和性能，进行工作台结构与控制升级改造。设计确定合理的设定方案；通过机械结构计算选择滚珠丝杠进行工作台设计；根据精度要求进行数控系统，伺服控制系统设计，并对其他冷却润滑等其他辅助装置的进行设计。
关键词：数控车床，工作台的结构，控制设计
Structure and control Design of CNC late table
Summary:CNC lathe is an indispensable processing equipment for high-end Manufacturing in China.Is a typical product.This design takes the original CK6132CNC lathe worktable structure and control reform design as a example,The internal structure and performance of CNC lathe are expounded.Upgrade and upgrade the workbench structure and control.Design to determine a reasonable setting scheme;Through the mechanical structure calculation, the ball screw is selected to design the worktable;According to the accuracy requirements of the CNC system,Servo control system design,And other cooling lubrication and other auxiliary devices are designed.
Keyword:CNC lathe，Table structure，Control design
目录
第一章 绪论 4
1.1设计目标 4
1.2设计的内容和设计步骤 4
第二章 数控车床的结构和性能 5
2.1 车床的内部结构 5
2.2数控车床的性能指标 5
2.3本章小结 6
第三章机械结构计算 7
3.1滚珠丝杠副的特点 7
3.2滚珠丝杠副的计算 7
3.3计算丝杠的进给牵引力 8
3.4计算丝杠的最大动载荷 8
3.5传动效率的计算 9
3.6刚度检验 9
3.7稳定性的检验 10
3.8本章小结 10
第四章控制系统及辅助装置 11
4.1 数控系统的选择 11
4.2伺服系统的选择 15
4.3其他辅助装置及PLC设计 15
4.4本章小结 19
结论 20
致谢 21
参考文献 22
附录 23
第一章 绪论
1.1设计目标
在数控车床高速发展的潮流下，工作台是数控车床中实现定位和进给的最基本的机构之一。数控车床主要加工的是轴类和盘类零件，数控车床精度的高低直接影响了加工的结果，影响了加工产品的质量以及加工效率。
数控车床的工作台是数控机床的基础部件，他能够实现轴的回转进给与定位。在工作台运行过程中，会有多种因素影响数控系统的运行，并影响到工作台运行的轮廓精度。本文介绍了数控车床工作台常见的控制方法，以及这些控制方法在国内外的现状和发展前景，介绍了工作台的基本结构与控制原理。
1.2设计的内容和设计步骤
1．设计参数 了解CK6132数控车床的结构和性能，进行工作台结构与控制设计，确定合理的设计方案，满足实际工作的精度要求。
工件最大回转直径：320mm;
最大工件长度：750mm/min;
快速移动速度：X向1.5m/min:Z向3m/min;
切削进给速度800KG：
定位精度X/Z：0.025、0.04mm;重复定位精度：X/Z：0.01/0.016mm
机床工作寿命：10000h(即工作时间10年）；
工作台采用贴塑导轨，导轨动静摩擦系数0.01；
机床采用主轴伺服电机额定功率P=7.5KW.
2． 设计要求
1）通过参考国内外优秀的机床工作台设计方式，设计出符合要求的工作台；
2）通过设计和计算对滚珠丝杆进行选型；
3）选择合适的伺服电机作为动力；
4）通过伺服控制器对伺服电机进行速度和位置的控制。以及数控系统的选择
第二章 数控车床的结构和性能
2.1 车床的内部结构
数控车床一般由机床本体、伺服系统、执行机构、输入/输出设备、CNC装置（或称CNC单元）等组成，其他还有辅助装置、测量反馈装置、可编程控制器PLC以及电气控制装置等。
（1）机床本体
总的来说，数控机床的机床本体由机床的本身，液压的气动系统和进给传动的装置，工作台以及其他的辅助的运动装置，冷却装置还有主轴的各个传动装置等等组成。但是数控机床在整体的结构，外型的改变，运行的机构等方面有了很大的变化。
（2）伺服系统
数控系统是车床的四肢伺服系统的组成部分主要是有驱动电机以及驱动装置，伺服单元与车床上的传
动机构以及执行部件组成了数控机床系统的进给。而它的主要作用就是接受了数控装置的脉冲信号以后并且转换成为了机床移动部分的运动。
驱动装置的主要作用就是方便把放大以后的指示信号变成了机械的运动，然后通过了简易的机械连接部件来驱动机床，这样工作台就能够精确的定位，最后才能加工出符合要求的零件
（3）输入输出设备
输入装置的存在是方便把各种加工的信息传输到计算机的外部设备。通常还可以用DNC网络通信串行的方法输入进去。
输出是把内部的工作参数输出去（其中包含了机床在正常并且理想的工作状态下的原始信息，故障参数、程序等）。
（4）CNC单元
CNC单元被称之数控车床做重要的部分，是数控车床的大脑，CNC单元由信息的输出，输入和处理所组成的。
本设计进行伺服单元工作台机械和电气控制设计。
在本次的毕业设计中，我所说的进给系统的改造是跟随着Z轴而进行的。所以，进给系统的改造方法包括了：
（1)首先我们所需要的是计算进给系统的传动比、传动速度以及其他的一些主要参数。
（2)根据所设计的系统的要求来决定系统的控制方式。在本毕业设计中所选用的是双闭环控制。
（3)根据已经选好的控制方式计算并且选择伺服电动机，最后还需要进行验算。
2.2数控车床的性能指标
（1)主要规格尺寸 数控车床得规格尺寸主要有最大的车削长度以及车削直径，刀架最大的回转直径以及床身
（2)主轴系统 数控车床的主轴运用了交流或者是直流电动机来驱动。
（3)进给系统 该系统有快速速度规格，位置精度，进给速度规格，螺距规格以及运动分辨率等不可缺少技术参数。
进给速度而且影响了生产的效率，加工的质量以及刀具的寿命。
（3）刀具系统 数控车床包括了换刀的时间，刀架工位数，刀杆的尺寸，重复定位精度以及工具孔的直径等部分。
（4）数控机床的性能指标还有其他一些因素，比如说：冷却系统，机床的重量，机床外形的尺寸等等
参考文献
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