数控车轮车床发展

数控车轮车床专业用于各种新造和需镟修轮对的加工，其中UFB125N型除用于传统轮对的加工外还可以用于高速动车组轮对的镟修加工。车床采用SIEMENS SINUMERIK 840D数控操作系统。

选择机床首先要考虑其实用性，明确需要什么样子的车床，是否具有实用性， 要掌握好机床的数据在规格和精度上面要特别的注意，生产的零件决定了所要选择的机床的加工范围，可以决定的指标有很多，定为精度和重复定位精度以及复杂的综合加工。根据不同的功能选择模板，同时不同的模板还具有不同的价钱和功能，合理的选择有需要的功能，避免经济上的浪费。在可以满足功能上的使用的前提尽量选择结构和功能都比较经济使用性的，机床的选择在同样的型号中尽量减少钱的使用，这就能达到节省开支的效果。同时避免功能的太过强大造成的造作比较复杂，只需要根据所需要的功能进行选购。考虑车床的使用寿命还要考虑市场的占有率以及使用年头多久会淘汰 。

数控系统比较繁多，种类样式各种各样，但都是源自系统最初的要求和需要设计的，数控系统一般分为控制系统、伺服系统和位置测量系统，这三个部分有效的结合，完成一个完整的数控系统。在通电之前可以进行一些简单的检查，比如说打开车床的电控箱，检查继电器、接触器等有没有松动接触不良的情况，再检查电箱门，检查各类接口的插座，如果有松动的情况一定要重新插紧，这样才能保证接触好运行稳。按照车床的说明书进行各个电路板的检查，有错误的地方进行改正，确定没有错的情况检查下一步；在相关的接线地方查看线路，有没有线路的裸露铜丝，每个端子都要旋具紧固一次，各个电机的插座都要拧紧，确保没有松动；检查电磁阀，需要手推动多次确保不会因为长时间没有通电而运行不良， 如果发现问题需要及时进行整理，并且做好记录。

我国自主生产的车床具有这样的特点：齿轮转动级数高、刚度比较差，反向间隙大，这就造成了齿轮的不耐磨，如果改造之后还是采用原来的齿轮齿链的话，加工精度就会降低，并且使用的年限也要受损，能否带动车床的运行还是个问题。也会造成车床需要经常的调整和维修，造成的维修维修费用也是比较高的，当齿轮的间隙大，超过了一定的补偿数值就会需要进行维修或者是更换一个新的齿轮，同时也会增加事故的产生。如果采用了好的齿轮，那么滚动的摩擦小，齿轮的使用寿命也会增长，降低齿轮和滚轴之间的摩擦，也会降低事故的发生，维修费用也会降低。数控系统的操作面板，通过控制端口输入到数控单元，通过各个原件的协调运作实行分工完成车床的任务。采用减速的机构，可以达到增大减少转轴和齿轮的摩擦，还可以达到一定的冲击力满足车床的运行需要。在刀具的选择上，可以采用方形或者是三角形的刀具，这样就能够避免因为切的宽度大，车床和齿轮收到的压力大，容易损坏刀具或者是造成车床和零件不必要的损耗。在刀具的选择上，尽量采用进口的刀具，比较耐冲击，损耗小，寿命长，这样就会提高切割的效率，并且费用和国产的刀具相当。数控改造的方式上面，需要高精度的产品要求，在系统上面可以选择国产开发的技术，在刀具的选择上面采用进口的刀具减少损耗和提高工作效率，这是一种比较理性的方案。

数控系统的主要一个特点就是可靠性高， 发生故障的情况比较小，对环境的适应性比较强，无关是温度还是适度强度，都有一定的适应性，内部电路比较复杂，要求想配套的数控车床控制系统紧密的联系和运行。在车床加工之前，将被加工零件的信息，所需要达到的要求编写程序输入到控制端，数控装置就会对接收到的信息进行分析和处理，根据处理的结果，会分配执行到各个装置完成处理，并且按照要求的形状和尺寸完成零件的加工任务。

我国在数控装置上面的水平逐渐升高，性能也有了很大的保障，故障的产生也减少了。对运行的坏境要求低，出现故障之后的维修费用也比进口的要低，所以相比进口的车床还是具有很高的性价比的。为了长久的使用，同时要考虑到仪器适合运行的时间，可以考虑搭配着数控系统整套都是国外进口；台湾生产的控制系统加上国产的反应处理系统；这两种情况，便于数字化的集中控制 。

通过对数控车轮车床存在的问题进行分析，可以看出来在当前使用的数控车轮车床的主要特点。车轮踏面镟的质量直接影响着列车的行驶安全，也会要求检修成本，如果车辆的行驶过程中，有仪器出现问题，检修还有一定的费用。电路系统的不完备，给设备的检修还带来困难。数控机床的发展方向，必然是要向着pc等高端机的技术进行发展，向着高速化和高精度的方向来发展，数字化必然要取代人工的力量，向着自动化发展。如果能够大力推行车轮踏面镟技术，严格控制车轮踏面的加工数量，能够降低维修的成本，减少事故的发生，保证又好又快运行。通过对前文出现问题进行分析，提出了初步的解决问题的方案，并且在实际的检修中具体问题具体分析，出现的故障降低，取得较好的效果。并且事实证明了，采用更少的经济成本，将普通机床改造成数控机床，将会为企业带来更大的经济成本 。

第1章 概述

1.1 数控车床的组成和工作原理

1.1.1 数控加工过程

1.1.2 数控车床的组成

1.1.3 数控车床的工作原理

1.2 数控车床的类型

1.2.1 按控制方式分类

1.2.2 按数控系统的功能分类

1.2.3 按加工工艺方法分类

1.2.4 按主轴的配置形式分类

1.3 数控车床的特点

1.3.1 数控车床的优点

1.3.2 数控车床的适用范围

1.4 数控车床的设计方法和步骤

1.4.1 数控车床的设计方法和特点

1.4.2 数控车床的设计步骤

第2章 主传动系统

2.1 概述

2.1.1 主传动系统的设计要求

2.1.2 主传动系统的传动方式

2.1.3 数控车床主传动系统的发展

2.2 变速主传动系统设计

2.2.1 主传动系统的参数

2.2.2 分级变速传动系统设计

2.2.3 分挡无级变速传动设计

2.3 主轴组件

2.3.1 主轴组件的性能要求

2.3.2 主轴

2.3.3 主轴轴承

2.3.4 主轴组件润滑与密封

2.3.5 主轴组件的计算

2.4 主轴驱动与控制

2.4.1 主轴驱动的基本要求

2.4.2 交流主轴驱动

2.4.3 主轴转速的自动变换

2.4.4 主轴旋转与进给轴的同步控制

2.5 数控车床主传动系统实例

2.5.1 CK7815型数控车床的主传动系统

2.5.2 DS11型数控车床的主传动系统

2.5.3 车削中心的主传动系统

第3章 进给伺服系统

3.1 概述

3.1.1 进给伺服系统的组成和要求

3.1.2 进给伺服系统的控制方式

3.1.3 进给系统的驱动方式

3.2 位置检测元件与位置控制

3.2.1 位置检测元件

3.2.2 进给系统的位置控制

3.3 进给系统的伺服驱动

3.3.1 进给系统对伺服驱动装置的要求

3.3.2 步进电动机伺服驱动系统

3.3.3 直流伺服电动机及其驱动系统

3.3.4 无刷直流伺服电动机调速系统

3.3.5 交流伺服电动机及其驱动系统

3.4 机械传动与导向装置

3.4.1 传动机构

3.4.2 导轨

3.5 进给伺服系统设计与性能分析

3.5.1 开环进给伺服系统设计

3.5.2 闭环进给伺服系统设计

第4章 数控车床的辅助装置

4.1 数控车床辅助装置概述

4.1.1 辅助装置的作用和组成

4.1.2 液压和气动装置

4.1.3 润滑装置

4.2 自动换刀装置

4.2.1 自动换刀装置的作用

4.2.2 自动换刀装置的形式

4.2.3 标准刀具系统

4.3 自动排屑装置

4.3.1 自动排屑装置的作用

4.3.2 切削区的排屑方法

4.3.3 典型的自动排屑装置

4.4 其他辅助装置

4.4.1 切削过程的监控装置

4.4.2 对刀仪

第5章 车床数控系统

5.1 概述

5.1.1 数控系统（CNC系统）的主要功能

5.1.2 数控系统的分类

5.2 数控装置（CNC装置）的硬软件结构

5.2.1 CNC装置的硬件结构

5.2.2 CNC装置的软件结构

5.3 数控系统与可编程控制器

5.3.1 可编程控制器的结构和工作原理

5.3.2 PLC在数控系统中的应用

5.4 数控系统的输入/输出接口及通信

5.4.1 输入/输出接口电路

5.4.2 CNC装置的显示功能及其接口

5.4.3 数控系统的通信

5.5 典型车床数控系统及其应用

5.5.1 FANUC Power Mate 0数控系统

5.5.2 SIEMENS 802S/C数控系统

第6章 总体结构与布局

6.1 总体结构的基本要求

6.2 总体布局

6.2.1 床身和导轨的布局

6.2.2 运动和部件布局

第7章 普通车床的数控化改造

7.1 概述

7.1.1 普通车床数控化改造的优点

7.1.2 数控化改造的内容

7.1.3 改造主要技术方案的确定

7.1.4 改造的技术准备

7.1.5 改造的实施

7.1.6 验收工作

7.2 数控系统的确定

7.3 数控改造中主要机械部件改造

7.3.1 数控改造对机械传动系统的要求

7.3.2 机械系统的改造内容

7.3.3 机械传动系统的改造

7.4 机械部分改造设计计算

7.4.1 开环伺服进给系统的设计计算步骤

7.4.2 机械部分改造设计计算实例

7.5 数控车床改造实例

7.5.1 C616车床数控化改造

7.5.2 采用GSK980T和步进驱动系统改造C6140车床

7.5.3 用GSK980T和交流伺服驱动系统改造C6140车床

参考文献