基於開放式數控係統的CKJCKJ6136A車床改造-特種加工機床（chuáng）網-數控（kòng）機床市場網

您現在（zài）的位置：特種加工機床網> 加工與維（wéi）修>基於開放式數控係統的CKJCKJ6136A車床改造（zào）

基於開放式數控係統的CKJCKJ6136A車床改造

2017-7-24 來（lái）源：廣州番禺職業技術（shù）學院（yuàn）作者（zhě）：竇凱朱（zhū）洪（hóng）雷鍾飛龍廖傳輝曹甜學

摘要：在分（fèn）析數控車床改（gǎi）造要求的基礎（chǔ）上，描述了伺服電機的選擇、參考點的設定（dìng）與（yǔ）調整（zhěng）、進給傳動鏈（liàn）誤差補償的方法以及變頻調速器（qì）、數控係統參數的設置，改造後車床的加工精度滿（mǎn）足生（shēng）產要求。

關鍵詞：車床；開放式數控係統（tǒng）；數控（kòng）裝置參數

1.CKJ6136A簡介及改造要（yào）求

CKJ6136A數控車床是一台簡易型數控（kòng）車床，配置某公（gōng）司早期的GSK928數控係統，X軸、Z軸采用步進電機驅動，主傳動（dòng）采（cǎi）用異步電機、齒輪變（biàn）速。由於機床原（yuán）數控係統頻（pín）出故障且為已淘汰產品，無法維（wéi）修，但該機床（chuáng）導軌、絲杠、主軸等精（jīng）度保持較好，因此具（jù）有改造價值。為適應加（jiā）工時能（néng）選擇更加合理的切削用量，從而獲得最佳（jiā）的生產率、加工精度和表麵（miàn）質量（liàng）的加工要求，主傳動要能實現無級變速且具有較寬的調速範圍。為保證加工精度和增（zēng）加伺服驅動能力，X 軸、Z 軸采用交流伺服電機驅動，數控係統選用 HNC-21TD 開放（fàng）式（shì）數控係統。

2 電機的選擇與安裝

2.1 主軸電機

主電機的選擇采取類比法，經過與同類型數控車床的床（chuáng）身上最（zuì）大（dà）回轉直（zhí）徑、主軸轉速範圍（wéi）、主電機功率等技術參數比較，結合主傳動係統的基本要求，選擇GM710三相交流（liú）伺服變頻電機（jī）為主軸電機。GM710 電機功率為 5.5 k W，額定轉速為2500 r/min。該電機結構緊（jǐn）湊，體積小，重量輕，功率密（mì）度高；電磁振動小，旋轉精（jīng）度高，恒轉矩及（jí）恒功率調速範圍寬；轉子慣性（xìng）小，響應速（sù）度快；氣隙均勻，平（píng）衡精度高，轉矩（jǔ）脈動小；性價比高。

2.2 進給伺（sì）服電機

X 軸與 Z 軸（zhóu）進給電機的選（xuǎn）擇采用類比和校核計算相結合的方（fāng）法（fǎ），即經過與同類型數控車床的X軸、Z軸快速進給速度、最小輸入單位、重複定位精度（dù）、快速空載轉矩、切削力矩、快速進給力矩、轉動慣量等（děng）技術參數比較，初步確定交流伺服電機型號，而後進行轉（zhuǎn）矩校（xiào）核計算（suàn）和轉動（dòng）慣量匹配性校核計算，滿足要（yào）求（qiú）即可。下述為 X 軸電機選擇流程，用類比法參照同類型數控（kòng）車床（chuáng）初步選用 GK6061 交流伺服電機作為 X 軸驅動電機（同理，Z 軸選（xuǎn）用 GK6062 交（jiāo）流永磁伺服電機）。

2.2.1 切削力及絲杠的（de）進給牽引力計算

依（yī）據主（zhǔ）傳動功率計算法，主切削力為（wéi）[2]：

車（chē）刀受到（dào）的（de）車削抗力由拖板傳（chuán）遞到導軌上，與（yǔ）進給絲杠的牽引力相（xiàng）平衡。對於綜合型導軌，絲杠（gàng）的進給牽引（yǐn）力為：

2.2.2 轉動慣量匹配校（xiào）核

拖板及絲杠等折算到電機軸的等效轉動慣量為：

2.2.3 轉矩校核

1）快速空載啟（qǐ）動時的等效轉矩 Teq1

2.2.4 電機的安裝

更換主軸電機與進給伺服電機後，新電機與機床原有電機的安裝尺寸不同，因此均采用過渡連接板的方式來實現電機的固定。

2.3 主軸脈衝（chōng）發生器的安裝

脈衝發生器安裝在（zài）床頭箱（xiāng）的後端，並通過一對傳動比為1∶1的齒輪與（yǔ）主軸相聯，工作時，脈衝發生器與主軸同步旋轉，數控（kòng）裝置控製進給伺服電機準確（què）地配合主軸的旋轉而產（chǎn）生進給運動。從而保證主軸（zhóu）每轉 1 轉，螺紋車刀移動 1 個導程，同時還保證每次（cì）走刀都（dōu）在（zài）工件的同一點切入，使螺紋不亂扣。

3.控製係統的參數（shù）設置

3.1 主軸變頻裝置

選用日立 SJ300 變頻器，多數參數保留默認值，部分參數根據（jù）需求進行設置。主要參數設置如表1所示。

表（biǎo）1 變頻器參數設置表

3.2 數控裝置

HNC-21TD數控裝置通電後經自檢進入主控界麵，為保證改造後的數控機床能正常運行（háng），必須進行參數優化。進入係統參數設置（zhì）菜單，對照（zhào）硬（yìng）件檢查係統參數是否正確（què），同時按表 2 所示數據核查設置參數[1]。

表2 HNC-HNC-21TD參數設（shè）置表

3.3 PLC參數

在PLC 程序中機床輸入的開關量信號定義為X，即各接口中的（de） I 信號（hào）；輸出到機床的開關量信號定義為 Y，即（jí）各接口中的 O 信（xìn）號。將各個（gè）接口HNC-21 本地（dì）遠程 I/O 端子板中的 I/O（輸入/輸出）開關（guān）量分別定義為係統程序中的 X 、Y 變（biàn）量（liàng），需要通過設置硬件配置參數（shù）和 PMC 係統參數（shù）來實現，主要（yào）參數如表3所（suǒ）示。

表（biǎo）3 PLC參數設置表

4.機電聯調

4.1 參（cān）考點的設定與調整

隨滑板一起運動的減速擋塊釋放參考（kǎo）點開關觸（chù）頭（tóu）使其由通轉為斷，機床滑（huá）板減速並以設定的速度繼續移（yí）動，減速可使參考點停（tíng）留位（wèi）置準確。采用脈衝編碼器上的格柵信號來確定參考點，當減速擋塊釋放參考點開關觸頭使其觸點狀態由斷再轉為通後（hòu），數（shù）控係（xì）統（tǒng）將等待（dài）碼盤上的第 1 個格柵（shān）信號，該信號一出現，滑板立刻停止運動，此時的位置是電（diàn）氣（qì）原點。數控裝（zhuāng）置會記憶（yì）該點，調整時一般（bān）難於做到電氣原（yuán）點與機床參考點位置完全一致，會存有一定誤差，實際調（diào）整中是通過測量這一誤差值（zhí），采取對參考點補償的方法進行校正。即滑板到達電氣原點後（hòu）會（huì）再移動一個補償量，從而準確到達機械參考點（diǎn）。數控係統啟動後進入（rù）主界麵（miàn），按（àn）主菜單（dān） F1（參數索（suǒ）引（yǐn））鍵→選擇 F3（坐標軸參數（shù））→選擇（zé）軸（zhóu） 2（Z 軸）→選擇（zé）“參考點開關偏差”，輸入參考點補償量即可。

4.2 進給傳動誤差補償

機床長期使用後，進給傳動鏈運動部件會磨損並存在一定間隙（xì），為恢（huī）複其加工精度（dù），需進行間隙補償，即（jí）對數控裝置內的補償參數（shù）（Z向參數地址、X向參數地址）進行重新設定。補償量的具體測量方法是：使刀架（jià）從停留位（wèi）置向-Z 方向快速移動 50 mm，將百分表觸頭對準滑板的+Z側，適當壓緊觸頭並調整表針對零；讓刀（dāo）架從當前停（tíng）留位置再向-Z 方向快速移動 50 mm，刀架停穩後使其從停留位置向+Z 方向快速移（yí）動50 mm，讀出此時百分表的（de）數值並記錄下來，重複進（jìn）行 5~10 次，取算術平均值（zhí）作為間隙補償量。X方向間隙補償量的測定參照進行（háng）。

5.結束語

投稿箱：
如果您有機床行業、企業（yè）相關新聞（wén）稿件發表，或進（jìn）行資訊合作，歡迎聯係本網編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關信息

名（míng）企推薦

業界視（shì）點

| 更多

行業數（shù）據

| 更多（duō）

博文選萃

| 更多