淺析(xī)普通機(jī)床的數控改造
2018-5-30 來源:河南省開封(fēng)市高級技工學校 作者:袁順建
數控機(jī)床在機械加工行業中的應用越來越(yuè)廣泛。數控機(jī)床(chuáng)的(de)發展, 一方麵是全功能、高性能(néng); 另(lìng)一方麵是(shì)簡單實(shí)用的經濟型數控機床, 具有自動加工的基本功能,操(cāo)作維修方便。數控機床的改造目的是要求(qiú)機床穩(wěn)定(dìng)可靠, 以盡可能低的故障率運轉。現將應用微機控製係(xì)統對C620- 1 車床改造過程進行綜合分析。
一、微機控製係統的選擇
目前市(shì)場上數控係統的類型比較多(duō), 選擇前首先應對擬改造的數控(kòng)機床(chuáng)自身功(gōng)能有一個充分的(de)了解, 可依據價格合理、技術(shù)先進、服(fú)務方(fāng)便的原則選(xuǎn)擇數控係統。這對於(yú)實現較(jiào)高的性能價格比非常重要。數控係(xì)統所具有的(de)功能要與準備改造的數控機床所能達到功能相(xiàng)匹配,盡量減少過剩的數控功能。故總體配置方案如下:
—PC 機采用工控PC 機可滿足該控製係統的控製要(yào)求。
—運動控製(zhì)卡采用由ADVANTECH 公司(sī)生產的PCL 運動控製卡。該卡是一種(zhǒng)高速三軸(zhóu)步進電機運動控製卡, 它(tā)有16位的數字輸入、輸出口(kǒu), 可(kě)實(shí)現三軸聯動。
—光電耦(ǒu)合電路是(shì)自己設計的, 它的作用是(shì)能夠隔(gé)離外部幹擾信號對運動控製卡的信號衝擊, 提高係統的穩定性(xìng)。
—機床(chuáng)本體是由(yóu)C620- 1 車床(chuáng)改造而來, 拆除原來的絲杆、溜板箱、變速箱等, 保留原來的三爪卡盤等。
—步進電機及其驅動器是采用南京四通公司的。驅動器的輸入電(diàn)壓(yā)45V, 考慮步進電(diàn)機的步距角和絲杆的螺距, 本係統X 軸的(de)脈衝當量是0.00125, Z 軸的脈衝(chōng)當(dāng)量是(shì)0.0025。完全能夠達到0.005mm 的加工精度要求。
—各種(zhǒng)限位開關、減速開關、回零開(kāi)關均(jun1)安裝在機床本體上(shàng), 限(xiàn)位開關是起著硬件限位的作用, 當車床加工工件超出加工(gōng)範圍時, 車床自動停止加工。減速開關的(de)作用是當車床刀架回零並走到車床零點附近時, 減速開關被(bèi)開(kāi)啟(qǐ)並通知車床減速走到(dào)零位置。
二、機械部分的改(gǎi)造
為了充分發揮數控係統的技術性能, 保證改造後的車床在係統控製下(xià)重複定位精度, 微機給無爬行、使用壽命長、外型美觀的機械(xiè)部(bù)分作了如下改動(dòng)。
1.主軸係統改(gǎi)造
拆除了原來的主軸變速箱, 采用變頻器+皮帶(dài)+主軸+編碼器。該(gāi)係統(tǒng)的主軸速度也(yě)是有級調速, 共7 級, 速度可以從40r/min 到1200r/min, 不過每一檔的(de)速度可以根據需要(yào)通過設置變頻器來實現。利用變頻器的五(wǔ)個端(duān)子, 可以用數字量控製電機的正、反(fǎn)轉, 停止及各檔速度。本變頻器是鬆下產品, 其中七檔(dàng)頻率在A20~A26 中設置(zhì), 端口應該由端口控製器(A1) 控製。本係統沒有采用手工機械調速(sù), 所有的速度(dù)均由(yóu)G 代碼中的S 命令來控製。軟(ruǎn)件可以讀取G 代碼, 自動控製主軸電機轉速。
2.進給係統的設計
進給係統要盡可(kě)能減少(shǎo)中間傳動(dòng)環節。本車床的X、Z 兩軸進給係統去掉了原來的進(jìn)給係統的中間傳動環節, 直接采用了(le)步進電機(jī)+剛(gāng)性聯軸器+滾珠絲杆的傳動(dòng)方案。拆除(chú)原(yuán)來的絲杆, 增加少量的機(jī)械附件, 就可安裝步進電機及滾(gǔn)珠絲(sī)杆螺母。據計算, 要(yào)求步進電機(jī)的扭距是5N.m。我們選用的步進電機是南京四通公司的86BYG250C- SAFRBC- 0302, 步距角選用0.9/ 1.8, 扭距是7.5N.m。驅動器的型號是SH20806, 輸入電壓是(shì)45V。
3.床身改造
為使改造後的機床有較高的開動率和(hé)精度保持性,應充分考慮機床零件、部件的耐磨性, 尤其(qí)是機床導軌的耐磨(mó)性。
在改造中利用舊床身, 采用GCR15 軸承鋼淬(cuì)硬到HRC56- 62 製成(chéng)導軌, 用螺釘和粘劑固定在鑄鐵床身上。粘接前的導軌工作表麵采用磨削加工(gōng), 表麵粗糙(cāo)度Ra0.8mm, 以提高粘接強度。
4.自動換刀裝置
為了滿足在一台機床上一次裝夾(jiá)完成多工序加工和應用數控係統T 功能, 經多次(cì)調研和試用, 最後確定采用WZD4 型自動刀架。該刀架體(tǐ)積小, 重(chóng)複定位精度高,適用於強(qiáng)力車削並安全可(kě)靠。
三、效率與效果
車(chē)床經改造後不但保持了原機床主軸傳動部分變速範圍廣的特點, 在機(jī)床運動控製上還(hái)可以利用編程語言(yán)編程控製。實踐證明該(gāi)機床操作方便, 降低了操作者勞(láo)動強(qiáng)度, 提高了產品質量(liàng), 而(ér)改造(zào)所需費用僅(jǐn)是購買簡易數控車床價格的一半。
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