改造的依据.doc

1、以下供你参考并不是所有地旧机床都可以进行数控改造,机床地改造主要应具备两个条件: 第一,机床基础件必需有足够地刚性.第二,改造地费用要合适,经济性好. 在改装车床前,要对机床地性能指标做出决定.改装后地车床能加工工件地最大回转直径以及最大长度、主电动机功率等一般都不会改变.加工工件地平面度、直线度、圆柱度以及粗糙度等基本上仍决定于机床本身原有水平.主要有下述性能和精度地选择需要在改装前确定 . 1）轴变速方法、级数、转速范围、功率以及是否需要数操纵动停车等. 2）进给运动: 进给速度:Z 向（通常为 8400mm/min）；X 向（通常为 2100 mm/min）. 快速移动:Z 向（通常为

2、1.24m/min）；X 向（通常为 1.23m/min）. 脉冲当量:在 0.0250.005mm 内选取, 通常 Z 向为 X 向地 2 倍. 加工螺距范围:包含能加工螺距类型（公制、英制、模数、径节和锥螺纹等）, 一般螺距在 10mm 以内都不难达到. 3）进给运动驱动方式（一般都选用步进电机驱动）. 4）给运动传动是否需要改装成滚珠丝杠传动. 5）刀架是否需要配置自动转位刀架,若配置需要确定工位数 . 6）其他性能指标选择: 插补功能:车床加工需具备直线和圆弧插补功能 . 刀具补偿和间隙补偿:为了保证必定地加工精度 ,一般需考虑设置刀补和间隙补偿功能 . 显示:采用数码管还是液晶或者显

3、示器显示 ,显示地位数多少等问题要根据车床加工功能实际需要确定,一般来说,显示越简单成本越低,也容易实现. 诊断功能:为防止操作者输入地程序有错和随之出现地错误动作, 可在数控改造系统设计时加入必要地器件和软件,使其能指示出机床出现故障或者功能失效地部分等, 实现有限地诊断功能. 以上是车床数控改造时需要考虑地一些通用性能指标,有地车床改造根据需要还会有些专门地要求,如车削大螺距螺纹、在恶劣地环境下工作地防尘干扰、车刀高精度对刀等, 这个时候应有针对性地专门设计. 3 车床数控改造方案选择 当数控车床地性能和精度等内容基本选定后,可根据此来确定改造方案. 目前机床数控改造技术已经日趋成熟,专用

4、化地机床数控改造系统所具备地性能和功能一般均能满足车床地常规加工要求.因此,较典型地车床数控改造方案可选择为:配置专用车床数控改造系统,更换进给运动地滑动丝杠传动为滚珠丝杠传动、采用步进电机驱动进给运动、配置脉冲发生器实现螺纹加工功能、配置自动转位刀架实现自动换刀功能. 目前较典型地经济型专用车床数控改造系统具有下列基本配置和功能: 1）采用单片微机为主控 CPU,具有直线和圆弧插补、代码编程、刀具补偿和间隙补偿功能、数码管二坐标同时显示、自动转位刀架操纵、螺纹加工等操纵功能. 2） 配有步进电机驱动系统,脉冲当量或操纵精度一般为:Z 为 0.01mm,X 向为 0.005mm（要与相应导程地

5、丝杠相配套）. 3）加工程序大多靠面板按键输入,代码编制, 掉电自动保护存储器存储；可以对程序进行现场编纂修改和试运行操作. 4）具有单步或连续执行程序、循环执行程序、机械极限位置自动限位、超程报警,以及进给速度程序自动终止等各类数控基本功能. 4 车床数控改造实例 如图 1-1 所示为 CA6140 型普通车床数控化改造例, 它采用了一种比较简单但是较为典型地改装方案,改造后地车床进给运动由步进电机 A 和 B 驱动,它们分别安装在床头箱内（或床身尾部）和拖板后方,通过减速齿轮和纵横向丝杠带动车床地纵横进给运动. （插图 1-1） 为使改造后地车床能充分发挥数控车床地效能,纵横向丝杠螺母副一

6、般需要调换成滚珠丝杠螺母副.当利用原丝杠螺母副时 ,为了减少改造工作量,纵向驱动电机及减速箱一般装在床身尾部,这时连接车床原传动系统（主轴系统）和纵向丝杠传动地离合器尚未拆除, 工作时应使处于脱开位置.同理,脱落蜗杆等原横向自动进给机构若未拆除 ,工作时也应使其处于空档（空挡）位置.改造后地进给脉冲当量地量值靠步进电机步距角、减速齿轮比、丝杠导程三者协调确定.三者之间换算关系可以以下式表现 : （/360）（ac/bd）T= 式中 步进电机步聚角（度）； T所驱动丝杠导程（mm）; a,b,c,d齿轮齿数 ,当单级减数时, 令 c、d 等于 1； 脉冲当量值（mm）. 步进电机地参数根据阻力矩

7、及切屑用量地大小和机床型号来选择,普通车床（如 C6140、C620 等）地数控改造中多采用 0.080.15（Nm ）静力矩地步进电机 ,如选 0.08（Nm）地作为横向进给电机；选 0.15（Nm ）地作为纵向进给电机. 若需要,可将原刀架换成自动转位刀架 ,则可以用程序数控转换刀具进行切屑加工 .如图 1-2所示为自动转位刀架结构图,图 1-3 所示为自动转位刀架操纵原理 .当数控系统发出换刀信号时,首先继电器 K1 动作,换刀电动机正转驱动蜗轮蜗杆机构,使上刀体上升.当上刀体上升到必定地高度时,离合转盘起作用 ,带动上刀体旋转进行选刀 .刀架上方地发信盘中对应每个刀位都安有一个传感器,

8、当上刀体旋转到某个刀位时 ,该刀位地传感器向数控系统输出信号 ,数控系统将刀位信号与指令刀位信号进行比较,当两信号相同时, 说明上刀体已旋转到所选刀位.此时数控系统操纵继电器 K1 释放,继电器 K2 吸合, 换刀电动机反转,活动销在反靠盘上初定位.在活动销反靠地作用下 ,螺杆带动上刀体下降,直到齿牙盘咬合,完成精定位,并通过蜗轮蜗杆锁紧螺母,使刀架紧固 .此时数控系统操纵继电器 K2 释放,换刀电动机停转,完成换刀动作.也可以保存原刀架仍采用手动转换刀具 ,但在换刀时必需设置程序暂停 .如果需要加工螺纹,则要在主轴外端或其他适当部位装上一个脉冲发生器 C,用它发出脉冲使步进电机准确地配合主轴

9、地旋转而产生相应地进给运动,即保证主轴每转一转, 车刀移动一个导程.插图（1-2 1-3） 上述改造方案中,不更换丝杠方法当数控系统出现故障时 ,仍可以加工,但滑动丝杠螺母副容易磨损故需要经常检修,而且功率和加工精度均不如滚珠丝杠螺母副驱动方式. 另外,拖板与床身地导轨不够平行或垂直,以及两者之间摩擦力过大, 丝杠轴线与导轨间存在平行度误差等问题均会使驱动阻力增加.为了减阻力以提高步进电机地力矩有效率和加工精度. 机床改造完毕后,还应该对其进行安装调试及验收 .一般来说 ,应特别注意安装地位置和基础,使机床处于良好稳定地工作环境.其次是全面检查各器件、插件地连接情况以及各油路、电路地情况,再进

10、行数控系统地连接 .当完成数控系统地调整 ,具备了机床联机通电试车地条件,可切断数控系统地电源,连接电动机地动力线 ,恢复报警设定 ,准备通电试车.试车地目地是考核机床地安装是否稳固,各传动、操纵、操纵、润滑、液压、气动等系统是否正常和灵敏可靠.改造后地数控机床地验收是和安装调试工作同步进行地. 一台机床数控改造完好后地检测验收工作是一项复杂地工作,其试验检测手段及技术要求也很高, 它需要使用各种高精度地仪器,对机床地机、电、液、气各部分及整机进行单项性能综合性能检测, 包含运行刚度和热变形等一系列试验,其中应特别注意机床数控功能地检验, 最后得出该机床地综合评价. 5 结论 经过大量实践证明普通机床数控化改造具有必定经济性、实用性和稳定性.其改造涉及到机械、电气、计算机等领域,是一项理论深、实践强地系统工程. 在进行数控改造时,应该做好改造前地技术准备.改造过程中 ,机械修理与电气改造相结合 ,先易后难、先局部后全局.