基於開放式數控係（xì）統的CKJCKJ6136A車（chē）床改造-數控機床市場網

您現在的位置：車（chē）床網> 加工與維修>基於開放式（shì）數控係統的CKJCKJ6136A車床改造

基於開放式數（shù）控係統（tǒng）的CKJCKJ6136A車（chē）床改造

2017-7-24 來源：廣州番禺職業技術學院作者：竇凱朱（zhū）洪雷鍾飛龍（lóng）廖傳輝曹甜學

摘要：在分析數控車床改（gǎi）造要求（qiú）的基礎上，描述了伺服電機（jī）的選擇（zé）、參考（kǎo）點的設定（dìng）與調（diào）整、進給傳動鏈（liàn）誤差補償的方法以（yǐ）及（jí）變頻調速器、數控係統參數（shù）的設置，改（gǎi）造後車床的加工精度滿足生產要求。

關鍵詞：車床；開放式數控係（xì）統；數（shù）控裝（zhuāng）置參數

1.CKJ6136A簡介及改造要求

CKJ6136A數控車床（chuáng）是一台簡易型數控車床，配置某公司早期（qī）的GSK928數控係統（tǒng），X軸、Z軸（zhóu）采用步（bù）進電機驅動，主傳動采用異步電機、齒輪變速。由於機床（chuáng）原數控係統頻出故障（zhàng）且為已淘汰產品，無法維修（xiū），但該（gāi）機床導軌、絲杠、主軸等精度保持較（jiào）好，因（yīn）此具有改造價值（zhí）。為適（shì）應加工時能選擇更加合理的切削用量，從而獲（huò）得最佳的生產率、加工精度和表麵質量的加工要求，主傳動要能（néng）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加伺服驅（qū）動能（néng）力，X 軸、Z 軸采用交（jiāo）流伺服電機驅動，數控（kòng）係統選用 HNC-21TD 開放式數（shù）控係統。

2 電（diàn）機的選擇與（yǔ）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（de）床（chuáng）身上（shàng）最大回轉直徑、主軸轉速範圍、主電機功率等技術參數（shù）比較，結合主傳動係統的基本要求，選（xuǎn）擇GM710三相交流伺（sì）服變頻電機為主軸電機。GM710 電機功率為 5.5 k W，額定轉速（sù）為2500 r/min。該電機結構緊湊，體積小，重量輕，功（gōng）率密度高；電磁振動小，旋轉精度高，恒轉矩（jǔ）及恒（héng）功率調速範圍（wéi）寬；轉子慣性小，響應速度快；氣隙均勻（yún），平衡精（jīng）度高，轉矩脈動小；性價比高。

2.2 進給伺服電機

X 軸與 Z 軸進給電機的選擇采用類比和校核計算相結合的方法，即經過與（yǔ）同類型數控車床的X軸、Z軸快（kuài）速進給速度、最小輸入單位、重複定位精度、快速空載轉矩、切削力矩、快速進給力矩、轉動慣量等技術參數比較，初步確定（dìng）交流伺服電機型號，而後進行轉矩校核計算和轉（zhuǎn）動（dòng）慣量匹配性校（xiào）核（hé）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車床初步選用（yòng） GK6061 交流（liú）伺服電機作為 X 軸（zhóu）驅動電機（同理，Z 軸選用 GK6062 交流永磁伺服電機（jī））。

2.2.1 切削力及絲杠的（de）進給牽引力計算

依據主傳（chuán）動功率計算法，主切削力為[2]：

車刀受到的（de）車（chē）削抗力由拖板傳遞（dì）到導軌上，與進給絲杠的（de）牽引力相（xiàng）平（píng）衡。對於綜合型導軌（guǐ），絲杠的進給牽引力為：

2.2.2 轉動慣量匹配校（xiào）核

拖板（bǎn）及絲杠等折算到電機軸的等效轉動慣（guàn）量為：

2.2.3 轉矩校核

1）快速空載（zǎi）啟動時的等效轉矩（jǔ） Teq1

2.2.4 電機的安裝

更（gèng）換主（zhǔ）軸電機與進給伺服電機後，新電機（jī）與機床原有電機的安裝尺寸不（bú）同，因此均采用過渡連接（jiē）板的（de）方式來實現電機的固定。

2.3 主軸脈衝（chōng）發生器的安裝

脈衝發生器安裝在床頭箱的（de）後端（duān），並（bìng）通過一對傳動比為1∶1的齒（chǐ）輪與主（zhǔ）軸相聯，工作時，脈衝發生器與主軸同步旋轉，數控裝置（zhì）控製（zhì）進給伺服電機準（zhǔn）確地配合主軸的（de）旋轉而產生進給（gěi）運動。從而保證主（zhǔ）軸每轉 1 轉（zhuǎn），螺紋車刀移動 1 個導程，同時還保證每次走刀都在工件的同一點切入，使（shǐ）螺紋不亂扣（kòu）。

3.控製（zhì）係（xì）統的參數設置

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（zhí），部分（fèn）參數根（gēn）據需求進行設置。主（zhǔ）要參數設置如表1所示（shì）。

表（biǎo）1 變頻（pín）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，必須進（jìn）行參數優（yōu）化。進（jìn）入係統參數設置菜（cài）單，對照硬件檢（jiǎn）查係統參數是否正確，同時按表 2 所示（shì）數據核查設置參數（shù）[1]。

表2 HNC-HNC-21TD參數設置表

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 I 信號；輸出到機床的開關（guān）量信號定義為 Y，即各接口中的 O 信號。將各個接口HNC-21 本地遠程 I/O 端子板中的 I/O（輸（shū）入/輸出）開關量（liàng）分別定義為係統程序中的 X 、Y 變量，需（xū）要（yào）通（tōng）過設置硬件配置參數和 PMC 係統（tǒng）參數（shù）來實現，主要參數如表3所示。

表3 PLC參數設置表

4.機電聯調

4.1 參考點的設定與調整

隨滑板一起運動的（de）減速擋（dǎng）塊釋放參考點開關觸頭（tóu）使其由通轉為（wéi）斷，機（jī）床滑板減速並以設定的速度繼續移動，減速可使參考（kǎo）點停留位置準確（què）。采用脈衝編碼器（qì）上的（de）格柵信號來確定參考點，當（dāng）減速擋塊釋放（fàng）參考點開（kāi）關觸頭使其觸點（diǎn）狀態由斷再轉為通後，數控係統將等待碼盤上的（de）第 1 個格柵信號，該信號一出現，滑板立刻停止運動，此時的位置是（shì）電氣原點（diǎn）。數控裝置會記憶該（gāi）點，調整時一般難於做到電氣原點與機（jī）床參考點位置（zhì）完全一致，會存有一（yī）定誤差（chà），實際調整中是通過測（cè）量這一（yī）誤差值，采取對參考點補償的方法進行校（xiào）正。即滑板到達電氣原點後會再移動一個補償量，從而準確到達機械參考點。數控（kòng）係統啟動後進入主（zhǔ）界麵，按（àn）主菜單 F1（參（cān）數索引）鍵→選擇 F3（坐標軸參數）→選擇軸 2（Z 軸）→選擇“參考點開關偏差”，輸入參考點（diǎn）補償量（liàng）即可。

4.2 進給傳（chuán）動誤差補償

機床（chuáng）長期使用後，進給傳動鏈運動部件會磨損並存在一定間隙，為恢複其加工精度，需進行間隙補償，即對數控裝置內的補償參數（Z向參數地址、X向參數地址）進行重新（xīn）設定。補償量的具（jù）體測量方法是：使刀架從停留位置向（xiàng）-Z 方向快速移動 50 mm，將百分表觸頭對（duì）準滑板的+Z側，適當壓緊觸頭並調整表針對（duì）零；讓刀架從當前停（tíng）留位置再（zài）向-Z 方（fāng）向快（kuài）速移動 50 mm，刀架停穩後（hòu）使（shǐ）其從停留位置向+Z 方向快速（sù）移動50 mm，讀出此時百分表的數值並記錄下來，重複進行 5~10 次，取算術（shù）平均值作為間隙補償量。X方向間隙補償量的測定參照進行（háng）。

5.結束語

投（tóu）稿箱（xiāng）：
如果您有機（jī）床行業、企業相關新聞稿件發（fā）表，或進行資訊合作，歡迎聯係本網（wǎng）編輯部，郵箱（xiāng）：skjcsc@vip.sina.com

更多相關信息

名企推薦

業界視點

| 更多

行（háng）業（yè）數據

| 更多

博文選萃（cuì）

| 更多