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淺析（xī）普通機床（chuáng）的（de）數控改造

2018-5-30 來源：河南（nán）省開（kāi）封市高級技工學校作者：袁順建

數控機床在機械加工行業中的（de）應用越來越廣泛。數控機床的發展, 一方麵是全功能、高性能; 另一方麵是簡單（dān）實用的經濟型（xíng）數控機床, 具有自動加（jiā）工的基本功能,操作維修方（fāng）便。數控機床（chuáng）的改（gǎi）造目的是要求機床（chuáng）穩定可靠（kào）, 以盡可能低的故障率運轉。現將應用微機控製係統對C620- 1 車床改造過程進行綜合分析。

一、微機（jī）控製係統的（de）選擇

目前市場（chǎng）上數控係統的類型比較多, 選擇前首先應對擬改造的數控機床（chuáng）自身功能有一個充分的了解, 可依（yī）據價（jià）格合理、技術先進、服務方便的原則選擇數控係統（tǒng）。這對於實現較高的性能價格比非常重要。數控係統所具有的功（gōng）能要與準備改造的數控機（jī）床所能達到功能相匹（pǐ）配（pèi）,盡（jìn）量減（jiǎn）少過剩的數（shù）控功能。故總體配置方案如下:

—PC 機（jī）采（cǎi）用（yòng）工控PC 機可滿足該控製係統的控製要求。

—運動控製卡采用由ADVANTECH 公司生產（chǎn）的PCL 運動控製卡。該卡是一種高速三軸步進電機運動控製卡, 它（tā）有16位的數字（zì）輸入、輸出口, 可實現三軸聯動。

—光（guāng）電（diàn）耦合電（diàn）路（lù）是自己設計的, 它的（de）作（zuò）用是能（néng）夠隔離外部幹擾信（xìn）號（hào）對運動控製卡的信號衝擊, 提高係統的穩定性。

—機床本體是由C620- 1 車床改造而（ér）來, 拆除原來的絲杆、溜板箱、變速箱等, 保留原來（lái）的三爪卡盤（pán）等。

—步進（jìn）電機及其（qí）驅（qū）動器是采用南京四通（tōng）公司的。驅動器的輸入電壓45V, 考慮（lǜ）步進電機的步距角和絲杆的螺距, 本（běn）係統X 軸的（de）脈衝當（dāng）量是0.00125, Z 軸的脈衝當量是0.0025。完全能夠達到0.005mm 的加工精度（dù）要求。

—各種限位開關（guān）、減速開（kāi）關、回零開關均安裝在機床本體上, 限位（wèi）開關是（shì）起著硬（yìng）件限位的作用, 當車床加工工件超出加工範圍（wéi）時, 車床自動停止加工。減速開關（guān）的作（zuò）用是當（dāng）車床刀（dāo）架（jià）回零並走到（dào）車床零點（diǎn）附（fù）近時（shí）, 減速開關被開啟並通知車床（chuáng）減速走到零位置。

二、機（jī）械部分的改造（zào）

為了（le）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重複（fù）定位精度, 微機給無爬行、使用壽命長、外型美觀的（de）機械部分作了如下改動。

1.主（zhǔ）軸係統改造

拆除了原來的主軸變速箱, 采用變頻器+皮帶（dài）+主軸+編碼器。該係統的主（zhǔ）軸速度也是有（yǒu）級調速（sù）, 共7 級, 速（sù）度可以從40r/min 到1200r/min, 不過每（měi）一（yī）檔的速度可以根據（jù）需要通過（guò）設置（zhì）變頻器來實現。利用變頻器的五個端子, 可以用數字（zì）量控製電機的正、反（fǎn）轉, 停止及各檔速（sù）度。本變頻器是鬆下產品, 其中七檔頻率在A20~A26 中設置, 端（duān）口應該由端口（kǒu）控製器(A1) 控製。本係統沒有采（cǎi）用手工機械調速, 所有的（de）速度均由G 代碼（mǎ）中的S 命令來控製。軟（ruǎn）件可以讀（dú）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（jìn）可能（néng）減少中間（jiān）傳動環節。本車床的X、Z 兩軸進給係（xì）統去掉了原來的進給係統的中間傳（chuán）動環節, 直接采用了步進電機+剛性聯軸器+滾珠（zhū）絲杆的傳動方案。拆除原來的絲杆, 增加少（shǎo）量的機械附件, 就可安裝步進電機及滾珠絲杆螺母。據（jù）計算, 要求步進電（diàn）機的扭距（jù）是5N.m。我們選用的步（bù）進電機是南京四通公司的86BYG250C- SAFRBC- 0302, 步距角（jiǎo）選（xuǎn）用0.9/ 1.8, 扭距是7.5N.m。驅動器（qì）的型號是SH20806, 輸入（rù）電壓是45V。

3.床身改造

為使改造後的機床有較高的開（kāi）動率和精度保持性,應充分考慮機床零件、部件的耐磨性, 尤其是機床導軌（guǐ）的耐磨性。

在改造中利用舊床身, 采用GCR15 軸承鋼淬硬到（dào）HRC56- 62 製成導（dǎo）軌, 用螺釘和粘劑固定在鑄鐵床身上。粘接前的導軌工作（zuò）表麵采用磨削加工, 表麵粗糙度（dù）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完成多工序加工和應用數控係統T 功（gōng）能, 經多次調研和試（shì）用, 最（zuì）後確（què）定采用WZD4 型自動刀架。該刀架體積小, 重複定位精度高,適用於強力車削並安全（quán）可靠。

三、效率與效果

車床經改造後不但保持了（le）原機床主軸傳動部分（fèn）變速範圍廣的特點, 在（zài）機（jī）床運動控製上還可以利用編程（chéng）語言編程控製。實踐證明該機床操作方便, 降低了操作者勞動強度, 提高了產品質量, 而改造所需費用僅是購買簡易數控車床（chuáng）價格的一半。

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