淺析普（pǔ）通機床的數控改造
2018-5-30 來源：河南省開封市高（gāo）級技工學校 作者：袁順建（jiàn）
數（shù）控機床在機（jī）械加工行業中的應（yīng）用越來越廣泛。數控機床（chuáng）的（de）發（fā）展, 一方麵是全功能、高性能; 另一方麵是簡（jiǎn）單（dān）實用的經濟型數控機床, 具有自動加工的基本功能,操作維修方便。數控機床的改造目的（de）是要求機床穩定可（kě）靠, 以盡（jìn）可能低的故障（zhàng）率運轉。現將應用微機控製係統對C620- 1 車（chē）床改造過程進行綜合分析。
一、微機控製係統的選擇（zé）
目前市（shì）場上數控係統的類型比較（jiào）多, 選擇前首先應對（duì）擬（nǐ）改（gǎi）造的數控機床自身功能有一個（gè）充分的了解, 可（kě）依據價格合理（lǐ）、技術先進、服務方便的原則選（xuǎn）擇數控係統。這對於（yú）實現較高的性能價格比（bǐ）非常重要。數控係統所具有的功能要與準備改造的（de）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（kòng）製要求。
—運動控製卡采用由ADVANTECH 公司生產的PCL 運動控製卡。該卡（kǎ）是（shì）一種高速三軸步進電機運（yùn）動控製卡, 它有16位的數字（zì）輸入、輸出口, 可實現三軸聯動。
—光（guāng）電耦合電路是自（zì）己設計的, 它（tā）的作用是能夠隔離外部幹擾信號對運動控製卡的信號衝擊, 提高係統的（de）穩定性。
—機床本體是由C620- 1 車床改造而來, 拆除原來的絲杆、溜（liū）板箱、變速（sù）箱等, 保留原（yuán）來的（de）三爪卡盤等。
—步進電機及其驅動器（qì）是采用南京四通公司的。驅動器的（de）輸入電壓45V, 考慮步進電機的步（bù）距角（jiǎo）和絲杆的螺距, 本係（xì）統（tǒng）X 軸的（de）脈衝當量是0.00125, Z 軸（zhóu）的（de）脈衝當（dāng）量是0.0025。完全能夠達到0.005mm 的加工精度要求。
—各種限位（wèi）開關、減速開關、回零開關均安裝在機床本體上, 限位開關是起著硬件限位（wèi）的作用, 當車床加工工件（jiàn）超出加工範（fàn）圍時, 車床自（zì）動停止加（jiā）工。減速開關的作用是（shì）當車床刀架回零並走到車床零點附近時, 減速（sù）開（kāi）關被開啟（qǐ）並（bìng）通知車床減速走到零位置。
二、機械（xiè）部分的改造（zào）
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重複（fù）定位精度（dù）, 微機給無（wú）爬行、使用（yòng）壽命長、外型美觀的機械（xiè）部分作了（le）如（rú）下改動（dòng）。
1.主軸係統改造
拆除了原來的主軸變速箱, 采用變頻器+皮帶（dài）+主軸+編碼器。該係統的主軸（zhóu）速度（dù）也是有級調（diào）速, 共7 級, 速度可以從40r/min 到1200r/min, 不過每一（yī）檔的速度可以根據需要通過設置變頻器來實現。利用（yòng）變頻器的五個端子, 可以用數字量控製電機的正、反轉（zhuǎn）, 停止及各檔速度。本變頻器是鬆下（xià）產品, 其中七檔（dàng）頻率在A20~A26 中設置, 端（duān）口應該（gāi）由端口控製器(A1) 控製。本係統沒有采用手工機械調速, 所有的速度均由G 代碼中（zhōng）的S 命令（lìng）來控製。軟件可以讀取G 代碼, 自動控製主軸（zhóu）電機（jī）轉速。
2.進給係（xì）統的設計
進給係統要盡（jìn）可能減少中間傳動環節。本（běn）車床的X、Z 兩軸進給係（xì）統去（qù）掉了原來的進給係統的中（zhōng）間傳動環節, 直接采用了步進電機+剛性聯（lián）軸器+滾珠絲杆的傳動方案。拆除原來的絲杆, 增加少量的機械附件, 就可安裝步進電機及滾珠絲杆螺母。據計算, 要求步進電機的扭距是5N.m。我們選用（yòng）的步進電機是南京（jīng）四通公司的86BYG250C- SAFRBC- 0302, 步（bù）距角選用0.9/ 1.8, 扭距是7.5N.m。驅動器的型號是（shì）SH20806, 輸入（rù）電壓是（shì）45V。
3.床（chuáng）身（shēn）改造
為（wéi）使改造後的機床有較高的開動率和精（jīng）度保持性,應充分考慮機床零件、部件的耐磨性, 尤其是（shì）機床導（dǎo）軌的耐磨性。
在改造中利用舊床身, 采用GCR15 軸承鋼淬硬到HRC56- 62 製成導軌, 用（yòng）螺釘和粘劑固定在鑄鐵床身上。粘接前的導軌工作表（biǎo）麵采用磨（mó）削（xuē）加工, 表麵粗糙度Ra0.8mm, 以提高（gāo）粘（zhān）接（jiē）強度。
4.自動（dòng）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 功能（néng）, 經多次調研和試用, 最後確定采用WZD4 型自（zì）動刀架。該刀架體積小, 重（chóng）複定位精度高,適用於（yú）強力車削並安全可靠。
三、效率與效（xiào）果
車床經改造後不但保持了原機床主軸傳（chuán）動（dòng）部分變速（sù）範圍廣的特點, 在機床運動控製上還可以利用編（biān）程（chéng）語言編（biān）程控製。實（shí）踐證明該機（jī）床操（cāo）作方便, 降低了操作者勞（láo）動強度, 提高了產品質量, 而（ér）改（gǎi）造所需費用僅是購買簡易數控車床價格的一半。
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