談把普通車床C6140改造成數(shù)控車的設(shè)計
1 舊機床改造需具備的條件及改造后的性能機床的精工化改造主要是根據(jù)性能需求對原有普通機床的電氣與機械結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計 , 使原有普通機床達(dá)到比較理想的加工狀態(tài). 舊機床進(jìn)行精工改造應(yīng)具備兩個條件: 第一 , 機床基礎(chǔ)件必須有足夠的剛性; 第二 , 改造費用要合理.C6140普通車床的精工化改造主要為提高精度、效率和自動化程度 , 電氣部分在原有基礎(chǔ)上重新設(shè)計 , 并配備專用精工系統(tǒng) CNC以協(xié)調(diào)各裝置、部件有條不紊地工作 , 機械部分重新裝配加工 , 恢復(fù)原精度. 改造后的 C6140普通車床具有以下性能:(1) 控制主軸正反轉(zhuǎn) , 可實現(xiàn)不同切削速度的主軸變速.(2) 利用混合式步進(jìn)電機控制實現(xiàn)車床工作臺縱向和橫向的進(jìn)給運動.進(jìn)給速度: Z向通常為8～400 mmP min , X 向通常為2～100 mmP min ;快速移動: Z向通常為112～4 mP min , X 向通常為112～3 mP min.(3) 可在換刀點自動改變四個刀位完成刀具選擇 , 加工螺紋時保證主軸轉(zhuǎn) 1 周 , 刀架移動 1 個被加工螺紋的螺距或?qū)С?(4) 冷卻泵、潤滑泵可自動控制啟停.(5) 考慮生產(chǎn)安全 , 在 X、Z兩軸的正、反向極限位置設(shè)置超程開關(guān)實現(xiàn)限位保護(hù).2 車床精工裝置的選擇精工車床的性能和精度等基本選定后 , 可據(jù)此來確定改造方案 , 選擇精工系統(tǒng). 國外生產(chǎn)精工系統(tǒng)的公司主要有德國SIEMENS公司、日本 FANUC公司等; 國內(nèi)主要有華中精工公司、沈陽高檔精工國家工程研究中心等. 綜合考慮性價比 , 避免系統(tǒng)功能過剩 , 本方案選用華中精工公司生產(chǎn)的“世紀(jì)星”HNC - 21TF精工裝置 , 該精工裝置采用先進(jìn)的開放體系結(jié)構(gòu) ,內(nèi)置嵌入式工業(yè) PC機、高性能32位中央處理器 , 集成進(jìn)給軸接口、主軸接口、內(nèi)嵌 PLC接口等于一體 , 具有高性能、配置靈活、易于使用、可靠性高的特點 , 能夠?qū)崿F(xiàn)改造所要求的各項功能.3 精工改造的內(nèi)容華中精工裝置作為 C6140普通車床精工改造的控制核心 , 通過D型連接器分別與電源、顯示器、主軸和進(jìn)給驅(qū)動裝置等電氣設(shè)備聯(lián)接 , 協(xié)調(diào)各部分完成精工加工. 改造過程中原有的電氣控制電路也進(jìn)行了相應(yīng)的精工改造 , 改造后的機床不僅具有控制、數(shù)顯及報警功能 , 還具有監(jiān)視機床各電氣結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的功能. 華中精工裝置 HNC - 21TF與主要電氣部件的聯(lián)接見圖 1 , 其中: XS1為精工裝置電源連接口 , 電源為直流24 V; XS30和 XS31為模擬脈沖接口 , 在本方案中作為 X 軸、Z 軸指令脈沖接口; XS9 為主軸控制接口; XS10和 XS20分別為輸入、輸出開關(guān)量接口.311 主軸部分的改造精工車床的主傳動需求較寬的調(diào)速規(guī)模和滿意的輸出力矩.依據(jù)機床需求保存原車床主軸變速箱,內(nèi)嵌PLC經(jīng)過輸出開關(guān)量接口XS20中的Y010和Y011 ,別離操控主軸電機的正、回轉(zhuǎn)中心繼電器KA1和KA2 (KA1和KA2連有硬件互鎖) ,電氣銜接圖見圖2 (見88頁) .選用機械換檔辦法完結(jié)主軸有級調(diào)速,為使改造后的車床具有主動加工螺紋功用,在主軸電動機結(jié)尾設(shè)備1024線的增量式光電編碼器,使其轉(zhuǎn)速與主軸轉(zhuǎn)速共同,即主軸轉(zhuǎn)1周,光電編碼器隨之轉(zhuǎn)1周.光電編碼器發(fā)生的速度、方向信號以脈沖辦法由XS9主軸操控接口發(fā)給精工體系,精工體系依據(jù)主軸的脈沖信號操控步進(jìn)驅(qū)動設(shè)備宣布斷定的脈沖信號,使刀架經(jīng)過絲杠的轉(zhuǎn)向發(fā)生進(jìn)給運動,操控進(jìn)給軸與主軸同步,然后加工出所需的螺紋.312 進(jìn)給部分的改造C6140一般車床進(jìn)給部分的改造分為機械與電氣兩部分進(jìn)行.改造后在確保原有機床精度前提下, X軸和Z軸原有的手動進(jìn)給辦法改為主動進(jìn)給辦法.(1)電氣部分選用開環(huán)操控辦法,將XS30、XS31與步進(jìn)驅(qū)動設(shè)備銜接,步進(jìn)驅(qū)動設(shè)備對體系宣布的指令脈沖信號進(jìn)行環(huán)形分配、功率放大后,向步進(jìn)電機宣布斷定指令,使其別離完結(jié)X軸和Z軸的主動進(jìn)給,見圖1.(2)機床進(jìn)行電氣改造的一起需進(jìn)行機械改造,以滿意機床精工改造所要到達(dá)的機械性能:較高的靜動態(tài)剛度;運動副之間的摩擦系數(shù)小,傳動無空隙;功率大;便于操作和修理等需求.撤除機床原有的掛輪機構(gòu)、進(jìn)給箱、滑動絲杠等機械構(gòu)造,縱橫方向全部選用P4級滾珠絲杠副替代摩擦阻力大、磨損快且傳動功率低的T型滑動絲杠副.滾珠絲杠螺母副預(yù)緊后,能夠完全消除空隙,進(jìn)步傳動剛度,確保運動平穩(wěn),不易發(fā)生低速爬行表象.床身尾部裝上混合式步進(jìn)電機及齒輪變速箱,與縱向滾珠絲杠相連.橫向進(jìn)給設(shè)備滾珠絲杠螺母副后,在溜板后方設(shè)備步進(jìn)電機及齒輪變速箱.縱、橫向齒輪箱和絲杠全部加防護(hù)罩防塵,并堅持機床全體漂亮.313 刀架的改造C6140一般車床的刀架原選用手動換刀設(shè)備,精工改造后,撤除原刀架和小拖板,換成LD4刀架,刀架的旋轉(zhuǎn)由刀架電動機驅(qū)動,經(jīng)過精工設(shè)備輸出開關(guān)量操控?fù)Q刀進(jìn)行切削加工,定位更精確、敏捷,電氣操控銜接見圖2和圖3.換刀時,精工設(shè)備輸出信號Y013為高電平,繼電器KA3線圈得電,進(jìn)而使刀架電機正轉(zhuǎn),刀架中每個刀位都對應(yīng)安有一個霍爾傳感器,各刀位霍爾傳感器經(jīng)過X110、X111、X112和X113刀位輸入信號線,與精工設(shè)備HNC - 21TF的XS10口銜接.當(dāng)?shù)杜_旋轉(zhuǎn)到某個刀位時,該刀位的傳感器向精工體系輸入信號,精工體系將刀位信號與指令刀位信號進(jìn)行對比,當(dāng)兩信號相一起,闡明已旋轉(zhuǎn)到所選刀位.刀架電機繼續(xù)順轉(zhuǎn)到某一適宜視點,精工體系所輸出的信號Y013變?yōu)榈碗娖? Y014變?yōu)楦唠娖?繼電器KA3線圈失電,繼電器KA4線圈得電,刀架電機回轉(zhuǎn)以夾緊刀具,刀具被夾緊后刀架電機中止回轉(zhuǎn),完結(jié)換刀.繼電器KA3、KA4線圈間具有互鎖聯(lián)系,經(jīng)過輸出接口X20的Y013、Y014與精工設(shè)備銜接,如圖2所示.4 超程與急停免除電路的規(guī)劃超程與急停免除是精工機床進(jìn)行精工加工呈現(xiàn)意外毛病時所采納的保護(hù)措施.這次改造中對上述毛病的掃除辦法規(guī)劃為:精工機床立即中止運動或切除動力設(shè)備電源,并向精工體系供給毛病信號,經(jīng)精工設(shè)備處置顯現(xiàn)報警信號.圖4為超程與急停免除硬件電路銜接圖,圖中串聯(lián)聯(lián)接的SQ1 (SQ3)和SQ2(SQ4)別離是設(shè)備于機床X、Z軸超程行程開關(guān)的常閉觸點, KA9是急停中心繼電器, OTBS1和OTBS2經(jīng)過XS20接口與機床操作面板的按鍵相連, ESTOP1和ESTOP2與急停按鈕相連.當(dāng)移動設(shè)備碰到超程開關(guān)時, KA9線圈失電,使圖2中運轉(zhuǎn)允許繼電器KA10線圈失電,然后主動堵截移動設(shè)備的動力電源.圖3中的SQ1(SQ3)和SQ2(SQ4)是超程開關(guān)的常開觸點,經(jīng)過精工設(shè)備輸入量接口XS10與PLC的X010、X011、X012和X013輸入點銜接,向體系宣布超程報警信息.該C6140一般車床經(jīng)精工技術(shù)改造后運轉(zhuǎn)正常,未呈現(xiàn)較大毛病,用該機床車削的工件也到達(dá)了原規(guī)劃需求,很大程度上緩解了校園精工實習(xí)、實訓(xùn)教學(xué)設(shè)備緊張的現(xiàn)狀,在必定程度上為同類高職院校一般機床的有效利用供給了一個既經(jīng)濟(jì)又實踐的新思路.本文由海天技術(shù)文章 整理發(fā)表，文章來自網(wǎng)絡(luò)僅參考學(xué)習(xí)，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任。海天精工一直以盡心、盡力、盡意的態(tài)度把握每一臺 加工中心、鉆攻中心的質(zhì)量相關(guān)文章可查閱本站：技術(shù)文章 或本文下方 標(biāo)簽 分類 相關(guān)產(chǎn)品可查閱本站：產(chǎn)品中心精工教學(xué)論文及行業(yè)發(fā)展資訊可查閱本站：行業(yè)資訊