談把普通車床C6140改造成數(shù)控車的設(shè)計(jì)
1 舊機(jī)床改造需具備的條件及改造后的性能機(jī)床的精工化改造主要是根據(jù)性能需求對原有普通機(jī)床的電氣與機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì) , 使原有普通機(jī)床達(dá)到比較理想的加工狀態(tài). 舊機(jī)床進(jìn)行精工改造應(yīng)具備兩個(gè)條件: 第一 , 機(jī)床基礎(chǔ)件必須有足夠的剛性; 第二 , 改造費(fèi)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(dòng)化程度 , 電氣部分在原有基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì) , 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(jī)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(shí)現(xiàn)不同切削速度的主軸變速.(2) 利用混合式步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)車床工作臺縱向和橫向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng).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(dòng): Z向通常為112～4 mP min , X 向通常為112～3 mP min.(3) 可在換刀點(diǎn)自動(dòng)改變四個(gè)刀位完成刀具選擇 , 加工螺紋時(shí)保證主軸轉(zhuǎn) 1 周 , 刀架移動(dòng) 1 個(gè)被加工螺紋的螺距或?qū)С?(4) 冷卻泵、潤滑泵可自動(dòng)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(shí)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(jià)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(jī)、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(diǎn) , 能夠?qū)崿F(xiàn)改造所要求的各項(xiàng)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(dòng)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(jī)床不僅具有控制、數(shù)顯及報(bào)警功能 , 還具有監(jiān)視機(jī)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(dòng)需求較寬的調(diào)速規(guī)模和滿意的輸出力矩.依據(jù)機(jī)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(jī)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(jī)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(dòng)加工螺紋功用,在主軸電動(dòng)機(jī)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(dòng)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(yùn)動(dòng),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(jī)械與電氣兩部分進(jìn)行.改造后在確保原有機(jī)床精度前提下, X軸和Z軸原有的手動(dòng)進(jìn)給辦法改為主動(dòng)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(dòng)設(shè)備銜接,步進(jìn)驅(qū)動(dòng)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(jī)宣布斷定指令,使其別離完結(jié)X軸和Z軸的主動(dòng)進(jìn)給,見圖1.(2)機(jī)床進(jìn)行電氣改造的一起需進(jìn)行機(jī)械改造,以滿意機(jī)床精工改造所要到達(dá)的機(jī)械性能:較高的靜動(dòng)態(tài)剛度;運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦系數(shù)小,傳動(dòng)無空隙;功率大;便于操作和修理等需求.撤除機(jī)床原有的掛輪機(jī)構(gòu)、進(jìn)給箱、滑動(dòng)絲杠等機(jī)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(dòng)功率低的T型滑動(dòng)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(dòng)剛度,確保運(yùn)動(dòng)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(jī)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(jī)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(jiān)持機(jī)床全體漂亮.313 刀架的改造C6140一般車床的刀架原選用手動(dòng)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),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(shí),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(jī)正轉(zhuǎn),刀架中每個(gè)刀位都對應(yīng)安有一個(gè)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(gè)刀位時(shí),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(jī)繼續(xù)順轉(zhuǎn)到某一適宜視點(diǎn),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(jī)回轉(zhuǎn)以夾緊刀具,刀具被夾緊后刀架電機(jī)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(jī)床進(jìn)行精工加工呈現(xiàn)意外毛病時(shí)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(jī)床立即中止運(yùn)動(dòng)或切除動(dòng)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(bào)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(jī)床X、Z軸超程行程開關(guān)的常閉觸點(diǎn), KA9是急停中心繼電器, OTBS1和OTBS2經(jīng)過XS20接口與機(jī)床操作面板的按鍵相連, ESTOP1和ESTOP2與急停按鈕相連.當(dāng)移動(dòng)設(shè)備碰到超程開關(guān)時(shí), KA9線圈失電,使圖2中運(yùn)轉(zhuǎn)允許繼電器KA10線圈失電,然后主動(dòng)堵截移動(dòng)設(shè)備的動(dòng)力電源.圖3中的SQ1(SQ3)和SQ2(SQ4)是超程開關(guān)的常開觸點(diǎn),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(diǎn)銜接,向體系宣布超程報(bào)警信息.該C6140一般車床經(jīng)精工技術(shù)改造后運(yùn)轉(zhuǎn)正常,未呈現(xiàn)較大毛病,用該機(jī)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(shí)習(xí)、實(shí)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(jī)床的有效利用供給了一個(gè)既經(jīng)濟(jì)又實(shí)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