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普通铣床的数控化改造滕州市龙腾机械有限公司

2012年03月17日 10:29点击:1702来源:滕州市龙腾机械有限公司>>进入该公司展台

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随着科学技术的不断发展,对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求,产品的更新换代也不断加快,因此,对数控机床的改造也就显得比较重要,数控机床的设计与改造也成为工业发展的一个重要方面。铣床的应用十分广泛,主要用于加工面或成型表面。若要在立式铣床上加工圆弧、凸轮等特殊类平面时,就要借助于圆工作台、分度头等机床附件,并对机床进行整体调整,加工精度较低,基础调整工作费事。所以,为提高工件的加工精度,保证产品质量,便于加工圆弧面和凸轮的曲面等,可以利用数控方法对铣床进行数控化改造。

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一.普通铣床数控化改造的条件

  并不是所有的普通机床都适合于数控改造。改造的机床应具备如下几个条件:

 

  (一)机床基础件必须有足够的刚度

 

  数控机床属于高精密机床,要求有很高的移动精度。通常闭环系统的脉冲当量为0.001mm,开环系统的脉冲当量为0.005mm或0.01mm。高的定位精度和轮廓加工精度要

 

  求机床的基础件具有很高的动、静刚度,基础件刚性不好则受力后容易变形,且这种变形具有很大的不确定性,无法用数控系统中的补偿功能进行补偿。因此,基础件刚性不好的机床不适宜改造为数控机床。

 

  (二)改造费用合适、经济性好

 

  机床改造费用分为机床和电气两部分。一方面是维修和改动原机床部分,更换已磨损的部件;另一方面是更换原机床控制柜,用新的数控系统和强电装置代替。改造费用与原机床零件的利用多少有关,也与采用何种控制系统有关。由于经济上的考虑,目前通常采用步进电机驱动的经济型数控系统进行机床改造。改造总费用多少才算合适要因用户而异,一般来说,不*类规格设备价格的一半,在经济上就算合适。

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二.普通铣床数控化改造的一般步骤

  (一)机械部分设计

 

  对数控机床的改造zui主要的部分就是对其纵、横进给机构的改造及控制系统的设计改造,以便使其具有更加合理的结构和更全面的控制系统,便于其真正的应用于实际的生产中。

 

  1.工作台的进给运动

 

  因为改造后主要加工圆弧、凸轮一类的平面曲线轮廓,所以采用微机数控实现三坐标两轴联动控制,工作台纵向(轴)、横向(轴)及垂直方向(轴)的运动,分别由步进电动机经过一级齿轮减速后,由滚珠丝杠螺母副拖动。由于铣削时作用在电动机轴上的负载转矩较大,所以要选择大功率的步进电动机。而大功率的步进电动机的驱动较困难,步进电动机没有过载能力,在高速运动时转矩下降很多,容易丢步。要使改造后的铣床进给伺服性能较好,在改造时采用直流伺服电动机驱动。

 

  2. 机械部分结构设计

 

  (1)保留原机床的主轴旋转运动,工作台升降运动仍采用手动操作,纵、横向进给改造后既可机动进行复杂零件的计算机数控加工,又可手动操作完成简单零件的加工或用于数控加工前的对刀工作。

 

  (2)保留原机床纵向进给的机动部分,将离合器脱开,去掉手轮,将手轮轴通过一对齿轮与步进电机相联,用微机数控系统控制纵向进给运动。加工时,将离合器脱开,使原来的机动进给停止工作。

 

  (3)工作台横向运动方面,在原手轮安装位置,安装减速齿轮及步进电机,用微机数控系统控制横向进给运动。

 

  (4)采用直流伺服电动机作驱动元件,伺服电动机的轴端为光轴,齿轮与电动机轴,电动机轴与传动轴采用锥环无键连接消除连接器的结构。这种连接的特点是不需要开键槽,而且两连接件的相对角度可任意调节。由于锥环之间的楔紧作用,内外环分别产生径向弹性变形,靠磨擦力与套连接,消除配合间隙,保证对中性。

 

  (二) 数控系统硬件设计

 

  数控部分采用MCS-51系列的8031单片机实现对整个系统的主控制。用8031外接3片2764(E-PROM),一片6264(RAM)及一片8255(扩展I/O),一片8155芯片,扩展成一个较简单的微机控制系统。2764用作程序存储器,6264用来扩展8031的RAM存储器, 8155用作键盘和显示接口,8255用于接收控制面板上多路转换开关的控制信号。图2为控制系统硬件结构原理图。

  

 

当单片机系统控制X、Y轴某一台步进电机单动时,可实现铣床横向、纵向的直线进给;当控制X-Y轴配合联动时,可实现水平面内直线、斜线、圆弧及复合轨迹的加工,可以近似地复合出水平面内非圆曲线。在铣床原有加工功能的基础上,其控制精度和加工精度远高于普通铣床。

本文由滕州市龙腾机械有限公司(龙腾机械)提供 

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