改裝車床案例
1. 普通車床改裝
當工件最大外圓的回轉直徑超過車床的回轉直徑時,可以用搪孔的方法加工內孔。
具體操作是把工件和刀具的位置互換。既將工件裝在拖板上,刀具裝在主軸上。刀具回轉,工件依靠拖板的移動來進行走刀。
加工的方法是將中拖板和小拖板拆除,在大拖板上安裝一塊平板,將工件安裝在平板上,然後對工件進行校正。
可直接利用搪刀桿,一頭夾持在卡盤上,另一頭頂住,就可以加工了。
2. SUV車型改裝床車的最佳方案有哪些呢
1、自己加裝充氣床墊。2、加裝車頂折疊帳篷。3、購買一台尾掛式拖車。
3. 機床數控化改造實例的圖書目錄
前言
第1章 機床數控化改造概述
1.1 機床進行數控化改造的必要性
1.1.1 微觀看改造的必要性
1.1.2 宏觀看改造的必要性
1.2 機床數控化改造的工作內容
1.2.1 數控化改造的內容
1.2.2 數控化改造的優缺點
1.2.3 數控系統的選擇
1.2.4 控制系統的選擇
1.2.5數控改造中主要機械部件的改裝內容
1.3 機床數控化改造的現狀
1.3.1 國外機床改造業的現狀
1.3.2 我國機床改造業的現狀
1.3.3 目前我國機床數控化改造市場的現狀
1.3.4 數控化改造是發展我國數控設備的一個重要方面
1.4 機床數控化改造的原則及基本改造設計方案
1.4.1 改造方案的確定
1.4.2 改造前的技術准備
1.4.3 改造的實施
1.4.4 驗收及後期工作
1.5 機床數控化改造中常見的問題
第2章 車床的數控化改造設計實例
2.1 車床數控化改造的基本內容
2.1.1 車床數控化改造的特點
2.1.2 車床數控化改造的基本步驟
2.2 CA6140卧式車床的數控化改造
2.2.1 總體設計方案的擬定
2.2.2 數控系統軟、硬體的設計
2.2.3 進給伺服系統的設計計算
2.2.4 主軸脈沖發生器的安裝
2.2.5 自動回轉刀架
2.2.6 絲杠及導軌的自動潤滑
2.2.7 改造小結
2.3 C6132車床數控化改造設計
2.3.1 經數控化改造後的優越性
2.3.2 設計的內容及任務
2.3.3 數控系統的選擇
2.3.4 機械本體部分的數控化改造與設計計算
2.3.5 伺服系統的改造設計
2.3.6 自動轉位刀架
2.3.7 編碼器的選用與安裝
2.3.8 電氣控制部分的改造設計
2.3.9 液壓系統的清潔與維護
2.4 CY6140型卧式車床數控化改造
2.4.1 總體設計方案擬定
2.4.2 改造後的數控車床工作原理
2.4.3 縱向進給改裝設計
2.4.4 橫向進給改裝設計
2.4.5 數控刀架設計和選擇
2.4.6 主軸脈沖發生器的安裝
2.4.7 對車床導軌和床鞍配合滑動面的改造
2.4.8 絲杠及導軌的自動潤滑
2.4.9 CY6140數控化改造後的試加工校驗
2.4.10 改造小結
2.5 CQ5250立式車床的數控化改造
2.5.1 改造方案
2.5.2 改造後的優勢
2.6 C620-1卧式車床的數控化改造
2.6.1 改造方案的設計
2.6.2 數控化改造與設計
2.6.3 調試階段
2.6.4 改造後的情況
參考文獻
第3章 銑床的數控化改造實例
3.1 銑床數控化改造概述
3.1.1 銑床數控化改造的特點
3.1.2 銑床數控化改造的步驟
3.2 X62銑床數控化改造實例
3.2.1 數控化改造總體方案設計
3.2.2 縱向傳動部分的改造設計
3.2.3 橫向傳動部分的改造設計
3.2.4 垂直方向的機械改造
3.2.5 電氣系統的改造
3.2.6 數控系統的選擇
3.3 X63銑床數控化改造
3.3.1 改造總體方案的確定
3.3.2 縱向機械部分設計計算
3.3.3 橫向進給系統的改造設計
3.3.4 垂向進給系統的改造
3.3.5 滾動軸承選擇
3.3.6 自鎖機構設計
3.3.7 電氣系統的改造、選型
3.3.8 數控系統的選型
3.4 X6132A銑床的數控化改造
3.4.1 X6132A型萬能卧式銑床基本概況
3.4.2 數控化改造具體方案
3.4.3 具體改造內容
3.4.4 伺服進給系統的改造
3.4.5 驅動電動機的選擇
3.4.6 電氣系統的改造
3.4.7 數控系統的選型
參考文獻
第4章 磨床的數控化改造設計
4.1 磨床情況概述
4.1.1 數控磨床的一般結構
4.1.2 磨床數控化改造的方法
4.2 M215A內圓磨床傳動系統及電氣系統設計
4.2.1 機床改造總體方案分析
4.2.2 機床傳動系統分析
4.2.3 液壓系統的改造設計
4.2.4 冷卻潤滑系統
4.2.5 機床電氣控制系統
4.2.6 改造小結
4.3 MZ-204內圓磨床的數控化改造
4.3.1 改造方案
4.3.2 數控系統的設計
4.3.3 系統的抗干擾措施
4.3.4 改造效果
4.3.5 改造小結
4.4 M1432A型萬能外圓磨床數控化改造技術
4.4.1 數控系統的選擇
4.4.2 機械部分
4.4.3 改造小結
參考文獻
第5章 加工中心的數控化升級改造
5.1 加工中心升級改造概述
5.2 MC1600加工中心的數控化升級改造
5.2.1 MC1600加工中心概述
5.2.2 MC1600加工中心對各組成部分的基本要求
5.2.3 MC1600加工中心改造的方案
5.2.4 機械進給部分的改造
5.2.5 伺服驅動單元的改造
5.2.6 CNC系統的選擇和連接
5.2.7 PLC的編程
5.2.8 系統的調試
5.2.9 改造小結
5.3 MAH0600卧式加工中心數控化改造
5.3.1 MAH0600卧式加工中心數控化改造方案
5.3.2 機械傳動部分的改造
5.3.3 數控系統的選型和設定
5.3.4 伺服系統裝置的選擇
5.3.5 PLC的控制和程序的編制
5.3.6 機床的調試驗收
5.3.7 改造小結
5.4 MCV1350加工中心升級改造
5.4.1 MCV1350加工中心的概況
5.4.2 MCV1350加工中心升級改造方案
5.4.3 MCV1350加工中心升級數控系統的選型
5.4.4 伺服系統的選型
5.4.5 機床的電氣系統設計
5.4.6 PLC的程序設計
5.4.7 機床的調試和驗收
5.4.8 改造小結
參考文獻
4. 車床改造畢業論文
摘要:介紹了普通車床的數控改造條件,同時介紹了對CA6140車床的主傳動系統和進給傳動系統進行了數控化改造
的過程。改造後的數控車床的加工能力、自動化水平和加工精度明顯提高。同時介紹了該車床機電聯動調試的經驗。
關鍵詞:普通車床;數控改造
中圖分類號: TG659 文獻標識碼: B 文章編號: 1001-3881 (2006) 4-208-2
企業要在激烈的市場競爭中獲得生存、得到發展,它必須在最短的時間內以優異的質量、低廉的成本,製造出合乎市場需要的、性能合適的產品,而產品質量的優劣,製造周期的快慢,生產成本的高低,又往往受工廠現有加工設備的直接影響。目前,採用先進的數控機床,已成為我國製造技術發展的總趨勢。購買新的數控機床是提高數控化率的主要途徑,而改造舊機床、配備數控系統把普通機床改裝成數控機床也是提高機床數控化率的一條有效途徑。我校為適應現代化生產和教學,對CA6140車床進行了數控化改造。
1 機床數控化改造的條件
1·1 機床基礎件有足夠的剛性
數控機床屬於高精度機床,工件移動或刀具移動的位置精度要求很高,必須在0·001~0·01mm之間,高的定位精度和運動精度要求原有機床基礎件具有很高的靜剛度和動剛度。本次用於改造的CA6140車床自購進後一直保養良好,機床基礎件剛性滿足要求。
1·2 機床數控改裝的總費用合適,經濟性好
機床數控改裝分兩部分進行:一是維修機械部分。更換或修理磨損零件,調試大型基礎零件,增加新的功能裝置,提高機床的精度和性能,另一方面是舍棄原有的一部分進給系統,用新的數控系統和相應的裝置來替代。改造總費用由機械維修和增加的數控系統兩部分組成。若機床的數控改造的總費用僅為同類型車床價格的50% ~60%時,該機床數控改造在經濟上適宜。經過考查,若購買同樣配置的車床約需10萬元,而我校機床數控改造的總費用為5·1萬元,僅佔51%,因此該機床數控改造在經濟上是合適的。
2 系統配置及主要技術規格
該系統由SIEMENS 802S系統、介面電路、驅動線路及步進電機等組成,另外還配有自動轉塔刀架、主軸變頻調速器及主軸編碼器等,系統屬開環控制系統。其主要技術性能和參數如下:
(1)系統控制部分。採用SIEMENS 802S系統,鍵盤和顯示部分裝在面板上。
(2)系統軟體具有若干指令。其中加工指令有
直線、斜線、螺紋、錐螺紋和圓弧等5條指令。可實現車削外圓、端面、台階、割槽、錐度、倒角、螺紋、順圓弧和逆圓弧等操作。控制指令有結束循環、暫停、延時、延時換刀、編碼換刀、通訊等,與加工指令配合,可加工出各種較復雜的零件。
(3)系統環境工作條件。溫度-10~+40℃;濕度為40% ~80%。
(4)輸入電網電壓。交流(220±22)V;頻率為50Hz;電流為1·5A。
(5)步進電機。BYG550C-2型電機兩台,驅動電壓為110V;相電流為2·5A;步距角為0·36°/步;靜力距為12N·m。
3 主傳動的數控化改造
機床主傳動的作用是把電機的轉速和轉矩通過一定途徑傳給主軸,使工件以不同的速度運動,主傳動性能的好壞,直接影響零件的加工質量和生產效率。考慮到改造的經濟性,可乘用機床原有的普通三相非同步交流電動機拖動。考慮到加工過程中當電網電壓和切削力矩發生變化時,電機的轉速也會隨之波動,直接影響加工零件的表面粗糙度。因此為提高加工精度,實現主軸自動無級變速,在主軸上增加了交流非同步電動機變頻調速系統,從而不需進行機械換檔。針對機床要求具有螺蚊切削功能,在主軸部位安裝主軸脈沖發生器,如圖1所示。為保證脈沖發生器與主軸等速旋轉,即主軸轉一周,主軸脈沖發生器也
圖1 主軸脈沖發生器安裝示意圖轉一周,主軸脈沖發生器的安裝方式很重要。改裝時,主軸傳動必須經過原有CA6140車床主軸箱中58/58和33/33兩級齒輪(實現1∶1)傳遞到原有CA6140車床的掛輪軸X,拆除掛輪留出空間,安裝脈沖發生器,並用法蘭盤固定。
4 進給傳動的數控化改造
進給傳動的作用是接受數控系統的指令,驅動刀具作精確定位或按規定的軌跡作相對運動,加工出符合要求的零件,對進給傳動的要求是高精度、高速度。改造中我們採用步進電機驅動系統實現開環控
圖2 進給傳動系統制,這樣結構簡單,安裝調試和維修都非常方便。
4·1 進給傳動鏈
圖2為普通車床改造後的進給傳動鏈,刀具縱向(Z軸)移動由步進電機,經介面箱內一對減速齒輪,轉動縱向移動的絲桿而實現。刀具的徑向(X軸)移動由步進電機,經介面箱內一對減速齒輪,轉動橫向移動絲桿而實現,該傳動鏈與原機床的傳動鏈相比,擺脫了結構復雜的進給箱和拖板箱。
4·2 介面箱內減速齒輪的齒數比
該車床要求的控制精度為: Z向0·005mm, X向為0·0025mm,即當執行一個脈沖指令時,工件的長度和直徑均變化0·005mm。BYG550C-2型步進電機的步距角為0·36°,每周步距數為360/0·36=1000(步/周), X向絲杠螺距為4mm,脈沖當量為0·0025mm,Z向絲杠螺距為6mm,脈沖當量0·005mm。按公式
主動輪齒數
從動輪齒數=步/周×脈沖當量絲杠螺距則X向:Z主/Z從=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z從=1000×5/6000=5/6
4·2 介面箱內減速齒輪的齒數比
該車床要求的控制精度為: Z向0·005mm, X向為0·0025mm,即當執行一個脈沖指令時,工件的長度和直徑均變化0·005mm。BYG550C-2型步進電機的步距角為0·36°,每周步距數為360/0·36=1000(步/周), X向絲杠螺距為4mm,脈沖當量為0·0025mm,Z向絲杠螺距為6mm,脈沖當量0·005mm。按公式
主動輪齒數
從動輪齒數=步/周×脈沖當量絲杠螺距則X向:Z主/Z從=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z從=1000×5/6000=5/6
4·3 傳動滾珠絲杠副
數控機床要求進給部分移動元件靈敏度高、精度高、反應快、無爬行,採用滾珠絲杠副可以滿足上述要求。在結構中,用普通滾珠絲杠副實現將旋轉運動變換為直線運動。滾珠絲杠螺母副安裝時需預緊,通過預緊可消除滾珠絲杠螺母副的軸向間隙,提高傳動剛度。預緊的方法是採用雙螺母齒差調隙式結構(圖3)。通過改變兩個螺母的軸向相對位置,使每個螺母中滾珠分別接觸絲杠滾道的左右兩側來實現的。
圖3 雙螺母齒差調隙式結構
一般需要幾次調整才能保證機床在最大軸向載荷下,既消除間隙,又能靈活運轉。
4·4 刀架
根據需要,拆除原方刀架,安裝620型四方刀架(圖4)。該刀架由120W的三相交流非同步電機正轉驅動,使刀架正轉選刀,到預定刀位時,電機則反轉,使刀架夾緊。換刀方式有手控和機控兩種。機控時當零件在加工過程中需要換刀時,數控系統發出預先編制好的換刀控制指令,控制器接到換刀指令時,立即驅動刀架回轉。手控時,按動面板上的按鈕,刀架能轉一個刀位(90°),也可連續按動按鈕,直至任一刀位。
5 機電聯動調試
5·1 機械調試
絲杠上,側母線和橫、縱導軌的平行度誤差控制在0·01mm/全長之內;轉動絲杠,絲杠軸向竄動在0·01mm之內;絲杠螺母同軸度誤差控制在0·01mm之內。
5·2 機電聯動調試
(1)單坐標點動,主要調試其有無動作,運動方向是否符合要求,機械傳動是否正常,有無不正常響聲等。
1·上刀體 2·活動銷 3·反靠盤 4·定軸 5·蝸輪 6·下刀體 7·螺桿 8·離合器盤 9·霍爾元件 10·磁鋼
圖4 四方刀架結構圖
(2)點動合格後,做連續運動。反復多次,若出現故障或異常,排除後方可繼續進行。
(3)先試Z坐標方向,後試X坐標方向,這是因為Z坐標方向調試方便。
(4)測量兩坐標重復定位精度。在Z向坐標做連續移動時,若發現與絲杠相聯的齒
額定轉速: 2000r/min
額定輸出功率: 2kW
編碼器:絕對位置檢測方式,解析度1000000p/r 軸端形式:錐軸伺服放大器採用與電機配套的SJV2系列20型,其驅動能力為2kW。對於2kW電機,也可採用SJV2系列的10型放大器,但此時的輸出扭矩要比20型減少1/3,不利於大功率切削。I/O設備選用型號為HR341的基本I/O單元,主要用於機床操作面板及與機床間的輸入輸出控制。另外附加一個遠程I/ODX110,主要用於教學功能的「故障模擬設置」的輸入輸出。伺服及I/O單元連接原理圖如圖2所示。
圖2 電氣連接原理圖
2·2·2 主軸控制
主軸電機採用交流變頻控制電機,由變頻器進行控制,轉速范圍60~6000r/min。模擬量由基本I/O單元的A0埠輸出0~10V的直流電壓,變頻器根據輸入的電壓變化而輸出相應的轉速。由於模擬主軸電機沒有編碼器,因此在發出轉速命令後,系統無法檢測到主軸的是否運行。為解決這一問題,我們利用變頻器上的功能端子,將其通過參數設置成「到達指令頻率閉合」狀態,並通過PLC檢測此信號,從而實現對電機的運轉進行監控。
2·3 教學功能的附加
本機改造後除保證加工功能和精度外,還要滿足一定的教學功能。所謂的教學功能主要是針對學習數
控系統調試及維修人員而設立的附加功能。該功能通過參數設置及調整PLC程序人為地設置故障,讓學生通過故障現象先判斷故障種類,再分析故障產生的原因,直至排除故障。通過這種實訓,學生可全面學習工業現場可能出現的故障現象,掌握故障排除方法,提高學生解決現場問題的綜合能力。
3 結束語
我國現有機床中,近幾年急需技術改造的約佔25%,這將蘊藏著無限商機。機床改造主要是採用數控和計算機控制技術,我國數控機床發展和機床數控化改造應緊跟世界潮流,發展多軸聯動數控系統,開發高速、高精度、高效加工中心等關鍵技術,向智能化方向發展[3]。
5. 車床改造
將車床的刀架改成動力旋轉頭,在改造時進給傳動鏈使用絲杠進給傳動鏈,因為車床改銑床要注意進給傳動鏈不能採用外傳動鏈而只能採用內傳動鏈,主要目的是保證傳動的准確性,在旋轉動力頭的選擇時要注意,動力頭的旋轉中心與車床主軸的回轉中心應保證在同一水平面內,動力頭在垂直軸方向可以回轉調整。
6. 普通車床改裝成數控車床
改裝的數控車床精度沒問題,我們這兒很多都是改裝的,我個人感覺改裝的要比二手的好。主要是改裝的時候要求裝一個好用點兒的系統,比如廣數系統或者法拉克系統,國內比較普遍的系統好用。
7. 急,C618普通車床的改造圖,有文字敘述的,
C618普通車床的改造設計,
全套圖紙和說明書,
質量保證通過,
8. 變裝干貨,不改裝,不途達,途達改裝實例
相信大部分男人都有一個越野情懷,鍾情於四驅車,寄情山水,喜歡去自我挑戰、探險。我也不例外,為了自己的越野情懷,自己果斷買了一輛四驅車——日產途達。為什麼要選擇日產途達呢?原因有很多,最大的一個原因就是這個車的性價比高,同時擁有龐大的車身,硬朗的輪廓,強大的四驅系統等。開了途達也有一段時間了,越開心裡越覺得少了點什麼?於是乎便開始了途達的改裝之路。主要加裝了行李架,拖車鉤,功放等。 1、???????? 加裝行李架 沒有行李架的越野車是不完美的,為了自己的途達可以更完美,給心愛的途達裝上行李 架是必不可少的。我的這個行李架是在網上購買,再在實體店安裝的。裝行李架的初衷除了為了自己的完美心理之外,還有一個原因就是出遠門去越野的時候,可以帶上更多的越野裝備,可大大提高裝載能力。
雨後拍的照片,車頂被水滴點綴著,又是另外一番感覺!
黑色的行李架和車身蠻搭的。
側面看行李架,在途達龐大的車身映襯下,行李架顯得好小啊
2、???????? 安裝拖車鉤 一款性能強大的越野車,拖車鉤這個裝備是必不可少的。所以,自己果斷在車位加上了。 拖車鉤。這個拖車鉤的性能應該是過關的,價格可不低呢。有拖車鉤之後,拖車繩也是必不可少的,自己也進了一條拖車帶,我買的這個拖車帶能拉9米12噸的車。承受力也是夠了的。上次在雲南的時候,就是這個拖車鉤和拖車繩將深陷泥潭裡的小型SUV拉了出來。在關鍵時候這個裝備還是很管用的!
性能強悍的拖車鉤~閃閃發光!
拖車鉤、拖車繩套裝!
必不可少的拖車繩,關鍵時刻還是很能幫得上忙的。
3、???????? 低音炮(功放)&空間改裝 自己偶爾也會和三五知己出去越野,有時路途遙遠,司機和乘客需要輪換著開車,累了的話,就在車上躺一下,為下一程養精蓄銳。下面大家可以看看這個我改裝出來的車床。
這個黑色的東東就是我加裝上去的,非常平整,如果後排的座椅放倒,就可以和這個平板持平,這樣的話,我們就可以躺在這里休息了,絕對夠長,不憋屈!
這個是加裝的「DISCUS」功放
車床下面其實是一個儲物格,放拖車繩等一些雜七雜八的東西,可以容納挺多東西的。
低音炮,我的最愛,開著途達,再來首DJ——如果我是dj你會愛我嘛。想想都帶勁。奔向祖國的大好河山,不羈放縱的那個就是我。
車床的效果圖,躺下一個180的壯漢完全不是問題。
4、???????? 其他改裝 車輛以上的幾種加裝外,為了彰顯自己的個性,還加裝了其他的一些小東西。
中國標識,我是中國人,我驕傲!鄭州日產出來的日產,性能也是杠杠的。4WD標識,4驅的標志。
將愛國情懷進行到底,車尾加上一面中國小旗幟。
粵途大隊的,大家以後看到打聲招呼哈!
門把手護套,途達專用款。
玩越野,對講機肯定是少不了的,畢竟組隊出行才夠意思。
空氣凈化器,疫情期間最必不可少的東西。
途達專用款腳墊,因為經常去越野,腳上會粘有泥巴,所以腳墊肯定少不了。主駕座椅是電動調節的,非常方便。行車過程中隨意調節座椅角度。
前保險杠下方還加了護杠,經常出去浪,防護措施還是要做足的。
途達專用款遮陽墊,可以有效防止車內遭到太陽的暴曬。降低車內溫度。
這個照片是在老家拍的,在老家途達就是巨無霸的存在。
改裝後的途達,效果杠杠的!各位有好的改裝活動或者越野活動都可以約上我哦!
9. 普通車床的數控化改造設計方案內容有哪些
目前機床數控化改造的市場在我國還有很大的發展空間,現在我國機床數控化率不到3%。用普通機床加工出來的產品普遍存在質量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長,從而在國際、國內市場上缺乏競爭力,直接影響一個企業的產品、市場、效益,影響企業的生存和發展,所以必須大力提高機床的數控化率。本文以車床的數控改造為例,介紹了機床數控改造的方法,包括其結構的改造設計,性能與精度的選擇以及最後改造方案的確定。
機床數控改造的意義:
1)節省資金。機床的數控改造同購置新機床相比一般可節省60%左右的費用,大型及特殊設備尤為明顯。一般大型機床改造只需花新機床購置費的1/3。即使將原機床的結構進行徹底改造升級也只需花費購買新機床60%的費用,並可以利用現有地基。
2)性能穩定可靠。因原機床各基礎件經過長期時效,幾乎不會產生應力變形而影響精度。
3)提高生產效率。機床經數控改造後即可實現加工的自動化效率可比傳統機床提高3至5倍。對復雜零件而言難度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工裝,不僅節約了費用而且可以縮短生產准備周期。
1、普通車床的數控化改造設計
機床的數控改造,主要是對原有機床的結構進行創造性的設計,最終使機床達到比較理想的狀態。數控車床是機電一體化的典型代表,其機械結構同普通的機床有諸多相似之處。然而,現代的數控機床不是簡單地將傳統機床配備上數控系統即可,也不是在傳統機床的基礎上,僅對局部加以改進而成(那些受資金等條件限制,而將傳統機床改裝成建議數控機床的另當別論)。傳統機床存在著一些弱點,如剛性不足、抗振性差、熱變形大、滑動面的摩擦阻力大及傳動元件之間存在間隙等,難以勝任數控機床對加工精度、表面質量、生產率以及使用壽命等要求。現代的數控技術,特別是加工中心,無論是其支承部件、主傳動系統、進給傳動系統、刀具系統、輔助功能等部件結構,還是整體布局、外部造型等都已經發生了很大變化,已經形成了數控機床的獨特機械結構。因此,我們在對普通機床進行數控改造的過程中,應在考慮各種情況下,使普通機床的各項性能指標盡可能地與數控機床相接近。
2、數控車床的性能和精度的選擇
並不是所有的舊機床都可以進行數控改造,機床的改造主要應具備兩個條件:第一,機床基礎件必須有足夠的剛性。第二,改造的費用要合適,經濟性好。在改裝車床前,要對機床的性能指標做出決定。改裝後的車床能加工工件的最大回轉直徑以及最大長度、主電動機功率等一般都不會改變。加工工件的平面度、直線度、圓柱度以及粗糙度等基本上仍決定於機床本身原有水平。主要有下述性能和精度的選擇需要在改裝前確定。
1)軸變速方法、級數、轉速范圍、功率以及是否需要數控制動停車等。
2)進給運動:
進給速度:Z向(通常為8~400mm/min);X向(通常為2~100mm/min)。
快速移動:Z向(通常為1.2~4m/min);X向(通常為1.2~3m/min)。
脈沖當量:在0.025~0.005mm內選取,通常Z向為X向的2倍。
加工螺距范圍:包括能加工螺距類型(公制、英制、模數、徑節和錐螺紋等),一般螺距在10mm以內都不難達到。
3)進給運動驅動方式(一般都選用步進電機驅動)。
4)給運動傳動是否需要改裝成滾珠絲杠傳動。
5)刀架是否需要配置自動轉位刀架,若配置需要確定工位數。
6)其他性能指標選擇:
插補功能:車床加工需具備直線和圓弧插補功能。
刀具補償和間隙補償:為了保證一定的加工精度,一般需考慮設置刀補和間隙補償功能。
顯示:採用數碼管還是液晶或者顯示器顯示,顯示的位數多少等問題要根據車床加工功能實際需要確定,一般來說,顯示越簡單成本越低,也容易實現。
診斷功能:為防止操作者輸入的程序有錯和隨之出現的錯誤動作,可在數控改造系統設計時加入必要的器件和軟體,使其能指示出機床出現故障或者功能失效的部分等,實現有限的診斷功能。
以上是車床數控改造時需要考慮的一些通用性能指標,有的車床改造根據需要還會有些專門的要求,如車削大螺距螺紋、在惡劣的環境下工作的防塵干擾、車刀高精度對刀等,這個時候應有針對性的專門設計。
3、車床數控改造方案選擇
當數控車床的性能和精度等內容基本選定後,可根據此來確定改造方案。目前機床數控改造技術已經日趨成熟,專用化的機床數控改造系統所具備的性能和功能一般均能滿足車床的常規加工要求。因此,較典型的車床數控改造方案可選擇為:配置專用車床數控改造系統,更換進給運動的滑動絲杠傳動為滾珠絲杠傳動、採用步進電機驅動進給運動、配置脈沖發生器實現螺紋加工功能、配置自動轉位刀架實現自動換刀功能。
目前較典型的經濟型專用車床數控改造系統具有下列基本配置和功能:
1)採用單片微機為主控CPU,具有直線和圓弧插補、代碼編程、刀具補償和間隙補償功能、數碼管二坐標同時顯示、自動轉位刀架控制、螺紋加工等控制功能。
2)配有步進電機驅動系統,脈沖當量或控制精度一般為:Z為0.01mm,X向為0.005mm(要與相應導程的絲杠相配套)。
3)加工程序大多靠面板按鍵輸入,代碼編制,掉電自動保護存儲器存儲;可以對程序進行現場編輯修改和試運行操作。
4)具有單步或連續執行程序、循環執行程序、機械極限位置自動限位、超程報警,以及進給速度程序自動終止等各類數控基本功能。
4、車床數控改造實例
以CA6140型普通車床數控化改造為例,它採用了一種比較簡單但是較為典型的改裝方案,改造後的車床進給運動由步進電機A和B驅動,它們分別安裝在床頭箱內(或床身尾部)和拖板後方,通過減速齒輪和縱橫向絲杠帶動車床的縱橫進給運動。
為使改造後的車床能充分發揮數控車床的效能,縱橫向絲杠螺母副一般需要調換成滾珠絲杠螺母副。當利用原絲杠螺母副時,為了減少改造工作量,縱向驅動電機及減速箱一般裝在床身尾部,這時連接車床原傳動系統(主軸系統)和縱向絲杠傳動的離合器尚未拆除,工作時應使處於脫開位置。同理,脫落蝸桿等原橫向自動進給機構若未拆除,工作時也應使其處於空檔(空擋)位置。改造後的進給脈沖當量的量值靠步進電機步距角、減速齒輪比、絲杠導程三者協調確定。三者之間換算關系可以以下式表示:
(θ/360)×(ac/bd)×T=δ
式中θ——步進電機步聚角(度);
T——所驅動絲杠導程(mm);
a,b,c,d——齒輪齒數,當單級減數時,令c、d等於1;
δ——脈沖當量值(mm)。
步進電機的參數根據阻力矩及切屑用量的大小和機床型號來選擇,普通車床(如C6140、C620等)的數控改造中多採用0.08——0.15(N·m)靜力矩的步進電機,如選0.08(N·m)的作為橫向進給電機;選0.15(N·m)的作為縱向進給電機。
若需要,可將原刀架換成自動轉位刀架,則可以用程序數控轉換刀具進行切屑加工。當數控系統發出換刀信號時,首先繼電器K1動作,換刀電動機正轉驅動蝸輪蝸桿機構,使上刀體上升。當上刀體上升到一定的高度時,離合轉盤起作用,帶動上刀體旋轉進行選刀。刀架上方的發信盤中對應每個刀位都安有一個感測器,當上刀體旋轉到某個刀位時,該刀位的感測器向數控系統輸出信號,數控系統將刀位信號與指令刀位信號進行比較,當兩信號相同時,說明上刀體已旋轉到所選刀位。此時數控系統控制繼電器K1釋放,繼電器K2吸合,換刀電動機反轉,活動銷在反靠盤上初定位。在活動銷反靠的作用下,螺桿帶動上刀體下降,直到齒牙盤咬合,完成精定位,並通過蝸輪蝸桿鎖緊螺母,使刀架緊固。此時數控系統控制繼電器K2釋放,換刀電動機停轉,完成換刀動作。也可以保留原刀架仍採用手動轉換刀具,但在換刀時必須設置程序暫停。如果需要加工螺紋,則要在主軸外端或其他適當部位裝上一個脈沖發生器C,用它發出脈沖使步進電機准確地配合主軸的旋轉而產生相應的進給運動,即保證主軸每轉一轉,車刀移動一個導程。
上述改造方案中,不更換絲杠方法當數控系統出現故障時,仍可以加工,但滑動絲杠螺母副容易磨損故需要經常檢修,而且功率和加工精度均不如滾珠絲杠螺母副驅動方式。另外,拖板與床身的導軌不夠平行或垂直,以及兩者之間摩擦力過大,絲杠軸線與導軌間存在平行度誤差等問題均會使驅動阻力增加。為了減阻力以提高步進電機的力矩有效率和加工精度。
機床改造完畢後,還應該對其進行安裝調試及驗收。一般來說,應特別注意安裝的位置和基礎,使機床處於良好穩定的工作環境。其次是全面檢查各器件、插件的連接情況以及各油路、電路的情況,再進行數控系統的連接。當完成數控系統的調整,具備了機床聯機通電試車的條件,可切斷數控系統的電源,連接電動機的動力線,恢復報警設定,准備通電試車。試車的目的是考核機床的安裝是否穩固,各傳動、操縱、控制、潤滑、液壓、氣動等系統是否正常和靈敏可靠。改造後的數控機床的驗收是和安裝調試工作同步進行的。一台機床數控改造完好後的檢測驗收工作是一項復雜的工作,其試驗檢測手段及技術要求也很高,它需要使用各種高精度的儀器,對機床的機、電、液、氣各部分及整機進行單項性能綜合性能檢測,包括運行剛度和熱變形等一系列試驗,其中應特別注意機床數控功能的檢驗,最後得出該機床的綜合評價。
經過大量實踐證明普通機床數控化改造具有一定經濟性、實用性和穩定性。其改造涉及到機械、電氣、計算機等領域,是一項理論深、實踐強的系統工程。在進行數控改造時,應該做好改造前的技術准備。改造過程中,機械修理與電氣改造相結合,先易後難、先局部後全局。