改装车床案例
1. 普通车床改装
当工件最大外圆的回转直径超过车床的回转直径时,可以用搪孔的方法加工内孔。
具体操作是把工件和刀具的位置互换。既将工件装在拖板上,刀具装在主轴上。刀具回转,工件依靠拖板的移动来进行走刀。
加工的方法是将中拖板和小拖板拆除,在大拖板上安装一块平板,将工件安装在平板上,然后对工件进行校正。
可直接利用搪刀杆,一头夹持在卡盘上,另一头顶住,就可以加工了。
2. SUV车型改装床车的最佳方案有哪些呢
1、自己加装充气床垫。2、加装车顶折叠帐篷。3、购买一台尾挂式拖车。
3. 机床数控化改造实例的图书目录
前言
第1章 机床数控化改造概述
1.1 机床进行数控化改造的必要性
1.1.1 微观看改造的必要性
1.1.2 宏观看改造的必要性
1.2 机床数控化改造的工作内容
1.2.1 数控化改造的内容
1.2.2 数控化改造的优缺点
1.2.3 数控系统的选择
1.2.4 控制系统的选择
1.2.5数控改造中主要机械部件的改装内容
1.3 机床数控化改造的现状
1.3.1 国外机床改造业的现状
1.3.2 我国机床改造业的现状
1.3.3 目前我国机床数控化改造市场的现状
1.3.4 数控化改造是发展我国数控设备的一个重要方面
1.4 机床数控化改造的原则及基本改造设计方案
1.4.1 改造方案的确定
1.4.2 改造前的技术准备
1.4.3 改造的实施
1.4.4 验收及后期工作
1.5 机床数控化改造中常见的问题
第2章 车床的数控化改造设计实例
2.1 车床数控化改造的基本内容
2.1.1 车床数控化改造的特点
2.1.2 车床数控化改造的基本步骤
2.2 CA6140卧式车床的数控化改造
2.2.1 总体设计方案的拟定
2.2.2 数控系统软、硬件的设计
2.2.3 进给伺服系统的设计计算
2.2.4 主轴脉冲发生器的安装
2.2.5 自动回转刀架
2.2.6 丝杠及导轨的自动润滑
2.2.7 改造小结
2.3 C6132车床数控化改造设计
2.3.1 经数控化改造后的优越性
2.3.2 设计的内容及任务
2.3.3 数控系统的选择
2.3.4 机械本体部分的数控化改造与设计计算
2.3.5 伺服系统的改造设计
2.3.6 自动转位刀架
2.3.7 编码器的选用与安装
2.3.8 电气控制部分的改造设计
2.3.9 液压系统的清洁与维护
2.4 CY6140型卧式车床数控化改造
2.4.1 总体设计方案拟定
2.4.2 改造后的数控车床工作原理
2.4.3 纵向进给改装设计
2.4.4 横向进给改装设计
2.4.5 数控刀架设计和选择
2.4.6 主轴脉冲发生器的安装
2.4.7 对车床导轨和床鞍配合滑动面的改造
2.4.8 丝杠及导轨的自动润滑
2.4.9 CY6140数控化改造后的试加工校验
2.4.10 改造小结
2.5 CQ5250立式车床的数控化改造
2.5.1 改造方案
2.5.2 改造后的优势
2.6 C620-1卧式车床的数控化改造
2.6.1 改造方案的设计
2.6.2 数控化改造与设计
2.6.3 调试阶段
2.6.4 改造后的情况
参考文献
第3章 铣床的数控化改造实例
3.1 铣床数控化改造概述
3.1.1 铣床数控化改造的特点
3.1.2 铣床数控化改造的步骤
3.2 X62铣床数控化改造实例
3.2.1 数控化改造总体方案设计
3.2.2 纵向传动部分的改造设计
3.2.3 横向传动部分的改造设计
3.2.4 垂直方向的机械改造
3.2.5 电气系统的改造
3.2.6 数控系统的选择
3.3 X63铣床数控化改造
3.3.1 改造总体方案的确定
3.3.2 纵向机械部分设计计算
3.3.3 横向进给系统的改造设计
3.3.4 垂向进给系统的改造
3.3.5 滚动轴承选择
3.3.6 自锁机构设计
3.3.7 电气系统的改造、选型
3.3.8 数控系统的选型
3.4 X6132A铣床的数控化改造
3.4.1 X6132A型万能卧式铣床基本概况
3.4.2 数控化改造具体方案
3.4.3 具体改造内容
3.4.4 伺服进给系统的改造
3.4.5 驱动电动机的选择
3.4.6 电气系统的改造
3.4.7 数控系统的选型
参考文献
第4章 磨床的数控化改造设计
4.1 磨床情况概述
4.1.1 数控磨床的一般结构
4.1.2 磨床数控化改造的方法
4.2 M215A内圆磨床传动系统及电气系统设计
4.2.1 机床改造总体方案分析
4.2.2 机床传动系统分析
4.2.3 液压系统的改造设计
4.2.4 冷却润滑系统
4.2.5 机床电气控制系统
4.2.6 改造小结
4.3 MZ-204内圆磨床的数控化改造
4.3.1 改造方案
4.3.2 数控系统的设计
4.3.3 系统的抗干扰措施
4.3.4 改造效果
4.3.5 改造小结
4.4 M1432A型万能外圆磨床数控化改造技术
4.4.1 数控系统的选择
4.4.2 机械部分
4.4.3 改造小结
参考文献
第5章 加工中心的数控化升级改造
5.1 加工中心升级改造概述
5.2 MC1600加工中心的数控化升级改造
5.2.1 MC1600加工中心概述
5.2.2 MC1600加工中心对各组成部分的基本要求
5.2.3 MC1600加工中心改造的方案
5.2.4 机械进给部分的改造
5.2.5 伺服驱动单元的改造
5.2.6 CNC系统的选择和连接
5.2.7 PLC的编程
5.2.8 系统的调试
5.2.9 改造小结
5.3 MAH0600卧式加工中心数控化改造
5.3.1 MAH0600卧式加工中心数控化改造方案
5.3.2 机械传动部分的改造
5.3.3 数控系统的选型和设定
5.3.4 伺服系统装置的选择
5.3.5 PLC的控制和程序的编制
5.3.6 机床的调试验收
5.3.7 改造小结
5.4 MCV1350加工中心升级改造
5.4.1 MCV1350加工中心的概况
5.4.2 MCV1350加工中心升级改造方案
5.4.3 MCV1350加工中心升级数控系统的选型
5.4.4 伺服系统的选型
5.4.5 机床的电气系统设计
5.4.6 PLC的程序设计
5.4.7 机床的调试和验收
5.4.8 改造小结
参考文献
4. 车床改造毕业论文
摘要:介绍了普通车床的数控改造条件,同时介绍了对CA6140车床的主传动系统和进给传动系统进行了数控化改造
的过程。改造后的数控车床的加工能力、自动化水平和加工精度明显提高。同时介绍了该车床机电联动调试的经验。
关键词:普通车床;数控改造
中图分类号: TG659 文献标识码: B 文章编号: 1001-3881 (2006) 4-208-2
企业要在激烈的市场竞争中获得生存、得到发展,它必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本,制造出合乎市场需要的、性能合适的产品,而产品质量的优劣,制造周期的快慢,生产成本的高低,又往往受工厂现有加工设备的直接影响。目前,采用先进的数控机床,已成为我国制造技术发展的总趋势。购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径,而改造旧机床、配备数控系统把普通机床改装成数控机床也是提高机床数控化率的一条有效途径。我校为适应现代化生产和教学,对CA6140车床进行了数控化改造。
1 机床数控化改造的条件
1·1 机床基础件有足够的刚性
数控机床属于高精度机床,工件移动或刀具移动的位置精度要求很高,必须在0·001~0·01mm之间,高的定位精度和运动精度要求原有机床基础件具有很高的静刚度和动刚度。本次用于改造的CA6140车床自购进后一直保养良好,机床基础件刚性满足要求。
1·2 机床数控改装的总费用合适,经济性好
机床数控改装分两部分进行:一是维修机械部分。更换或修理磨损零件,调试大型基础零件,增加新的功能装置,提高机床的精度和性能,另一方面是舍弃原有的一部分进给系统,用新的数控系统和相应的装置来替代。改造总费用由机械维修和增加的数控系统两部分组成。若机床的数控改造的总费用仅为同类型车床价格的50% ~60%时,该机床数控改造在经济上适宜。经过考查,若购买同样配置的车床约需10万元,而我校机床数控改造的总费用为5·1万元,仅占51%,因此该机床数控改造在经济上是合适的。
2 系统配置及主要技术规格
该系统由SIEMENS 802S系统、接口电路、驱动线路及步进电机等组成,另外还配有自动转塔刀架、主轴变频调速器及主轴编码器等,系统属开环控制系统。其主要技术性能和参数如下:
(1)系统控制部分。采用SIEMENS 802S系统,键盘和显示部分装在面板上。
(2)系统软件具有若干指令。其中加工指令有
直线、斜线、螺纹、锥螺纹和圆弧等5条指令。可实现车削外圆、端面、台阶、割槽、锥度、倒角、螺纹、顺圆弧和逆圆弧等操作。控制指令有结束循环、暂停、延时、延时换刀、编码换刀、通讯等,与加工指令配合,可加工出各种较复杂的零件。
(3)系统环境工作条件。温度-10~+40℃;湿度为40% ~80%。
(4)输入电网电压。交流(220±22)V;频率为50Hz;电流为1·5A。
(5)步进电机。BYG550C-2型电机两台,驱动电压为110V;相电流为2·5A;步距角为0·36°/步;静力距为12N·m。
3 主传动的数控化改造
机床主传动的作用是把电机的转速和转矩通过一定途径传给主轴,使工件以不同的速度运动,主传动性能的好坏,直接影响零件的加工质量和生产效率。考虑到改造的经济性,可乘用机床原有的普通三相异步交流电动机拖动。考虑到加工过程中当电网电压和切削力矩发生变化时,电机的转速也会随之波动,直接影响加工零件的表面粗糙度。因此为提高加工精度,实现主轴自动无级变速,在主轴上增加了交流异步电动机变频调速系统,从而不需进行机械换档。针对机床要求具有螺蚊切削功能,在主轴部位安装主轴脉冲发生器,如图1所示。为保证脉冲发生器与主轴等速旋转,即主轴转一周,主轴脉冲发生器也
图1 主轴脉冲发生器安装示意图转一周,主轴脉冲发生器的安装方式很重要。改装时,主轴传动必须经过原有CA6140车床主轴箱中58/58和33/33两级齿轮(实现1∶1)传递到原有CA6140车床的挂轮轴X,拆除挂轮留出空间,安装脉冲发生器,并用法兰盘固定。
4 进给传动的数控化改造
进给传动的作用是接受数控系统的指令,驱动刀具作精确定位或按规定的轨迹作相对运动,加工出符合要求的零件,对进给传动的要求是高精度、高速度。改造中我们采用步进电机驱动系统实现开环控
图2 进给传动系统制,这样结构简单,安装调试和维修都非常方便。
4·1 进给传动链
图2为普通车床改造后的进给传动链,刀具纵向(Z轴)移动由步进电机,经接口箱内一对减速齿轮,转动纵向移动的丝杆而实现。刀具的径向(X轴)移动由步进电机,经接口箱内一对减速齿轮,转动横向移动丝杆而实现,该传动链与原机床的传动链相比,摆脱了结构复杂的进给箱和拖板箱。
4·2 接口箱内减速齿轮的齿数比
该车床要求的控制精度为: Z向0·005mm, X向为0·0025mm,即当执行一个脉冲指令时,工件的长度和直径均变化0·005mm。BYG550C-2型步进电机的步距角为0·36°,每周步距数为360/0·36=1000(步/周), X向丝杠螺距为4mm,脉冲当量为0·0025mm,Z向丝杠螺距为6mm,脉冲当量0·005mm。按公式
主动轮齿数
从动轮齿数=步/周×脉冲当量丝杠螺距则X向:Z主/Z从=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z从=1000×5/6000=5/6
4·2 接口箱内减速齿轮的齿数比
该车床要求的控制精度为: Z向0·005mm, X向为0·0025mm,即当执行一个脉冲指令时,工件的长度和直径均变化0·005mm。BYG550C-2型步进电机的步距角为0·36°,每周步距数为360/0·36=1000(步/周), X向丝杠螺距为4mm,脉冲当量为0·0025mm,Z向丝杠螺距为6mm,脉冲当量0·005mm。按公式
主动轮齿数
从动轮齿数=步/周×脉冲当量丝杠螺距则X向:Z主/Z从=1000×2·5/4000=5/8Z向:Z主/Z从=1000×5/6000=5/6
4·3 传动滚珠丝杠副
数控机床要求进给部分移动元件灵敏度高、精度高、反应快、无爬行,采用滚珠丝杠副可以满足上述要求。在结构中,用普通滚珠丝杠副实现将旋转运动变换为直线运动。滚珠丝杠螺母副安装时需预紧,通过预紧可消除滚珠丝杠螺母副的轴向间隙,提高传动刚度。预紧的方法是采用双螺母齿差调隙式结构(图3)。通过改变两个螺母的轴向相对位置,使每个螺母中滚珠分别接触丝杠滚道的左右两侧来实现的。
图3 双螺母齿差调隙式结构
一般需要几次调整才能保证机床在最大轴向载荷下,既消除间隙,又能灵活运转。
4·4 刀架
根据需要,拆除原方刀架,安装620型四方刀架(图4)。该刀架由120W的三相交流异步电机正转驱动,使刀架正转选刀,到预定刀位时,电机则反转,使刀架夹紧。换刀方式有手控和机控两种。机控时当零件在加工过程中需要换刀时,数控系统发出预先编制好的换刀控制指令,控制器接到换刀指令时,立即驱动刀架回转。手控时,按动面板上的按钮,刀架能转一个刀位(90°),也可连续按动按钮,直至任一刀位。
5 机电联动调试
5·1 机械调试
丝杠上,侧母线和横、纵导轨的平行度误差控制在0·01mm/全长之内;转动丝杠,丝杠轴向窜动在0·01mm之内;丝杠螺母同轴度误差控制在0·01mm之内。
5·2 机电联动调试
(1)单坐标点动,主要调试其有无动作,运动方向是否符合要求,机械传动是否正常,有无不正常响声等。
1·上刀体 2·活动销 3·反靠盘 4·定轴 5·蜗轮 6·下刀体 7·螺杆 8·离合器盘 9·霍尔元件 10·磁钢
图4 四方刀架结构图
(2)点动合格后,做连续运动。反复多次,若出现故障或异常,排除后方可继续进行。
(3)先试Z坐标方向,后试X坐标方向,这是因为Z坐标方向调试方便。
(4)测量两坐标重复定位精度。在Z向坐标做连续移动时,若发现与丝杠相联的齿
额定转速: 2000r/min
额定输出功率: 2kW
编码器:绝对位置检测方式,分辨率1000000p/r 轴端形式:锥轴伺服放大器采用与电机配套的SJV2系列20型,其驱动能力为2kW。对于2kW电机,也可采用SJV2系列的10型放大器,但此时的输出扭矩要比20型减少1/3,不利于大功率切削。I/O设备选用型号为HR341的基本I/O单元,主要用于机床操作面板及与机床间的输入输出控制。另外附加一个远程I/ODX110,主要用于教学功能的“故障模拟设置”的输入输出。伺服及I/O单元连接原理图如图2所示。
图2 电气连接原理图
2·2·2 主轴控制
主轴电机采用交流变频控制电机,由变频器进行控制,转速范围60~6000r/min。模拟量由基本I/O单元的A0端口输出0~10V的直流电压,变频器根据输入的电压变化而输出相应的转速。由于模拟主轴电机没有编码器,因此在发出转速命令后,系统无法检测到主轴的是否运行。为解决这一问题,我们利用变频器上的功能端子,将其通过参数设置成“到达指令频率闭合”状态,并通过PLC检测此信号,从而实现对电机的运转进行监控。
2·3 教学功能的附加
本机改造后除保证加工功能和精度外,还要满足一定的教学功能。所谓的教学功能主要是针对学习数
控系统调试及维修人员而设立的附加功能。该功能通过参数设置及调整PLC程序人为地设置故障,让学生通过故障现象先判断故障种类,再分析故障产生的原因,直至排除故障。通过这种实训,学生可全面学习工业现场可能出现的故障现象,掌握故障排除方法,提高学生解决现场问题的综合能力。
3 结束语
我国现有机床中,近几年急需技术改造的约占25%,这将蕴藏着无限商机。机床改造主要是采用数控和计算机控制技术,我国数控机床发展和机床数控化改造应紧跟世界潮流,发展多轴联动数控系统,开发高速、高精度、高效加工中心等关键技术,向智能化方向发展[3]。
5. 车床改造
将车床的刀架改成动力旋转头,在改造时进给传动链使用丝杠进给传动链,因为车床改铣床要注意进给传动链不能采用外传动链而只能采用内传动链,主要目的是保证传动的准确性,在旋转动力头的选择时要注意,动力头的旋转中心与车床主轴的回转中心应保证在同一水平面内,动力头在垂直轴方向可以回转调整。
6. 普通车床改装成数控车床
改装的数控车床精度没问题,我们这儿很多都是改装的,我个人感觉改装的要比二手的好。主要是改装的时候要求装一个好用点儿的系统,比如广数系统或者法拉克系统,国内比较普遍的系统好用。
7. 急,C618普通车床的改造图,有文字叙述的,
C618普通车床的改造设计,
全套图纸和说明书,
质量保证通过,
8. 变装干货,不改装,不途达,途达改装实例
相信大部分男人都有一个越野情怀,钟情于四驱车,寄情山水,喜欢去自我挑战、探险。我也不例外,为了自己的越野情怀,自己果断买了一辆四驱车——日产途达。为什么要选择日产途达呢?原因有很多,最大的一个原因就是这个车的性价比高,同时拥有庞大的车身,硬朗的轮廓,强大的四驱系统等。开了途达也有一段时间了,越开心里越觉得少了点什么?于是乎便开始了途达的改装之路。主要加装了行李架,拖车钩,功放等。 1、???????? 加装行李架 没有行李架的越野车是不完美的,为了自己的途达可以更完美,给心爱的途达装上行李 架是必不可少的。我的这个行李架是在网上购买,再在实体店安装的。装行李架的初衷除了为了自己的完美心理之外,还有一个原因就是出远门去越野的时候,可以带上更多的越野装备,可大大提高装载能力。
雨后拍的照片,车顶被水滴点缀着,又是另外一番感觉!
黑色的行李架和车身蛮搭的。
侧面看行李架,在途达庞大的车身映衬下,行李架显得好小啊
2、???????? 安装拖车钩 一款性能强大的越野车,拖车钩这个装备是必不可少的。所以,自己果断在车位加上了。 拖车钩。这个拖车钩的性能应该是过关的,价格可不低呢。有拖车钩之后,拖车绳也是必不可少的,自己也进了一条拖车带,我买的这个拖车带能拉9米12吨的车。承受力也是够了的。上次在云南的时候,就是这个拖车钩和拖车绳将深陷泥潭里的小型SUV拉了出来。在关键时候这个装备还是很管用的!
性能强悍的拖车钩~闪闪发光!
拖车钩、拖车绳套装!
必不可少的拖车绳,关键时刻还是很能帮得上忙的。
3、???????? 低音炮(功放)&空间改装 自己偶尔也会和三五知己出去越野,有时路途遥远,司机和乘客需要轮换着开车,累了的话,就在车上躺一下,为下一程养精蓄锐。下面大家可以看看这个我改装出来的车床。
这个黑色的东东就是我加装上去的,非常平整,如果后排的座椅放倒,就可以和这个平板持平,这样的话,我们就可以躺在这里休息了,绝对够长,不憋屈!
这个是加装的“DISCUS”功放
车床下面其实是一个储物格,放拖车绳等一些杂七杂八的东西,可以容纳挺多东西的。
低音炮,我的最爱,开着途达,再来首DJ——如果我是dj你会爱我嘛。想想都带劲。奔向祖国的大好河山,不羁放纵的那个就是我。
车床的效果图,躺下一个180的壮汉完全不是问题。
4、???????? 其他改装 车辆以上的几种加装外,为了彰显自己的个性,还加装了其他的一些小东西。
中国标识,我是中国人,我骄傲!郑州日产出来的日产,性能也是杠杠的。4WD标识,4驱的标志。
将爱国情怀进行到底,车尾加上一面中国小旗帜。
粤途大队的,大家以后看到打声招呼哈!
门把手护套,途达专用款。
玩越野,对讲机肯定是少不了的,毕竟组队出行才够意思。
空气净化器,疫情期间最必不可少的东西。
途达专用款脚垫,因为经常去越野,脚上会粘有泥巴,所以脚垫肯定少不了。主驾座椅是电动调节的,非常方便。行车过程中随意调节座椅角度。
前保险杠下方还加了护杠,经常出去浪,防护措施还是要做足的。
途达专用款遮阳垫,可以有效防止车内遭到太阳的暴晒。降低车内温度。
这个照片是在老家拍的,在老家途达就是巨无霸的存在。
改装后的途达,效果杠杠的!各位有好的改装活动或者越野活动都可以约上我哦!
9. 普通车床的数控化改造设计方案内容有哪些
目前机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间,现在我国机床数控化率不到3%。用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长,从而在国际、国内市场上缺乏竞争力,直接影响一个企业的产品、市场、效益,影响企业的生存和发展,所以必须大力提高机床的数控化率。本文以车床的数控改造为例,介绍了机床数控改造的方法,包括其结构的改造设计,性能与精度的选择以及最后改造方案的确定。
机床数控改造的意义:
1)节省资金。机床的数控改造同购置新机床相比一般可节省60%左右的费用,大型及特殊设备尤为明显。一般大型机床改造只需花新机床购置费的1/3。即使将原机床的结构进行彻底改造升级也只需花费购买新机床60%的费用,并可以利用现有地基。
2)性能稳定可靠。因原机床各基础件经过长期时效,几乎不会产生应力变形而影响精度。
3)提高生产效率。机床经数控改造后即可实现加工的自动化效率可比传统机床提高3至5倍。对复杂零件而言难度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工装,不仅节约了费用而且可以缩短生产准备周期。
1、普通车床的数控化改造设计
机床的数控改造,主要是对原有机床的结构进行创造性的设计,最终使机床达到比较理想的状态。数控车床是机电一体化的典型代表,其机械结构同普通的机床有诸多相似之处。然而,现代的数控机床不是简单地将传统机床配备上数控系统即可,也不是在传统机床的基础上,仅对局部加以改进而成(那些受资金等条件限制,而将传统机床改装成建议数控机床的另当别论)。传统机床存在着一些弱点,如刚性不足、抗振性差、热变形大、滑动面的摩擦阻力大及传动元件之间存在间隙等,难以胜任数控机床对加工精度、表面质量、生产率以及使用寿命等要求。现代的数控技术,特别是加工中心,无论是其支承部件、主传动系统、进给传动系统、刀具系统、辅助功能等部件结构,还是整体布局、外部造型等都已经发生了很大变化,已经形成了数控机床的独特机械结构。因此,我们在对普通机床进行数控改造的过程中,应在考虑各种情况下,使普通机床的各项性能指标尽可能地与数控机床相接近。
2、数控车床的性能和精度的选择
并不是所有的旧机床都可以进行数控改造,机床的改造主要应具备两个条件:第一,机床基础件必须有足够的刚性。第二,改造的费用要合适,经济性好。在改装车床前,要对机床的性能指标做出决定。改装后的车床能加工工件的最大回转直径以及最大长度、主电动机功率等一般都不会改变。加工工件的平面度、直线度、圆柱度以及粗糙度等基本上仍决定于机床本身原有水平。主要有下述性能和精度的选择需要在改装前确定。
1)轴变速方法、级数、转速范围、功率以及是否需要数控制动停车等。
2)进给运动:
进给速度:Z向(通常为8~400mm/min);X向(通常为2~100mm/min)。
快速移动:Z向(通常为1.2~4m/min);X向(通常为1.2~3m/min)。
脉冲当量:在0.025~0.005mm内选取,通常Z向为X向的2倍。
加工螺距范围:包括能加工螺距类型(公制、英制、模数、径节和锥螺纹等),一般螺距在10mm以内都不难达到。
3)进给运动驱动方式(一般都选用步进电机驱动)。
4)给运动传动是否需要改装成滚珠丝杠传动。
5)刀架是否需要配置自动转位刀架,若配置需要确定工位数。
6)其他性能指标选择:
插补功能:车床加工需具备直线和圆弧插补功能。
刀具补偿和间隙补偿:为了保证一定的加工精度,一般需考虑设置刀补和间隙补偿功能。
显示:采用数码管还是液晶或者显示器显示,显示的位数多少等问题要根据车床加工功能实际需要确定,一般来说,显示越简单成本越低,也容易实现。
诊断功能:为防止操作者输入的程序有错和随之出现的错误动作,可在数控改造系统设计时加入必要的器件和软件,使其能指示出机床出现故障或者功能失效的部分等,实现有限的诊断功能。
以上是车床数控改造时需要考虑的一些通用性能指标,有的车床改造根据需要还会有些专门的要求,如车削大螺距螺纹、在恶劣的环境下工作的防尘干扰、车刀高精度对刀等,这个时候应有针对性的专门设计。
3、车床数控改造方案选择
当数控车床的性能和精度等内容基本选定后,可根据此来确定改造方案。目前机床数控改造技术已经日趋成熟,专用化的机床数控改造系统所具备的性能和功能一般均能满足车床的常规加工要求。因此,较典型的车床数控改造方案可选择为:配置专用车床数控改造系统,更换进给运动的滑动丝杠传动为滚珠丝杠传动、采用步进电机驱动进给运动、配置脉冲发生器实现螺纹加工功能、配置自动转位刀架实现自动换刀功能。
目前较典型的经济型专用车床数控改造系统具有下列基本配置和功能:
1)采用单片微机为主控CPU,具有直线和圆弧插补、代码编程、刀具补偿和间隙补偿功能、数码管二坐标同时显示、自动转位刀架控制、螺纹加工等控制功能。
2)配有步进电机驱动系统,脉冲当量或控制精度一般为:Z为0.01mm,X向为0.005mm(要与相应导程的丝杠相配套)。
3)加工程序大多靠面板按键输入,代码编制,掉电自动保护存储器存储;可以对程序进行现场编辑修改和试运行操作。
4)具有单步或连续执行程序、循环执行程序、机械极限位置自动限位、超程报警,以及进给速度程序自动终止等各类数控基本功能。
4、车床数控改造实例
以CA6140型普通车床数控化改造为例,它采用了一种比较简单但是较为典型的改装方案,改造后的车床进给运动由步进电机A和B驱动,它们分别安装在床头箱内(或床身尾部)和拖板后方,通过减速齿轮和纵横向丝杠带动车床的纵横进给运动。
为使改造后的车床能充分发挥数控车床的效能,纵横向丝杠螺母副一般需要调换成滚珠丝杠螺母副。当利用原丝杠螺母副时,为了减少改造工作量,纵向驱动电机及减速箱一般装在床身尾部,这时连接车床原传动系统(主轴系统)和纵向丝杠传动的离合器尚未拆除,工作时应使处于脱开位置。同理,脱落蜗杆等原横向自动进给机构若未拆除,工作时也应使其处于空档(空挡)位置。改造后的进给脉冲当量的量值靠步进电机步距角、减速齿轮比、丝杠导程三者协调确定。三者之间换算关系可以以下式表示:
(θ/360)×(ac/bd)×T=δ
式中θ——步进电机步聚角(度);
T——所驱动丝杠导程(mm);
a,b,c,d——齿轮齿数,当单级减数时,令c、d等于1;
δ——脉冲当量值(mm)。
步进电机的参数根据阻力矩及切屑用量的大小和机床型号来选择,普通车床(如C6140、C620等)的数控改造中多采用0.08——0.15(N·m)静力矩的步进电机,如选0.08(N·m)的作为横向进给电机;选0.15(N·m)的作为纵向进给电机。
若需要,可将原刀架换成自动转位刀架,则可以用程序数控转换刀具进行切屑加工。当数控系统发出换刀信号时,首先继电器K1动作,换刀电动机正转驱动蜗轮蜗杆机构,使上刀体上升。当上刀体上升到一定的高度时,离合转盘起作用,带动上刀体旋转进行选刀。刀架上方的发信盘中对应每个刀位都安有一个传感器,当上刀体旋转到某个刀位时,该刀位的传感器向数控系统输出信号,数控系统将刀位信号与指令刀位信号进行比较,当两信号相同时,说明上刀体已旋转到所选刀位。此时数控系统控制继电器K1释放,继电器K2吸合,换刀电动机反转,活动销在反靠盘上初定位。在活动销反靠的作用下,螺杆带动上刀体下降,直到齿牙盘咬合,完成精定位,并通过蜗轮蜗杆锁紧螺母,使刀架紧固。此时数控系统控制继电器K2释放,换刀电动机停转,完成换刀动作。也可以保留原刀架仍采用手动转换刀具,但在换刀时必须设置程序暂停。如果需要加工螺纹,则要在主轴外端或其他适当部位装上一个脉冲发生器C,用它发出脉冲使步进电机准确地配合主轴的旋转而产生相应的进给运动,即保证主轴每转一转,车刀移动一个导程。
上述改造方案中,不更换丝杠方法当数控系统出现故障时,仍可以加工,但滑动丝杠螺母副容易磨损故需要经常检修,而且功率和加工精度均不如滚珠丝杠螺母副驱动方式。另外,拖板与床身的导轨不够平行或垂直,以及两者之间摩擦力过大,丝杠轴线与导轨间存在平行度误差等问题均会使驱动阻力增加。为了减阻力以提高步进电机的力矩有效率和加工精度。
机床改造完毕后,还应该对其进行安装调试及验收。一般来说,应特别注意安装的位置和基础,使机床处于良好稳定的工作环境。其次是全面检查各器件、插件的连接情况以及各油路、电路的情况,再进行数控系统的连接。当完成数控系统的调整,具备了机床联机通电试车的条件,可切断数控系统的电源,连接电动机的动力线,恢复报警设定,准备通电试车。试车的目的是考核机床的安装是否稳固,各传动、操纵、控制、润滑、液压、气动等系统是否正常和灵敏可靠。改造后的数控机床的验收是和安装调试工作同步进行的。一台机床数控改造完好后的检测验收工作是一项复杂的工作,其试验检测手段及技术要求也很高,它需要使用各种高精度的仪器,对机床的机、电、液、气各部分及整机进行单项性能综合性能检测,包括运行刚度和热变形等一系列试验,其中应特别注意机床数控功能的检验,最后得出该机床的综合评价。
经过大量实践证明普通机床数控化改造具有一定经济性、实用性和稳定性。其改造涉及到机械、电气、计算机等领域,是一项理论深、实践强的系统工程。在进行数控改造时,应该做好改造前的技术准备。改造过程中,机械修理与电气改造相结合,先易后难、先局部后全局。