三、机床数控改造实例分析
现以经济型数控车床为例说明改造要点。
1.选择数字控制系统。进口数控系统有日本Fanue、德国Siemens、美国MCS-8051系统等。国产数控系统主要有华中数控、广州数控系统等。这些系统均有直线插补、圆弧插补、车公/英制螺纹、刀具补偿、间隙补偿、刀具自动转位等功能,性能稳定,价钱适中,操作面板简单直观,有启动键、暂停键、单段/连续开关、连续进给键、急停键、键盘、显示屏等。不但控制弱电,而且对主轴变速、刀架转位、主轴启停与换向及其他一些辅助性动作也能通过指令控制。
2.滚珠丝杠副改造。为了实现丝杠无隙传动,应将原机床的滑动丝杠改换成滚珠丝杠副。此项不属必改项,如对机床精度要求不高时,可以通过预紧原螺母的方法消除传动间隙。
3.步进电机选用。车床进给传动部分改造时要拆除机械传动机构,代之以步进电机经齿轮或同步带、减速驱动丝杠,带动刀架移动。纵向步进电机固定在床身上,横向步进电机固定在床鞍上。如步进电机的转矩足够大及结构许可的情况下,也可以不用减速驱动机构,由步进电机直接与滚动丝杠相连。
4.自动刀架安装。将原车床的刀架换成自动转位刀架。卧式车床自动转位刀架最常见的型式是螺旋型四转位刀架,拆除小拖板后将刀架调整好高度安装在中拖板上,由数控系统直接控制,效率高,工艺性能可靠。
5.安装光电编码器。加工螺纹时为了保证步进电机进给与主轴的旋转相配合,切削出固定螺距、固定起点、多头螺纹等量分度的螺纹,通常在主轴尾部安装增量式光电编码器。切制螺纹时,编码器与主轴同步旋转,同时发出与主轴转角相对应的脉冲信号,控制刀架纵向移动。
6.导轨改造。为防进给部件爬行,影响运动平稳性和定位精度,可采用两种方法,一种是将原导轨贴软带;另一种是改为滚动导轨。当机床精度要求不高时,一般不做导轨改造。
7.主轴变速机构。主轴变速改造一般采用交流异步电动机变频调速系统,由CNC控制变频器、变频器驱动交流异步电动机实现自动无级变速。在自动化程度要求不高的情况下,机床主轴变速部分可不做改动,这样可大大降低改造成本。
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