铣床进行数控改造
来源：网络 作者：网络转载 2019-10-09 阅读：754
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。 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,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,不超过同类规格设备价格的一半,在经济上就算合适。 普通铣床数控化改造的一般步骤 (一)机械部分设计 对数控机床的改造最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。 国家质检总局公布的两类铸造企业不能用的铣床 国家质检总局对浙江、福建、江苏、山东、吉林、辽宁等10个省、市的30种铣床进行了抽查。按照《金属切削机床安全防护通用技术要求》GB15760-2004、《机械电气安全机械电气设备第1部分:通用技术条件》GB5226.1-2008等标准的要求,经检验,其中有两家的铣床不合格,因此这类产品不适合铸造企业使用。 经浙江省质量检测科学研究院检测的滕州东方机床有限公司生产的摇臂钻床,型号是ZQ3040×12,该产品不合格的原因是:紧急停止、飞溅、电动机过热保护不合要求。浙江省质量检测科学研究院抽查的杭州双龙机械有限公司生产的钻铣两用机床,名为麒龙,型号是ZX7020产品,经检验其产品的紧急停止、飞溅、电源开关、过电流保护、精度方面都不合格。 在铸造企业中经常用铣床来进行铸造产品的表面处理。以上两类产品不合格,国家质检总局建议铸造企业不要使用。 结束语 普通铣床数控化改造,实质就是在普通铣床上增加微机控制装置,使其具有一定的自动化能力,以实现预定的加工工艺目标。其目的是使原机床具有一定的柔性,提高生产效率和质量,解决复杂零件的加工问题。用单片机扩展系统将普通铣床改造为经济型铣床,简便易行,能保证零件的加工精度,对复杂零件尤其是对弧面和凸面的加工效果显著。 相关推举:
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