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普通車床數(shù)控化改造與設(shè)計
日期：2010年01月11 來源：沈陽第一機床廠 關(guān)鍵字：普通車床
1．?dāng)?shù)控系統(tǒng)的選擇
隨著市場需求的多樣化，機床制造商往往提供同一種機床可配置多種數(shù)控裝置的選擇或數(shù)控系統(tǒng)中多種選擇功能的選擇。機床制造商提供的普通車床配置的數(shù)控系統(tǒng)分為主流系統(tǒng)及可適應(yīng)的系統(tǒng)。加工中心主流系統(tǒng)相對來說技術(shù)成熟性好一些，但對使用用戶有技術(shù)要求，例如對名牌系統(tǒng)的質(zhì)量追求、希望在國內(nèi)有較好的售后技術(shù)條件、在用戶單位使用的數(shù)控系統(tǒng)相對集中在幾家。在可供選擇的系統(tǒng)中性能高低差別很大，直接影響到設(shè)備價格構(gòu)成，因此不能片面追求高水平、新系統(tǒng)，而應(yīng)以滿足主機性能為主，對系統(tǒng)性能和價格等作一個綜合分析，選用合適的系統(tǒng)。目前世界上比較著名的數(shù)控系統(tǒng)有日本FANUC、德國SINUMERIK、法國NUM、意大利FIDIA、西班牙FAGO等。各大機床制造廠商也有自己的一些系統(tǒng)，如MAZAK、OKUMA等。國內(nèi)也有中國航天機電集團；加工中心華中理工大學(xué)、南京大方集團、普通車床北京凱奇北方電氣技術(shù)有限公司供應(yīng)商，每家公司也都有一系列的各種規(guī)格的產(chǎn)品。用戶選擇系統(tǒng)的基本原則是：性能價格比要高、購后的使用維護要方便、系統(tǒng)的市場壽命要長等。
綜合考慮性價比，在充分調(diào)研比較的基礎(chǔ)上并根據(jù)改造的目的，本方案選用南京江南機床數(shù)控工程公司的JN一15T型數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有功能強、可靠性高、操作方便、結(jié)構(gòu)緊湊，經(jīng)濟性好的優(yōu)點，且具有圖形編程、圖形仿真、螺距補償、用戶面板等模塊。
JN一15T型數(shù)控系統(tǒng)是用步進電動機驅(qū)動和控制機床拖板運動的數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有價格便宜，操作簡單，維修方便等優(yōu)點。同樣它的缺點也是很明顯，驅(qū)動力矩小，容易丟步，故障率高。針對上述缺點，在改造中采取措施，盡量減小驅(qū)動拖板的力矩，從而保證了步進電動機不丟步，改造后的機床加工零件質(zhì)量穩(wěn)定。
2．縱向進給系統(tǒng)的改造
拆去原機床的溜板箱、光杠、絲杠及安裝座，普通車床配上滾珠絲杠及相應(yīng)的安裝裝置。加工中心將步進電動機裝在三杠支架右側(cè)，把滾珠絲杠的右側(cè)通過連接套與步進電動機輸出軸連接。
縱向脈沖當(dāng)量：0．01mm／脈沖；進給速度：6—3000mm／min；步距角db：0．6~／步；行程乙二650mm；絲杠螺距戶；6mm。
選用JBF8型步進電動機，減速比5／4，保持轉(zhuǎn)矩12．25N•m。JBF系統(tǒng)齒輪減速步進電動機是專為機床微機系統(tǒng)配套的電動機，是在110BF反應(yīng)式步進電動機的基礎(chǔ)上加上齒輪減速裝置組成的，適用于數(shù)控系統(tǒng)。步進電動機經(jīng)無間隙聯(lián)軸器與滾珠絲杠副相連，將拖動轉(zhuǎn)矩傳給滾珠絲杠副，帶動中滑板沿縱向往復(fù)運動。滾珠絲杠用WL2004。
滾珠絲杠采用可預(yù)緊安裝方式，以減小或消除因絲杠重力而產(chǎn)生的彎曲變形，加工中心使絲杠拉壓剛度有較大提高，絲杠不會因發(fā)熱而伸長。
3．橫向進給系統(tǒng)的改造
拆除原來的橫向絲杠，換上滾珠絲杠，滾珠絲杠導(dǎo)程戶：5mm；普通車床將橫向步進電動機與滾球絲杠連接。該滾珠絲杠的步距角聲：0．36*；進給速度ox：3—1500mm／min。
選用JBF3型齒輪減速步進電動機，保持轉(zhuǎn)矩16．37N•m，選擇減速比為5／12。JBF系統(tǒng)齒輪減速步進電動機是專為機床微機系統(tǒng)配套的電動機，是在110BF反應(yīng)式步進電動機的基礎(chǔ)上加上齒輪減速裝置組成的，適用于數(shù)控系統(tǒng)。脈沖當(dāng)量0．005mm／步，通過無間隙聯(lián)軸器與滾珠絲杠WL4006相連。
4．對車床導(dǎo)軌和床鞍配合滑動面的改造
在對原C620車床導(dǎo)軌的改造中，考慮到數(shù)控車床對導(dǎo)軌精度和導(dǎo)軌摩擦因數(shù)的要求，對原車身的鑄鐵導(dǎo)軌和床鞍上的相配合面進行以下改造：第一，刮研原導(dǎo)軌，達到平面度0．01／1000精度；加工中心第二，采用粘貼聚四氟乙烯軟帶對床鞍的配合面進行工藝改造，達到減少摩擦力，特別是使動、靜摩擦因數(shù)接近，達到床鞍移動時低速無爬行，抗嚙合性和耐磨性好的要求。
在經(jīng)過刮研后，導(dǎo)軌與床鞍配合精度達到要求，普通車床并根據(jù)GB／T 4020—1997《臥式車床精度檢驗》標(biāo)準(zhǔn)中G2項檢驗，達到了在水平面內(nèi)溜板移動的直線度0．02的標(biāo)準(zhǔn)。
5．電動刀架的改造
1)采用常州產(chǎn)的LD4B—CK6140電動刀架。
2)拆去小滑板，將刀架置于車床中滑板上，逆時針方向轉(zhuǎn)動電動機，使上刀體轉(zhuǎn)45~左右時，即可露出安裝孔，然后固定刀架，并用墊板來調(diào)整其中心高。
3)使用前應(yīng)試運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)時要達到輕松靈活、無噪聲的要求。
6．主軸脈沖發(fā)生器的安裝
1)主軸脈沖發(fā)生器的安裝是為了車螺紋，要求它與主軸轉(zhuǎn)速嚴(yán)格同步。數(shù)控裝置從主軸脈沖發(fā)生器中取出與螺距相應(yīng)的脈沖數(shù)，加工中心使主軸旋轉(zhuǎn)角度與進給量保持一定關(guān)系，普通車床確保螺距正確性。螺紋切削時的傳動路線為：主軸一齒輪副一脈沖發(fā)生器一數(shù)控裝置一步進電動機一縱橫向進給機構(gòu)。
2)設(shè)計、安裝與主軸轉(zhuǎn)速1：1的軸并安裝脈沖編碼器。
3)主軸脈沖發(fā)生器選用2400線。
7．絲杠及導(dǎo)軌的自動潤滑
自動潤滑裝置選用南京貝奇公司TMD一5C型電動潤滑泵。該裝置采用微型同步電動機和機械減速機構(gòu)驅(qū)動，結(jié)構(gòu)緊湊，其注油量可在0．5-5．0mL范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，普通車床注油周期可在6—145min內(nèi)選擇，加工中心能夠保證機床具有好的潤滑狀態(tài)。
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