普通車床如何進行數(shù)控化改造?
2021-01-06普通車床如何進行數(shù)控化改造?
現(xiàn)在很多車床廠家結(jié)合性價比問題,都喜歡把普通車床進行數(shù)控化改造。數(shù)控系統(tǒng)廠家就應(yīng)運而生,我們配備根據(jù)車床廠家的要求定制合適的數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機和配電板等等,提供數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng),讓更多的車床廠家省去了電氣部分的擔(dān)憂,也提高了數(shù)控車床的效率。
數(shù)控機床主要由數(shù)控系統(tǒng),伺服電機驅(qū)動、位置反饋系統(tǒng)組成,普通機床改造的目的是利用數(shù)控系統(tǒng)控制機床自動完成機械加工任務(wù),就像注入了機械部分的大腦,提高機床的生產(chǎn)效率和加工精度。在改造中的難點是把機床的手動進給和機床的換刀,改造成由伺服驅(qū)動控制的進給和數(shù)控系統(tǒng)PLC控制的刀架自動換位。
數(shù)控車床改造在設(shè)計零件的加工工藝規(guī)程時,首先要對加工對象進行深入分析。數(shù)控系統(tǒng)廠家以凸輪機型普通機床為例,介紹普通機床的數(shù)控化改造步驟和方法。
對于數(shù)控車床加工應(yīng)考慮以下幾方面:
1.尺寸精度要求
2.形狀和位置精度要求
數(shù)控車床供應(yīng)商零件圖中給出的形狀和位置公差是確保零件精度的重要基礎(chǔ)。 加工時,既要根據(jù)其要求確定零件的定位和測量,又要根據(jù)CNC車床的特殊需要進行一些技術(shù)加工,以有效地控制零件的形狀和位置精度。
3.表面粗糙度要求
表面粗糙度是保證零件表面微觀精度的重要要求,也是合理選擇數(shù)控車床、刀具及確定切削用量的依據(jù)。
4.材料與熱處理要求
數(shù)控車床廠家零件圖樣上給定的材料與熱處理要求,是選擇刀具、數(shù)控車床型號、確定切削用量的依據(jù)。
5.構(gòu)成零件輪廓的幾何條件
以上數(shù)控車床改造要分析了零件圖紙尺寸精度的要求,以確定是否可以使用車床技術(shù)來實現(xiàn)并確定控制尺寸精度的工藝方法。
在此分析過程中,還可以同時轉(zhuǎn)換某些尺寸,例如增量尺寸,尺寸和尺寸鏈計算。 在使用CNC數(shù)控車床零件時,所需零件尺寸的大和小尺寸的平均值作為編程尺寸的依據(jù)。
普通凸輪機車床改造的總體思路為通過數(shù)控系統(tǒng)對輸入的零件加工程序進行運算處理,然后通過輸入和輸出接口控制步進驅(qū)動模塊,由驅(qū)動模塊發(fā)出步進脈沖驅(qū)動步進電機,經(jīng)同步齒形傳動帶(簡稱同步帶)使?jié)L珠絲杠轉(zhuǎn)動,從而帶動刀架實現(xiàn)縱向和橫向的進給。螺紋的車削由編碼器控制,電動刀架的換刀由數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部的PLC控制。改造步驟如下:
1.選擇數(shù)控系統(tǒng)由于伺服電機驅(qū)動器及電機的價格比較高,因而選用佛山微控科技凸輪走心機數(shù)控系統(tǒng)5TA-M2以及多摩川伺服電機驅(qū)動,并且該系統(tǒng)的編程格式與FANUC系統(tǒng)很接近,所以是最合適的。
2.Z向進給系統(tǒng)(縱向進給)縱向進給由Z向進給電機經(jīng)同步傳動帶使?jié)L珠絲杠轉(zhuǎn)動,然后通過絲杠螺母帶動大拖板左右運動,步進電機通常安裝在縱向絲杠的右端。Z向步進電機的型號為1106GB350B,參數(shù):電流2.8A。步距角0.03°/0.75°,轉(zhuǎn)矩12N/m。400W伺服驅(qū)動和750W多摩川電機等。
凸輪機數(shù)控改造方法是怎樣的呢?
(1)拆下普通凸輪機絲杠、光杠與溜板箱,把溜板箱內(nèi)的齒板、傳動軸拆除,加工一個螺母固定套,安裝在溜板箱內(nèi),改由步進電機驅(qū)動滾珠絲杠,根據(jù)凸輪機車床的最大負(fù)荷,選取滾珠絲杠直徑為40mm。
(2)加工右端的支撐座和兩個支撐孔,孔的位置精度要求很高,使其分別與電機的支撐軸和支撐絲杠的軸承同軸配合。
(3)加工左端的支撐座,用于固定絲杠的左端,保證支撐座底面的平面度。
(4)對安裝螺母的支撐座進行銑、磨、鉆、攻絲等加工,保證其形位公差。
(5)裝配后,對滾珠絲杠與導(dǎo)軌的平行度進行調(diào)整,確保絲杠傳動平穩(wěn),受力均勻。
3.X向進給系統(tǒng)(橫向進給)橫向進給由X步進電機直接驅(qū)動滾珠絲杠,使刀架橫向運動。
步進電機安裝在大拖板后,為了保證同軸度和傳動精度,用法蘭盤將步進電機與溜板箱固定在一起。X向步進電機的型號為110BYG350A,參數(shù):電流2.4A,步距角0.03°/0.8°,轉(zhuǎn)矩8N/m。
凸輪機分為凸輪走刀機和凸輪走心機。
凸輪機改造的精度是怎樣的呢?數(shù)控系統(tǒng)廠家為大家介紹介紹:
(1)由于細(xì)長軸的剛性差,為了減少細(xì)長軸的彎曲,要求徑向切削力越小越好,并且車銑復(fù)合機的主偏角也要好。刀具是影響徑向切削力的主要因素,而又不影響刀具的強度,應(yīng)設(shè)法增加小型車銑復(fù)合機床車床刀具的主偏角。車刀的主偏角為K,= 80。 A.93。
(2)為了減小切削力和切削熱,應(yīng)選擇較大的前角并取y。 =15。A.30。
改造方法:
(1)拆下小拖板、刀架及絲杠、手輪,留下小拖板,其余的不用。
(2)加工法蘭盤,保證法蘭盤孔與大拖板后孔的同軸度,最后配鉆四個螺紋孔,并攻螺紋。
(3)加工一個連接套用于連接絲杠與電機主軸。
(4)銑去大拖板上與螺母發(fā)生干涉的部位,將螺母安裝在大拖板上。
(5)安裝完成后,用墊片調(diào)整螺母上下位置,使絲杠運行平穩(wěn),受力均勻。
4.刀架為了提高生產(chǎn)效率、縮短輔助加工時間,刀架要求有自動換刀功能。經(jīng)濟型數(shù)控機床一般都選用宏達(dá)四方電動刀架,這種刀架簡單、經(jīng)濟實用。刀架的轉(zhuǎn)動由三相電機驅(qū)動,到位信號由霍爾元件來檢測。
改造方法:
(1)拆除原手動刀架。
(2)在小拖板上鉆四個安裝孔,并攻絲,安裝好電動刀架。安裝好中間繼電器、正反轉(zhuǎn)接觸器和熱繼電器,然后調(diào)試刀架,電源相序接反的話,任換兩相即可。
5.編碼器車螺紋時,主軸轉(zhuǎn)一圈,刀具移動一個螺距。為了保證不亂扣,主軸與絲杠應(yīng)保持同步動作。主軸與絲杠的同步動作由編碼器來保證(可見編碼器的重要性)。為了保證同步動作,編碼器與主軸的傳動比應(yīng)為1:1,可以用尼龍板制作兩個齒數(shù)相同的齒輪。然后制作一個可調(diào)支架,以保證兩個齒輪能正確地嚙合。
改造方法:
(1)拆下原有齒輪,裝上塑料齒輪,調(diào)整支架位置,保證正確嚙合。
(2)試切螺紋,看連接是否有誤。
6.行程開關(guān)行程開關(guān)用來保證工作臺運行在安全的位置,和作為機械回零的檢測信號。
改造方法:
(1)配鉆螺紋孔,并攻螺紋,安裝行程開關(guān)和擋塊。
(2)調(diào)整擋塊的位置,使減速信號和回零信號分開。
在凸輪機數(shù)控車床編程過程中,計算每個節(jié)點的坐標(biāo); 在自動編程期間,應(yīng)定義組成零件輪廓的所有幾何元素。
凸輪機改造的數(shù)控系統(tǒng)廠家要注意些什么細(xì)節(jié)問題呢?
(1)零件圖中是否缺少一定的尺寸,以致其幾何條件不足,影響零件輪廓的組成;
(2)零件圖上的畫線位置是否模糊或大小沒有明確標(biāo)記,無法開始編程;
(3)零件圖上給定的幾何條件是否不合理,造成數(shù)學(xué)處理困難。
(4)零件圖上的尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)CNC車床加工的特點,并用相同的基準(zhǔn)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。
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