總線數(shù)控系統(tǒng)廠家介紹普通車床如何改造為數(shù)控車床?

數(shù)控機(jī)床主要由CNC數(shù)控系統(tǒng)，加上伺服、位置反饋電機(jī)系統(tǒng)組成，普通機(jī)床改造的目的是利用數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床自動(dòng)完成機(jī)械加工任務(wù)，取代傳統(tǒng)的人力生產(chǎn)，提高機(jī)床的生產(chǎn)效率和加工精度。在數(shù)控車床改造中需要解決的問題是把機(jī)床的手動(dòng)進(jìn)給和機(jī)床的換刀，改造成由伺服驅(qū)動(dòng)控制的進(jìn)給和數(shù)控系統(tǒng)PLC控制的刀架自動(dòng)換位。本文以CK6140型普通機(jī)床為例，介紹普通機(jī)床的數(shù)控化改造步驟和方法。

CK6140改造的總體思路為通過數(shù)控系統(tǒng)對(duì)輸入的零件加工程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后通過輸入／輸出接口控制步進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊，由驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出步進(jìn)脈沖驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，經(jīng)同步齒形傳動(dòng)帶（簡(jiǎn)稱同步帶）使?jié)L珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)刀架實(shí)現(xiàn)縱向和橫向的進(jìn)給。全閉環(huán)控制比半閉環(huán)控制會(huì)提高基礎(chǔ)的定位精度。但如果不能很好的解決機(jī)床發(fā)熱、環(huán)境污染、溫升、振動(dòng)、安裝等因素，會(huì)出現(xiàn)全閉環(huán)不如半閉環(huán)的現(xiàn)象。短時(shí)間內(nèi)可能會(huì)有效果，但時(shí)間一長(zhǎng)，灰塵、溫度變化對(duì)光柵尺的影響，將嚴(yán)重影響測(cè)量反饋數(shù)據(jù)，從而失去作用。同時(shí)光柵尺出現(xiàn)問題后，會(huì)產(chǎn)生報(bào)警，造成機(jī)床不能工作。螺紋的車削由編碼器控制，電動(dòng)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(jī)驅(qū)動(dòng)器及電機(jī)的價(jià)格比較高，還有接線復(fù)雜，故選用CNC系統(tǒng)6TA,并且該系統(tǒng)的編程格式與FANUC系統(tǒng)新代系統(tǒng)和廣數(shù)系統(tǒng)很接近，兩軸數(shù)控系統(tǒng)6TA控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

2.Z向進(jìn)給系統(tǒng)（縱向進(jìn)給）縱向進(jìn)給由Z向進(jìn)給電機(jī)經(jīng)同步傳動(dòng)帶使?jié)L珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，然后通過絲杠螺母帶動(dòng)大拖板左右運(yùn)動(dòng)，750W伺服電機(jī)通常安裝在縱向絲杠的右端。Z向伺服電機(jī)的改造方法：

（1）拆下普通絲杠、光杠與溜板箱，把溜板箱內(nèi)的齒板、傳動(dòng)軸拆除，加工一個(gè)螺母固定套，安裝在溜板箱內(nèi)，改由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，根據(jù)CA6140車床的最大負(fù)荷，選取滾珠絲杠直徑為40mm，型號(hào)為80-02430，其額定動(dòng)載荷是2.4NM，強(qiáng)度足夠。

（2）加工右端的支撐座和兩個(gè)支撐孔，孔的位置精度要求很高，使其分別與電機(jī)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(duì)安裝螺母的支撐座進(jìn)行銑、磨、鉆、攻絲等加工，保證其形位公差。復(fù)雜零件可同步進(jìn)行車外圓、球面、圓錐面、圓弧面、臺(tái)階、割槽、壓花、鉆孔、攻絲、板牙、切割等工序，全過程經(jīng)一次加工即可完成。

（5）裝配后，對(duì)滾珠絲杠與導(dǎo)軌的平行度進(jìn)行調(diào)整，確保絲杠傳動(dòng)平穩(wěn)，受力均勻。

3.X向伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（橫向進(jìn)給）橫向進(jìn)給由X伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，使刀架橫向運(yùn)動(dòng)。

750W伺服電機(jī)安裝在大拖板后，為了保證同軸度和傳動(dòng)精度，用法蘭盤將伺服電機(jī)與溜板箱固定在一起。X向伺服電機(jī)為110-04030，參數(shù)：電流2.4A，步距角0.03°／0.8°，轉(zhuǎn)矩4N／m。

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(gè)螺紋孔，并攻螺紋。

（3）加工一個(gè)連接套用于連接絲杠與電機(jī)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(yùn)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(shí)間，刀架要求有自動(dòng)換刀功能。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床一般都選用四方電動(dòng)刀架，這種刀架簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。刀架的轉(zhuǎn)動(dòng)由三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)，到位信號(hào)由霍爾元件來檢測(cè)。

改造方法：

（1）拆除原手動(dòng)刀架。

（2）在小拖板上鉆四個(gè)安裝孔，并攻絲，安裝好電動(dòng)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(shí)，主軸轉(zhuǎn)一圈，刀具移動(dòng)一個(gè)螺距。為了保證不亂扣，主軸與絲杠應(yīng)保持同步動(dòng)作。主軸與絲杠的同步動(dòng)作由編碼器來保證（可見編碼器的重要性）。為了保證同步動(dòng)作，編碼器與主軸的傳動(dòng)比應(yīng)為1：1，可以用尼龍板制作兩個(gè)齒數(shù)相同的齒輪。然后制作一個(gè)可調(diào)支架，以保證兩個(gè)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(tái)運(yùn)行在安全的位置，和作為機(jī)械回零的檢測(cè)信號(hào)。

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(hào)和回零信號(hào)分開。