《浅谈数控车床改造》

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1、浅谈数控车床改造企业要在激烈的市场竞争中获得生存、得到发展，它必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本，制造出合乎山场需要的、性能合适的产品,而产品质量的优劣，制造周期的快慢，生产成本的高低，又往往受工厂现有加工设备的直接影响。H前，采用先进的数控机床,已成为我国制造技术发展的总趋势。购买新的数控机床是提髙数控化率的主要途径，而改造旧机床、配备数控系统把普通机床改装成数控机床也是提高机床数控化率的一条有效途径。我校为适应现代化生产和教学，对CA6140车床进行了数控化改造。1机床数控化改造的条件(1)机床基础件有足够的刚性数控机床属于高精度机床，工件移动或刀

2、具移动的位置精度要求很高,必须在0-001-0-01mm之间，高的定位精度和运动精度要求原有机床基础件具有很高的静刚度和动刚度。本次用于改造的CA6140车床白购进后一直保养良好，机床基础件刚性满足要求。(2)机床数控改装的总费用合适，经济性好机床数控改装分两部分进行:一是维修机械部分。更换或修理磨损零件，调试人型基础零件，增加新的功能装置，提高机床的精度和性能，另一方面是舍弃原有的一部分进给系统，用新的数控系统和相应的装置来替代。改造总费用由机械维修和增加的数控系统两部分组成。若机床的数控改造的总费用仅为同类型车床价格的50%-60%时，该机床数控改造在经济

3、上适宜。经过考杏，若购买同样配置的车床约需10万元，而我校机床数控改造的总费用为5-1万元，仅占51%,因此该机床数控改造在经济上是合适的。2系统配置及主耍技术规格该系统由SIEMENS802S系统、接口电路、驱动线路及步进电机等组成,另外还配有自动转塔刀架、主轴变频调速器及主轴编码器等,系统属开环控制系统。其主要技术性能和参数如下：(1)系统控制部分。采用SIEMENS802S系统，键盘和显示部分装在而板上。(2)系统软件具有若干指令。其屮加T指令有直线、斜线、螺纹、锥螺纹和圆弧等5条指令。可实现车削外圆、端面、台阶、割槽、锥度、倒角、螺纹、顺圆弧和逆圆弧等

4、操作。控制指令有结束循环、暂停、延时、延时换刀、编码换刀、通讯等，与加工指令配合，可加工出各种较复杂的零件。(3)系统环境工作条件。温度・10~+40°C;湿度为40%~80%。(4)输入电网电压。交流(220±22)V;频率为50Hz;电流为1・5A。(5)步进电机。BYG550C-2型电机两台，驱动电压为110V;相电流为2・5A涉距角为0-367步;静力距为12N-mo3主传动的数控化改造机床主传动的作用是把电机的转速和转矩通过一定途径传给主轴,使工件以不同的速度运动，主传动性能的好坏，直接影响零件的加工质量和生产效率。考虑到改造的经济性，可乘用机床原有

5、的普通三相界步交流电动机拖动。考虑到加工过程屮当电网电压和切削力矩发生变化时，电机的转速也会随Z波动，直接影响加丁零件的表而粗糙度。因此为提高加T精度，实现主轴自动无级变速，在主轴上增加了交流界步电动机变频调速系统，从而不需进行机械换档。针对机床要求具有螺蚊切削功能，在主轴部位安装主轴脉冲发生器,。4进给传动的数控化改造进给传动的作用是接受数控系统的指令，驱动刀具作精确定位或按规定的轨迹作相对运动，加工出符合要求的零件，对进给传动的要求是高精度、高速度。改造中我们采用步进电机驱动系统实现开环控制。（1）进给传动链普通车床改造后的进给传动链，刀具纵向（Z轴）移动

6、由步进电机，经接口箱内一对减速齿轮，转动纵向移动的丝杆而实现。刀具的径向（X轴）移动由步进电机，经接口箱内一对减速齿轮，转动横向移动丝杆而实现，该传动链与原机床的传动链相比,摆脱了结构复杂的进给箱和拖板箱。（2）接口箱内减速齿轮的齿数比该车床要求的控制精度为：Z向0・005mm,X向为0-0025mm,即当执行一个脉冲指令时,T件的长度和直径均变化0・005mrmBYG550C-2型步进电机的步距角为0-36°,每周步距数为360/0-36=1000（步/周），X向丝杠螺距为4mm,脉冲当量为0-0025mm,Z向丝杠螺距为6mm,脉冲当量0・005mm。（3

7、）传动滚珠丝杠副数控机床要求进给部分移动元件灵敏度高、精度高、反应快、无爬行，采用滚珠丝杠副可以满足上述要求。在结构中,用普通滚珠丝杠副实现将旋转运动变换为直线运动。滚珠丝杠螺母副安装时需预紧，通过预紧可消除滚珠丝杠螺母副的轴向间隙，提高传动刚度。预紧的方法是采用双螺母齿羌调隙式结构。通过改变两个螺母的轴向相对位置,使每个螺母中滚珠分别接触丝杠滚道的左右两侧來实现的。（4）刀架根据需耍,拆除原方刀架，安装620型四方刀架，该刀架由120W的三相交流异步电机正转驱动，使刀架正转选刀,到预定刀位时，电机则反转，使丿J架夹紧。换刀方式有手控和机控两种。机控时当零件在

8、加工过程屮需要换刀时，数控系统发出预先