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供稿︰中國工控網 2018/10/22 16:16:34

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  • 關鍵詞︰ 銑床 數控化改造
  • 摘要︰普通銑床數控化改造,實質就是在普通銑床上增加微機控制裝置,使其具有一定的自動化能力,以實現預定的加工工藝目標。其目的是使原機床具有一定的柔性,提高生產效率和質量,解決復雜零件的加工問題。用單片機擴展系統將普通銑床改造為經濟型銑床,簡便易行,能保證零件的加工精度,對復雜零件尤其是對弧面和凸面的加工效果顯著。

(一)機械部分設計

數控機床的改造最主要的部分就是對其縱、橫進給機構的改造及控制系統的設計改造,以便使其具有更加合理的結構和更全面的控制系統,便于其真正的應用于實際的生產中。

1.工作台的進給運動

因為改造後主要加工圓弧、凸輪一類的平面曲線輪廓,所以采用微機數控實現三坐標兩軸聯動控制,工作台縱向(軸)、橫向(軸)及垂直方向(軸)的運動,分別由步進電動機經過一級齒輪減速後,由滾珠絲杠螺母副拖動。由于銑削時作用在電動機軸上的負載轉矩較大,所以要選擇大功率的步進電動機。而大功率的步進電動機的驅動較困難,步進電動機沒有過載能力,在高速運動時轉矩下降很多,容易丟步。要使改造後的銑床進給伺服性能較好,在改造時采用直流伺服電動機驅動。

2. 機械部分結構設計

(1)保留原機床的主軸旋轉運動,工作台升降運動仍采用手動操作,縱、橫向進給改造後既可機動進行復雜零件的計算機數控加工,又可手動操作完成簡單零件的加工或用于數控加工前的對刀工作。

(2)保留原機床縱向進給的機動部分,將離合器脫開,去掉手輪,將手輪軸通過一對齒輪與步進電機相聯,用微機數控系統控制縱向進給運動。加工時,將離合器脫開,使原來的機動進給停止工作。

(3)工作台橫向運動方面,在原手輪安裝位置,安裝減速齒輪及步進電機,用微機數控系統控制橫向進給運動。

(4)采用直流伺服電動機作驅動元件,伺服電動機的軸端為光軸,齒輪與電動機軸,電動機軸與傳動軸采用錐環無鍵連接消除連接器的結構。這種連接的特點是不需要開鍵槽,而且兩連接件的相對角度可任意調節。由于錐環之間的楔緊作用,內外環分別產生徑向彈性變形,靠磨擦力與套連接,消除配合間隙,保證對中性。

(二) 數控系統硬件設計

數控部分采用MCS-51系列的8031單片機實現對整個系統的主控制。用8031外接3片2764(E-PROM),一片6264(RAM)及一片8255(擴展I/O),一片8155芯片,擴展成一個較簡單的微機控制系統。2764用作程序存儲器,6264用來擴展8031的RAM存儲器, 8155用作鍵盤和顯示接口,8255用于接收控制面板上多路轉換開關的控制信號。

當單片機系統控制X、Y軸某一台步進電機單動時,可實現銑床橫向、縱向的直線進給;當控制X-Y軸配合聯動時,可實現水平面內直線、斜線、圓弧及復合軌跡的加工,可以近似地復合出水平面內非圓曲線。在銑床原有加工功能的基礎上,其控制精度和加工精度遠高于普通銑床。

結束語

普通銑床數控化改造,實質就是在普通銑床上增加微機控制裝置,使其具有一定的自動化能力,以實現預定的加工工藝目標。其目的是使原機床具有一定的柔性,提高生產效率和質量,解決復雜零件的加工問題。用單片機擴展系統將普通銑床改造為經濟型銑床,簡便易行,能保證零件的加工精度,對復雜零件尤其是對弧面和凸面的加工效果顯著。

審核編輯(王靜)
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