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CK6130小型數(shù)控車床的研制

時間：2007-12-24瀏覽：307次收藏
摘要：用普通PC機(jī)作為徽機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的主機(jī)，步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電源采用脈沖調(diào)寬電路和平滑細(xì)分線路，數(shù)控車床本體利用舊普通車床改造并加裝收信4工位電動刀架，從而實(shí)現(xiàn)車床的多功能低成本自動化。

目前，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床仍然是我國市場需要量最大，銷售量最高的數(shù)控機(jī)床。利用現(xiàn)有閑置的舊機(jī)床，通過數(shù)控化改造，使其成為1臺新的高效、多能的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，則是一種盤活存量資金的有效方法，也是低成本實(shí)現(xiàn)自動化的道路之一。我們研制的CK6130小型數(shù)控車床正是這個思路的探索和實(shí)踐。
1 工作原理
CK6130小型數(shù)控車床由微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床本體兩大部分組成。加工工件時，先編制工件的數(shù)控程序，然后將校核可行的數(shù)控程序鍵人到數(shù)控裝置，再由數(shù)控裝置根據(jù)程序指令計(jì)算出進(jìn)給脈沖序列，接著多功能NC板進(jìn)行脈沖分配，經(jīng)功放或驅(qū)動電源進(jìn)行功率放大后，形成驅(qū)動裝置的控制信號，從而控制機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速、啟停，進(jìn)給系統(tǒng)的運(yùn)動方向、速度和位移大小，以及刀具的選擇、冷卻潤滑的啟停等動作。使刀具與工件及其他輔助裝置嚴(yán)格地按照數(shù)控程序規(guī)定的順序、行程和參數(shù)進(jìn)行工作，從而加工出形狀、尺寸、精度符合要求的零件。

圖1 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)總體方案
2 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)
本機(jī)床采用控制X軸、Z軸實(shí)現(xiàn)兩軸聯(lián)動的開環(huán)經(jīng)濟(jì)型控制系統(tǒng)，能完成兩坐標(biāo)的直線插補(bǔ)。它主要由微機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電源、步進(jìn)電動機(jī)、多功能NC接口板、控制電路等組成(圖1)。微機(jī)可選用IBMPC-286以上任何一種微機(jī)及兼容機(jī)，在其總線槽內(nèi)插上數(shù)控卡，利用開發(fā)的車床數(shù)控軟件包，將工件加工程序通過鍵盤鍵人，存貯在具有掉電保護(hù)功能的工件程序存貯器中，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，完成工件的數(shù)控加工。
步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電源采用脈沖調(diào)寬電路和平滑細(xì)分線路，以大力提高高頻時步進(jìn)電動機(jī)的愉出轉(zhuǎn)矩，改善系統(tǒng)的快速性能，同時可降低低頻時步進(jìn)電動機(jī)的振動，使運(yùn)行更穩(wěn)定。此外還具有超溫、超壓、過流及欠壓等保護(hù)功能。
在系統(tǒng)中還采用了光電禍合器進(jìn)行隔離，以提高系統(tǒng)的抗干擾性。
3 機(jī)床本體
CK6130數(shù)控車床的機(jī)床本體由小型普通車床C615改進(jìn)而來，主要包括進(jìn)給傳動系統(tǒng)的改造，主傳動系統(tǒng)的改造及刀架結(jié)構(gòu)的改造3個部分。

    圖2 2軸進(jìn)給系統(tǒng)改造示意圖
  1. 進(jìn)給系統(tǒng)的改造
  2. 主變速系統(tǒng)的改造
  3. 刀架結(jié)構(gòu)的改造
    4.
    Z軸(縱向)進(jìn)給系統(tǒng)如圖2所示，拆除原機(jī)床的進(jìn)給箱、溜板箱、光杠和絲杠，將步進(jìn)電動機(jī)布置在原絲杠的左端，利用原機(jī)床進(jìn)給箱的安裝孔和銷釘孔安裝減速齒輪箱。步進(jìn)電動機(jī)采用一級齒輪減速、傳動齒輪采用雙薄片齒輪以消除間隙。用滾珠絲杠代替原絲杠安置在原絲杠位置。滾珠絲杠采用可預(yù)緊安裝方式，以減少或消除因絲杠自重產(chǎn)生的彎曲變形，使絲杠拉壓剛度有較大提高。工作時，步進(jìn)電動機(jī)經(jīng)無間隙聯(lián)軸器與減速箱相聯(lián)，將拖動扭矩傳給滾珠絲杠副，帶動大拖板沿縱向往復(fù)運(yùn)動。
    X軸(橫向)進(jìn)給系統(tǒng)將步進(jìn)電動機(jī)安裝在大拖板上，經(jīng)一級齒輪減速驅(qū)動滾珠絲杠。
    在主軸后端部安裝光電編碼器，采用電磁離合器與滑移齒輪相結(jié)合，將C615車床的手動分級變速改造為自動分級變速，使之具有操作方便結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，同時采用雙速電動機(jī)，以進(jìn)一步增加變速級數(shù)。
     
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