車床的數(shù)控改造
葉永青(西安微電機研究所)
1 引 言
我國的經(jīng)濟型機床數(shù)控改造經(jīng)1986年全國評比，從48個投標單位中篩選出5個單位：西安微電機研究所、南京微分電機廠、常州電機電器廠、大連計算機應用研究所、新都電子儀器廠。西安微電機研究所設計的系統(tǒng)被評為性價比第二名，特點是功能多，編程容易，力矩大，速度快，性能好，已從研究向商品化發(fā)展。由廠(漢江機床廠)、校(北京工業(yè)大學)、所(西安微電機研究所，陜西機械研究院)三結(jié)合組建的“大眾數(shù)控集團公司”已從1988年對外開展業(yè)務。本公司可向廣大用戶提供數(shù)控系統(tǒng)、計算機、機床配套件(包括滾珠絲杠副等滾動部件及其配套件)和承擔車床、銑床、磨床的數(shù)控改造。
機床數(shù)控化是今后機床加工工業(yè)發(fā)展的方向，是我國“七五”、“八五”計劃重點發(fā)展項目之一。我國現(xiàn)有舊機床320萬臺，主要靠改造。新機床急待配數(shù)控系統(tǒng)。
數(shù)控車床不僅解決用常規(guī)方法無法或難以加工的復雜零件加工，而且為多品種、中小批量生產(chǎn)的柔性加工自動化開創(chuàng)一條新的途徑。只要輸入不同的程序，就能在同一臺數(shù)控車床上自動加工多種不同的零件。
經(jīng)濟型數(shù)控車床****特點是“經(jīng)濟”，操作簡單，易維護，一臺全自動車床需要幾十萬元，一個加工中心要耗資上百萬，甚至幾百萬元，經(jīng)濟型數(shù)控車床造價相對低廉，約2萬元，很適合我國國情。本文以c620—1車床為例，介紹車床的數(shù)控改造。
2傳動系統(tǒng)
2.1主傳動系統(tǒng)
為了減少車床改造的工作量及費用，在沒有特別要求的情況下，****保留原車床的主傳動系統(tǒng)，采用手動變速。主傳動路線為：主電機一皮帶傳動一主軸箱一主軸。
2.2進給傳動系統(tǒng)
縱向：步進電動機一消隙齒輪箱一中間連接軸一滾珠絲杠副一床鞍。
橫向：步進電動機一消隙齒輪箱一滾珠絲杠副一滑鞍一刀架。
3零部件選擇
本系統(tǒng)采用北京工業(yè)大學的std總線機bkc數(shù)控裝置，或采用陜西電子研究所的jwk-5計算機bkc專用數(shù)控裝置，并配大力矩160bf、110bf步進電動機和磁電式脈沖編碼器，以及陜西機械研究院的電動回轉(zhuǎn)刀架、漢江機床廠生產(chǎn)的滾珠絲杠副等。
3.1 std總線機
std總線機用標準總線功能模板組合，美國首先使用，現(xiàn)已遍及各工業(yè)發(fā)達國家。我所改造的車床使用std—bus組成的bkc數(shù)控裝置，該系統(tǒng)功能較全，編程容易。std—bus組成的bkc步進電動機驅(qū)動車床數(shù)控系統(tǒng)如圖1所示。
3．2 jwk一5專用數(shù)控機
該計算機采用單板結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，造價比std總線機低廉，輸入電流小(5v，1a)，并采用線性電源，有過流保護、欠壓保護、開機保護、開機空位功能及靜態(tài)電流自動減半功能。用戶內(nèi)存32k，動態(tài)任意輸入o～999個程序，加工程序任意長，且可從任意行加工，用戶程序可隨時固化。有速度倍率功能。加工程序插入、刪除、查詢都很方便。我所已用它開發(fā)了bkc2—5(高低壓)、bkc2—6(恒流)、bkc2—7(細分)等型號的車床專用數(shù)控裝置。
3．3步進電動機
步進電動機是一種把電脈沖訊號變換成角位移的執(zhí)行元件。角位移量與輸入脈沖成正比，時間與輸入脈沖同步，可通過脈沖率(每秒脈沖數(shù))調(diào)速，可正、反轉(zhuǎn)運行。在一相繞組長期通電狀態(tài)下具有自鎖能力，輸出轉(zhuǎn)角空位精度無累計誤差。當控制脈沖的頻率一定時，步進電動機的轉(zhuǎn)速不變(在規(guī)定的條件下)，是經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的理想執(zhí)行元件，具有步距角小(0.36°)、電流小、功耗小、運行頻率高、轉(zhuǎn)動平穩(wěn)、力矩大、價格高等特點。
3.4磁電式脈沖編碼器
車螺紋用磁電式脈沖編碼器，由脈沖測速發(fā)電機和數(shù)字電路組成，是一種主軸參數(shù)位置訊號反饋元件。編碼器中裝有霍爾元件，重復進刀時，通過它可很容易地找到加工螺紋時的原點(否則螺紋就要亂扣)，當找到原點后，編碼器就把訊號送入計算機，計算機按螺紋加工程序運算后，把訊號輸給驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動步進電動機，進行螺紋 |
