普通車(chē)床主軸部件數控化改造-數控畢業(yè)論文
摘 要：隨著(zhù)機械制造行業(yè)快速發(fā)展，為做大做強數控專(zhuān)業(yè)，提高師生在科研水平和技能操作水平，我們積極探究普通車(chē)床的數控化改造。主軸系統的數控化改造包括主軸機械部件改造、主軸電氣系統改造和主軸參數設置三個(gè)方面。完成改造后基本可以滿(mǎn)足數控機床主軸相應使用功能。
關(guān)鍵詞：數控化改造;主傳動(dòng)系統;主軸電氣系統
一、機械部件改造
(一)主傳動(dòng)系統
改造主傳動(dòng)系統的時(shí)候，應盡量保存原主軸箱齒輪換檔機制，只有主軸的正轉、反向和制動(dòng)從原來(lái)的機械控制更改為電氣數控系統控制。為了擴大速度范圍，多速電機以取代原始的單速電動(dòng)機，這樣可以更好的機器性能。但由于多速電機的轉速的變化帶動(dòng)功率變化，導致電機功率很大且改裝相當麻煩。所以一般不打采用這種方法進(jìn)行普通機床數控化改造。普通車(chē)床數控化改造可以降低轉換成本，維持原機的精度，主傳動(dòng)系統本質(zhì)上是相同的，并保留了原有的機床主軸手動(dòng)變速功能。改造后，主軸與進(jìn)給運動(dòng)分離，數控系統控制主軸啟動(dòng)、停止、反向和冷卻液的開(kāi)、關(guān)。C616車(chē)床保留原有的主傳動(dòng)系統和變速操縱機構。一方面保留車(chē)床原有功能;另一方面減化了改造量。
(二)主軸編碼器的安裝
光電脈沖編碼器是常用于數控車(chē)床走刀和螺紋加工系統。它與主軸相連，主軸每轉發(fā)出的固定脈沖，零位標志輸出用于記錄的旋轉，對輸出脈沖數的主軸轉速，用于確定的零標記，進(jìn)刀在固定位置的方向的相位，可以得到主軸每轉所需的走刀量使該通量是等于被加工螺距，也就是螺紋加工。
本次改造機床的主軸直接聯(lián)接驅動(dòng)，以確保同步旋轉的編碼器和主軸，主軸的角位移轉換的光電編碼器的脈沖信號被發(fā)送到數控系統，數控系統控制交流伺服電機的進(jìn)給速率，以確保速度的主軸進(jìn)給量具有恒定值。主軸轉動(dòng)縱向進(jìn)給運動(dòng)一個(gè)螺紋導程。利用主軸手動(dòng)脈沖發(fā)生器來(lái)準確對刀和手動(dòng)調節精度。而主軸脈沖發(fā)生器的安裝，通常采用良種方式：一是同軸安裝;二是異軸安裝。我們根據機床結構，在改造中采用同軸按的形式，傳動(dòng)連接為剛性連接方式。這樣既能滿(mǎn)足車(chē)床主軸和主軸光電脈沖編碼器的傳動(dòng)比為1：l，也未破壞車(chē)床原來(lái)主軸結構。安裝主軸光電脈沖編碼器時(shí)要特別注意：小心輕放，不可以有較大的碰撞和振動(dòng)，以免損壞玻璃光柵盤(pán)導致報廢;車(chē)床主軸的轉速必須小于主軸光電脈沖編碼器最大允許速度，以免損壞編碼器。
二、電氣系統改造
(一)主回路設計
(1)強電主回路的控制。強電主回路的控制以QF1為電源總開(kāi)關(guān)。QF2為主軸強電的空氣開(kāi)關(guān)，它的作用是接通電源及短路、過(guò)流時(shí)起保護作用;KM3為主軸電機交流接觸器，由它們的主觸點(diǎn)控制相應電機。
(2)電源回路圖的控制。電源回路圖的控制主要是變壓器控制�？刂谱儔浩髟�(xiàn)圈為AC380V，副線(xiàn)圈為AC110V、AC220V、AC24V，其中AC110V給交流接觸器線(xiàn)圈、強電柜風(fēng)扇提供電源;AC24V給電柜門(mén)指示燈、工作燈提供電源;AC220V通過(guò)低通濾波器濾波給伺服模塊、電源模塊、
24V直流電源提供電源;VC1為24V直流電源，將AC220V轉換為AD24V電源，給世紀星數控系統、PLC輸入/輸出、24V繼電器線(xiàn)圈、伺服模塊、電源模塊等提供電源。
(二)控制電路設計
控制電路設計包括交流控制回路圖和直流控制回路圖。先將QF1、QF2空開(kāi)合上，KM3主軸交流接觸器線(xiàn)圈通電，接觸器主觸點(diǎn)吸合，主軸變頻器加上AC380V電壓，若有主軸正轉或主軸反轉及主軸轉速指令時(shí)(手動(dòng)或自動(dòng))，PLC輸出主軸正轉Y10或主軸反轉Y11有效，主軸按指令值的轉速正轉或反轉;當主軸速度到達指令值時(shí)，主軸變頻器輸出主軸速度到達信號給PLC輸入X31，主軸轉動(dòng)指令完成。
三、主軸相關(guān)的參數設置
與主軸控制相關(guān)的輸入/輸出開(kāi)關(guān)量與數控裝置其他部分的輸入/輸出開(kāi)關(guān)量的參數統一設置，不需要單獨設置參數。主軸控制接口(XS9)中包含兩個(gè)部件：主軸速度控制輸出(模擬電壓)和主軸編碼器輸入。需要在硬件配置參數、PMC系統參數和通道參數中設定。
四、總結
通過(guò)數控化改造后的機床具有主軸功能有：控制主軸正反轉和實(shí)現其不同切削速度的主軸無(wú)級變速;利用主軸光電編碼器加工螺紋，保證主軸轉一轉，工作臺移動(dòng)一個(gè)被加工螺紋的螺距或導程。為C616型普通車(chē)床數控化改造完成加工中小型軸類(lèi)、盤(pán)類(lèi)以及螺紋零件打下基礎。
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