普通銑床數(shù)控化改造技術(shù)研究

吉萍萍

【摘 要】在數(shù)控機(jī)床日益普及的今天，普通機(jī)床的數(shù)控化改造技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展和重視，在大環(huán)境的促使下和為了學(xué)校今后的數(shù)控機(jī)床改造實(shí)訓(xùn)技術(shù)的發(fā)展。本文以ZJK7532-A普通銑床為對(duì)象進(jìn)行了普通機(jī)床數(shù)控化改造的技術(shù)研究論述，主要對(duì)ZJK7532-A普通銑床的主軸旋轉(zhuǎn)裝置和工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)裝置進(jìn)行了必要的更新改造，使得機(jī)床的自動(dòng)化控制水平、運(yùn)動(dòng)性能和加工精度有了顯著的提升。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控化改造 普通銑床 數(shù)控系統(tǒng)配置調(diào)試

1 機(jī)床數(shù)控化改造的趨勢(shì)

隨著機(jī)床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是個(gè)"永恒"的課題。我國(guó)的機(jī)床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。在美國(guó)、日本、德國(guó)，用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場(chǎng)，已形成了機(jī)床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新的行業(yè)。在美國(guó)，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床再生（Remanufacturing）業(yè)；在日本，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床改裝（Retrofitting）業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有：大隈工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工機(jī)公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。

2機(jī)床數(shù)控化改造技術(shù)

2.1 機(jī)床數(shù)控化改造的優(yōu)越性

（1）機(jī)床數(shù)控化改造可以提高零件的加工精度和生產(chǎn)效率。

（2）機(jī)床數(shù)控化改造可以提高機(jī)床的性能和質(zhì)量。

（3）機(jī)床數(shù)控化改造后可以實(shí)現(xiàn)加工的柔性自動(dòng)化，效率可以比傳統(tǒng)機(jī)床提高3～7倍。

（4）可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)，降低工件的定位誤差。

（5）擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自檢功能，更好地調(diào)節(jié)了機(jī)床加工狀態(tài)。

2.2機(jī)床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)方案

（1）恢復(fù)原功能，對(duì)機(jī)床存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù)；（2）將普通機(jī)床NC化，在普通機(jī)床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機(jī)床、CNC機(jī)床；（3）翻新，為提高精度、效率和自動(dòng)化程度，對(duì)機(jī)械、電氣部分進(jìn)行翻新，對(duì)機(jī)械部重新裝配加工，恢復(fù)原精度；對(duì)其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系統(tǒng)以最新CNC進(jìn)行更新；（4）技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或?yàn)榱耸褂眯鹿に?、新技術(shù)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。

3 銑床數(shù)控化改造的內(nèi)容

3.1 技術(shù)可行性分析

本次改造的機(jī)床型號(hào)為ZJK7532-A立式銑床，通過(guò)對(duì)被改造機(jī)床的結(jié)構(gòu)性能精度等進(jìn)行全面分析，該機(jī)床的基礎(chǔ)部件和結(jié)構(gòu)件完好?，F(xiàn)要將其主軸升降和工作臺(tái)的X Y 軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)改為數(shù)控系統(tǒng)控制，實(shí)現(xiàn)三軸同步驅(qū)動(dòng)，并將銑床的主軸改為交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

3.2 改造設(shè)計(jì)主要內(nèi)容

（1）將機(jī)床的原主軸調(diào)速改為由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的無(wú)級(jí)調(diào)速方式。（2）保留機(jī)床工作臺(tái)X、Y 軸進(jìn)給系統(tǒng)，將滑動(dòng)絲桿副換為滾珠絲杠副，X、Y軸的運(yùn)動(dòng)由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。（3）主軸升降垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，拆去錐齒輪副及絲桿副更換成滾珠絲桿副，設(shè)計(jì)并安裝減速箱，將電機(jī)安裝在減速箱的偏套上。

4 銑床數(shù)控化改造的方法

4.1銑床數(shù)控化改造數(shù)控系統(tǒng)的選配

目前，市場(chǎng)上可供選擇的數(shù)控系統(tǒng)類型很多，在經(jīng)濟(jì)能力許可的情況下，盡量選用名牌產(chǎn)品。根據(jù)在市場(chǎng)上的調(diào)研和數(shù)控系統(tǒng)的選擇原則，在此次銑床數(shù)控化改造中首先考慮選用的是FANUC和SIEMENS的數(shù)控系統(tǒng)。

4.2 數(shù)控裝置的配置與安裝

數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的系統(tǒng)軟件對(duì)代碼進(jìn)行處理后，輸出相應(yīng)的指令脈沖，這些控制信號(hào)中最基本的信號(hào)，是經(jīng)過(guò)插補(bǔ)運(yùn)算后的各坐標(biāo)的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和位移量指令。從自動(dòng)控制的角度來(lái)看，CNC裝置是一種位置控制系統(tǒng)，其本質(zhì)上是以機(jī)床各運(yùn)動(dòng)軸的位移量為控制對(duì)象，并使其協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，是一種配有專用操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 。

另外，為了保證零件的正常加工，還必需對(duì)機(jī)床的一些輔助運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制.因此，在數(shù)控裝置與機(jī)床之間還有強(qiáng)電控制裝置，其主要作用是接受數(shù)控裝置輸出的主運(yùn)動(dòng)變速、刀具選擇、交換、各輔助裝置等動(dòng)作的指令信號(hào)經(jīng)過(guò)必要的編譯，邏輯判斷，功率放大后直接驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電器，液壓及機(jī)械部件。以完成指令規(guī)定的動(dòng)作。執(zhí)行這些動(dòng)作的開關(guān)信號(hào)也要經(jīng)由強(qiáng)電控制裝置送數(shù)控裝置進(jìn)行處理。

4.3 FANUC數(shù)控系統(tǒng)連接與調(diào)試

（1）系統(tǒng)功能參數(shù)：這些參數(shù)是訂貨時(shí)用戶選擇的功能，系統(tǒng)出廠時(shí)FANUC已經(jīng)設(shè)好。0i不必設(shè)置，機(jī)床出廠時(shí)，必須將系統(tǒng)功能參數(shù)表交給機(jī)床用戶。

（2）進(jìn)給伺服初始化：將各進(jìn)給軸使用的電動(dòng)機(jī)控制參數(shù)調(diào)入RAM區(qū)并根據(jù)絲杠螺距和電動(dòng)機(jī)與絲杠間的變速比配置CMR和DMR。設(shè)參數(shù)SVS，使顯示器畫面顯示伺服設(shè)定屏（Servo Set0）。

（3）設(shè)定伺服參0i系統(tǒng) #1001至 #1007的有關(guān)參數(shù)。這些是控制進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的參數(shù)，包括：位置增益、G00的速度、F的允許值、移動(dòng)時(shí)允許的最大跟隨誤差、停止時(shí)允許的最大誤差、加/減速時(shí)間常數(shù)等。

（4）主軸電動(dòng)機(jī)的初始化：設(shè)定初始化位和電動(dòng)機(jī)的代碼。只有FANUC主軸電動(dòng)機(jī)才執(zhí)行此項(xiàng)操作。

（5）設(shè)定主軸控制的參數(shù)：設(shè)定各換擋檔次的主軸最高轉(zhuǎn)速、換擋方法、主軸定向或定位的參數(shù)、模擬主軸的零漂補(bǔ)償參數(shù)等。上述參數(shù)設(shè)定好后應(yīng)關(guān)機(jī)，重新啟動(dòng)。此時(shí)顯示器任顯示#408或#750等報(bào)警，這是因?yàn)橹鬏S控制尚未編制梯形圖。

（6）設(shè)定系統(tǒng)和機(jī)床的其他有關(guān)參數(shù)：參數(shù)意義見說(shuō)明書。

（7）編制梯形圖，調(diào)機(jī)要想主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，必須把控制指令送到主軸電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)器。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)床數(shù)控化的改造技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)中得到了極為廣泛的利用，給企業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了更高的效率和更多的產(chǎn)品利潤(rùn)，但是我們不能止步不前，我們需要不斷研究機(jī)床數(shù)控化技術(shù)，將其中的缺點(diǎn)全部彌補(bǔ)，使得這項(xiàng)技術(shù)能夠不斷的完善，并且為工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)更高的效益，為我國(guó)的工業(yè)技術(shù)進(jìn)步做出了巨大的貢獻(xiàn)。

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