CA6132車床的進(jìn)給系統(tǒng)數(shù)控化改造(GSK系統(tǒng))

與選型步電選擇車床制制求析車床電氣制參123頁且訂貨周期較長無法滿足急需。提要針把 計(jì)、。車電氣系統(tǒng)提出了設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵字：改；；進(jìn)給系統(tǒng)；223頁1緒論率自動化程度。技、液壓與氣動精密等為體多交叉綜數(shù)控床可加數(shù)控置以便現(xiàn)額定加工工藝目標(biāo)現(xiàn)加工自動化提高企市場競爭必由路。有 床過數(shù)控化改中小企則達(dá) 有 多萬臺床但絕大分仍然是采用數(shù)控改閑置普通床能有效揮擴(kuò)大床原有功能提高床的生效率，減少操作者勞動強(qiáng)度數(shù)控改費(fèi)用較低改周期短有利于滿足生急需。普通車床等金屬切削加工最常用類床普通床刀架縱向橫向給運(yùn)動是縱向給運(yùn)動橫向給運(yùn)動不能聯(lián)動切削次序也由人工控，車床就可以按預(yù)先輸入加工指令行切削加工由于加工過程中切削參數(shù)切削次323頁。，423頁2CA6132數(shù)控改造總體方案CA6132概述、加工范圍廣泛等特點(diǎn)，特別適合于加工各類中小盤套類或軸類零件。 既能削內(nèi)外圓柱面、身幾部分組成。2-1外形圖1、11．腿 2.進(jìn)給箱 3.主軸箱 42-1外形圖7．回轉(zhuǎn)盤8.小滑板9.尾座10.身12.光杠13.絲杠14.溜板箱在中主軸箱將主電機(jī)傳來旋轉(zhuǎn)運(yùn)動經(jīng)過一系列變速機(jī)使主軸運(yùn)動傳給光杠或絲杠取得不同進(jìn)給量和螺距。受光杠或絲杠傳遞運(yùn)動以驅(qū)動刀523頁齒、 于方利基本距各 。序號名稱序號名稱摘要單位參數(shù)上上離架角度種種種種度種莫氏種623頁22222322262722303132B×H××高粗糙主電機(jī)總功率2622度1021×1000×12670.012000.0.02/￠3000.167.7.0.32機(jī)功率

表2

車床技術(shù)參數(shù)在對普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造時(shí)，需要遵循以下原則：12、車床數(shù)控化改裝后屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，在保證一定加前提下應(yīng)簡化結(jié)構(gòu)、降低成本，因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)。3、根據(jù)普通車床加、加、控制速以及經(jīng)濟(jì)性要求，經(jīng)濟(jì)型一般采用微機(jī)。在位微，—列單片集成可靠、功能、具有，因此，選列機(jī)系統(tǒng)。、系統(tǒng)功能要求，機(jī)數(shù)控系統(tǒng)除了，還，數(shù)、 /電能加和控制，能加工數(shù)和機(jī)床，電電和進(jìn)電機(jī)電，此，系統(tǒng)中還應(yīng)螺紋加電和電。、控制電。6給是兩獨(dú)立傳鏈它們由步齒輪副絲母副組成，其傳比應(yīng)滿足機(jī)床所要求分辨率。7為了給伺服傳穩(wěn)性用摩擦小傳效滾珠應(yīng)有，以應(yīng)有機(jī)。、，以。723頁1。。表序 稱 要 號頂尖最快最刀量座

載刀架上橫橫橫頂尖套莫氏錐橫最移823頁1總功率7.12131116171213111617××表度主電動機(jī)2 1×1000×12670.012000.0.02/￠300電動機(jī)功率0.16 0.327.12021222322262722代碼脈沖分配方式輸入方式控制坐標(biāo)數(shù)溜板及刀重量逐點(diǎn)比較法增量值、絕對值通用2橫向縱向正負(fù)/沖/沖刀具補(bǔ)償量進(jìn)給傳動鏈間隙補(bǔ)償量自動升降速性能0.00.10.01橫向縱向有0.070.1GSK928TE型數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于一般小型化的數(shù)控機(jī)床改造，采用開環(huán)控制方式，具有操簡便、成本低廉、安裝調(diào)試方便等特。經(jīng)過改裝后的數(shù)控機(jī)床2-3所示。圖2 3數(shù)控機(jī)床原理圖廣州數(shù)控GSK928TE數(shù)控系統(tǒng)是一款用于小型化數(shù)控機(jī)床改造的成熟產(chǎn)品，功能強(qiáng)大，性能穩(wěn)定，且與交流伺服驅(qū)單元交流伺服電動機(jī)等匹使。該系統(tǒng)采用923頁51,編的數(shù)程序數(shù)據(jù)輸入的存儲器件中專用程序在中央處理的支持下,按照所輸入的加工程序數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算處理發(fā)出一的組合脈沖,經(jīng)過驅(qū),,位移長度,實(shí)現(xiàn)車床的微。當(dāng)程序執(zhí)行到換刀指令時(shí),指令只給四個(gè)霍爾件中的一個(gè)提供源,并同時(shí)接通源使正轉(zhuǎn)當(dāng)轉(zhuǎn)位完成,霍爾件反饋,,然后執(zhí)行下面的加工程序。1023頁3進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械改造進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)、箱、溜板箱、溜板刀方案如下：：全拆除，在原軸處安裝光電脈沖發(fā)生器。。橫溜板箱：將原橫溜板絲杠、螺母拆除，裝橫向滾珠絲杠螺刀：拆除原刀，裝自回轉(zhuǎn)四方刀總成。進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的計(jì)算與選型伺服機(jī)械運(yùn)簡圖如圖 ：圖圖滾珠絲桿傳示意圖、首先確定脈沖當(dāng)量脈沖當(dāng)量是指一個(gè)脈沖使機(jī)床執(zhí)行件產(chǎn)生求來確定。對經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)脈沖當(dāng)量為和在沖當(dāng)量為。橫向脈沖當(dāng)量為。滾珠絲杠（）是指滾珠絲杠副在驅(qū)工作臺時(shí)滾珠絲杠所承受的軸向力，也叫做牽引力。它包括滾珠絲杠走到抗力及與移體重力和作用在導(dǎo)軌1123頁上的其他切削分力相關(guān)的摩擦力。由于原普通 車床的縱向?qū)к壥侨切螌?dǎo)軌則用下式計(jì)算工作載荷的大小。F kFm l

f'(Fv

G)）車削抗力分析車削外圓時(shí)的切削抗力有﹑﹑，主切削力與主切削速度方向一致垂直向下，是計(jì)算機(jī)床主軸電機(jī)切削功率的主要依據(jù)。切深抗力與縱向進(jìn)給垂直，影響加工精度或已加工表面質(zhì)量。進(jìn)給抗力與進(jìn)給方向平行且相反指向，設(shè)計(jì)或校核進(jìn)給系統(tǒng)是要用它。ap

4.2mm，k 2552N/mmc

床的主切削力 可以用下式計(jì)算：F kAc c D

ka fc p由《金屬切削原理》知：得因?yàn)檐嚨堆b夾在拖板上的刀架內(nèi)，車刀受到的車削抗力到進(jìn)給拖板導(dǎo)軌上，車削作時(shí)作用在進(jìn)給板的載荷F﹑ 與車刀受到的車削抗力有l(wèi)系。因，作用在進(jìn)給板上的載荷可以下式：Fl板上的向載荷：F kFm l

f'(Fv

× × × 于三角形導(dǎo)軌 f

～ f

因?yàn)槭琴N塑導(dǎo)軌， 是縱向﹑向溜板箱和刀架的重量，選縱向﹑向溜板箱的重量為 刀架重量為、計(jì)算滾珠絲杠的大動載荷滾珠絲杠根據(jù)額定動載荷 選用，可用下式計(jì)算：錯(cuò)誤！未找到引用源。為工作壽命，單位為 ， ／ 為絲杠轉(zhuǎn)速（／ ） ／為（／ ）的 ～ 的基本導(dǎo)程，查資料得 為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，因?yàn)闀r(shí)有沖擊振動，以取縱向 ×第12頁共23頁縱向 縱向× ×× ×則 錯(cuò)誤！未找到引用源。 錯(cuò)誤！未找到引用源。× ×（）初選滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格，相應(yīng)的額定動載荷 不得小于最大載荷 因此有＞地超過了滾珠絲杠的工作載荷一般使～初選滾珠絲杠為：外循環(huán)，因?yàn)閮?nèi)循環(huán)較外循環(huán)絲杠貴，并且較難安裝?？紤]到簡易經(jīng)濟(jì)改裝，所以采用外循環(huán)。為 × λ 2019'，圈數(shù)×列數(shù) ×、縱向滾珠絲杠的）動效滾珠絲杠副的動效ηη λ λ

2019'

2019'

10'轉(zhuǎn)變形引的縱向變形以的變形滾珠絲杠的向接觸變形。絲杠的變形δδ ± ± × × ×π×滾珠與紋滾的接觸變形δ ，采用有預(yù)緊的方式，因此用公式3DFZ2w m3DFZ2w m2

=0.0013

1790.68

錯(cuò)誤！未找到引用源。34.76334.7631790.68145.3623×π ×∑ × ×δ δ δ 知 為 第13頁共23頁滾珠絲杠通常屬于受軸向力的細(xì)長桿，若軸向工作負(fù)載過大，將使絲杠失去穩(wěn)定而產(chǎn)生縱向屈曲，即失穩(wěn)。失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷為： 鋼 × ； π 徑； （ ； （方式兩端端自由一端固定一端自由定方式兩端端自由一端固定一端自由定支由 π 且 × π為絲杠的長度由于π π ×× × × ×所以絲杠很穩(wěn)定。橫向滾珠絲杠螺母副的型號選擇與校核步驟滾珠絲杠型號的選擇l）最大工作載荷計(jì)算l由于導(dǎo)向?yàn)橘N塑導(dǎo)軌，則： Fl最大工作載荷：

F為工作臺進(jìn)給方向載荷，F(xiàn) 'l

× × × ×）最大動載荷的計(jì)算橫 ×橫絲 橫× 縱 ×× ×錯(cuò)誤！未找到引用源。 錯(cuò)誤！未找到引用源。× 初選滾珠絲杠型號為： ×其基本參數(shù)為 橫向滾珠絲杠的校核η

2011'

： ×η λ λ φ 2度算絲杠的量

011

2011'

10'δ ± × ± × × ×π× ±滾珠與螺紋滾道間的接觸量第14頁共23頁3DFZ2w 3DFZ2w m2

=0.0013

2387.8

=0.0079mm33.96933.9692387.8138.4623π ×∑ × δ δ δ知 為 （）滾珠絲杠螺母副的精度等級：項(xiàng)目符號有效行程＜精度等級目標(biāo)行程公差＜行程變動量公差任意π項(xiàng)目符號有效行程＜精度等級目標(biāo)行程公差＜行程變動量公差任意π內(nèi)行程變動量內(nèi)行程變動量π表（）滾珠絲杠行程公差μ滾珠絲杠是縱向進(jìn)給的關(guān)鍵零件，它的傳動精度將直接影響機(jī)床的切削精度，因此應(yīng)選擇專業(yè)的生產(chǎn)廠家進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。步進(jìn)電機(jī)的選擇合理選用步進(jìn)電機(jī)是比較復(fù)雜的問題，需要根據(jù)電機(jī)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際工作情況，經(jīng)過分析后才能正確選擇。現(xiàn)僅就選用步進(jìn)電機(jī)最基本的原則介紹如下：①步距角步距角應(yīng)滿足：1523頁Qii——傳動比；a ②精度步進(jìn)電機(jī)的精確可用步距誤差或積累誤差衡量。積累誤差是指轉(zhuǎn)子從任意位置開： ms

——系統(tǒng)對步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動部分允許的角度誤差。③轉(zhuǎn)距為了使步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)行（不失步、不越步，正常啟動并滿足對轉(zhuǎn)速的要求，必須考慮：④啟動力矩一般啟動力矩選取為：Mq——電動機(jī)啟動力矩；L0M L0 op m

的運(yùn)行頻率范圍內(nèi)，電動機(jī)運(yùn)行力矩應(yīng)大于電動機(jī)的靜載力矩與電動機(jī)轉(zhuǎn)動慣量（包括負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量）引起的慣性矩之和。⑤啟動頻率由于步進(jìn)電機(jī)的啟動頻率隨著負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動慣量的增大而降低，因此相應(yīng)負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動慣量的極限啟動頻率應(yīng)滿足：tf——極限啟動頻率；t——要求步進(jìn)電機(jī)最高啟動頻率；M /M 0.866為了滿足最小步距要求電動機(jī)選用三相六拍工作方查表知q m ；

Mjm為：步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率：1623頁用 橫向給系統(tǒng)的確定Mm用 。1723頁4CA6132車床控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)CA6132控制要求分析。夾緊與放松等。驅(qū)可以選用三相籠型異于采用了齒或冷部照明裝置。CA6132車床電氣控制設(shè)計(jì)數(shù)控化改造方案去掉、溜板、等，只保留座等為兩臺驅(qū)兩臺支撐、聯(lián)接兩支撐與溜板聯(lián)接聯(lián)接、氣柜、防護(hù)等要部與制作各要部裝配、聯(lián)接與調(diào)整擬定 氣制系統(tǒng)方案下：1823頁圖 3-1CA6132M1M2M3CA6132M1KM1KM2M1KA4M3M2KA35—改造氣原理工原理是將鑰匙開關(guān)右再扳QF以及空氣開關(guān)將三相源引入M1KM1,KM2裝置發(fā)出指令KM1M1KM2M1發(fā)出指令KA4M1目FR1過載保護(hù)熔FU短保護(hù)M2KM3Ml構(gòu)順序熱FR2過載保護(hù)。源變壓110V壓提供常工時(shí)SBSQ2常工時(shí)是開FF柜ZFF（NPN左裝置、環(huán)形分配、組裝置、自位以IV低1923頁2V，5—車床改造圖?！鷮χ鬏SM1正反轉(zhuǎn)KM1起→按下啟按鈕SB→KM1線圈得 軸電M1啟正轉(zhuǎn)。KM2起主軸反轉(zhuǎn)：→KM2線圈得 →主軸M1啟反轉(zhuǎn)→當(dāng)主軸M1重起后KM1KM2合觸點(diǎn)（5區(qū)）閉合系統(tǒng)發(fā)指令冷卻泵才能起當(dāng)M1停止運(yùn)行時(shí)M2自停止。給系統(tǒng)流程如下：轉(zhuǎn)刀架轉(zhuǎn)刀架此外24V6V車床低A12上F212023頁FU4FU32123頁總結(jié)