1 普通機床的改造意義
當前市場競爭激烈,需求多變。普通機床已不適應多品種、成批量生產(chǎn)的要求。而數(shù)控機床則結合了數(shù)控技術、PLC控制、檢測技術等先進技術,可滿足批量、高精度、形狀復雜、生產(chǎn)周期要求短的零件要求。只需要改變加工零件程序,便可以滿足不同的加工對象,無需對機床做任何調整。經(jīng)過多次大修的普通車床,其零部件的尺寸改變較大,主要傳動部件經(jīng)過多次的更換、調整,仍然存在較高的故障率。傳統(tǒng)的修理方案很難滿足加工要求,而且維修費用高。因此進行數(shù)控系統(tǒng)的改造是必要的。
在機械加工行業(yè)中,數(shù)控機床的使用越來越廣泛。數(shù)控機床的發(fā)展,既要全功能、高性能,又得簡單實用,而且還得具有自動加工,操作和維修方便的基本功能。
2 數(shù)控化改造后的優(yōu)越性
(1)提高加工精度和生產(chǎn)效率。
(2)提高機床的質量和性能,滿足復雜型面零件的加工要求。
(3)實現(xiàn)機械加工的自動化,效率可提高2-6倍。
(4)可減少零件在機床間的頻繁搬運時間,降低定位誤差,實現(xiàn)工序的集中。
(5)可實現(xiàn)自動報警、監(jiān)控、補償?shù)榷喾N自檢功能,可以監(jiān)視機床運行狀態(tài)。
(6)采用數(shù)控機床,不但可以降低了工人的勞動強度,節(jié)約了勞動力,大大減少了工裝時間,同時可以縮短新產(chǎn)品試生產(chǎn)周期和測試周期,可對市場需求做出快速反應。
3 數(shù)控化改造主要解決的問題
(1)查找出普通機床所存在的問題,恢復其功能。
(2)安裝數(shù)顯裝置或數(shù)控系統(tǒng)。
(3)恢復機械精度。
(4)在改造工程中,對工藝及技術要有所創(chuàng)新,實現(xiàn)數(shù)控改造的最大化。
4 各控制系統(tǒng)的選擇
4.1 伺服系統(tǒng)的選擇
伺服系統(tǒng)分為三種類型:開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)。改造時,可根據(jù)實際情況選擇。
4.2 驅動電機的選擇
對于經(jīng)濟型數(shù)控化改造,設計選用步進電機進行伺服控制。步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榫€位移或角位移的開環(huán)控制元件。在正常運行的情況下,電機的轉速、停止的位置是由脈沖信號的脈沖數(shù)和頻率來決定的,負載變化的對它沒有影響,當給電機接收到一個脈沖信號時,電機則轉過一個步距角。正因為存在這一線性關系,同時步進電機也具有周期性的誤差而無累積誤差等特點。這樣用步進電機來控制速度、位置等就變的非常的簡單。
4.3 控制系統(tǒng)的選擇
根據(jù)不同實際情況、每個人的使用習慣、改造費用等一系列的條件,設計者對數(shù)控系統(tǒng)的選擇、PLC的選擇也是不同的。這需要設計者在現(xiàn)有的條件下,來實現(xiàn)最大的優(yōu)化選擇。
4.4 主軸電機的選擇
主軸電動機需配備相應的控制元件,是它可以實現(xiàn)主軸的正、反轉、點動控制和電機的熱保護等功能,旋轉方向的命令需要寫到PLC程序中,由PLC輸出端口控制正轉繼電器或反轉繼電器,使接觸器動作,從而完成主軸的正反轉切換。主軸電機功率大,啟動時會產(chǎn)生很大的電流,所以設計中使用了三個接觸器來完成電動機的星角切換。為適應螺紋加工的要求,將編碼器安裝到主軸上,將信號反饋到PCU單元。在螺紋加工中,操作者須知道主軸轉速,根據(jù)主軸轉速計算進給速度,所以在主軸上安裝了編碼器是用來檢測主軸的轉速,滿足加工要求。