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C6132車床數控化改造設計——（二）
日期：2010年01月07 來源：沈陽第一機床廠 關鍵字：車床
機械結構的改造設計
在機械結構的改造設計中，主要針對原車床的進給系統進行數控化改造，主傳動系統中保留C6132車床的主軸機械部分和三相交流電動機YDl32M一8／4B5TH，車床只是在與主軸同步旋轉的軸上，加裝一個脈沖編碼器，實現螺紋的數控加工。
在進給傳動系統中，數控系統對縱、橫向進給系統進行開環控制，加工中心驅動元件采用步進電動機。進給傳動機構，縱向和橫向均采用步進電動機一減速齒輪一滾珠絲杠螺母副一床鞍(或中滑板)的傳動方式。分別在X軸和Z軸的步進電動機輸出軸端配置減速器，減速器由一對嚙合齒輪組成，通過減速器齒輪傳動，由滾珠絲杠副把動力傳給床鞍，從而帶動拖板的移動。
為實現機床所需要的分辨率，采用步進電動機經齒輪減速再傳動絲杠，同時為保證一定的傳動精度和平穩性，盡量減少摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副。改裝時先拆除原機床的進給箱、溜板箱、光杠和絲杠，再換上滾珠絲杠(安裝在原絲杠的部位)。在本設計中滾珠絲杠采用循環插管式加工中心、雙螺母墊片預緊、導珠管埋人式、精度等級為3級，型號為JC$一CDM系列滾珠絲杠副。此外，為提高傳動剛度和消車床除間隙，齒輪傳動要采用消除齒側間隙的結構。
自動回轉刀架的選擇設計
自動換刀裝置因數控車床的形式、工藝范圍和刀具的種類與數量不同而具有不同的形式。目前常用的有自動回轉刀架和帶刀庫的自動換刀裝置。自動回轉刀架也稱為轉塔式刀架，它是數控車床上最常用，也是最簡單的一種自動換刀裝置，通過回轉頭的旋轉分度定位來實現車床的自動換刀動作。自動回轉刀架由數控系統控制，效率高，工藝性能可靠。根據所加工零件的工藝要求及機床控制方式，在本改造中，采用四方自動回轉刀架。
在C6132車床數控改造中，將原機床的普車床通手動回轉刀架替換成自動回轉刀架，拆除原刀架和小滑板，換上由常州宏達機床數控設備廠生產的LD4口CK6132 l~t2E位自動回轉刀架。
編碼盤的選用和安裝
機床能否進行螺紋加工是主軸部分數控化改造的重加工中心要部分，所以在原來車床上需加裝一個脈沖編碼器，才能實現自動加工螺紋的目的。
在經濟型數控車床上加工螺紋或絲杠時，需要配置主軸脈沖發生器，即編碼盤作為車床主軸位置信號的反饋元件，它與車床主軸同步轉動，發出主軸轉角位置變化信號，輸送到數控系統，數控系統按照所需加工的螺距進行計算處理，從而控制機床縱向或橫向步進電動機，車床實現加工螺紋的目的。所以進行C6132的數控化改造設計時，決定在主傳動系統中加裝一個光電碼盤。
結合脈沖編碼器每轉進給脈沖數(即分辨率)對螺紋的加工范圍，再結合環境特性，并根據機床主軸轉速不允許超過主軸脈沖發生器的最高許用轉速的原則，初步選擇長春三峰傳感技術有限公司生產的常規型實心軸光電編碼器PIE系列編碼器。該系列編碼器經濟實用，力矩小，多規格，適應多種數控設備，其最高許用轉速為5000r／min，遠大于車床主軸最高轉速2000r／min。
電氣控制系統的改造設計
在電氣控制系統的改造設計中，應該遵循：加工中心在滿足控制要求的前提下，設計方案力求簡單、經濟，不宜盲目追求自動化和高指標，力求控制系統操作簡單、車床使用與維修方便。機床中的主軸電動機、冷卻泵電動機、刀架電動機等均需系統自動控制。C6132車床改造后的電氣控制線路由電源電路、主電路、控制電路和CNC控制回路等構成。改造時更換同一型號的老化電器元件有變壓器、自動斷路器、接觸器等，主要增加的電器元件包括主軸編碼盤、X／Z軸驅動器、電動刀架控制器以及必要的控制開關、繼電器等。改造后拆除原電控箱，原位安裝改造后的電控柜，最后還需電氣、機修人員共同進行通電調試。
數控機床中電氣控制系統除了對機床輔助運動和輔助動作控制外，還包括對保護開關、各種行程、極限開關的控制，以及在操作盤上所有按鍵、操作指示燈等的控制。
改造后的電氣控制系統，不僅保留了車床傳統控制系統的優點，加工中心同時具有體積小、功能強、通用性和靈活性強、使用維護方便等特點。
液壓系統的清潔與維護
在車床數控化改造中一般不需要對機床原來的切削液系統進行改造。用數控系統上的切削液接口與液壓系統的電路連接，通過CNC控制，實現切削液的自動開關。此外，液壓系統的清潔程度對液壓元件和液壓系統的平穩、準確運行有著非常重要的影響。
對C6132車床進行數控化改造后，車床還要仔細檢查液壓元件，如果發現有已經磨損、老化的元件，如過濾器、空氣濾清器、密封圈等，則需要更換，加工中心確保液壓元件能正常工作，從而保證整個機床系統能正常運作，實現數控車床的性能和加工特點。在檢查、更換、維護后對液壓系統循環過濾，清洗整個系統。
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