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ca6140普通車床數控化改造技術

日期：2010年01月14　來源：沈陽第一機床廠　關鍵字：普通車床
    M1432A型萬能外圓磨床屬于工作臺移動式普通精度萬能外圓磨床，普通車床由于其自動化程度較低，•磨削效益不夠高，故常用于工具車間、加工中心機修車間和單件小批車間。通過簡易的數控化改造，可以提高勞動生產率，減輕操作人員的勞動強度，有利于提高設備的使用率，擴大機床的使用范圍。
    改造后的數控磨床由床身、頭架、尾座、砂輪架、內圓磨具、工作臺、中滑板和橫向進給機構、數控裝置等主要部件組成。數控化改造的主要任務為改造機械部分和增設數控系統。
    數控系統的選擇
    數控系統采用日本的FANUC 0系統。目前該系統在中國市場上銷量最大，它是一種采用高速32位微處理器的高性能的CNC。FANUC 0系列共有MA、TA、MC、TC、MD、TD等多種規格。其中，MD是在MA基礎上簡化而成，也稱為簡易型數控系統，由于它的價格較低，所以選用MD。普通車床采用最新的FANUC 0i系統，加工中心配用。系列交流伺服電動機，主軸和進給伺服系統的結構有了很大的變化，其主要特點是：
    1)主軸伺服單元和進給伺服單元由一個電源模塊統一供電。
    2)急停控制信號接到電源模塊的24V ESP端子后，再由其相應的輸出端接到主軸和進給伺服放大器模塊，同時控制急停狀態。
    3)從NC發出的主軸控制信號和返回信號，經光纜傳送到主軸伺服放大器模塊。
    4)控制電源模塊的輸入電源的主接觸器MCC安裝在模塊外部。FANUC 0系統由控制單元、主軸和進給伺服單元以及相應的主軸電動機和進給電動機、CRT顯示器、系統操作面板、機床操作面板，附加I／0接口板電池盒、手搖脈沖發生器等部件組成。控制單元的結構包括主印制電路板(PCB)、控制單元電源、圖形顯示板、加工中心可編程機床控制器(PMC—M)板、基本軸控制板、I／O接口板、存儲器板、子CPU板、擴展的軸控制器板和DNC控制板等。
    通過基本軸控制板提供X、Y、Z和第4軸的進給指令，普通車床接收從X、Y、Z和第4軸位置編碼器反饋的位置信號，以實現砂輪的旋轉運動、工件圓周運動、工件縱向進給和砂輪周期或連續進給。
    MEM存儲器板接收系統操作面板的鍵盤輸入信號，提供串行數據傳送接口和紙帶讀人接口；主軸模式量和位置編碼器接口存儲系統參數、刀具參數和零件加工程序等；AXS擴展軸控制板提供兩個輔助運動砂輪架橫向快速進退和尾座套筒縮回，以利于裝卸工件，這兩個運動經伺服電動機帶動定量齒輪泵，并控制液壓系統。
    機械部分
    1．砂輪架
    砂輪架由殼體、砂輪主軸及其軸承、傳動裝置與滑鞍等組成。砂輪主軸及其支承部分的結構將直接影響工件的加工精度和表面粗糙度，是砂輪架部件的關鍵部分，它應保證砂輪主軸具有較高的旋轉精度、加工中心剛度、抗振性及耐磨性。因此，砂輪主軸的前后支承仍采用“短三瓦”動壓滑動軸承。普通車床主軸的軸向定位為：向右的軸向力通過主軸右端軸肩作用在裝入軸承蓋中的止推環上。向左的軸向力則由固定在主軸右端的同步齒形帶輪的螺釘，經彈簧和銷釘以及推力球軸承，最后也傳遞到軸承蓋上。主軸電動機采用。系列交流伺服電動機，其額定轉速nd‘1500r／min、最高轉速n。，二6000—9000r／min、功率4kW。內圓磨具電動機采用四磁極籠型感應電動機，功率1．1kW。改V帶傳動為同步齒形帶傳動。
    2．頭架
    頭架主軸直接支承工件，因此，頭架主軸及其軸承部分應具有高的旋轉精度、剛度和抗振性，原M1432A型機床的頭架主軸采用D級精度精密軸承。改進后，前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和60~角接觸雙向推力球軸承組合，加工中心后支承采用短圓柱滾子軸承。此配置形式提高了主軸綜合剛度，可實現強力切削，普通車床但因60~角接觸球軸承轉速的限制，頭架主軸只能低速和中速，頭架主軸的傳動形式和選用電動機型號、功率與砂輪架內圓磨具電動機相同。
    3．尾座
    尾座頂尖應對準頭架主軸頂尖，磨削圓柱面時，前后頂尖的連心線應平行于工作臺的移動方向，同時，尾座還應具有足夠的剛度。尾座套筒采用液動退回。
    4．橫向進給機構
    M1432A型萬能外圓磨床的橫向進給運動有橫向快速進、退及橫向工作進給運  動。橫向進給機構由交流伺服電動機控制定量齒輪泵，推動液壓缸的活塞移動，加工中心帶著絲杠和半螺母及砂輪架快速橫進。普通車床為了減少動、靜摩擦因數，提高進給精度，墊板的導軌是V形和平面組合的滾動導軌。
    5．工作臺縱向移動
工作臺縱向往復運動是磨削工件時的縱向進給運動，它直接影響工件的表面質量及加工精度。根據其工作要求，保留了原液壓傳動系統。為提高低速性能，減少爬行，提高導軌壽命，采用貼塑滑動導軌。塑料薄膜是以聚四氟乙烯為基體，并與青銅料、鉛粉等填料經混合、模壓、燒結等工藝，普通車床最終形成實際需要尺寸的軟帶。
     改造小結
將改造后的數控磨床應用在某機床廠機床主軸外圓加工，效果十分顯著。使用結果表明：加工中心用改造后的磨床加工零件可提高加工精度，擴大磨床使用范圍，并使生產率大大提高。

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