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ca6140普通车床数控化改造技术
已阅[521]次[2010/1/25]
 M1432A型万能外圆磨床属于工作台移动式普通精度万能外圆磨床，普通车床由于其自动化程度较低，•磨削效益不够高，故常用于工具车间、加工中心机修车间和单件小批车间。通过简易的数控化改造，可以提高劳动生产率，减轻操作人员的劳动强度，有利于提高设备的使用率，扩大机床的使用范围。
    改造后的数控磨床由床身、头架、尾座、砂轮架、内圆磨具、工作台、中滑板和横向进给机构、数控装置等主要部件组成。数控化改造的主要任务为改造机械部分和增设数控系统。
    数控系统的选择
    数控系统采用日本的FANUC 0系统。目前该系统在中国市场上销量最大，它是一种采用高速32位微处理器的高性能的CNC。FANUC 0系列共有MA、TA、MC、TC、MD、TD等多种规格。其中，MD是在MA基础上简化而成，也称为简易型数控系统，由于它的价格较低，所以选用MD。普通车床采用最新的FANUC 0i系统，加工中心配用。系列交流伺服电动机，主轴和进给伺服系统的结构有了很大的变化，其主要特点是：
    1)主轴伺服单元和进给伺服单元由一个电源模块统一供电。
    2)急停控制信号接到电源模块的24V ESP端子后，再由其相应的输出端接到主轴和进给伺服放大器模块，同时控制急停状态。
    3)从NC发出的主轴控制信号和返回信号，经光缆传送到主轴伺服放大器模块。
    4)控制电源模块的输入电源的主接触器MCC安装在模块外部。FANUC 0系统由控制单元、主轴和进给伺服单元以及相应的主轴电动机和进给电动机、CRT显示器、系统操作面板、机床操作面板，附加I／0接口板电池盒、手摇脉冲发生器等部件组成。控制单元的结构包括主印制电路板(PCB)、控制单元电源、图形显示板、加工中心可编程机床控制器(PMC—M)板、基本轴控制板、I／O接口板、存储器板、子CPU板、扩展的轴控制器板和DNC控制板等。
    通过基本轴控制板提供X、Y、Z和第4轴的进给指令，普通车床接收从X、Y、Z和第4轴位置编码器反馈的位置信号，以实现砂轮的旋转运动、工件圆周运动、工件纵向进给和砂轮周期或连续进给。
    MEM存储器板接收系统操作面板的键盘输入信号，提供串行数据传送接口和纸带读人接口；主轴模式量和位置编码器接口存储系统参数、刀具参数和零件加工程序等；AXS扩展轴控制板提供两个辅助运动砂轮架横向快速进退和尾座套筒缩回，以利于装卸工件，这两个运动经伺服电动机带动定量齿轮泵，并控制液压系统。
    机械部分
    1．砂轮架
    砂轮架由壳体、砂轮主轴及其轴承、传动装置与滑鞍等组成。砂轮主轴及其支承部分的结构将直接影响工件的加工精度和表面粗糙度，是砂轮架部件的关键部分，它应保证砂轮主轴具有较高的旋转精度、加工中心刚度、抗振性及耐磨性。因此，砂轮主轴的前后支承仍采用“短三瓦”动压滑动轴承。普通车床主轴的轴向定位为：向右的轴向力通过主轴右端轴肩作用在装入轴承盖中的止推环上。向左的轴向力则由固定在主轴右端的同步齿形带轮的螺钉，经弹簧和销钉以及推力球轴承，最后也传递到轴承盖上。主轴电动机采用。系列交流伺服电动机，其额定转速nd‘1500r／min、最高转速n。，二6000—9000r／min、功率4kW。内圆磨具电动机采用四磁极笼型感应电动机，功率1．1kW。改V带传动为同步齿形带传动。
    2．头架
    头架主轴直接支承工件，因此，头架主轴及其轴承部分应具有高的旋转精度、刚度和抗振性，原M1432A型机床的头架主轴采用D级精度精密轴承。改进后，前支承采用双列短圆柱滚子轴承和60~角接触双向推力球轴承组合，加工中心后支承采用短圆柱滚子轴承。此配置形式提高了主轴综合刚度，可实现强力切削，普通车床但因60~角接触球轴承转速的限制，头架主轴只能低速和中速，头架主轴的传动形式和选用电动机型号、功率与砂轮架内圆磨具电动机相同。
    3．尾座
    尾座顶尖应对准头架主轴顶尖，磨削圆柱面时，前后顶尖的连心线应平行于工作台的移动方向，同时，尾座还应具有足够的刚度。尾座套筒采用液动退回。
    4．横向进给机构
    M1432A型万能外圆磨床的横向进给运动有横向快速进、退及横向工作进给运  动。横向进给机构由交流伺服电动机控制定量齿轮泵，推动液压缸的活塞移动，加工中心带着丝杠和半螺母及砂轮架快速横进。普通车床为了减少动、静摩擦因数，提高进给精度，垫板的导轨是V形和平面组合的滚动导轨。
    5．工作台纵向移动
工作台纵向往复运动是磨削工件时的纵向进给运动，它直接影响工件的表面质量及加工精度。根据其工作要求，保留了原液压传动系统。为提高低速性能，减少爬行，提高导轨寿命，采用贴塑滑动导轨。塑料薄膜是以聚四氟乙烯为基体，并与青铜料、铅粉等填料经混合、模压、烧结等工艺，普通车床最终形成实际需要尺寸的软带。
     改造小结
将改造后的数控磨床应用在某机床厂机床主轴外圆加工，效果十分显著。使用结果表明：加工中心用改造后的磨床加工零件可提高加工精度，扩大磨床使用范围，并使生产率大大提高。
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