【正文】 器的安裝方法作了詳細(xì)論述。節(jié)省了勞動(dòng)力（一個(gè)人可以看管多臺(tái)機(jī)床），減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對(duì)市場(chǎng)需求作出快速反應(yīng)等等。而且是柔性自動(dòng)化，從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高3～7倍。為此，各國(guó)的經(jīng)濟(jì)學(xué)家和企業(yè)家在不斷探索新形勢(shì)下的各種先進(jìn)制造技術(shù)及制造業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略。這里多數(shù)的二手機(jī)床只要再有適當(dāng)?shù)馁Y金投入，經(jīng)過(guò)大修改造即可發(fā)揮作用。但是，機(jī)床長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)甚至超負(fù)荷使用，同時(shí)又缺少認(rèn)真的維修與保養(yǎng)，造成機(jī)床嚴(yán)重磨損，喪失了精度；有些機(jī)床則由于企業(yè)人員及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的改變，或由于技術(shù)力量不足而被長(zhǎng)期閑置，需要使用時(shí)卻發(fā)現(xiàn)早已銹跡斑斑，電控系統(tǒng)不能起動(dòng)；由于新產(chǎn)品制造的需要，原有機(jī)床性能已不能滿(mǎn)足使用要求，急需更新升級(jí)改造；由于世界計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，造成數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)廠的產(chǎn)品更新加快，原有產(chǎn)品過(guò)早停產(chǎn)，給備件更換與維修帶來(lái)一定困難；況且數(shù)控系統(tǒng)的使用壽命一般在5～10年，而我國(guó)大多數(shù)機(jī)床都在超期服役。(1)我國(guó)現(xiàn)有的、數(shù)以萬(wàn)計(jì)的陳舊、落后的機(jī)床是機(jī)床大修與數(shù)控化改造行業(yè)產(chǎn)生的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，由于長(zhǎng)期自身機(jī)制的不適應(yīng)性，經(jīng)濟(jì)實(shí)力過(guò)低、技術(shù)落后、設(shè)備陳舊，極大地制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。如果對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造，其投資少，見(jiàn)效快，是在短期內(nèi)提高我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率的一條有效途徑。我國(guó)役齡10年以上的機(jī)床占總數(shù)的60%以上，而役齡10年以下的機(jī)床中，自動(dòng)/半自動(dòng)機(jī)床不到20%。數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械制造技術(shù)和計(jì)算機(jī)、液壓、檢測(cè)傳感、信息處理、光機(jī)等技術(shù)于一體的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品。它很好地解決了形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高、小批量及多變零件的加工問(wèn)題且能穩(wěn)定產(chǎn)品的加工質(zhì)量，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，大幅度提高生產(chǎn)效率。用這種裝備加工出來(lái)的產(chǎn)品普遍在質(zhì)量差、品種少、成本高、供貨期長(zhǎng)等現(xiàn)象，因而在國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床，數(shù)控化改造，步進(jìn)電機(jī)，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng) 1引 言 機(jī)床數(shù)控改造研究背景 機(jī)械制造業(yè)在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，具有重要的地位。為盡快改變我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的落后狀態(tài)，近二十多年來(lái)，我們?cè)谄D難地發(fā)展民族機(jī)床制造業(yè)的同時(shí)，積極地引進(jìn)了世界先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備。這些諸多因素都需要對(duì)機(jī)床進(jìn)行大修及數(shù)控化升級(jí)改造。 (3)顯著的經(jīng)濟(jì)效益是機(jī)床大修及數(shù)控化改造行業(yè)的發(fā)展動(dòng)力對(duì)于機(jī)床擁有者來(lái)說(shuō)，只需花費(fèi)購(gòu)買(mǎi)相同新機(jī)床30%以下的費(fèi)用即可獲得相同的使用效果。作為制造業(yè)核心的機(jī)床制造業(yè)則是支柱的基石，是任何行業(yè)都不可或缺的。尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要工人“修配”。數(shù)控技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)成為制造業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。在利用填充聚四氟乙烯軟帶對(duì)原車(chē)床導(dǎo)軌貼塑的工作中，粘接工藝的好壞將直接影響改造后導(dǎo)軌的性能。尤其是對(duì)車(chē)床上較大的部件，例如床身、床鞍、工作臺(tái)等，盡量利用原來(lái)的部件，只做少量的加工改造，這樣可以大大的降低成本，縮短制造周期。為便于安裝滾珠絲杠副，絲杠采用分體式，用套筒聯(lián)軸器實(shí)現(xiàn)剛性連接；(2)橫向驅(qū)動(dòng)電機(jī)及齒輪減速器安裝在床鞍的后部(相對(duì)操作者)，縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)及齒輪減速裝置安裝在機(jī)床的右端，靠近尾座的位置；(3)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀，需拆除原手動(dòng)刀架，在小拖板上安裝數(shù)控轉(zhuǎn)位刀架；(4)為了使改造后的車(chē)床能夠加工螺紋，需要加裝主軸脈沖編碼器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸轉(zhuǎn)速的同步檢測(cè)，編碼器安裝在掛輪箱內(nèi)；(5)為使加工過(guò)程中不超程，縱橫向要安裝行程限位開(kāi)關(guān)；(6)為實(shí)現(xiàn)回參考點(diǎn)的動(dòng)作，須在縱橫向安裝接近開(kāi)關(guān)；(7)縱、橫向齒輪箱和絲杠全部加防護(hù)罩，以防贓物、油污和切屑等進(jìn)入，機(jī)床整體也要加裝防護(hù)罩，以防止加工過(guò)程中的切屑飛濺傷人；(8)考慮到改造的成本，盡可能采用可靠性高的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)。這就要求主軸能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。即由數(shù)控系統(tǒng)控制變頻器，變頻器驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)主軸無(wú)級(jí)變速。經(jīng)過(guò)分析。由于異軸安裝后不能加工穿出主軸孔的較長(zhǎng)的工件的缺陷，通過(guò)無(wú)間隙柔性連接傳動(dòng)方式，普通車(chē)床編碼器的引出軸機(jī)床配件通過(guò)傳動(dòng)比為1：1的同步齒形帶與主軸聯(lián)系起來(lái)。因此，異軸安裝較合適。原車(chē)床的進(jìn)給箱保留，滾珠絲杠左端仍然采用原固定支承結(jié)構(gòu)，支撐軸6通過(guò)套筒聯(lián)軸器5與滾珠絲杠3相連，這種聯(lián)軸器用兩個(gè)互相垂直的錐銷(xiāo)將支撐軸與絲杠連接起來(lái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，徑向尺寸小，可防止被連接軸的位移和偏斜所帶來(lái)的裝配困難和附加應(yīng)力。步進(jìn)電機(jī)1通過(guò)消隙齒輪8減速，減速器輸出軸用套筒聯(lián)軸器12與絲杠3連接，固定銷(xiāo)9防止減速器轉(zhuǎn)動(dòng)。橫向步進(jìn)電機(jī)1及減速器2安裝在床鞍的后部。螺母通過(guò)螺母座9直接固定在中拖板8上。通常齒側(cè)間隙的消除主要有剛性調(diào)整法和柔性調(diào)整法。兩個(gè)相同齒數(shù)的薄齒輪1和2與另一個(gè)厚齒輪(圖中未畫(huà)出)嚙合。彈簧4的兩端分別鉤在凸耳3和調(diào)節(jié)螺釘7上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)螺母5就可以調(diào)節(jié)彈簧4的拉力，調(diào)節(jié)完畢用螺母6鎖緊。內(nèi)置的4只霍爾元件檢測(cè)刀位位置，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)完成刀具定位鎖緊。3電氣控制系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)(l)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng):該系統(tǒng)的伺服驅(qū)動(dòng)裝置主要是步進(jìn)電機(jī)、功率步進(jìn)電機(jī)、電液脈沖馬達(dá)等。但該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試維修方便，工作可靠，成本低，易改裝成功。設(shè)計(jì)和調(diào)試都比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)難。當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的公司廠家比較多，國(guó)外著名公司有德國(guó)SIEMENS公司、日本FANUC公司；國(guó)內(nèi)公司有華中數(shù)控公司、廣州數(shù)控設(shè)備廠、中國(guó)珠峰公司、北京航天機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)集團(tuán)公司、南京新方達(dá)數(shù)控有限公司、上海開(kāi)通數(shù)控有限公司、南京清華通用數(shù)控工程有限公司、南京大地?cái)?shù)控有限公司和沈陽(yáng)高檔數(shù)控國(guó)家工程研究中心等。機(jī)床調(diào)試配置數(shù)據(jù)少，系統(tǒng)與機(jī)床匹配快速、更容易。工作方式選擇(6種)，進(jìn)給速度修調(diào)，主軸速度修調(diào)，數(shù)控啟動(dòng)與數(shù)控停止，系統(tǒng)復(fù)位均采用按鍵形式進(jìn)行操作；SINUMERIK 8025 base line的輸入/輸出點(diǎn)為48個(gè)24V的直流輸入和16個(gè)24V的直流輸出。1OV的接口用于連接主軸驅(qū)動(dòng)；SINUMERIK 8025 base line的控制軟件已經(jīng)存儲(chǔ)在數(shù)控部分的FlashEPROM(閃存)上，Toolbox軟件工具(調(diào)整所用的軟件工具)包含在標(biāo)準(zhǔn)的供貨范圍內(nèi)。系統(tǒng)軟件面向車(chē)床和銑床應(yīng)用，并可單獨(dú)安裝。24VDC電源選用CNC控制器采用24V直流供電，系統(tǒng)可在24V15ry0到+2006之間正常工作。表31負(fù)載電源電氣參數(shù)參數(shù)最小值最大值單位條件電壓平均值V波動(dòng)性V非周期性過(guò)壓35V500ms持續(xù)時(shí)間50s恢復(fù)時(shí)間額定消耗電流A啟動(dòng)電流4A 數(shù)字輸入和輸出所需的24VDC用獨(dú)立的24V直流電源，而不能與CNC控器共用同一個(gè)24VDC穩(wěn)壓電源。連接電纜必須使用屏蔽電纜。DI/O部分:(l)XIOO到X105，各為10芯插頭，用于數(shù)字輸入；(2)XZOO到X201，各為10芯插頭，用于數(shù)字輸出；S2系統(tǒng)總清開(kāi)關(guān)；調(diào)試開(kāi)關(guān)S3保險(xiǎn)絲；F1啟動(dòng)方式選擇開(kāi)關(guān)，4A保險(xiǎn)絲，外部設(shè)計(jì)使用戶(hù)可以方便地更換。本次改造的輸入輸出接口定義如表41所示。其引腳1為屏蔽，其它引腳功能參見(jiàn)信號(hào)說(shuō)明。步進(jìn)及主軸驅(qū)動(dòng)器與CNC控制器的連接(X7)X7用于將步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器及主軸驅(qū)動(dòng)器同CNC控制器相連。表43手輪接口X10引腳信號(hào)說(shuō)明引腳信號(hào)說(shuō)明1A1+手輪1 A相+6GND電源接地2A1手輪1 A相+7A2+手輪2 A相+3B1+手輪1B相+8A2手輪2 A相+4B1手輪1 B相+9B2+手輪2 B相+5P5V+5VDC10B2手輪2 B相+高速輸入接口(XZO)通過(guò)接線(xiàn)端子X(jué)ZO可以連接3個(gè)接近開(kāi)關(guān)。SBI為急停按鈕，當(dāng)被按下時(shí)，所有PLC輸出端口均無(wú)信號(hào)輸出。因