【正文】 在機(jī)械改造方面，繪制了改造后車床總體裝配圖，并對(duì)縱橫向伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)，特別是滾珠絲杠作了詳細(xì)設(shè)計(jì)研究。實(shí)踐證明，經(jīng)過改造后的車床，擁有較完備的數(shù)控功能和較高的加工精度，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性明顯提高，能適應(yīng)更廣泛地加工要求，與購買同檔次的全新數(shù)控車床相比，節(jié)約資金約50%。接下來設(shè)計(jì)了數(shù)控系統(tǒng)PLCI/O口接線圖，F(xiàn)O口接線圖中的I/O口定義與廠家提供的PLC實(shí)例程序“”中的接口定義保持一致，其目的是為了利用廠家提供的PLC實(shí)例程序，這樣就無需自編PLC程序，所要做的工作只是設(shè)定一下PLC機(jī)床參數(shù)。FRI為熱繼電器，對(duì)主軸電機(jī)實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，RCI為三相滅弧器，構(gòu)成三相負(fù)載的阻容吸收回路，能夠抑制接觸器吸合釋放時(shí)的干擾噪聲。其主要特點(diǎn)如下:1. 采用先進(jìn)磁通矢量控制方式，調(diào)速比可達(dá)1:120()。所以，除非對(duì)加工精度有特殊要求，一般沒有必要選擇此種控制方式。圖412驅(qū)動(dòng)電流設(shè)定方法首先要選擇變頻器的控制方式。該方式可高速尋找減速開關(guān)，然后低速尋找接近開關(guān)。其它三個(gè)刀位由于不在工作位置其輸出電平處于懸空狀態(tài)，由于上拉電阻的接入，三個(gè)刀位的輸出信號(hào)至PLC的輸入端實(shí)際上接入了高電平，同樣由于輸入點(diǎn)定義為常閉連接，是斷開時(shí)有效，所以另外三個(gè)刀位的PLC輸入點(diǎn)沒有被激活有效。SQSQSQSQ8和SBI均采用常閉邏輯。連接示意如圖36所示。表41 輸入輸出接口定義類別接口名稱說明輸入信號(hào)X100硬限位X+硬限位Z+X向參考點(diǎn)開關(guān)Z向參考點(diǎn)開關(guān)硬限位X硬限位Z過載急停按鈕X101刀架信號(hào)T1刀架信號(hào)T2刀架信號(hào)T3刀架信號(hào)T4 未定義就緒信號(hào)X102X105未定義輸出信號(hào)X200主軸正轉(zhuǎn)CW主軸反轉(zhuǎn)CW冷卻控制輸出未定義刀架正轉(zhuǎn)CW刀架反轉(zhuǎn)CCW，未定義X201 未定義主軸制動(dòng) 未定義電源端子的連接(Xl)系統(tǒng)工作電源為直流24V電源，接到接線端子Xl上。在系統(tǒng)一側(cè)，電纜內(nèi)屏蔽層須與插頭中的金屬殼相連，為了使模擬量的指令值信號(hào)免受低頻信號(hào)的干擾，動(dòng)一側(cè)的屏蔽不能接地。直流電源的質(zhì)量是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，所以在選擇電源時(shí)，其輸出波形應(yīng)如圖33所示。系統(tǒng)不再需要電池，免維護(hù)設(shè)計(jì)。并具有簡單而友好的編程界面，保證了生產(chǎn)的快速進(jìn)行，優(yōu)化了機(jī)床的使用。但是可以獲得比開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)更高的精度，更快的速度，更大的驅(qū)動(dòng)功率。由數(shù)控系統(tǒng)送出的進(jìn)給指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路控制和功率放大后，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪副與滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件。彈簧的拉力使薄片齒輪1和2錯(cuò)位，即兩個(gè)薄齒輪的左、右齒面分別緊貼在厚齒輪齒槽的左、右齒面上，消除了齒側(cè)間隙卿。剛性調(diào)整法雖然結(jié)構(gòu)簡單，但側(cè)隙調(diào)整后不能自動(dòng)補(bǔ)償，柔性調(diào)整法是調(diào)整后齒側(cè)間隙仍可自動(dòng)補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整法。靠近操作者一端，布置一根支撐短軸11，通過套筒聯(lián)軸器10與滾珠絲杠7連接起來。圖24縱向進(jìn)給系統(tǒng)圖 如圖25所示，滾珠絲杠右端仍利用原有的滑動(dòng)軸承支承座10，通過一對(duì)深溝球軸承7實(shí)現(xiàn)徑向支承，絲杠左端通過一對(duì)圓螺母(圖中未畫出)實(shí)現(xiàn)滾珠絲杠的預(yù)拉伸和鎖緊。 通常在加工螺紋時(shí)，將其安裝上；不使用時(shí)將其斷開，避免不必要的磨損和信號(hào)干擾，以延長主軸脈沖發(fā)生器的使用壽命。交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率f，電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù)p以及轉(zhuǎn)差率s之間的關(guān)系式為:n=60f/px(1s)原電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)p=2，轉(zhuǎn)差率s=，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與頻率f之間的關(guān)系為:N=。車床總體改造如圖21所示。本文對(duì)粘接工藝的控制作了深入研究。減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。根據(jù)國際該行業(yè)的記載，即使將原機(jī)床的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行徹底改造升級(jí)，也只需花費(fèi)購買新機(jī)床60%左右的價(jià)格。一方面與世界先進(jìn)機(jī)床制造廠合作，不斷生產(chǎn)出具有世界先進(jìn)水平的各類機(jī)床；另一方面直接購進(jìn)了大量的各類機(jī)床。而對(duì)于企業(yè)而言，單純依靠購買全新數(shù)控機(jī)床，所需初始投資較大，致使許多企業(yè)，特別是中小型民營企業(yè)心有余而力不足。 CA6140車床數(shù)控化改造目錄1引 言 1 機(jī)床數(shù)控改造研究背景 1 2 22車床機(jī)械部分改造方案 2 4 4 5 6 6 7 8 83電氣控制系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì) 9 9 9 9 SINUMERIK 802S base 1ine數(shù)控系統(tǒng)特點(diǎn) 10 114數(shù)控系統(tǒng)各部分單元具體設(shè)計(jì) 13 13 13 14 PLC輸入輸出接口定義 15 16 21 22 23 23 26結(jié) 論 29參考文獻(xiàn) 30摘 要所謂數(shù)字控制機(jī)床是按照含有機(jī)床(刀具)運(yùn)動(dòng)信息程序所指定的順序自動(dòng)執(zhí)行操作。而且替換下來的機(jī)床閑置起來又會(huì)造成浪費(fèi)。這一切都為我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展起到了巨大的作用。 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。、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)長時(shí)間無人看管加工。在電氣改造方面，設(shè)計(jì)了車床主控電路原理圖及數(shù)控系統(tǒng)PLCI/O口接線圖，對(duì)縱橫向步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型也作了詳細(xì)闡述。1向滾珠絲杠副向 4尾座5Y向減速器6Z向電機(jī)7支架8X向電機(jī)10主軸脈沖編碼器圖21CA6140普通車床數(shù)控化改造示意圖CA6140車床的主軸變速為手動(dòng)、有級(jí)變速(正轉(zhuǎn)24級(jí)、反轉(zhuǎn)12級(jí))。因此，改變電源頻率f即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n。為了使改造后的數(shù)控車床能自動(dòng)加工螺紋，須配置主軸脈沖編碼器作為車床主軸位置信號(hào)的反饋元件，其目的是用來檢測主軸轉(zhuǎn)角的位置，通過主軸→脈沖編碼器→數(shù)控系統(tǒng)→步進(jìn)電機(jī)的信息轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架縱向移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程的車螺紋運(yùn)動(dòng)。因此縱向滾珠絲杠的支承形式為一端固定，一端浮動(dòng)，三點(diǎn)支承。右端仍利用原支承橫向進(jìn)給絲杠的滑動(dòng)軸承支座作為徑向支承，并對(duì)原支承處作適當(dāng)改造，布置一對(duì)推力球軸承12，以承受雙向軸向力。因此決定采用柔性調(diào)整法中的雙片齒輪錯(cuò)齒消隙法。拆除原手動(dòng)刀架和小拖板，安裝由數(shù)控系統(tǒng)控制的四工位電動(dòng)刀架。只要控制指令脈沖的數(shù)量、頻率以及通電順序，便可控制執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)的位移量、速度和運(yùn)動(dòng)方向。(3)交/直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，編碼器反饋的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。圖31西門子SINUMERIK 802S base line數(shù)控系統(tǒng)外觀圖 SINUMERIK 802S base 1ine數(shù)控系統(tǒng)特點(diǎn)SINUMERIK 8025 base line數(shù)控系統(tǒng)集成了所有的CNC，PLC，HMI，I/O于一個(gè)單一的部件，其主要特點(diǎn)如下:可獨(dú)立于其他部件進(jìn)行安裝。采用電容防止掉電引起的數(shù)據(jù)丟失。圖33電源波形24V直流電作為低壓電源必須具有可靠的電隔離特性(按照工EC204，PELV)，其電氣參數(shù)如表31所示。圖41數(shù)控系統(tǒng)接線圖 系統(tǒng)的接口布置如圖42所示。其CNC一側(cè)端子分配如表42所示。圖44步進(jìn)及主軸驅(qū)動(dòng)器與802S base line的連接手輪接口(X10)通過手輪接口X10可以在外部連接兩個(gè)電子手輪。若采用常開邏輯，則當(dāng)P24端子到PLC輸入點(diǎn)線路接觸不良或開路時(shí)會(huì)造成SQ8等無效(即便是SQ8等閉合)，從而會(huì)導(dǎo)致機(jī)床出現(xiàn)重大事故。圖47 X101接線圖數(shù)字輸出端的連接(XZOO和X201)X2OO和X2O1的接線如圖48所示，KAI、KAZ、KAKAKAS和KA6分別為主軸正轉(zhuǎn)、主軸反轉(zhuǎn)、刀架正轉(zhuǎn)、刀架反轉(zhuǎn)