機(jī)械一體化---ca6140車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)控改造-文庫吧資料
2024-12-15 09:06本頁面
【正文】 珠絲杠的摩擦系數(shù)小于原絲杠，從而使縱向進(jìn)給整體剛性優(yōu)于以前。 剛度驗(yàn)算滾珠絲杠副的軸向變形將引起絲杠導(dǎo)程發(fā)生變化，從而影響其定位精和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，滾珠絲杠副的軸向變形包括絲杠的拉壓變形，絲杠與螺母之間滾道的接觸變形，絲杠的扭轉(zhuǎn)變形引起的縱向變形以及螺母座的變形和滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形 .滾珠絲杠的扭矩變形較小，對(duì)縱向變形的影響更 小，可忽略不計(jì)，螺母座只要設(shè)計(jì)合理，其變形量也可忽略不計(jì) .絲杠軸承的軸向接觸變形計(jì)算方法可參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) .可供滾珠絲杠支承使用的滾動(dòng)軸承種類很多，目前占優(yōu)勢(shì)的有：接觸角為 60的推力 角接觸球軸承，可以背靠背或面對(duì)面組配，還可以三聯(lián)組配，四聯(lián)組配等，為提高剛度和承載能力?？v向進(jìn)給系統(tǒng)由伺服電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速后驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) ，帶動(dòng)大拖板左右縱向移動(dòng)。一般情況滑動(dòng)絲杠應(yīng)不低于 6級(jí)，螺母間隙過大則更換螺母。絲杠的選用主要取決于加工件的精度要求和拖動(dòng)扭矩要求。 光柵尺控制電路： 光柵尺通過測(cè)量反饋控制刀架進(jìn)給與后退量的實(shí)際尺寸與指令尺寸的誤差大小反饋給數(shù)控系統(tǒng)，若誤差太大超出允許誤差范圍，數(shù)控 系統(tǒng)可根據(jù)加工情況進(jìn)行時(shí)時(shí)調(diào)整，若出現(xiàn)故障，由系統(tǒng)判斷故障類型并在顯示器上報(bào)警顯示報(bào)警號(hào)。 X軸進(jìn)給伺服控制系統(tǒng)： X 軸電機(jī)采用雷賽步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由雷賽伺服模塊控制，其動(dòng)力由 +V1 電源經(jīng)伺服模塊提供，步進(jìn)電機(jī)控制刀架的 X（橫向）進(jìn)給與后退（正反轉(zhuǎn)）及進(jìn)給速度與進(jìn)給量指令由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出 ，它與數(shù)控系統(tǒng)的接口為 XS30，若出現(xiàn)故障，則由伺服模塊發(fā)出信號(hào)經(jīng) PLC 輸入到數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)判斷故障類型在顯示器上報(bào)警顯示報(bào)警號(hào)。 電氣控制原理 主軸控制系統(tǒng)： 主軸采用三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)由西門子 440 變頻器 US 控制，其動(dòng)力由 U、 V、W 三相電源經(jīng)變頻器 US 提供，主軸電機(jī)的正反轉(zhuǎn)由指令控制經(jīng) PLC 輸出再經(jīng)變頻器 US 控制主軸電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速由數(shù)控系統(tǒng)經(jīng) XS9 口直接連到變頻器 US 控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，若出現(xiàn)故障，則由變頻器 US 發(fā)出信號(hào)經(jīng) PLC輸入到數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)判斷故障類型在顯示器上報(bào)警顯示報(bào)警號(hào)。 當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的公司廠家比較多，國外著名公司的如德國 SIEMENS 公司、日本 FANUC 公司；國內(nèi)公司如中國珠峰公司、北京航天機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)集團(tuán)公司、華中數(shù)控公司和沈陽高檔數(shù)控國家工程研究中心。它只能補(bǔ)償系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)部部分元件的誤差，因此，它的精度比閉環(huán)系統(tǒng)的精度低，但是它的結(jié)構(gòu)與調(diào)試都較閉環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)單?？筛鶕?jù)產(chǎn)品技術(shù)要求，決定是否采用這種系統(tǒng)。設(shè)計(jì)和調(diào)試都比開環(huán)系統(tǒng)難。 異步電動(dòng)機(jī)或直流電機(jī)拖動(dòng)，光柵測(cè)量反 饋的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 該系統(tǒng)與開環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別是：由光柵、感應(yīng)同步器等位置檢測(cè)裝置測(cè)得的實(shí)際位置反饋信號(hào)，隨時(shí)與給定值進(jìn)行比較，將兩者的差值放大和變換，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以給定的速度向著消除偏差的方向運(yùn)動(dòng)，直到給定位置與反饋的實(shí)際位置的差值等于零為止。這種系統(tǒng)不需要將所測(cè)得的實(shí)際位置和速度反饋到輸入端，故稱之為開環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的位移精度主要決定于步進(jìn)電機(jī)的角位移精度，齒輪絲杠等傳動(dòng)元件的節(jié)距精度，所以系統(tǒng)的位移精度較低。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。數(shù)控系統(tǒng)改造硬件原理連接如圖 1 所 示 圖 1 數(shù)控系統(tǒng)改造硬件框圖 數(shù)控系統(tǒng)的選擇 數(shù)控系統(tǒng)主要有三種類型，改造時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。電器元件可保留使用原機(jī)床中的變壓器、自動(dòng)斷路器、接觸器等。 采用 MCS－ 51 系列單片機(jī)組成控制系統(tǒng)，由功率步進(jìn)電機(jī)經(jīng)一級(jí)齒輪減速后驅(qū)動(dòng) X、 Y、 Z 三軸（亦可用聯(lián)軸器將步進(jìn)電機(jī)與絲杠直接聯(lián)結(jié)起來，以減小徑向尺寸）。 8 第二章 普通車床主要結(jié)構(gòu)的數(shù)控改造 數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的靈魂，其性能的穩(wěn)定性直接影響零件的加工的尺寸精度、位置精度及操作工人的人身安全。 舊機(jī)床的數(shù)控化改造，顧名思義就是在普通機(jī)床上增加微機(jī)控制裝置，使其具有一定的自動(dòng)化能力，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加工工藝目標(biāo)。 我國是一個(gè)機(jī)床大國，有三百多萬臺(tái)普通機(jī)床。許多工廠一面購置數(shù)控機(jī)床一面利用數(shù)控、數(shù)顯、 PC 技術(shù)改造普通機(jī)床，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。隨著數(shù)控機(jī)床越來越多的普及應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益為大家所理解。我國數(shù)控機(jī)機(jī)床近幾年在產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn) 品開發(fā)上取得了明顯的進(jìn)步，特別是在機(jī)床的高速化、多軸化、復(fù)合化、精密化方面進(jìn)步很大。 還具有良好的經(jīng)濟(jì)效益；有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化；數(shù)控改造費(fèi)用低；機(jī)械性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)受限；可充分利用現(xiàn)有的條件；可以采用最新的控制技術(shù)；交貨期短，可滿足生產(chǎn)急需等優(yōu)點(diǎn)。它包括液壓和氣動(dòng)裝置、排屑裝置、交換工作臺(tái)、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測(cè)裝置等。當(dāng)幾個(gè)進(jìn)給聯(lián)動(dòng)時(shí)，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。 (10) 驅(qū)動(dòng)裝置，他是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件，包括主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給單元、主軸電機(jī)及進(jìn)給電機(jī)等。他是用于完成各種切削加工的機(jī)械部件。 (2) 加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量； (3) 可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，能加工形狀復(fù)雜的零件； (4) 加工零件改變時(shí)，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間； (5)機(jī)床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)效率高（一般為普通機(jī)床的 3~5 倍）； (6) 機(jī)床自動(dòng)化程度高，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度改善勞動(dòng)條件； (7) 對(duì)操作人員的素質(zhì)要求較高，對(duì)維修人員的技術(shù)要求更高。 數(shù)控機(jī)床是以數(shù)字化的信息實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對(duì)位置，機(jī)床電機(jī)的啟動(dòng)和停止，主軸變速，工件松開和夾緊，刀具的選擇，冷卻泵的起停等各種操
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