铣床数控改造

    铣床数控改造

    跟着科学技能的不断发展，对机械产品的质量和出产率提出了越来越高的要求，产品的更新换代也不断加速，因而，对数控机床的改造也就显得比较重要，数控机床的规划与改造也成为工业发展的一个重要方面。铣床的应用非常广泛，首要用于加工面或成型表面。若要在立式铣床上加工圆弧、凸轮等特殊类平面时，就要借助于圆作业台、分度头等机床附件，并对机床进行全体调整，加工精度较低，根底调整作业费事。所以，为进步工件的加工精度，确保产品质量，便于加工圆弧面和凸轮的曲面等，可以使用数控办法对铣床进行数控化改造。

    一般铣床数控化改造的条件

    并不是一切的一般机床都适合于数控改造。改造的机床应具备如下几个条件：

    （一）机床根底件必须有满足的刚度

    数控机床属于高精密机床，要求有很高的移动精度。通常闭环体系的脉冲当量为0.001mm，开环体系的脉冲当量为0.005mm或0.01mm。高的定位精度和概括加工精度要求机床的根底件具有很高的动、静刚度，根底件刚性欠好则受力后容易变形，且这种变形具有很大的不确定性，无法用数控体系中的补偿功用进行补偿。因而，根底件刚性欠好的机床不适宜改造为数控机床。

    （二）改造费用适宜、经济性好

    机床改造费用分为机床和电气两部分。一方面是维修和改动原机床部分，替换已磨损的部件；另一方面是替换原机床操控柜，用新的数控体系和强电设备替代。改造费用与原机床零件的使用多少有关，也与选用何种操控体系有关。因为经济上的考虑，通常选用步进电机驱动的经济型数控体系进行机床改造。改造总费用多少才算适宜要因用户而异，一般来说，不超越同类规范设备价格的一半，在经济上就算适宜。

    一般铣床数控化改造的一般步骤

    （一）机械部分规划

    对数控机床的改造最首要的部分就是对其纵、横进给组织的改造及操控体系的规划改造，以便使其具有更加合理的结构和更全面的操控体系，便于其真正的应用于实际的出产中。

    1.作业台的进给运动

    因为改造后首要加工圆弧、凸轮一类的平面曲线概括，所以选用微机数控完成三坐标两轴联动操控，作业台纵向（轴）、横向（轴）及笔直方向（轴）的运动，分别由步进电动机经过一级齿轮减速后，由滚珠丝杠螺母副拖动。因为铣削时效果在电动机轴上的负载转矩较大，所以要挑选大功率的步进电动机。而大功率的步进电动机的驱动较困难，步进电动机没有过载才能，在高速运动时转矩下降很多，容易丢步。要使改造后的铣床进给伺服性能较好，在改造时选用直流伺服电动机驱动。

    2.机械部分结构规划

    （1）保留原机床的主轴旋转运动，作业台升降运动仍选用手动操作，纵、横向进给改造后既可机动进行杂乱零件的计算机数控加工，又可手动操作完成简略零件的加工或用于数控加工前的对刀作业。

    （2）保留原机床纵向进给的机动部分，将离合器脱开，去掉手轮，将手轮轴通过一对齿轮与步进电机相联，用微机数控体系操控纵向进给运动。加工时，将离合器脱开，使本来的机动进给停止作业。

    （3）作业台横向运动方面，在原手轮装置方位，装置减速齿轮及步进电机，用微机数控体系操控横向进给运动。

    （4）选用直流伺服电动机作驱动元件，伺服电动机的轴端为光轴，齿轮与电动机轴，电动机轴与传动轴选用锥环无键衔接消除衔接器的结构。这种衔接的特点是不需要开键槽，并且两衔接件的相对角度可任意调理。因为锥环之间的楔紧效果，内外环分别发生径向弹性变形，靠磨擦力与套衔接，消除合作空隙，确保对中性。

    （二）数控体系硬件规划

    数控部分选用MCS-51系列的8031单片机完成对整个体系的主操控。用8031外接3片2764（E-PROM）,一片6264（RAM）及一片8255（扩展I/O），一片8155芯片，扩展成一个较简略的微机操控体系。2764用作程序存储器，6264用来扩展8031的RAM存储器，8155用作键盘和显示接口，8255用于接纳操控面板上多路转换开关的操控信号。图2为操控体系硬件结构原理图。当单片机体系操控X、Y轴某一台步进电机单动时，可完成铣床横向、纵向的直线进给；当操控X-Y轴合作联动时，可完成水平面内直线、斜线、圆弧及复合轨道的加工，可以近似地复合出水平面内非圆曲线。在铣床原有加工功用的根底上，其操控精度和加工精度远高于一般铣床。

    国家质检总局发布的两类铸造企业不能用的铣床

    国家质检总局对浙江、福建、江苏、山东、吉林、辽宁等10个省、市的30种铣床进行了检查。依照《金属切削机床安全防护通用技能要求》GB15760-2004、《机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技能条件》GB5226.1-2008等规范的要求，经查验，其中有两家的铣床不合格，因而这类产品不适合铸造企业使用。

    经浙江省质量检测科学研究院检测的滕州东方机床有限公司出产的摇臂钻床，型号是ZQ3040×12，该产品不合格的原因是：紧迫停止、飞溅、电动机过热保护不合要求。浙江省质量检测科学研究院检查的杭州双龙机械有限公司出产的钻铣两用机床，名为麒龙，型号是ZX7020产品，经查验其产品的紧迫停止、飞溅、电源开关、过电流保护、精度方面都不合格。

    在铸造企业中经常用铣床来进行铸造产品的表面处理。以上两类产品不合格，国家质检总局建议铸造企业不要使用。

    结束语

    一般铣床数控化改造，本质就是在一般铣床上增加微机操控设备，使其具有一定的自动化才能，以完成预定的加工工艺目标。其目的是使原机床具有一定的柔性，进步出产效率和质量，解决杂乱零件的加工问题。用单片机扩展体系将一般铣床改造为经济型铣床，简便易行，能确保零件的加工精度，对杂乱零件尤其是对弧面和凸面的加工效果显著。