龙门刨床数控改造

　　龙门刨床数控改造

前语

长度较小的非圆柱面，能够选用数控铣床加工，也能够选用线切割加工（单件出产）。但当非圆柱面到达一定长度后，用上面的两种办法就力不从心或加工成本太高了。如系列罗茨真空泵和罗茨鼓风机的转子（图1所示，其截面轮廓线由多段渐开线、外摆线和圆弧组成，长度在300mm以上）、大型水环泵叶轮模型的叶片（截面轮廓线由多段直线和圆弧组成，长度在500mm以上）。为了习惯截面轮廓线是杂乱曲线的柱面工件的加工，笔者自行研发出了基于IPC的刨床CNC体系，并对某真空泵出产厂家的小型龙门刨床进行了数控改造。

1 小型龙门刨床的机械改造

图2所示是用小型龙门刨床改造而成的数控刨床的示意图。

小型龙门刨床数控改造的办法是将手动调节刀架变成由步进电动机驱动的数控刀架，Z步进电动机操控刀架在垂直方向的移动，X步进电动机操控刀架在水平方 向的移动。在滑台底座挨近滑块的部位设备三个挨近开关，在滑块上固定一个与三个挨近开关平行又在运动过程中与三个开关都能挨近的滑块方位标志块（铁块）， 两者共同用于滑块运动方向和方位的检测。另外，在滑台上设备一个简易的对刀设备。通过负载（摩擦力、转动惯量等）计算，驱动刀架上下移动（Z坐标轴）和左 右移动（X坐标轴）的步进电动机别离选用 110BF003型和 130BF003型。这两个坐标移动的脉冲当量均为0.01mm。 [1]

体系硬件

该数控体系选用PC总线、主频为100MHZ的486CPU工业操控机作主机，具有规范16位数据总线和扩展功用灵活的插板式结构，可根据体系要求， 进行结构最优化配置（图3）。 图 3刨床CNC体系硬件结构 该数控体系使用IO/TIMER（并行输入输出/定时器）接口板上的8255A来操控两个步进电动机的运动，接纳滑台回程和方位传感器信号、刀架限位开关 信号、功用选择开关信号，接口板上的8253定时器用于步进电动机中断运行服务程序，时钟频率为2MHz。 [1]

结束语

笔者用自行研发的刨床CNC体系为某企业的小型龙门刨床进行了数控化改造，成功地完成了系列水环泵叶轮叶片模型的加工和系列罗茨真空泵转子大批量生 产，不只加工效率高，并且加工质量安稳可靠。通过的不断改进和完善，该CNC体系已具有实时加工操控、图形主动编程、杂乱曲线和列表曲线拟合、编 程、刀具磨损补偿、主动对刀、模拟仿真和加工轨迹跟踪显示等功用。该刨床CNC体系，不只适用于小型龙门刨床的数控化改造，也适用于其它形式的刨床的数控 化改造。