銑床數(shù)控改造

    跟著科學(xué)技能的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和出產(chǎn)率提出了越來越高的要求，產(chǎn)品的更新?lián)Q代也不斷加速，因而，對(duì)數(shù)控機(jī)床的改造也就顯得比較重要，數(shù)控機(jī)床的規(guī)劃與改造也成為工業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方面。銑床的應(yīng)用非常廣泛，首要用于加工面或成型表面。若要在立式銑床上加工圓弧、凸輪等特殊類平面時(shí)，就要借助于圓作業(yè)臺(tái)、分度頭等機(jī)床附件，并對(duì)機(jī)床進(jìn)行全體調(diào)整，加工精度較低，根底調(diào)整作業(yè)費(fèi)事。所以，為進(jìn)步工件的加工精度，確保產(chǎn)品質(zhì)量，便于加工圓弧面和凸輪的曲面等，可以使用數(shù)控辦法對(duì)銑床進(jìn)行數(shù)控化改造。

    一般銑床數(shù)控化改造的條件

    并不是一切的一般機(jī)床都適合于數(shù)控改造。改造的機(jī)床應(yīng)具備如下幾個(gè)條件：

    （一）機(jī)床根底件必須有滿足的剛度

    數(shù)控機(jī)床屬于高精密機(jī)床，要求有很高的移動(dòng)精度。通常閉環(huán)體系的脈沖當(dāng)量為0.001mm，開環(huán)體系的脈沖當(dāng)量為0.005mm或0.01mm。高的定位精度和概括加工精度要求機(jī)床的根底件具有很高的動(dòng)、靜剛度，根底件剛性欠好則受力后容易變形，且這種變形具有很大的不確定性，無法用數(shù)控體系中的補(bǔ)償功用進(jìn)行補(bǔ)償。因而，根底件剛性欠好的機(jī)床不適宜改造為數(shù)控機(jī)床。

    （二）改造費(fèi)用適宜、經(jīng)濟(jì)性好

    機(jī)床改造費(fèi)用分為機(jī)床和電氣兩部分。一方面是維修和改動(dòng)原機(jī)床部分，替換已磨損的部件；另一方面是替換原機(jī)床操控柜，用新的數(shù)控體系和強(qiáng)電設(shè)備替代。改造費(fèi)用與原機(jī)床零件的使用多少有關(guān)，也與選用何種操控體系有關(guān)。因?yàn)榻?jīng)濟(jì)上的考慮，通常選用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控體系進(jìn)行機(jī)床改造。改造總費(fèi)用多少才算適宜要因用戶而異，一般來說，不超越同類規(guī)范設(shè)備價(jià)格的一半，在經(jīng)濟(jì)上就算適宜。

    一般銑床數(shù)控化改造的一般步驟

    （一）機(jī)械部分規(guī)劃

    對(duì)數(shù)控機(jī)床的改造最首要的部分就是對(duì)其縱、橫進(jìn)給組織的改造及操控體系的規(guī)劃改造，以便使其具有更加合理的結(jié)構(gòu)和更全面的操控體系，便于其真正的應(yīng)用于實(shí)際的出產(chǎn)中。

    1.作業(yè)臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

    因?yàn)楦脑旌笫滓庸A弧、凸輪一類的平面曲線概括，所以選用微機(jī)數(shù)控完成三坐標(biāo)兩軸聯(lián)動(dòng)操控，作業(yè)臺(tái)縱向（軸）、橫向（軸）及筆直方向（軸）的運(yùn)動(dòng)，分別由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)經(jīng)過一級(jí)齒輪減速后，由滾珠絲杠螺母副拖動(dòng)。因?yàn)殂娤鲿r(shí)效果在電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大，所以要挑選大功率的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。而大功率的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)較困難，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)沒有過載才能，在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩下降很多，容易丟步。要使改造后的銑床進(jìn)給伺服性能較好，在改造時(shí)選用直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。

    2.機(jī)械部分結(jié)構(gòu)規(guī)劃

    （1）保留原機(jī)床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，作業(yè)臺(tái)升降運(yùn)動(dòng)仍選用手動(dòng)操作，縱、橫向進(jìn)給改造后既可機(jī)動(dòng)進(jìn)行雜亂零件的計(jì)算機(jī)數(shù)控加工，又可手動(dòng)操作完成簡(jiǎn)略零件的加工或用于數(shù)控加工前的對(duì)刀作業(yè)。

    （2）保留原機(jī)床縱向進(jìn)給的機(jī)動(dòng)部分，將離合器脫開，去掉手輪，將手輪軸通過一對(duì)齒輪與步進(jìn)電機(jī)相聯(lián)，用微機(jī)數(shù)控體系操控縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。加工時(shí)，將離合器脫開，使本來的機(jī)動(dòng)進(jìn)給停止作業(yè)。

    （3）作業(yè)臺(tái)橫向運(yùn)動(dòng)方面，在原手輪裝置方位，裝置減速齒輪及步進(jìn)電機(jī)，用微機(jī)數(shù)控體系操控橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

    （4）選用直流伺服電動(dòng)機(jī)作驅(qū)動(dòng)元件，伺服電動(dòng)機(jī)的軸端為光軸，齒輪與電動(dòng)機(jī)軸，電動(dòng)機(jī)軸與傳動(dòng)軸選用錐環(huán)無鍵銜接消除銜接器的結(jié)構(gòu)。這種銜接的特點(diǎn)是不需要開鍵槽，并且兩銜接件的相對(duì)角度可任意調(diào)理。因?yàn)殄F環(huán)之間的楔緊效果，內(nèi)外環(huán)分別發(fā)生徑向彈性變形，靠磨擦力與套銜接，消除合作空隙，確保對(duì)中性。

    （二）數(shù)控體系硬件規(guī)劃

    數(shù)控部分選用MCS-51系列的8031單片機(jī)完成對(duì)整個(gè)體系的主操控。用8031外接3片2764（E-PROM）,一片6264（RAM）及一片8255（擴(kuò)展I/O），一片8155芯片，擴(kuò)展成一個(gè)較簡(jiǎn)略的微機(jī)操控體系。2764用作程序存儲(chǔ)器，6264用來擴(kuò)展8031的RAM存儲(chǔ)器，8155用作鍵盤和顯示接口，8255用于接納操控面板上多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的操控信號(hào)。圖2為操控體系硬件結(jié)構(gòu)原理圖。當(dāng)單片機(jī)體系操控X、Y軸某一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)單動(dòng)時(shí)，可完成銑床橫向、縱向的直線進(jìn)給；當(dāng)操控X-Y軸合作聯(lián)動(dòng)時(shí)，可完成水平面內(nèi)直線、斜線、圓弧及復(fù)合軌道的加工，可以近似地復(fù)合出水平面內(nèi)非圓曲線。在銑床原有加工功用的根底上，其操控精度和加工精度遠(yuǎn)高于一般銑床。

    國(guó)家質(zhì)檢總局發(fā)布的兩類鑄造企業(yè)不能用的銑床

    國(guó)家質(zhì)檢總局對(duì)浙江、福建、江蘇、山東、吉林、遼寧等10個(gè)省、市的30種銑床進(jìn)行了檢查。依照《金屬切削機(jī)床安全防護(hù)通用技能要求》GB15760-2004、《機(jī)械電氣安全機(jī)械電氣設(shè)備第1部分：通用技能條件》GB5226.1-2008等規(guī)范的要求，經(jīng)查驗(yàn)，其中有兩家的銑床不合格，因而這類產(chǎn)品不適合鑄造企業(yè)使用。

    經(jīng)浙江省質(zhì)量檢測(cè)科學(xué)研究院檢測(cè)的滕州東方機(jī)床有限公司出產(chǎn)的搖臂鉆床，型號(hào)是ZQ3040×12，該產(chǎn)品不合格的原因是：緊迫停止、飛濺、電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)不合要求。浙江省質(zhì)量檢測(cè)科學(xué)研究院檢查的杭州雙龍機(jī)械有限公司出產(chǎn)的鉆銑兩用機(jī)床，名為麒龍，型號(hào)是ZX7020產(chǎn)品，經(jīng)查驗(yàn)其產(chǎn)品的緊迫停止、飛濺、電源開關(guān)、過電流保護(hù)、精度方面都不合格。

    在鑄造企業(yè)中經(jīng)常用銑床來進(jìn)行鑄造產(chǎn)品的表面處理。以上兩類產(chǎn)品不合格，國(guó)家質(zhì)檢總局建議鑄造企業(yè)不要使用。

    結(jié)束語

    一般銑床數(shù)控化改造，本質(zhì)就是在一般銑床上增加微機(jī)操控設(shè)備，使其具有一定的自動(dòng)化才能，以完成預(yù)定的加工工藝目標(biāo)。其目的是使原機(jī)床具有一定的柔性，進(jìn)步出產(chǎn)效率和質(zhì)量，解決雜亂零件的加工問題。用單片機(jī)擴(kuò)展體系將一般銑床改造為經(jīng)濟(jì)型銑床，簡(jiǎn)便易行，能確保零件的加工精度，對(duì)雜亂零件尤其是對(duì)弧面和凸面的加工效果顯著。