用華中Ⅰ型數控系統對C6132車床進行數控改造設計
我校用3萬元左右的資金成功地改造了一臺數控車床，方法簡便，不需要專家指導，一般企業或學校的工廠都有能力進行改造。下面作簡單介紹。
1 機械部分的改造
把C6132普通車床改成數控車床的主要改造部位：主電動機和水泵電動機能分別通過M03、M04、M05、陰刀、M09等指令來進行控制；把原來的手動進給改成微機控制，實現二軸聯動；為實現螺紋車削在主軸后端加一光電編碼器。
機械部分的改造，在原機床的基礎上，去掉掛輪箱(保留三星齒輪)、進給箱、溜板箱、刀架部分，保留大拖板、中拖板。
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(a)改造前的三星齒輪
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(b)安裝了光電編碼器后的三星齒輪
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1.交換齒輪 2.二星齒輪 3.主軸 4.光電編碼器
圖1 光電編碼器的安裝 |
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1.X軸步進電動機 2.J7型步進電動機減速器接日 3.X軸聯軸器 4.X軸滾珠絲杠 5.Z軸滾珠絲杠 6.Z軸聯軸器 7.J6型步進電動機減速器接口 8.Z軸步進電動機
圖2 改造后進給結構示意圖 |
- 光電編碼器的安裝利用掛輪箱中的三星齒輪，找到與主軸傳動比為1:1的傳動齒輪，采用同心套通過一個固定支架與光電編碼器相聯，結構示意圖如圖1所示。
- 縱、橫向絲杠的改造去掉機床的進給傳動系統，安裝上滾珠絲杠、減速器接口、步進電動機。X軸傳動比為5:3, Z軸的傳動比為1:1。這類小型機床在中間設置一級傳動結構的目的是提高伺服電動機的使用壽命。對于瞬時性的快速起、停起到一定的緩沖作用。改造后機床的傳動進給示意圖如圖2所示。
2 電控部分的改造
華中Ⅰ型數控系統開放性好，所以改造非常簡單。具體方法為全部拆除原車床的電控線路。對單速電動機，直接從數控系統的電控柜中出線與主軸電動機的U2、 V2、W2和冷卻泵電動機的U6、V6、W6連接。對于雙速電動機，除了直接連線以外還應對電控柜和系統軟件中的內置PLC系統程序STEP.DAT進行相應的修改。
3 微機系統控制部分的設置
對于一般車床的改造只須對以下兩部分系統配置進行參數設置就可以了。一是軸參數，二是內置PLC的編碼。
在華中Ⅰ型數控系統軟件中輸入正確的口令以后就可以對軸參數進行設置了。不同的用戶在改造車床時步進電動機與絲杠之間選擇的傳動比是不同的，同時絲杠的螺距也不同，所以為了適用不同的傳動比，華中Ⅰ型數控系統開發了一個有用的工具，通過設置一對電子齒輪的比值來對實際的傳動比進行調整。下面以我校數控改造的車床為例進行說明。
我們對X軸選用的步進電動機的步距角θ=0.9°。，步進電動機與絲杠之間的傳動比I=3/5，絲杠的螺距P=4mm，因此，電動機每轉脈沖數可設置為360/0.9=400，則脈沖當量為Q=(θ/360)PI=3/500。
現設電子齒輪比為大，編程時要在X方向移動10mm的距離，以車床精度為0.01mm計算，則系統要在X軸方向發送10000個脈沖。也就是說系統在x方向發1000個脈沖以后，X方向應移動10mm的距離，則有下面的計算式成立：
10=1000QIi=1000×(3/500)Ii
則Ii=5/3
Z軸可以根據以上的方法進行類似的計算處理。另外，如果主電動機采用雙速電動機，則系統應設置支持S1、S2高低速轉化的硬件。這里華中Ⅰ型數控系統配有內置PLC，只要在原程序STEP.DAT文件中利用PLC編程語言增設相應的接點即可。
4 系統軟件的安裝
華中數控系統軟件可以在DOS或bbbbbbS兩種環境中運行。
值得注意的是：如果是在bbbbbbS平臺下工作，在啟動數控系統應用程序CNC.EXE之前，應將bbbbbbS中的屏幕保護程序設置為空狀態，否則一旦運行屏幕保護程序數控系統將停止運行。如果是在DOS平臺下安裝數控系統程序，則應滿足以下條件：PC機應在386以上；彩色顯示器；內存的配置應大于 4MB；在CONGFIG.SYS文件中應設置Device=c:\dos\Himem.sys和Device=c:\dos\EMM386.EXE 8000語句。
我校利用華中Ⅰ型數控系統對一臺江西第五機床廠生產的C6132型普通車床進行改造以后，經測試各項技術指標均已達到工業標準。系統運行半年以來一切平穩，沒有發生任何故障。
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