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C6132车床数控化改造设计——（二）
日期：2010年01月07 来源：沈阳第一机床厂 关键字：车床
机械结构的改造设计
在机械结构的改造设计中，主要针对原车床的进给系统进行数控化改造，主传动系统中保留C6132车床的主轴机械部分和三相交流电动机YDl32M一8／4B5TH，车床只是在与主轴同步旋转的轴上，加装一个脉冲编码器，实现螺纹的数控加工。
在进给传动系统中，数控系统对纵、横向进给系统进行开环控制，加工中心驱动元件采用步进电动机。进给传动机构，纵向和横向均采用步进电动机一减速齿轮一滚珠丝杠螺母副一床鞍(或中滑板)的传动方式。分别在X轴和Z轴的步进电动机输出轴端配置减速器，减速器由一对啮合齿轮组成，通过减速器齿轮传动，由滚珠丝杠副把动力传给床鞍，从而带动拖板的移动。
为实现机床所需要的分辨率，采用步进电动机经齿轮减速再传动丝杠，同时为保证一定的传动精度和平稳性，尽量减少摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副。改装时先拆除原机床的进给箱、溜板箱、光杠和丝杠，再换上滚珠丝杠(安装在原丝杠的部位)。在本设计中滚珠丝杠采用循环插管式加工中心、双螺母垫片预紧、导珠管埋人式、精度等级为3级，型号为JC$一CDM系列滚珠丝杠副。此外，为提高传动刚度和消车床除间隙，齿轮传动要采用消除齿侧间隙的结构。
自动回转刀架的选择设计
自动换刀装置因数控车床的形式、工艺范围和刀具的种类与数量不同而具有不同的形式。目前常用的有自动回转刀架和带刀库的自动换刀装置。自动回转刀架也称为转塔式刀架，它是数控车床上最常用，也是最简单的一种自动换刀装置，通过回转头的旋转分度定位来实现车床的自动换刀动作。自动回转刀架由数控系统控制，效率高，工艺性能可靠。根据所加工零件的工艺要求及机床控制方式，在本改造中，采用四方自动回转刀架。
在C6132车床数控改造中，将原机床的普车床通手动回转刀架替换成自动回转刀架，拆除原刀架和小滑板，换上由常州宏达机床数控设备厂生产的LD4口CK6132 l~t2E位自动回转刀架。
编码盘的选用和安装
机床能否进行螺纹加工是主轴部分数控化改造的重加工中心要部分，所以在原来车床上需加装一个脉冲编码器，才能实现自动加工螺纹的目的。
在经济型数控车床上加工螺纹或丝杠时，需要配置主轴脉冲发生器，即编码盘作为车床主轴位置信号的反馈元件，它与车床主轴同步转动，发出主轴转角位置变化信号，输送到数控系统，数控系统按照所需加工的螺距进行计算处理，从而控制机床纵向或横向步进电动机，车床实现加工螺纹的目的。所以进行C6132的数控化改造设计时，决定在主传动系统中加装一个光电码盘。
结合脉冲编码器每转进给脉冲数(即分辨率)对螺纹的加工范围，再结合环境特性，并根据机床主轴转速不允许超过主轴脉冲发生器的最高许用转速的原则，初步选择长春三峰传感技术有限公司生产的常规型实心轴光电编码器PIE系列编码器。该系列编码器经济实用，力矩小，多规格，适应多种数控设备，其最高许用转速为5000r／min，远大于车床主轴最高转速2000r／min。
电气控制系统的改造设计
在电气控制系统的改造设计中，应该遵循：加工中心在满足控制要求的前提下，设计方案力求简单、经济，不宜盲目追求自动化和高指标，力求控制系统操作简单、车床使用与维修方便。机床中的主轴电动机、冷却泵电动机、刀架电动机等均需系统自动控制。C6132车床改造后的电气控制线路由电源电路、主电路、控制电路和CNC控制回路等构成。改造时更换同一型号的老化电器元件有变压器、自动断路器、接触器等，主要增加的电器元件包括主轴编码盘、X／Z轴驱动器、电动刀架控制器以及必要的控制开关、继电器等。改造后拆除原电控箱，原位安装改造后的电控柜，最后还需电气、机修人员共同进行通电调试。
数控机床中电气控制系统除了对机床辅助运动和辅助动作控制外，还包括对保护开关、各种行程、极限开关的控制，以及在操作盘上所有按键、操作指示灯等的控制。
改造后的电气控制系统，不仅保留了车床传统控制系统的优点，加工中心同时具有体积小、功能强、通用性和灵活性强、使用维护方便等特点。
液压系统的清洁与维护
在车床数控化改造中一般不需要对机床原来的切削液系统进行改造。用数控系统上的切削液接口与液压系统的电路连接，通过CNC控制，实现切削液的自动开关。此外，液压系统的清洁程度对液压元件和液压系统的平稳、准确运行有着非常重要的影响。
对C6132车床进行数控化改造后，车床还要仔细检查液压元件，如果发现有已经磨损、老化的元件，如过滤器、空气滤清器、密封圈等，则需要更换，加工中心确保液压元件能正常工作，从而保证整个机床系统能正常运作，实现数控车床的性能和加工特点。在检查、更换、维护后对液压系统循环过滤，清洗整个系统。
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