普通车床的改造方法及设计方案图

1、车床进行数控改造用华中数控系统对 C6132 来源：中国自动化网2008-4-21 20:16:00 1网友评论条 点击查看 机械部分的改造 1 普通车床改成数控车床的主要改造部把 C6132、位：主电动机和水泵电动机能分别通过、M04M03等指令来进行控制；把原来的手动进、阴刀、M09M05给改成微机控制，实现二轴联动；为实现螺纹车削在主轴后端加一光电编码器。 保机械部分的改造，在原机床的基础上，去掉挂轮箱(、进给箱、溜板箱、刀架部分，保留大拖留三星齿轮板、中拖板。 1 / 17 光电编码器的安装利用挂轮箱中的三星齿轮，找 的传动齿轮，采用同心套通过一到与主轴传动比为1:1所个固定支架与光电

2、编码器相联，结构示意图如图1示。 纵、横向丝杠的改造去掉机床的进给传动系统， 轴传动安装上滚珠丝杠、减速器接口、步进电动机。X。这类小型机床在中间设比为轴的传动比为1:15:3, Z置一级传动结构的目的是提高伺服电动机的使用寿命。对于瞬时性的快速起、停起到一定的缓冲作用。改造后所示。机床的传动进给示意图如图 2电控部分的改造 2 华中型数控系统开放性好，所以改造非常简 单。具体方法为全部拆除原车床的电控线路。对单速电动机，直接从数控系统的电控柜中出线与主轴电动机的连接。、和冷却泵电动机的W6U2 V2V6W2U6对于双速电动机，除了直接连线以外还应对电控柜和系进行相应的系统程序统软件中的内置S

3、TEP.DATPLC修改。 微机系统控制部分的设置 3 对于一般车床的改造只须对以下两部分系统配置 进行参数设置就可以了。一是轴参数，二是内置PLC2 / 17 的编码。 在华中型数控系统软件中输入正确的口令以后 就可以对轴参数进行设置了。不同的用户在改造车床时步进电动机与丝杠之间选择的传动比是不同的，同时丝杠的螺距也不同，所以为了适用不同的传动比，华中型数控系统开发了一个有用的工具，通过设置一对电子齿轮的比值来对实际的传动比进行调整。下面以我校数控改造的车床为例进行说明。 轴选用的步进电动机的步距角我们对 X，丝。，步进电动机与丝杠之间的传动比I=3/5=0.9，因此，电动机每转脉冲数可设置

4、为杠的螺距P=4mm。，则脉冲当量为 360/0.9=400Q=(/360PI=3/500方向移动现设电子齿轮比为大，编程时要在 X计算，则系统要的距离，以车床精度为0.01mm10mm方向轴方向发送在个脉冲。也就是说系统在xX10000的距离，则个脉冲以后，方向应移动发10mmX1000有下面的计算式成立： 10=1000QIi=1000(3/500Ii 则Ii=5/3 轴可以根据以上的方法进行类似的计算处理。 Z另外，如果主电动机采用双速电动机，则系统应设置支高低速转化的硬件。这里华中型数控系统、持S2S1文件中利用，只要在原程序配有内置STEP.DATPLC编程语言增设相应的接点即可。

5、PLC系统软件的安装 4 两或 华中数控系统软件可以在WINDOWSDOS种环境中运行。 平台下工 值得注意的是：如果是在 WINDOWS之前，应将作，在启动数控系统应用程序CNC.EXE中的屏幕保护程序设置为空状态，否则一旦WINDOWS运行屏幕保护程序数控系统将停止运行。如果是在平台下安装数控系统程序，则应满足以下条件：DOS3 / 17 以上；彩色显示器；内存的配置应大于机应在 386PC文件中应设置；在CONGFIG.SYS4MB和Device=c:dosEMM386.EXE Device=c:dosHimem.sys语句。 8000我校利用华中型数控系统对一台江西第五机床厂生产型普通

6、车床进行改造以后，经测试各项技术的C6132指标均已达到工业标准。系统运行半年以来一切平稳，没有发生任何故障。 型普通车床数控化改造 CA6140 从机械和电气型普通车床为例摘要以2 : ,CA6140 方面详细阐述了数控化改造的方法。改 取得了运行稳定加工精度明显提高造后的车床投入使用后,极大的经济效益。 数控化改造。普通车床。关键词base SINUMERIK : 802S line 文章编号文献标志码中图分类号:100320794 : TG659 : B 1220182203 (2007 4 / 17 Numerical Control Transformation of CA6140

7、Common Lathe LI Yuan , RUAN Jian (College of Mechanical & Electrical Engineering , Zhejiang University of Technology , Hangzhou 310014 ,China Abstract :Takes CA6140 type common lathe as an example , has explained the NC transformation method from machinery and electric two respects in detail . After

8、 transforming ,the new lathe runs steadily , the machining accuracy is obviously improved , has made the great technological economic benefits. 。 NC lathe transformation Key words :common SINUMERIK 802S base line 总体改造方案 1 数控化改造设计时在满足车床总体布局的前 ,提下要尽可能利用原来的零部件因此确定总体改 ,造方案如下拆除原车床的纵向和横向丝杠光 : (1 杠、溜板箱及挂轮箱

9、中的齿轮用滚珠丝杠替换原有 ,普通滑动丝杠将选取的纵向滚珠丝杠副通过托架 ,安装在原溜板箱与床鞍连接的部位上纵横向滚珠 ,丝杠两端尽可能利用原固定和支承方式。为便于安 装滚珠丝杠副丝杠采用分体式用套筒联轴器实现 ,刚性联接。横向驱动电机及齿轮减速器安装在床 (2 5 / 17 鞍的后部相对操作者纵向驱动电机及齿轮减速 (,装置安装在机床的右端靠近尾座的位置。要实 (3 ,现自动换刀需拆除原手动刀架在小拖板上安装数 ,控转位刀架。为了使改造后的车床能够加工螺 (4 纹需要加装主轴脉冲编码器以实现对主轴转速的 ,同步检测编码器安装在挂轮箱内。为使加工过 ,(5 程中不超程纵横向要安装行程限位开关。

10、为实 , (6 现回参考点的动作必须在纵横向安装接近开关。 ,纵、横向齿轮箱和丝杠全部加防护罩以防脏物、 (7 ,油污和切屑等进入机床整体也要加装防护罩以防 ,止加工过程中的切屑飞溅伤人。考虑到改造的成 (8 本尽可能采用可靠性高的经济型数控系统。图1 ,为总体改造示意图。 图总体改造示意图 1 横向滚珠丝杠副横向电机横向减速器尾座 3. 1. 4. 2. 纵向 5. 减速器纵向电机支架纵向滚珠丝杠副 8. 7. 9. 6. 数控转位刀 架主轴脉冲编码器 10. 数控系统选用 2 选择数控系统时主要是根据数控改造后机床要 在应用进行设计过程中运用了个辅助继电 PLC ,2 6 / 17 器用来

11、简化程序的设计。在编制程序的过程中充 ,分考虑了系统的安全性运用了有互锁功能的设计, ,如分别串联上了、常闭触点用来完成对 Y002,Y004 的保护控制、从而提高了整个机床控制系 KM3 ,KM2统运行的可靠性。在程序设计中将不同控制方式 ,的程序分别编写根据工作方式选择开关决定执行 ,哪行程序这样使程序结构清晰编程方便。 ,结语 4 利用三菱型对万能升降台 FX0N - 40MR PLC 铣床铣床控制电路进行改造大大提高了系统的可 ,靠性减少了故障率提高了设备的自动化水平从 ,而提高了产品的质量。 参考文献: 余雷声电气控制与应用M . . 1 PLC 北京机械工业出版社,2002. :张

12、万忠可编程控制器应用技术北京: M . . 2 化学工业出版社, 2002. 作者介绍裘旭东(1972 -: 浙江诸暨人杭州职业技术学院机 , ,电工程系讲师毕业于浙江工业大学机制专业工学学士主要,研究 7 / 17 方向、机械制造工艺及设备电子信箱:jd918 ,:CADPCAMhzvtc. edu. com. gala918 qq. cn , 收稿日期:2007208208 152 第卷第期 12 28 月年 2007 12 煤矿机械 Coal Mine Machinery Vol128No112 Dec. 2007 达到的各种精度、各种性能等选择性价比合适的系 统避免系统功能过剩同时考虑

13、到原车床的精度和 ,改造成本、周期和难易程度等各方面因素决定采用 ,步进电机作为驱动元件、开环控制的经济型数控系 统。是西门子公司专门为 base line SINUMERIK 802S 中国数控机床市场开发的经济型控制系统。 CNC 其结构紧凑具有高度集成于一体的数控单元、机床 ,操作面板和输入输出单元机床调试配置数据少容 ,易改造成功。最终决定采用西门子经济型数控系统 。 linebase 802S SINUMERIK 机械部分改造 3 8 / 17 纵向进给系统改造 (1 所示。纵向步纵向进给传动系统的改造如图2 进电机通过一对减速齿轮把动力传递给纵向滚2 1 再由滚珠丝杠螺母副拖动工作

14、台珠丝杠做往4 3 , 复移动。原车床的进给箱保留滚珠丝杠左端仍然 ,采用原固定支承结构支撑轴通过套筒联轴器5 6 ,个互相垂直的锥与滚珠丝杠相连这种联轴器用 2 ,销将支撑轴与丝杠联接起来结构简单径向尺寸 ,小可防止被连接轴的位移和偏斜带来的装配困难 ,和附加应力。如图所示滚珠丝杠右端仍利用原 3 ,通过一对深沟球轴承有的滑动轴承支承座实 4 ,1 现径向支承丝杠左端通过一对圆螺母图中未画 (,出实现滚珠丝杠的预拉伸和锁紧。因此纵向滚珠 丝杠的支承形式为一端固定一端浮动三点支承。 ,滚珠丝杠采用双螺母螺纹预紧方式消除丝杠和螺母 间的间隙调整方便。步进电机通过消隙齿轮减 ,2 见图速减速器输出

15、轴用套筒联轴器与丝杠3 ,6 2 (防止减速器转动。联接固定销 ,3 纵向进给系统图图 2 纵向步进电机减速齿轮纵向滚珠丝杠 1. 3. 4. 2. 套工作台 5. 筒联轴器支撑轴 6. 9 / 17 图纵向步进电机装配图 3 深沟球轴承消隙齿轮固定销 3. 1. 2. 4. 圆滑动轴承支承座 5. 螺母套筒联轴器 6. 滚珠丝杠见图仍安装在原滑动丝杠的空 2 3 (见图间位置其螺母副通过支架安装在床鞍的 ,(1 4 所示。支架做成可移动的形式方便装底部如图 4 ,配丝杠位置调整好后由螺钉拧紧。 ,图纵向滚珠丝杠装配图 4 支架丝杠托架纵向滚珠丝杠丝杠防护罩 4. 3. 5. 1. 2. 大拖

16、板 过渡板 6. 横向进给系统改造 (2 横向滚珠丝杠也采用一端固定一端浮动三点 ,支承的形式也通过双螺母螺纹预紧方式消除丝杠 ,和螺母间的间隙如图所示。横向步进电机及 5 ,1 安装在床鞍的后部。靠近操作者一端减速器布 2 ,通过套筒联轴器置一根支撑短轴与滚珠丝杠 ,11 10 连接起来。右端仍利用原支承横向进给丝杠的滑 7 动轴承支座作为径向支承并对原支承处作适当改 ,造布置一对推力球轴承以承受双向轴向力。 12 ,左端则将原车床的悬空结构改为支承结构用一个 ,10 / 17 联轴套和一根连接短轴把滚珠丝杠与减速器 6 4 7 实现对整连接起来并通过一对圆螺母输出轴5 3 ,个丝杠的预拉伸

17、和锁紧以提高其轴向刚度。螺母 ,通过螺母座直接固定在中拖板上。 8 9 横向进给系统图图 5 横向步进电机减速器减速器输出轴联轴套 3. 1. 2. 4. 圆螺 5. 母连接短轴横向滚珠丝杠中拖板螺母座 8. 6. 9. 7. 套 10. 支撑短轴推力球轴承筒联轴器 11. 12. 主轴脉冲编码器的安装 (3 为了使改造后的车床能自动加工螺纹必须配 ,置主轴脉冲编码器作为车床主轴位置信号的反馈元 件其目的是用来检测主轴转角的位置通过主轴, 脉冲编码器数控系统步进电机的信息转换系 统实现主轴转一转刀架纵向移动一个导程的车螺 ,纹运动。主轴脉冲编码器的安装通常采用种方 ,2 同轴安装。异轴安装。同

18、轴安装的结构简式 : 153 卷第期第 28 12 CA6140 型普通车床数控化改造李园等 , Vol128No112 11 / 17 单缺点是安装后不能加工穿出车床主轴孔的零件, ,限制了零件的加工长度因此宜采用异轴安装。主 ,轴通过主轴箱中和两级齿轮实现传动 33P33 58P58 (主轴编码器把动力传递给挂轮轴通过比 X ,1 1 :1 与闷头相连固定并通过联轴器支架闷头4 ,2 4 3 所示。通过过盈配合与主轴箱内轴连接如图6 ,X图主轴编码器装配图 6 型主轴编码器固定支架型联轴器 4. 3.MC 1. ZXB - 1 2. 闷头 轴X 5. 电气部分改造 4 电气控制线路主电路如

19、图所示为 ,QF17 QF4 为熔断器空气开关对电路实现短路保护。M1 ,FU 为主电机选择三菱FR - A540 - 7. 5K- 5 7. kWCH ,变频器实现变频调速交流接触器控制变频器 KM1 ,端触头闭合的通电和断电。当变频器无故障时, ,B 端触吸合变频器通电。当变频器有故障时,B KM1 ,头断开线圈失电其常开触头断开变频器自 ,KM1 ,端触头闭合报警灯同时动断电显示报警。 ,A HL 为为热继电器对主轴电机实现过载保护,RC1 , FR1 三相灭弧器构成三相负载的阻容吸收回路能够抑 ,制接触器吸合释放时的干扰噪声。是为改善功率 L 12 / 17 因素而使用的交流电抗器。、

20、为变频器的电源 SRT 和为输出控制电机端分输入端、 STR W ,U,STF V和和别接主轴正反转控制继电器触头KA1 KA2 ,2 5 分别接主轴模拟量输出信号和 10V + (0 AO4 以控制变频器的输出电压频率。执行过程 AGND4 ,为当发出主轴正反转信号时或的 PLC KA2 ,KA1 :常开触头闭合的常开触头闭线圈得电 KM1 , ,KM1 发出主轴制动信号时当变频器开始工作合, ,PLC , 的常闭触头断开线圈失电的常开 KM1 KM1 KA6 , , 触头断开变频器停止工作主电机停转。是刀 ,M2 ,吸合时吸合时刀架电机正转架电机, ,KM2 KM3 , 刀架电机反转刀架电

21、机正反转的控制信号来自数 ,控系统输出口和。为冷却泵电 4 M3 Q0. PLC 5Q0. 机其控制信号来自数控系统输出口。 2PLC Q0. ,主电路图图 7 所示、和为交流控制电路如图 ,RC48 RC6 RC5 为两电柜风扇单相灭弧器和线路电压为 M5 ,M4 。 AC110V图交流控制电路图 8 参考文献: 机床数控改造设计与实例余英良M . 1 . 北京机械工业出版社, :13 / 17 1998. 王荣芳. 2 变频器在生产教案两用数控车床研制开发中的应用J . 变频器世界,2005 (4 :94 - 97. 李园作者简介(1979 -: 湖北松滋人宁波技工学校讲师、工 ,程师浙江

22、工业大学机电学院工程硕士研究生主要从事数控,、机电 和机械等专业教案工作电子信箱:njjwc 163. com. ,收稿日期:2007207231 立井无轨辅助运输技术的研究与应用 目胶轮车运输是当今矿山井下最先进的无轨辅助运输方式,集团前已经在兖州矿业 (从根本公司济宁三号煤矿应用并取得了圆满成功 ,上克服了传统辅助运输方式用人多、设备多、事故多、费用高、效率低、效益差等弊病。 材料运输该矿无轨胶轮车运输的应用情况如下 : 采取集装化运输方式按照井下所需各种材料的形状和特点,整捆捆、整箱、整袋包 装以便集中装卸。小于或一次用量较少的材料采用3 t 3 t ,轻型胶轮车地面装载后开进副井单罐下井不经转换直接运,抵。大宗材料利用 14 / 17 有轨平板车装车下井经转换站换装到中型胶轮车运至作业,地点。设备运输外形尺寸较小、重量不超过3 t 的设备或备件利用轻型车辆 ,运输最为方便尤其工作面更换设备或配件可一次性运至。,中型多用途车配有多种车辆可根据设备重量、外形尺寸及,装卸要求选择合适车 辆运输。重型支架搬运车具备自卸功能整体运输综采放顶,煤液压支架对于重量大、长度大的移动变电站设备和采煤,机利用台支架搬运 2 ,矸石运输车共同搬运同样安全快捷。 ,胶轮车排矸运输能力不足不能直接与综掘设备配套使用通,常用于掘进工程量不大或为安装综掘 设备作准备的掘进工程矸石