C616型普通车床的数控化改造

C616型普通车床的数控化改造王娜，(中山职业技术学院机械工程系广东中山528404)DigitalRefo(MecAbstra【crmofC616ComWanmonLatheZhongshamonsgNahanicalEourcounngin，eeringDepartmreent，ZhongshaesnVocusational＆TechnicalCollegear，，Gu，angdong528404)etIn】try．thearealotnoflathrmstillingbackwodmanualoperationes“．dewhichbringslowreficiencycommon，highlathesenergyconsumption一80itisurgetrefoht．etechnologyfthecommonlathThearticleformshteC616withorlFANUCO1Trdigitadsconlnlon】controlsystetromKey【wlathe；digitalconlsystem；setcomotor；PID一、引言，电动机．，由接触器，KM3控制；M3，为冷却泵电动机，功率为0125kW它除了受、KM3控制外还可视实际需要由转换开随着数控技术的发展数控机床在我国的应用日趋广泛，，但在我国的机械加工业中有大量的车床操作方式，关QS2实现任意通断。仍然采用落后的手工，效率低。、能耗高及工人的劳动强度大很多普通机，三将、C616型普通车床改造的步骤，床有待改造量投入，因此，有必要在工厂原有设备的基础上。通过少CA616，实现机床更新换代车床改造成经济型数控车床应实现CA616车目前在我国流行的数控系统有很多，其中日本其产品有。FANCUFS0一床原有功能并能在机床的精度，、性能方面除保持原来状况外、公司研制的FS0TrFS0一系统的应用越来越广泛、，T还应有所提高、本设计中利用微机对车床的纵向，横向进给系0Ol．、FS0MFS0。一G、FS0一F等型号本文以FANUC统进行数字控制并要达到纵向最小运动单位为0005m．mm／脉0TF一数控系统为核心，在普通车床基础上，，对机械部分作必冲，横向最小运动单位为，m／脉冲，刀架要改造成自动。要的改造配上伺服系统普通车床就成了经济型数控车控制的自动转位刀架(一要能自动地切削螺纹床。)数控系统的选择，二、C616型普通车床车床m，，在普通机床的数控改造中应根据不同的工况和用户要求床身最大工件回转图1，来确定是自行开发数控系统还是选用市场上现有的数控系本机床选用了日本，C616型普通车床属于小型普通统’，FANCU公司研制的一FS0系统，，它属于系列一半径为160mm，最大工件长度为。500m为C616型普通可组成面板式的CNCCNCFS01Tr一易于组成机电如FS0体化系统TIFS0、车床电气原理图该电路由三部分组成，，其中从电源到三台电有许多规格F，T、FS0一、FS0一MFS0G、动机的电路称为主回路而由接触器、继电器等组成的电路称等型号。T型CNC系统用于单刀架单主轴的数控车床，为控制回路路，，采用TC，380V电源供电。，第三部分是照明及指示回，型CNC系统用于单主轴双刀架或双主轴双刀架的数控车，由变压器次级供电功率为、该车床共有三台电动机，其中床M型CNC系统用于数控铣床或加工中心，，G型CNC系统M1为主电动机4KW通过KMl和KM2可实现正反；用于磨床0—F型是对话型CNC，，因此系统采用了z、FANUC转，并具有过载保护短路保护和零压保护装置M2为润滑1rI’数控系统它能对两坐标(纵向横向x)进行连续伺王娜(1979作者简介】【)，女，山西运城人，硕士研究生，研究方向：数控加工与模具设计制造。200812．企业科技与发展93维普资讯 http://www.cqvip.com

电源卜　—　１　ｌ３　润滑！冷却｛藻　Ｊ　ｌ曩蓊ｊ量蓊陧　Ｉ变压Ｉ指示Ｊ照明　；　］　【　】　］　【　］　ＨｌＬ　。｛　５　【　］ＦＵ３　ｌ、　（　ＫＭｔ　１、　ＶＩｌ　Ｊ　ｖｌ１　ｌ　≤　—　—ＫＨ３　　ＦＲ　　ｌＳＡＩ　＼　ｓＡ２　＼＼　７　　ｒＫＭＩＩ　＂　：　匕（１　Ⅵ　　ｌ≥　ｌ≥　　ＩｖＫＡ　ＫＭｔ９　１　ＫＨ５Ｉ己１　ＫＭ３　［　］甲甲ｖ　］　、　ＫＨ己　图１　型普通车床电气原理图　服自动控制，也能自动实现直线插补和圆弧插补。　（二）伺服进给系统的改造设计　．为了便于安装，滚珠丝杠副的丝杠轴不是整体的，而采用分移　式，然后用联轴器连接，横向步进电机和减速箱安装在机床后　侧。　伺服进给系统的控制方式　数控机床的伺服进给系统有开环、半闭环和闭环之分。由　于所改造的　车床的加工精度不很高，采用闭环控制系统　（兰）自动转位刀架的设计　自动转位刀架的设计是普通机床数控改造机械方面的关　键。由微机控制的自动转位刀架具有重复定位精度高、工作刚　的必要性不大。通常的情况下均采用以步进电机驱动的开环控　制。因为开环控制具有结构简单、设计制造容易、控制精度较　好、容易调试、价格便宜、使用维修方便等优点。开环控制多　用于负载变化不大或要求不高的经济型数控设备中，经过上述　比较，决定采用开环控制系统。　．性好、性能可靠、使用寿命长以及工艺性好等特点。在进行普　通车床的经济型数控改造时，多采用外购自动转位刀架。一些　机床数控设备厂为用户生产了系列自动刀架，本改造选用的　ＬＤ４—１型自动刀架的工作原理类似于螺旋转位刀架。微机发　伺服控制系统机械部分的改造　出换刀信号，使微电机正转，通过减速机构和升降机构将上刀　体上升至一定位置时，离合转盘起作用，带动上刀体旋转，旋　根据机床的切削力、进给牵引力选用滚珠丝杠副，经稳定　性及刚度验算，纵向选择　丝杠；横向选择　、结构为　圈　圈　的滚珠　转到所选刀位，发信盘发出刀位信号，使微电机反转，反靠初　定位，上刀体下降。齿牙盘啮合，完成精定位，并通过涡轮蜗　杆，锁紧螺母，使刀架固紧。当夹紧力达到预先调好的状态　时，过流继电器动作，切断电源，电机停转，并向微机发出回　答信号。开始执行下道工序。　、结构为　的滚珠丝杠。纵　向进给机构脉冲当量确定为＆＝０．　横向进给机构脉　冲当量确定为＆＝０．　，均采用一级变速装置。选择　型步进电机作为纵向进给电机，工作方式为五相十　拍，采用高低压驱动电路将电机输出转矩扩大统要求。选择　倍，可满足系　经总体设计方案的论证后，确定的　改造的总体方案示意图如图所示。　车床经济型数控　车床的主轴转速部　型步进电机作为横向进给电机，工作　方式为三相六拍，可满足系统最大静转矩及最高启动频率。　在纵向进给机构的改造方面，拆去原机床的溜板箱、光　杠与丝杠以及安装座，配上滚珠丝杠及其相应的安装装置，　纵向驱动的步进电机及减速箱安装在车床的床尾，并不占据　丝杠空间。由于采用了滚珠丝杠可提高系统的精度和纵向进　给整体刚度。　显示器　Ｉ　机床操作面板　强电电路行程　关、机床电气　用户Ｉ　设备　接口　电路　冷却、润滑　液压等辅　助设备．　外部计算　圭　薹里卜——叫王菊酾　进给驱动装置　在横向进给机构的改造方面，由于原横向进给的丝杠空间　有限，一种方法是拆除横向丝杠换上滚珠丝杠，但在现有的滚　珠丝杠系列中选出合适的丝杠副较困难，需特制滚珠丝杠副，　图　总体方案示意图　分保留原机床的功能，即手动变速。车床的纵向（ｙ轴）和横向　（　页）　企业科技与发展　．　维普资讯 http://www.cqvip.com

响较大），则只调主变分接头降压，动作后的再次决策视运行　情况而定（即根据该时刻的电压无功情况来决定动作方案）；　区域４：电压高，但切一组电容器会导致功率因数超过下　限值，则调主变分接头降压；　区域５：如果切电容器不会使功率因数超过下限值，则优　先切电容器，如果切完所有可切的电容器后电压仍然不满足，　则调主变分接头降压；　区域６：切电容器不会使电压越下限和功率因数越下限，　则只切电容器；　次数。　四、盲区的处理　当工作点位于操作区的边界上时，在该控制策略中，在　ＶＱＣ系统中设置２个计数器，分别统计电压和无功的越限时　间，当连续越限时间超过３０ｓ时ＶＱＣ控制出口，每动作一次，　计数器的计数重新开始。　五、结论　本文基于对传统五区图和九区图的控制策略，提出了更优　化的控制策略。在制定控制策略时，考虑了电容器组的电压特　性，对盲区的处理也稍作了一些改进措施。保证了全网的潮流　最优，减少变压器分接头的动作，避免了控制变量过度频繁的　操作，降低了网损。　区域７：电压低但功率因数又偏高（比较少见，可能是电　容器投入过多造成过补偿），则调主变分接头升压，动作后的　再次决策视运行情况而定；　区域８：电压低，但投一组电容器会导致功率因数超过上　限值，则调主变分接头升压；　区域９：区域３’，检测到投电容器使电压越上限值，此时　如果有电容器可投，则先调主变分接头降压，然后再检查电容　器是否需要投入，如果需要则投，如果出现其他运行情况，则　重新决策；如果在该区中检查到没有电容器可以投，则暂时维　持现状而不操作主变分接头：　区域１０：区域７’，检测到切电容器使电压越下限值，此　时如果有电容器可切，则先调主变分接头升压，然后再检查电　容器是否需要切掉，如果需要，则切；如果出现其他运行情　况，则重新决策；如果在该区中检查到没有电容器可以切，则　暂时维持现状不操作。　以上改进的控制原理，、在现场的实际应用中取得了很好的　参术，２０００，（７）．　考文献　［１］严浩军．变电站电压无功综合自动控制若干问题探讨［Ｊ］．电网技　［２］赵大风．变电站电压和无功的控制方法［Ｊ］．科技信息，２００７，　（９）．　［３］全庆贻，颜钢锋．变电站电压无功综合控制的研究［Ｊ］．继电器，　２００１。（２）．　［４］孙文生，张明军．关于“五区图”电压无功综合控制原理的再讨　论［Ｊ］．电力系统自动化，２００５，ｌｏ（１２）．　［５］粱晨．自动投切电容器装置技术的研究［Ｊ］．电力电容器，２００２，　（４）：１４～１６．　效果，尽量通过调节电容器来满足要求，减少了分接头的调节　（上接第９４页）　（ｘ轴）进给运动采用步进电机驱动。由ＣＮＣ作为数控装置的　核心，由ＣＮＣ和内置ＰＬＣ来控制功率步进电机转动，经齿轮　较佳选择。　减速后带动滚珠丝杠转动，从而实现车床的纵向、横向进给　运动。　．参　考　文　献　［１］吴福贵谈机床数控化改造方案．安庆师范学院学报，２００７，　四、结束语　我们采用ＦＡＮＣＵ公司研制的ＦＳ０数控系统对普通机床进　行改造的实践证明，改造后的系统在纵向和横向均具有直线　和圆弧插补功能，并且车床具有自动回转刀架，具有切削螺　纹的功能，系统分辨率：横向：０．００５ｍｍ　纵向：０．０１ｍｍ，　因此，改造后的车床不仅在功能上达到了要求，提高了加工　精度，减少了工人的劳动强度，而且工作性能稳定，性能价　［２］　．数控系统改造中关键部件的设计与选择．机床与液压，　２００７，（８）．　［３］刘晓宇・普通机床数控化改造关键技术的设计及计算．机械设计　与制造，２００７，（　）・　［　］白恩远等・现代数控机床伺服及检测技术・国防工业出版社，　…　［５３周晓宏・数控机床操作与维护技术・人民邮电出版社，。ｏ０　・　格比较高，是机床产品的换代升级和普通机床的技术改造的　２００８．１２企业科技与发展　９７