车床的数控改造

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普通车床的数控改造及应用

作者：黄朋 刘玉霞

来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2016年第04期

摘 要：近些年我国机械制造业取得了非常迅速的发展，并且制造业已然成为经济发展的重要最动力，但是因为我国机械制造业起步比较晚，所以在总体水平方面与发达国家还存在很大的差异，所以目前我国面临的主要问题就是要对传统的普通机床进行数控化技术的改造，由此来更好地提高机床生产的效率，故在本文中我们主要对普通车床的数控改造及应用进行了简单的分析与探讨，以供参考。

关键词：普通车床；数控改造；应用

中图分类号： TG5 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）10-196-2

0 引言

面对日益发展的科学技术，我国制造业也面临着巨大的挑战，而数控技术作为制造业发展的基础，要想更好地促进制造业的发展就必须要提高数控技术的发展水平与质量，在机械制造业的发展中，数控机床已经成为很多企业的必须设备，其具有非常显著的优点，不仅生产效率比较高，而且准确度也比较高，最终产生的生产效益也是非常可观的。但是数控机床也需要定期进行科学的维护保养，因为在生产过程中如果保养不当的话也容易出现问题，如果再不注重维修与改造的话就会在很大程度上降低机床设备的使用寿命，所以必要的数控机床改造是非常必要的。

1 普通机床数控化改造的意义

①通过机床改造能够在很大程度上节约制造成本，缩短交货的期限。因为与购置新的机床相比，对普通机床进行科学的改造能够节省大约3/4的费用，而且也可以完全使用原有的地基为基础。

②通过机床改造能够在很大程度上提高机械的稳定性能，因为原有的普通机床的立柱以及床身都是比较重的而且比较坚固的基础件，而通过科学的改造能够在很大程度上提高机床的稳定性和可靠性，并且同时提高机床的使用寿命。

车床的数控改造

摘要：介绍了一种利用SKY数控系统将一般车床改造成数控铣床的原理和方法。此法成本低，机床精度高，具有较大的社会效益和经济效益。

注塑机和挤出机作为生产塑料制成品的专用机器，在世界范畴内得到了广泛应用。螺杆作为挤出机、注射机的重要元件，其加工质量直截了当阻碍着挤出机、注射机的性能。用传统的手动操作方式加工螺杆，一致性差、功效低，加工质量得不到保证。采纳数控技术加工螺杆已成为必定的趋势。目前专用于加工螺杆的数控铣床价格昂贵，不易被用户同意；而采纳经济型数控系统及步进电机对车床进行改造成的经济型数控螺杆铣床，尽管价格较低，但功能较少、可靠性较差，使用过程中问题较多。

1 改造原理及方法

南京四开电子企业与我市某机床厂应广东一用户的要求，在车床上加装SKY数控系统，改造成功一台专门用于加工螺杆的数控螺杆铣床。它具有成本低、功能强、加工出的螺杆精度高、同一性好等优点，而且能够轻松地加工变径、变距(包括分段变距和连续变距)等各种专门要求的螺杆。

该系统具有中文界面，有全屏幕程序编辑功能，编程专门方便。程序储备量专门大，能够可靠地储存10000个加工程序。机床的驱动采纳数字式交流伺服电机，功率有足够的富余量，因此机床的稳固性和可靠性专门好，有效地解决了螺杆加工的问题。

SKY数控螺杆铣床是在一般车床上改造成功的，它的差不多结构如图1所示。

图1 差不多结构图

该机床是在一般车床的拖板上加装铣头，并装配数字式交流伺服电机，分别操纵主轴旋转及拖板的X、Z向运动，实现三轴联动。通过三轴联动的操纵，加工出各种形状的螺杆。

将车床刀架拆掉，装上铣头。铣头和主轴由数字式交流伺服电机直截了当通过同步带轮、同步带传动。X、Z向由数字式交流伺服电机直截了当通过联轴节与滚珠丝杠直连，从而操纵X、Z向移动。如此，整个机械改动不大，机械结构更为简单、运行更为灵活，并减少了传动误差。

用SKY数控系统改造螺杆铣床，用装在电机上的编码器作为检测元件，驱动装置为数字式交流伺服电机，从而构成一个输入为Dj，输出为DO的随动系统。由于编码器的辨论率较高，反馈采纳数字脉冲，伺服部分采纳双脉冲输入操纵，保证了它的抗干扰能力。 SKY系列数控系统既有全闭环的也有半闭环的，可依照用户要求而定。

仪器仪表用户　控制站是核心ｑ，几，通过ＴＲＩＣＯＮ行发的软件Ｔｒｉｓｔａｔｉｏｎ　Ｉ　１３　１　所做的各　组忐工作邮通过下载到该控制站运行。该控制站实现主　控卡（通常称作ＣＰＵ卡）的一　重化冗余．主控卡通过三重化冗余　的通讯电缆和Ｉ／Ｏ卡件通讯，　Ｉ／Ｏ卡件Ｉ乜源是双重化冗余的。控制　站通过系统的通讯卡连接刮两个变换机ＨＵＢ　Ｉ－，通过ＨＵＢ与操　作立【【Ｉ、工程师站、ＳＯＥ站进仃数据传输。工程师站完成所有软件　组态及　下载。操作站是完整的人机界面，ＳＯＥ站　来高效率的　记录事件顺序。辅助操作台【　安装各个联锁部分的报警指示灯和停　车、复位掇钮　两个硬旁蹄辅助操作柜上安装硬旁路开关和…些过　程点的报警提示灯。　３．２　ＥＳＤ系统的调试　ＥＳＤ系统在硬件软什组忐　必须经过仝面的调试才能投运　ＥＳＤ系统的调试．　噩足测试软硬件足否按设计耍求运行。ＥＳＤ系　统的稠试要掌握Ｉ１　确的　法和　定的技巧，同时还要注意以下问　题：　（１）卡件报警删试　当任何　个卡件出现战障后。　应该在ＳＯＥ及报警记录上有　记录，同时蜂呜器应该技出声音报警。可将卡件从底座上拔出来模　拟卡件故障米进行调试。支持热插拔的系统在卡件重新被装回后应　该自动恢复正常工作，不需要系统重新下装便件组态。　（２）通道测试　土婴删试变量的地址和通道的物理地址是　一　对应。对于数　字量输入通道，可以将２４ＶＤＣ的有无米模拟现场信号的通断，观　察对应的变量是否相应变化。对ｒ输出变量．…。般采用强制的办　法．　个个变量地强制，观察对应的通道的信号等是番相应变　化，确定变量的地址定义足疳　Ｅ确。　（３）冗余测试　系统的ＣＰＵ、信弓接口卡等冗余卡件的功能系统本身已经实　现，用户烈需要简　的　态就可以完成　『雨Ｉ／Ｏ卡的冗余功能是需　要通过川＿广１埂件接线和软件编　态米实现　输入输出卡一般是双　冗余．对　Ｊ　输入斗÷来说，系统采　冗，食卡件的那个卡件的信号，可　以通过编　或通过系统提ｆｊＩ＝的裘决器米安现：对ｒ输ｌ｛｝卡米说，软　件山而需要编　１、简币．的　序，砸僻／Ｊ　把两个冗余的输｝ｈ点的信　号接到酬…个输　ｌ路．需要　意的是两条信号线的结台处需要加　一个二极管．防『　２４ＶＤＣ反向供电。测试冗余，要将＿凡余卡件中　的任何　块拔出，系统工作及任何输入输出信号小会¨ｊ现任何波动　就表明冗余功能正常。　（４）操作界面测试　操作界面在动态连接以后，需要进行摹本的信号状态测试，一　足要测试动态对蒙的地川：连接足衙正确，　是要测试动态对象的颜　色变化足　符台露求　这项＿ｌ＿作在逻辑测试之前完成可以起到事半　功倍的作用　（５）　辑与操作界而综台测试　堂缒　堡羞　按设汁需耍进行测试：　①将所有的联锁情况全部测试完；　②充分考虑各种误操作；　⑧通过强制信号进行测试后，还必须在现场进行重新测试。现　场测试的重点是检查输入信号的常开常闭与组态是否一致，输出信　号最终确认是“Ｏ”停车还足“ｌ”停车：　④单个程序测试完后必须将整个项目的所有程序结合起来练台　测试，以测试各程序间变量赋值的正确性　（６）ＳＯＥ测试和报警记录测试　当逻辑测试完毕后，应对ＳＯＥ和报警记录进行测试。报警记　录测试是，测试当任何一个信号出现报警后，操作界面能否及时…　现预期的报警提示，报警记录里面能否及时记录了相应的记录，以　及蜂鸣器是否发出了报警声音，确认后报警声音是否消除等。ＳＯＥ　测试的事件／事故顺序记录是否正常。特别是当大量的事件在瞬间　发生时，ＳＯＥ能否精确完整地记录是测试工作酌难点和重点。需　要尽可能的模拟多个事件瞬间发牛。　３．３　ＥＳＤ系统投用结果　ＥＳＤ系统在全面调试后投入运行。运行结果表明，ＴＲＩＣＯＮ　系统完全达到了系统控制要求，从系统的可靠性、安全性、可维护　性以及操作的方便快捷性等方面都满足了生产的需要　时南于它　具有较低的扫描周期，进而有精确的ＳＯＥ功能，特别有利于事故　分析。　４结束语　在石化企业中，生产具有高温、ｔ　压，易燃、易爆、有毒等特　点，装置生产条件苛刻．对安全要求严格　而ＥＳＤ系统是根据相　应安全标准研发的专ｒＪ用于安全保护系统的控制设各，且取得了较　高等级的安全标准证书，系统具有完善的测试手段。当检测到系统　危险故障时能使系统迅速回到安全状态，兄其是具有ＳＯＥ功能，　使了　在线维护，并能与ＤＣＳ或其它设备进行通讯，所以对ｒ危险　性较高的石化牛产装置．要最大限度地保护　Ｃ艺设备及操作人　的　安全，避免　性事故的发生，应选择专用ＥＳＤ系统作为安　保护　系统。圆　参考文献　…顾样柏，黄步余．安全联锁系统是否可在ＤＣＳ中实现．炼油化　工自动化．１９９５，（１）；２５－２８．　作者简介：刘美（１９６７一）。女，硕士．副教授．主要从事自动控制理论与应　用．计算机控制系统与智能测控仪表方面教学与科研工作；张宪举（１９７５　一），男＋工程师．主要从事炼油化工自动化及仪表技术工作，担任茂名石化公　司仪表车间ＤＣＳ组长　作者声明：自愿将本文稿酬捐为“仪器仪表用户杂志爱ｔ。助学基金　文章编号：１　６７１・１　０４１（２００６）０２－０１　１　７・０２　管螺纹车床的数控改造　李中华　，王颖　，宾艳峰２　（１．华北电力大学控制科学与Ｔ程学院，河北保定０７１００３；２．中原油Ｉｔｌ，河南濮阳４５７０００）　摘要：　本文以ＣＡ６１４０车床为例．从改造方案的确立、机械结构改造，数　控系统的选用等方面介绍了普通车床经济型数控改造的方法和经验。　关键词：ＣＡ６１４０车床：数控改造　中图分类号：ＴＰ２０５　文献标识码：Ｂ　近年米，我单【立的…台ＣＡ６１４０普通管螺纹车床机械故障频繁　发生．各部件磨损严重，加＿１＿精度大幅度　下降，达不到　定的质量　收稿日期：２００６・０１－２２　欢迎订阅欢迎撰稿欢迎发布产品广告信息　和技术要求。生产效率低下。为此我单位决定对该车床进行数控改　造。数控改造的主要内容：　（１）安装数控系统，实现对ｘ、ｚ两方向进给运动和主轴运　动的自动控制：　（２）将手动刀架换成电动刀架；　（３）加装主轴编码器．以便更好的加工管螺纹：　（４）对机械部分进行改造．满足车床较好的动态特性和生产实　用性要求：　ＥｌＣ　Ｖｏ１．１３　２００６　Ｎｏ．２　１　

CK5225数控立式车床改造验收报告

验收日期： 年 月 日 文件编号：

用户单位： 购入途径： □ 配套 □改造 □

代理

联系人 联系电话 机床型号：

系统型号 系统机号 系统生产日期

检查项目 检查方法 检查结果

一、开关控制信号

主轴开、关 在手动状态下按主轴开关键 □正常 □ 不正常 □ 无此功能

2、精度

定位精度 （X） 0.03 mm X方向误差值 mm

（Z）0.04 mm Z方向误差值 mm

重复定位 （X） 0.012 mm X方向误差值 mm

（Z） 0.016 mm Z方向误差值 mm

反向偏差 （X） 0.013 mm X方向误差值 mm

（Z） 0.02 mm Z方向误差值 mm

G代码 编制程序或按加工样件测试 □ 正常 □ 不正常 □ 未加工

M代码 编制程序或按加工样件测试 □ 正常 □ 不正常 □ 未加工

T代码 编制程序或按加工样件测试 □ 正常 □ 不正常 □ 未加工

□无此功能

3、其他改造内容：

1、 X、Z轴软限位的设置及安装 □ 正常 □ 不正常 □无此功能

2、主轴实现变频+手动三档并可档内无级调速，及转速运行误差 □ 正常 □ 不正常 □无此功能

3、自动润滑油泵、润滑点的安装 □ 正常 □ 不正常 □无此功能

5、对各行程过程保护及当前刀位有屏幕显示功能 □ 正常 □ 不正常 □无此功能

4、培训

代表签字： 方式 地点 时间

培训人数： 人

培训人员：

培训内容：

1、系统操作界面每个键的功能及含意。

2、编程基础和对刀方法。

3、日常数控车床的保养和维护（包括反向间隙，窜动的检测和调整以及系统工作环境要求）。 培训合格 培训人员签字：