X8126万能工具铣床的数控改造.pdfVIP

1机床改造方案 X8126工具铣床适用于加工各种工具，如夹具、 冲模、压模，以及其他复杂的小型零件。 铣床工作台 作横向和升降运动，主轴滑枕作纵向运动，要求改 造后具备三轴联动加工能力，其数控改造方案： （1）机械进给部分的改造进给箱内除升降方 向自锁齿轮外，其余部分拆除，将原普通丝杠更换 为滚珠丝杠副。 并按照大修标准，修复主轴及工作 台和滑枕的导轨，恢复机械精度； （2）电气部分改造保留主轴电机、冷却泵电 机及控制电路。 根据工具铣床的使用要求，选配功 率、 转矩适当的交流伺服电机与伺服驱动单元，并 增加相应电路； （3）由于机床的主要用途为教学实习，所以改 造的设计目标是经济型数控铣床，系统选择国产中 档数控铣系统。 2机械进给系统的改造 由于该工具铣床已经使用多年，所以在数控改 造前先进行大修。 将主轴与装配位置的磨损部位电 镀后，在工具磨床上修磨，并更换轴承，恢复主轴精 度；将3个进给方向的导轨重新淬火后，在导轨磨 床上修磨，恢复导轨精度。 拆除铣床原普通丝杠与 手柄，更换为滚珠丝杠副。 已知机床净重约1 150， 工作台总体重量约 为210，横向工作台重量约为85，滑枕重量约 为92，工作台承载工件最大重量120，滑动导 轨动摩擦系数为0.1，静摩擦系数为0.2。 根据丝杠 承受负荷的要求，选用外循环单螺母凸出式滚珠丝 杠副。X向与Z向丝杠选用FL2506-5/750型，公称 直径25 mm，基本导程6 mm，负荷滚珠圈数5，其额 定动负荷17 456 N， 精度等级选3级；Y向丝杠选 用FL2004-5/410型，公称直径20 mm，基本导程4 mm，负荷滚珠圈数5，其额定动负荷9 807 N，精度 等级选3级。 铣床改造结构如图1所示。 图1X8126工具铣床改造简图 1、2、3.交流伺服电机4.主轴电机 3伺服电机与驱动单元的选配 参照数控铣床的设计经验，Z向电机选用广 泰数控130ACM07720H交流伺服电机， 额定功率 1.6 kW，额定转矩7.7 Nm，额定转速2 500 r/min； X、Y向电机均选用广泰数控110ACM04030H交流 伺服电机，额定功率1.2 kW，额定转矩4 Nm，额 定转速2 500 r/min。 3个伺服驱动单元均选用广泰GTAS1驱动 X8126 万能工具铣床的数控改造 王勇， 赖思琦， 郭磊 （西南科技大学 工程技术中心， 四川 绵阳621010） 摘要： 将X8126万能工具铣床改造成数控工具铣床，详细介绍了机床进给系统与电气系统 的改造方案，伺服驱动部分的选配，数控系统的选择等。 机床改造后，提高了加工精度和效率，在生 产和实践教学中都发挥了重要作用。 关键词： 工具铣床； 改造； 数控系统 中图分类号：TG541文献标志码：B文章编号：1003 0794（2009）09 0181 02 CNC GM of X8126 Universal Tool Milling Machine WANG Yong，LAI Si - qi，GUO Lei (Engineering Technology Center,Southwest University of Science and Technology,Mianyang 621010,China) Abstract：X8126 universal tool milling machine into CNC milling machine tools milling machine, the machine tool into a detailed introduction to the system and the electrical system of the transformation program, part of the matching servo drives, numerical control systems preferences. The machine modified to improve the machining accuracy and efficiency in production and practice teaching are playing an important role. Key words：tool milling machine；transformation；numerical control system 1 2 3 4 X向 Z向 Y向 煤矿机械 Coal Mine Machinery Vol.30No.9 Sep . 2009 第30卷第9期 2009年9月 181 器， 根据滚珠丝杠的基本导程和GTAS1驱动器参 数设置计算：电机每转脉冲数=10 000分频分子/分 频分母。X、Z向驱动器设电子齿轮比G=分频分子/ 分频分母=3/5，即输入指令脉冲为6 000时，伺服电 机旋转1圈；Y向驱动器设电子齿轮比G=分频分 子/分频分母=2/5，即输入指令脉冲为4 000时，伺服 电机旋转1圈。按照GTAS1驱动单元连接方式，如 图2所示，将AC220V电源、伺服电机编码器、行程 开关、数控系统等与驱动器端口连接。 图2GTAS1驱动器连接图 4数控系统的选择 选择数控系统的原则是具备良好的性价比，功 能较为全面，具有友好的界面，易于操作，方便学生 的学习与实践练习。 通过综合比较国内外的知名产 品，选中了成都广泰实业有限公司针对铣床及加工 中心研制开发的GREAT160iM型数控系统。 该系 统为中档嵌入式数控系统， 以ARM微处理器为硬 件核心， 配置64 MB内存和32 MB用户存储空间， 可控制X、Y、Z、A、B共5轴， 其中圆弧可23轴联 动，直线可25轴联动，脉冲当量均为0.001 mm。 并 且可使用USB可移动U盘接口和RS 232接口，与 计算机交换数控加工程序。 系统软件具有较强的补 偿功能、丰富的指令系统、较完善的查错功能，完全 可满足教学和生产的需要。 5电气系统的改造 保留主轴电机和冷却泵电机以及照明、电源信 号灯等部分，增加变压器（1.5 kW，380 V/220 V），为 伺服驱动系统和数控系统提供电源，将主轴和冷却 泵的电机的继电器接入数控系统的通用I/O转接板 端口，接受系统的控制。 铣床改造后的主电路和控 制电路分别如图3、图4所示。 图3主电路 图4控制电路 闭合电源切断开关QS1，信号灯亮，闭合SA2， 照明灯亮；闭合开关SA1，冷却泵电机M2启动，但 必须注意，当车间停电的时候，应断开SA1，以防止 恢复供电时，M2自动启动；行程开关SQ1为开门断 电，起到安全作用。 6结语 改造后的X8126数控工具铣床， 可三轴联动， 能加工较为复杂的工件，具有精度好、生产效率高 等诸多优点。 在实践教学中，该铣床以操作简单、安 全性好，直观方便的全中文菜单界面和较强的数控 加工能力，受到师生们的欢迎，在工作中发挥了重 要作用。 参考文献： 1余英良.机床数控改造设计与实例M. 1版.北京：机械工业出版 社，2001. 2董玉红,邵俊明.机床数控技术M. 2版.哈尔滨：哈尔滨工业大 学出版社，2001. 作者简介： 王勇（1975-），四川绵阳人，工程师，硕士研究生， 工程训练基地主任，长期从事机械设计制造、数控加工技术的教学 及科研工作，电子信箱：wangyong. 收稿日期：20090330 PE M1 3 M21 3 0.04KW 3KW M31 3 M41 3 M51 3 XYZ QS1分离脱扣器 220 V220 V 24 V QF5QF6QF7 110 VQF4 SB1 SB2 E E KM1 E E PE KM1 KM2KM3 QF3 KM3 SA2 QF1 QF2 SA1 QF4 主轴启停冷却泵 伺服电源照明灯 电源信号灯数控系统电源 照明灯 电源信号灯 数控系统 外部I/O电源模块 第30卷第9期Vol.30No.9X8126万能工具铣床的数控改造王勇，等 ! 煤矿综放工作面后部刮板输送机的改进 中国矿业大学根据煤矿综放工作面和放顶煤支架对后部输送机的要求，利用现有的输送机改造成后部输送机。 在兖州矿 业（集团）公司兴隆庄煤矿井下工作面使用150 d仍无故障，实现了安全高效的目标。 改造后的输送机具有以下特点：能够较好地与中间支架和过渡支架配套使用。机头、机尾的高度比较低，机头架和机 尾架可以互换，减少了零部件的品种。输送机前后都安装了铲煤板，极大地减少了后推移千斤顶的损坏量。 靠近支架的铲煤 板可以有效地清除架间的煤炭，减少了清理浮煤的工作量。在支架的侧铲煤板处设计了特殊的软联接固定耳座，耳座上设有 调节联接链高低的调节孔，可以得到不同的铲煤效果。刮板输送机的中部槽搭接两端焊有高锰钢制成的耐磨块，中板上堆焊 着耐磨合金材料，提高了中部槽的过煤量。采用2台160 kW的单速电动机，提高了电动机的可靠性。后输送机与后拉千斤 顶之间采用链条软联接，有效地避免了后拉千斤顶活塞杆弯曲的现象。（李剑峰） 伺服驱动器 AJ3 AJ4 PE U V W 单相AC220 V 或三相AC220 V DC1224V 正转禁止 伺服使能 反转禁止 控制方式 位置禁止 速度选择 准备好信号 伺服报警 模拟信号 脉冲信号 方向信号 AJ3 ACM电机 编码器 编码器信号 COM+COM+ EN CWSTP CCWSTP CMODE INTH SC1 SRDY- SRDY+ ALM- ALM+ALM+ VIn Vand CP+ CP- DIR+ DIR- PE 10 22 9 11 21 17 5 12 24 13 25 8 20 6 18 7 19 1 2 9 8 PE R S T 7 15 14 13 6 1 8 12 11 4 3 10 2 3 4 1 2 3 6 9 6 8 4 7 1 10 13 11 14 12 15 2 14 3 16