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數(shù)控機(jī)床的概述范文第1篇

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 概述 主軸 驅(qū)動(dòng) 控制 策略

一、數(shù)控機(jī)床改造設(shè)計(jì)的意義概述

1、數(shù)控機(jī)床改造的意義

節(jié)省資金：機(jī)床的數(shù)控改造同購(gòu)置新機(jī)床相比一般可節(jié)省60%左右的費(fèi)用，大型及特殊設(shè)備尤為明顯。一般大型機(jī)床改造只需花新機(jī)床購(gòu)置費(fèi)的1/3。即使將原機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底改造升級(jí)也只需花費(fèi)購(gòu)買新機(jī)床60%的費(fèi)用，并可以有效的利用現(xiàn)有地基。

性能穩(wěn)定可靠：因原機(jī)床各基礎(chǔ)件經(jīng)過長(zhǎng)期時(shí)效，幾乎不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度。

提高生產(chǎn)效率：機(jī)床經(jīng)數(shù)控改造后即可實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高 3至5倍。對(duì)復(fù)雜零件而言難度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工裝，不僅節(jié)約了費(fèi)用而且可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。

2、車床的性能和精度的選擇

并不是所有的舊機(jī)床都可以進(jìn)行數(shù)控改造，機(jī)床的改造主要應(yīng)具備兩個(gè)條件：第一，機(jī)床基礎(chǔ)件必須有足夠的剛性。第二，改造的費(fèi)用要合適，經(jīng)濟(jì)性好。在改裝車床前，要對(duì)機(jī)床的性能指標(biāo)做出決定。改裝后的車床能加工工件的最大回轉(zhuǎn)直徑以及最大長(zhǎng)度、主電動(dòng)機(jī)功率等一般都不會(huì)改變。加工工件的平面度、直線度、圓柱度以及粗糙度等基本上仍決定于機(jī)床本身原有水平。

3、車床數(shù)控改造總體方案

目前機(jī)床數(shù)控改造技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，專用化的機(jī)床數(shù)控改造系統(tǒng)所具備的性能和功能一般均能滿足車床的常規(guī)加工要求。較典型的車床數(shù)控改造方案可選擇為：配置專用車床數(shù)控改造系統(tǒng)，采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、配置脈沖發(fā)生器實(shí)現(xiàn)螺紋加工功能、配置自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀功能。比如某方案選擇下列基本配置和功能：

1、采用KENT-18T車床數(shù)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)控制電路采用了高速微處理器，超大規(guī)模定制型集成電路芯片，多層印刷電路板，從而極大地提高了系統(tǒng)的可靠性；在控制面板上，將CNC操作面板與機(jī)床操作面板集成為一體，極大地簡(jiǎn)化了聯(lián)機(jī)。具有直線和圓弧插補(bǔ)、代碼編程、刀具補(bǔ)償和間隙補(bǔ)償功能、數(shù)碼管二坐標(biāo)同時(shí)顯示、自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架控制、螺紋加工等控制功能。

2、配有伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，脈沖當(dāng)量或控制精度一般為：Z為0.01mm，X向?yàn)?.005mm（要與相應(yīng)導(dǎo)程的絲杠相配套）。

3、主電機(jī)采用變頻電機(jī)，固定在電機(jī)底座上，通過皮帶輪、皮帶傳帶給主軸，可使主軸得到由低速到高速的無級(jí)變速運(yùn)動(dòng)，并可實(shí)現(xiàn)正反向旋轉(zhuǎn)。

4、具有單步或連續(xù)執(zhí)行程序、循環(huán)執(zhí)行程序、機(jī)械極限位置自動(dòng)限位、超程報(bào)警，以及進(jìn)給速度程序自動(dòng)終止等各類數(shù)控基本功能。

二、數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)及控制

1、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)概述

主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也叫主傳動(dòng)系統(tǒng)，是在系統(tǒng)中完成主運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置部分。主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變成主軸上安裝的刀具或工件的切削力矩和切削速度，配合進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，加工出理想的零件。它是零件加工的成型運(yùn)動(dòng)之一，它的精度對(duì)零件的加工精度有較大的影響。

2、數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求

機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)有較大的差別。機(jī)床主軸的工作運(yùn)動(dòng)通常是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，不像進(jìn)給驅(qū)動(dòng)需要絲杠或其它直線運(yùn)動(dòng)裝置作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。數(shù)控機(jī)床通常通過主軸的回轉(zhuǎn)與進(jìn)給軸的進(jìn)給實(shí)現(xiàn)刀具與工件的快速的相對(duì)切削運(yùn)動(dòng)。在20紀(jì)60-70年代，數(shù)控機(jī)床的主軸一般采用三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)配上多級(jí)齒輪變速箱實(shí)現(xiàn)有級(jí)變速的驅(qū)動(dòng)方式。隨著刀具技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)、加工工藝以及生產(chǎn)效率的不斷發(fā)展，上述傳統(tǒng)的主軸驅(qū)動(dòng)已不能滿足生產(chǎn)的需要?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸傳動(dòng)提出了更高的要求：

首先，調(diào)速范圍寬并實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速

為保證加工時(shí)選用合適的切削用量，以獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。特別對(duì)于具有自動(dòng)換刀功能的數(shù)控加工中心，為適應(yīng)各種刀具、工序和各種材料的加工要求，對(duì)主軸的調(diào)速范圍要求更高，要求主軸能在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令自動(dòng)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，并減少中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化主軸箱。目前主軸驅(qū)動(dòng)裝置的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍已可達(dá)1∶100，恒功率調(diào)速范圍也可達(dá)1∶30，一般過載1.5倍時(shí)可持續(xù)工作達(dá)到30min。主軸調(diào)速范圍：100至2800r/min。

其次，具有4象限驅(qū)動(dòng)能力：要求主軸在正、反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)均可進(jìn)行自動(dòng)加、減速控制，并且加、減速時(shí)間要短。

另外，也要具有較高的精度與剛度，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低：數(shù)控機(jī)床加工精度的提高與主軸系統(tǒng)的精度密切相關(guān)。為了提高傳動(dòng)件的制造精度與剛度，采用齒輪傳動(dòng)時(shí)齒輪齒面應(yīng)采用高頻感應(yīng)加熱淬火工藝以增加耐磨性。最后一級(jí)一般用斜齒輪傳動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。采用帶傳動(dòng)時(shí)應(yīng)采用齒型帶。應(yīng)采用精度高的軸承及合理的支撐跨距，以提高主軸的組件的剛性。在結(jié)構(gòu)允許的條件下，應(yīng)適當(dāng)增加齒輪寬度，提高齒輪的重疊系數(shù)。變速滑移齒輪一般都用花鍵傳動(dòng)，采用內(nèi)徑定心。側(cè)面定心的花鍵對(duì)降低噪聲更為有利，因?yàn)檫@種定心方式傳動(dòng)間隙小，接觸面大，但加工需要專門的刀具和花鍵磨床。

此外，也要保證有良好的抗振性和熱穩(wěn)定性：數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，可能由于持續(xù)切削、加工余量不均勻、運(yùn)動(dòng)部件不平衡以及切削過程中的自振等原因引起沖擊力和交變力，使主軸產(chǎn)生振動(dòng)，影響加工精度和表面粗糙度，嚴(yán)重時(shí)甚至可能損壞刀具和主軸系統(tǒng)中的零件，使其無法工作。主軸系統(tǒng)的發(fā)熱使其中的零部件產(chǎn)生熱變形，降低傳動(dòng)效率，影響零部件之間的相對(duì)位置精度和運(yùn)動(dòng)精度，從而造成加工誤差。因此，主軸組件要有較高的固有頻率，較好的動(dòng)平衡，且要保持合適的配合間隙，并要進(jìn)行循環(huán)。

總之，機(jī)床的改造設(shè)計(jì)對(duì)于提升生產(chǎn)效率、工藝精度都有著十分重要的意義，需要我們認(rèn)真對(duì)待，同時(shí)在設(shè)計(jì)、改造的過程中我們也要不斷創(chuàng)新、不斷進(jìn)取，采取先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，使數(shù)控機(jī)床發(fā)揮其最佳的效應(yīng)，創(chuàng)造出最高的生產(chǎn)效率！

參考文獻(xiàn)：

數(shù)控機(jī)床的概述范文第2篇

【關(guān)鍵詞】控置系統(tǒng)；定位精度；前置反饋控制器

1 引言

數(shù)控機(jī)床在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的越來越廣發(fā)。數(shù)控系統(tǒng)采用控制系統(tǒng)與電機(jī)相互控制方案能夠保證很高的穩(wěn)定性、精確度。在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)控機(jī)床的刀具與工件之間不但要確保很高的定位精度，而且還要保證較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和系統(tǒng)速度過渡平穩(wěn)不能有柔性沖擊[1]。

在本文中，根據(jù)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)并結(jié)合函數(shù)算法研究了一種前置反饋控制器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的精確控制。

2 前置反饋控制原理分析

在控制系統(tǒng)中交流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型是非線性微分方程，非常復(fù)雜[2]。通常把前置調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)成一種比例控制器，把速度和電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)為普通的比例積分控制器。在本系統(tǒng)中采用前饋環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)的多環(huán)控制方式，其中一般調(diào)制方法采用空間相對(duì)矢量法，逆變電路采用經(jīng)常用的電橋電路[3]。

數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，要求伺服的定位系統(tǒng)必須保證以下幾方面的要求：

1）定位的精度要求系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差盡量為零；

2）定位的速度要求更快的響應(yīng)時(shí)間；

3）整個(gè)系統(tǒng)響應(yīng)應(yīng)該沒有超調(diào)。

為了滿足上述對(duì)系統(tǒng)的要求，大量文獻(xiàn)對(duì)前置位置環(huán)的控制方式進(jìn)行了研究和論述。前置反饋控制算法是近些年來數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)普遍采用的一種提高控制性能的算法。

結(jié)合各種理論研究，本文提出了前置反饋控制的位置控制器，結(jié)合函數(shù)加減速的算法，通過前置反饋控制使整個(gè)控制系統(tǒng)獲得更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，并且通過調(diào)節(jié)前置環(huán)積分系數(shù)，保證了整個(gè)系統(tǒng)定位的高精度 。

3 前置反饋控制器的設(shè)計(jì)

3.1 前置反饋控制器工作原理

前置反饋控制器要遵循差分控制原理：在每一個(gè)周期內(nèi)，控制卡要向控制系統(tǒng)發(fā)出脈沖指令，不僅由當(dāng)前位置偏差運(yùn)算決定，同時(shí)與下一個(gè)周期的插補(bǔ)點(diǎn)還有關(guān)系，我們把脈沖指令記為，則有。

在公式（1）中，等式右側(cè)第一項(xiàng)為控制算法結(jié)果，第二項(xiàng)是差分控制。其中，是前置反饋系數(shù)，是當(dāng)前指令所在位置，是下一個(gè)周期要執(zhí)行的指令位置。實(shí)際的前置反饋控制器如圖1所示。

圖1中，代表的是相位置輸入，代表的是電機(jī)轉(zhuǎn)過位置。當(dāng)速度調(diào)節(jié)器運(yùn)行時(shí)，在前置環(huán)的截止率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于速度環(huán)的截止率，速度環(huán)的傳遞函數(shù)可以看成是一個(gè)慣性環(huán)節(jié)。則速度環(huán)的一般傳遞函數(shù)為：

電機(jī)積分函數(shù)為：

此時(shí)可以將前置環(huán)設(shè)計(jì)成比例控制，此時(shí)有： （4）

則整個(gè)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：

根據(jù)前置反饋的控制原理，一般認(rèn)為只要采用任意一種算法都可以構(gòu)成公式（7）中的加速度和速度的疊加公式。但是在實(shí)際應(yīng)用中，必須考慮所采用的加減速算法變化是否平滑，以免對(duì)機(jī)床的起動(dòng)與停止造成硬性沖擊，引起較大抖動(dòng)或不必要誤差。

3.2 加減速控制算法對(duì)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響

設(shè)為速度變化時(shí)間量，起始的穩(wěn)態(tài)速度設(shè)為，運(yùn)行變化后的穩(wěn)態(tài)速度記為，過渡過程時(shí)間常數(shù)記為，則加減速控制算法中的速度一般可以表示為：

利用速度的前置反饋控制可以通過開環(huán)控制使整個(gè)控制系統(tǒng)響應(yīng)加快。同時(shí)為了保證整個(gè)控制系統(tǒng)的定位精度，必須還要有積分控制環(huán)節(jié)。

如果對(duì)公式（8）進(jìn)行微分，可以得到加速度的公式為：

在控制系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，要求系統(tǒng)變化盡可能平穩(wěn)，這就需要加速度必須是連續(xù)的，還要滿足系統(tǒng)要求的邊界條件，也就是在起始和終止時(shí)的速度要與與系統(tǒng)要求速度一致，加速度也必須為零。對(duì)于公式式（9）而言，經(jīng)過分析完全符合上述條件。

4 結(jié)論

本文通過對(duì)前置控制系統(tǒng)的分析，提出了基于速度和加速度前置反饋控制器，并且采用函數(shù)加減算法，使整個(gè)系統(tǒng)獲得更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，保證了系統(tǒng)定位要求的高精度。采用前置反饋控制的前置環(huán)，能使整個(gè)系統(tǒng)獲得理想的控制性能，能夠滿足數(shù)控機(jī)床硬件系統(tǒng)對(duì)速度的平穩(wěn)性以及在快速頻繁換向時(shí)無抖動(dòng)的要求。

【參考文獻(xiàn)】

[1]郭新貴，李從心.一種新型柔性加減速算法[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，37（2）：205-206.

[2]Atkeson，C.G.，Moore，A.W. Schaal，S.. Locally weighted learning[J]. Artif. Intell. ReV.，1997，11， 11-73.

[3]Bontempi，G.，Bersini，H.，Birattari，M.. The local paradigm for modeling and control：from neuro-fuzzy to lazy learning[J].Fuzzy Sets Syst.，2001，121，59-72.

數(shù)控機(jī)床的概述范文第3篇

關(guān)鍵詞：普通機(jī)床；數(shù)控機(jī)床；改造設(shè)計(jì)

Abstract: NC machine tools are in now science and technology development situation, to promote productivity, has great role in promoting the development of machinery. This paper mainly analyses the common machine tool (C618) to the design steps of CNC machine tools, and the design of special knuckle CNC vertical lathe parts is introduced, with important implications for machinery industry!

Key words: general machine tools; NC machine tool; design

中圖分類號(hào)：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文章編號(hào)

一、數(shù)控機(jī)床與應(yīng)用

機(jī)床作為機(jī)械制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它的發(fā)展一直引起人們的關(guān)注，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起，促使機(jī)床的控制信息出現(xiàn)了質(zhì)的突破，導(dǎo)致了應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行柔性自動(dòng)化控制的新一代機(jī)床－數(shù)控機(jī)床的誕生和發(fā)展。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用，為人類提供了實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工工藝過程自動(dòng)化的理想手段。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床也得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，同時(shí)使人們對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)床傳動(dòng)及結(jié)構(gòu)的概念發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變。數(shù)控機(jī)床是以數(shù)字化的信息實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對(duì)位置，機(jī)床電機(jī)的啟動(dòng)和停止，主軸變速，工件松開和夾緊，刀具的選擇，冷卻泵的起停等各種操作和順序動(dòng)作等信息用代碼化的數(shù)字記錄在控制介質(zhì)上，然后將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置或計(jì)算機(jī)，經(jīng)過譯碼，運(yùn)算，發(fā)出各種指令控制機(jī)床伺服系統(tǒng)或其它的執(zhí)行元件，加工出所需的工件。

二、普通車床的數(shù)控化改造設(shè)計(jì)

機(jī)床的數(shù)控改造，主要是對(duì)原有機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)，最終使機(jī)床達(dá)到比較理想的狀態(tài)。數(shù)控車床是機(jī)電一體化的典型代表，其機(jī)械結(jié)構(gòu)同普通的機(jī)床有諸多相似之處。然而，現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床不是簡(jiǎn)單地將傳統(tǒng)機(jī)床配備上數(shù)控系統(tǒng)即可，也不是在傳統(tǒng)機(jī)床的基礎(chǔ)上，僅對(duì)局部加以改進(jìn)而成(那些受資金等條件限制，而將傳統(tǒng)機(jī)床改裝成建議數(shù)控機(jī)床的另當(dāng)別論）。傳統(tǒng)機(jī)床存在著一些弱點(diǎn)，如剛性不足、抗振性差、熱變形大、滑動(dòng)面的摩擦阻力大及傳動(dòng)元件之間存在間隙等，難以勝任數(shù)控機(jī)床對(duì)加工精度、表面質(zhì)量、生產(chǎn)率以及使用壽命等要求?，F(xiàn)代的數(shù)控技術(shù)，特別是加工中心，無論是其支承部件、主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)、輔助功能等部件結(jié)構(gòu)，還是整體布局、外部造型等都已經(jīng)發(fā)生了很大變化，已經(jīng)形成了數(shù)控機(jī)床的獨(dú)特機(jī)械結(jié)構(gòu)。因此，我們?cè)趯?duì)普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造的過程中，應(yīng)在考慮各種情況下，使普通機(jī)床的各項(xiàng)性能指標(biāo)盡可能地與數(shù)控機(jī)床相接近。

2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)。普通車床（C618）的數(shù)控改造設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：總體方案的確定和驗(yàn)證、機(jī)械改造部分的設(shè)計(jì)計(jì)算（包括縱向、橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算）、主運(yùn)動(dòng)自動(dòng)變速原理及改造后的機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì)、機(jī)床調(diào)速電動(dòng)機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)、電磁離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算。本設(shè)計(jì)任務(wù)是對(duì)C618臥式車床進(jìn)行數(shù)控化改造，實(shí)現(xiàn)微機(jī)對(duì)車床的數(shù)控化控制。利用微機(jī)對(duì)車床的縱向、橫向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字控制，并要達(dá)到縱向最小運(yùn)動(dòng)單位為0.01 /脈沖，橫向最小運(yùn)動(dòng)單位0.005 /脈沖，主運(yùn)動(dòng)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速，刀架要改造成自動(dòng)控制的自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架，要能自動(dòng)的切削螺紋。

2.2數(shù)控部分的設(shè)計(jì)改造。（1）數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定。數(shù)控系統(tǒng)按其運(yùn)動(dòng)軌跡可分為：點(diǎn)位控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。點(diǎn)位控制系統(tǒng)只要求控制刀具從一點(diǎn)移到另外一點(diǎn)的位置，而對(duì)于運(yùn)動(dòng)軌跡原則上不加控制。連續(xù)控制系統(tǒng)能對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)方向的位移進(jìn)行嚴(yán)格的不間斷的控制。由于C618車床要加工復(fù)雜輪廓零件，所以本微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)。（2）伺服進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改造。數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給系統(tǒng)按有無位置檢測(cè)和反饋可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)。閉環(huán)控制方案的優(yōu)點(diǎn)是可以達(dá)到和好的機(jī)床精度，能補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的各種誤差，消除間隙、干擾等對(duì)加工精度的影響。但他結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)難度大、調(diào)式和維修困難、造價(jià)高。半閉環(huán)控制系統(tǒng)由于調(diào)速范圍寬，過載能力強(qiáng)，又采用反饋控制，因此性能遠(yuǎn)優(yōu)于以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)控制系統(tǒng)。但是，采用半閉環(huán)控制其調(diào)式比開環(huán)要復(fù)雜，設(shè)計(jì)上也要有其自身的特點(diǎn)，技術(shù)難度較大。開環(huán)控制系統(tǒng)中沒有位置控制器及反饋線路，因此開環(huán)系統(tǒng)的精度較差，但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于調(diào)整，所以常用于精度要求不高的場(chǎng)合。經(jīng)過上述比較，由于所改造的C618車床的目標(biāo)加工精度要求不高，所以決定采用開環(huán)控制系統(tǒng)。

2.3數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)。數(shù)控系統(tǒng)都是由硬件和軟件兩部分組成，硬件是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能。

數(shù)控裝置的設(shè)計(jì)方案通常有：

(1) 可以全部自己設(shè)計(jì)制作

(2)可以采用單板機(jī)或STD模塊或工控機(jī)改制

(3)可以選用現(xiàn)成的數(shù)控裝置作少量的適應(yīng)化改動(dòng)

在普通機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造中，由于第一種設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)且不經(jīng)濟(jì)，同時(shí)質(zhì)量也難于保證。第二種則更加不經(jīng)濟(jì)。所以設(shè)計(jì)將采取第三種方案。

2.4機(jī)械改造部分的設(shè)計(jì)。(1)主傳動(dòng)部分的改造設(shè)計(jì)。將原機(jī)床的主軸電動(dòng)機(jī)換成變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，無級(jí)調(diào)速部分由變頻器控制。將原機(jī)床的主軸手動(dòng)變速換成有電磁離合器控制的主軸變速機(jī)構(gòu)。改造后使其主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分離，主軸電動(dòng)機(jī)的作用只是帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。（2）進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造。將原機(jī)床的掛輪機(jī)構(gòu)、進(jìn)給箱、溜板箱、滑動(dòng)絲杠、光杠等全部拆除?？v向、橫向進(jìn)給以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件經(jīng)一級(jí)齒輪減速后，由滾珠絲杠傳動(dòng)。（3）其它部件的改造。刀架部分：拆除原手動(dòng)刀架和小拖板，安裝由微機(jī)控制的四工位電動(dòng)機(jī)刀架，該刀架具有重復(fù)定位精度高、剛性好、使用壽命長(zhǎng)、工藝性好等優(yōu)點(diǎn)。

三、轉(zhuǎn)向節(jié)專用立式數(shù)控車床部件設(shè)計(jì)

3.1 主軸箱設(shè)計(jì)。（1）主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本機(jī)床為立式結(jié)構(gòu)，主軸箱就是傳統(tǒng)意義上的床身 ，其作用一是安裝主軸及其傳動(dòng)系統(tǒng)，二是支撐立柱即在其上安裝的縱橫滑板和電動(dòng)刀架。因此要求主軸箱具有據(jù)夠的剛性，結(jié)構(gòu)必須合理，長(zhǎng)期使用不變形。（2）主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)。傳動(dòng)比確定：機(jī)床主要加工轉(zhuǎn)向節(jié)，兼顧通用數(shù)控立車功能，傳動(dòng)比為1:10，最低轉(zhuǎn)速為63轉(zhuǎn)每分鐘，最高轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)每分鐘；轉(zhuǎn)動(dòng)路線確定：傳動(dòng)路線采用伺服電機(jī)通過行星減速箱、皮帶輪驅(qū)動(dòng)主軸單元使主軸旋轉(zhuǎn)；主軸單元結(jié)構(gòu)：采用主軸單元結(jié)構(gòu)目的是方便制造、安裝、維修。選用主軸單元結(jié)構(gòu)要適合加工轉(zhuǎn)向節(jié)特殊件的需要。選用主軸單元結(jié)構(gòu)要適應(yīng)加工轉(zhuǎn)向節(jié)特殊件的需要，第一滿足剛性要求，旋轉(zhuǎn)精度的長(zhǎng)久穩(wěn)定性；第二要有夾緊油缸及分油裝置；第三動(dòng)力卡盤和專用車具可快速切換，實(shí)現(xiàn)通用立式數(shù)控車床功能和專用轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控加工的切換。據(jù)此，選用的主軸單元為標(biāo)準(zhǔn)50規(guī)格的車主軸支撐形式，具有高剛性、高精度的特點(diǎn)。

3.2 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)。（1）縱向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)?？v向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)主要有縱向滑板和縱向滾珠絲杠傳動(dòng)副組成。其縱向滑板安裝在立柱的縱向滾動(dòng)導(dǎo)軌上，它可以沿立柱導(dǎo)軌做縱向運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌采用重載型滾珠滾動(dòng)導(dǎo)軌，導(dǎo)軌承載能力大，剛性強(qiáng)?？v向伺服電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠螺母副，帶動(dòng)縱向滑板沿立柱導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。（2）橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)。橫向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)主要由橫向滑板和橫向滾珠絲杠傳動(dòng)副組成。其橫向滑板安裝在縱向護(hù)板的橫向滾動(dòng)導(dǎo)軌上，它可沿著縱向滑板向滑板橫向?qū)к壸鰴M向運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌采用重載型滾珠滾動(dòng)導(dǎo)軌，導(dǎo)軌承載能力大，剛性強(qiáng)。橫向伺服電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠螺母副，帶動(dòng)橫向滑板沿縱向滑板橫向?qū)к夁\(yùn)動(dòng)。

3.3 轉(zhuǎn)向節(jié)工裝夾具設(shè)計(jì)。（1）頂尖部件設(shè)計(jì)。頂尖是機(jī)床的重要定位機(jī)構(gòu)，其功用：定位功能、回轉(zhuǎn)功能、夾緊功能，其動(dòng)作：安裝工件時(shí)，頂尖部件處于上部，當(dāng)工件在專用車具的正確位置上時(shí)，頂尖在油缸的作用下向下移動(dòng)，使上頂尖頂緊工件桿部上頂尖孔，完成工件的定位夾緊。主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)頂尖也隨著旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)此部件首先確定夾緊力，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)油缸的規(guī)格，確保夾緊可靠；轉(zhuǎn)向節(jié)是不平衡件，頂尖主軸及頂尖要有足夠的剛性，以保證回轉(zhuǎn)精度的長(zhǎng)久穩(wěn)定性。（2）轉(zhuǎn)向節(jié)車具設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)向節(jié)是異形件，非常的不平衡，其車具設(shè)計(jì)有一定難度，第一是定位采用頂尖孔，其剛性不好，需要上下頂尖定位夾緊，下頂尖固定在主軸上，上頂尖單獨(dú)設(shè)計(jì)移動(dòng)部件；第二是夾緊，沒有規(guī)則的夾緊面，同時(shí)不同的頂尖形狀各異，要使車具具有通用性，車具必須具有適應(yīng)不同工件的柔性；第三是工件的不平衡性，在設(shè)計(jì)車具時(shí)必須有可調(diào)整的配置設(shè)置；第四是在旋轉(zhuǎn)的主軸上采用液壓自動(dòng)夾緊，主軸設(shè)置旋轉(zhuǎn)編碼器，以適應(yīng)車螺紋功能，車具設(shè)置夾緊油缸。

數(shù)控機(jī)床的概述范文第4篇

關(guān)鍵詞: 普通機(jī)床 數(shù)控改造 具體措施 技術(shù)及人員要求

進(jìn)入新世紀(jì)以來,中國(guó)機(jī)床工具市場(chǎng)取得很大的發(fā)展,尤其數(shù)控設(shè)備成果喜人,特別是2008年金融危機(jī)以來,中國(guó)數(shù)控市場(chǎng)不冷反熱,各企業(yè)及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),產(chǎn)業(yè)升級(jí),新產(chǎn)品新技術(shù)層出不窮,中高檔產(chǎn)品已成主流,大多數(shù)企業(yè)迫切希望更好地掌握國(guó)際先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)用于機(jī)床改造。我從事數(shù)控技術(shù)工作多年,深有感觸,現(xiàn)就著重探討普通機(jī)床的數(shù)控改造方面的問題。

一、歷史回顧及現(xiàn)狀

改革開發(fā)以來,中國(guó)大量的機(jī)械機(jī)床設(shè)備需要升級(jí)改造,機(jī)械加工領(lǐng)域的數(shù)控技術(shù)需要迫切,上世界80年代至今,德國(guó)西門子公司在北京等地建立工廠,著重推廣數(shù)控技術(shù)。數(shù)控機(jī)床的再制造開始于20世紀(jì)90年代,作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè),正處在黃金時(shí)代。我國(guó)金屬加工業(yè)需求層次不同,從國(guó)防軍工、精密加工等高端需求到模具制造、汽車零件加工的中高端市場(chǎng),直至普通軸類零件的中低端需求,都對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的改造提供了廣闊的空間。

二、數(shù)控改造的內(nèi)容

1.普通機(jī)床改造成數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的使用壽命一般是10―12年,而對(duì)于已經(jīng)到期的一些舊機(jī)床,尤其是一些進(jìn)口機(jī)床,其機(jī)械剛性有可能還好于新機(jī)床,所以,再制造的價(jià)值非常大。比如使用光柵的數(shù)顯鉆床改造成數(shù)控鉆床,一般用步進(jìn)電機(jī);舊的光顯鏜床改造成數(shù)控鏜床,一般用半閉環(huán)交流伺服系統(tǒng);普通車床的數(shù)控改造,等等。

2.原有的數(shù)控機(jī)床升級(jí)換代。隨著機(jī)場(chǎng)的需求功能不斷完善,尤其是車間信息化的發(fā)展,數(shù)控改造不只是針對(duì)單臺(tái)機(jī)床,而是要提高整體效率。比如我校數(shù)控實(shí)習(xí)車間原有三臺(tái)2000年前買的舊版華中數(shù)控系統(tǒng)立式銑床,電器系統(tǒng)已經(jīng)老化無法使用,2010年春學(xué)期我們就新購(gòu)了法拉克0i-C型系統(tǒng)加以全面改造,既鍛煉了老師和學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,又讓這三臺(tái)舊機(jī)床煥發(fā)了青春,為學(xué)校節(jié)約了很大的設(shè)備投入經(jīng)費(fèi),取得了良好的社會(huì)效果。少數(shù)情況機(jī)床價(jià)格較高,機(jī)械基礎(chǔ)較好,如大中型數(shù)控銑床、臥式加工中心、高精度數(shù)控磨床、數(shù)控曲軸加工機(jī)床、數(shù)控凸輪加工機(jī)床和刀具磨床等,制造周期長(zhǎng),技術(shù)含量高,機(jī)床原值高,但苦于數(shù)控系統(tǒng)老化,備件支持匱乏,電器維修成本高,或原系統(tǒng)市場(chǎng)已被淘汰,此時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行新數(shù)控系統(tǒng)的升級(jí)改造,如同時(shí)對(duì)機(jī)械項(xiàng)目進(jìn)行維修,其價(jià)值會(huì)更加可觀。

3.在現(xiàn)有的數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上開發(fā)新的功能。機(jī)床保留基座主體,結(jié)構(gòu)有較大的進(jìn)步或改進(jìn),如龍門銑床或龍門刨床,采用直線電機(jī)或直線導(dǎo)軌,高速電主軸等新技術(shù),使其成為高速鐵路的導(dǎo)軌磨床;普通液壓靠模凸輪磨床的通過二次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),數(shù)控系統(tǒng)升級(jí),采用數(shù)控系統(tǒng)高精度輪廓控制,使之變?yōu)楦咚俑呔葦?shù)控凸輪磨床,數(shù)控車床通過局部結(jié)構(gòu)變化,安裝上帶動(dòng)力頭的數(shù)控刀架,并通過配置CS軸的分度定位功能,將其改造成數(shù)控車削中心;通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與采用數(shù)控系統(tǒng),將普通的車床再制造成為數(shù)控旋壓機(jī),等等。上述內(nèi)容多體現(xiàn)了如下特點(diǎn):需要融入結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和二次設(shè)計(jì),大量采用系統(tǒng)的新的功能新的技術(shù),缺點(diǎn)是技術(shù)門檻高,市場(chǎng)應(yīng)用面窄,社會(huì)需求量和供應(yīng)量不大。

三、數(shù)控改造的具體措施

我國(guó)中小型城市在上世紀(jì)90年代中期逐步開展上述工作,一般機(jī)床的改裝非常普遍,這是由我國(guó)國(guó)情所決定的。改革開發(fā)帶來的技術(shù)進(jìn)步,數(shù)控機(jī)床的高精度、高效益等優(yōu)點(diǎn)的不斷顯現(xiàn)和人們的新的認(rèn)識(shí),促使社會(huì)積極推進(jìn)數(shù)控化進(jìn)程,外國(guó)西門子、法拉克,國(guó)產(chǎn)廣數(shù)系統(tǒng)、華中系統(tǒng)等被大量采用,大多屬于普及型或經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)。其伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī),具體的改造措施一般有如下幾個(gè)方面:1.增加或更換滾珠絲杠。原滑臺(tái)如采用液壓的則拆除,選用新的滾珠絲杠及相應(yīng)的機(jī)械連接工藝設(shè)計(jì)。2.增加自動(dòng)刀庫(kù)。現(xiàn)在江蘇昆山產(chǎn)的臺(tái)灣盛鈺刀庫(kù)應(yīng)用較廣。3.主軸增加交流變頻器。4.PMC的應(yīng)用。這種改造已經(jīng)突破了原來設(shè)備的結(jié)構(gòu)限制,在不增加能源和消耗的前提下,節(jié)約了成本,為社會(huì)作出了貢獻(xiàn)。

數(shù)控改造的前提是如何真正實(shí)現(xiàn)有意義有價(jià)值的系統(tǒng)升級(jí),而不是簡(jiǎn)單地修理和更換電路元件,通過改造融入更多的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),將新技術(shù)用于數(shù)控改造,提高原機(jī)床的性能和精度,降低能耗。

四、數(shù)控改造的技術(shù)及人員要求

對(duì)企業(yè)或用戶來說,他們希望將先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)成功地應(yīng)用于終端設(shè)備上,使其發(fā)揮最大的效能,因此從事數(shù)控技術(shù)改造的人員來說就必須具備以下要求:1.熟悉機(jī)床結(jié)構(gòu),對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)和設(shè)備的加工工藝有較深入的了解;2.熟悉機(jī)床的生產(chǎn)工藝流程,了解客戶的個(gè)性化需求;3.較強(qiáng)的就業(yè)和吃苦耐勞的精神;4.有豐富的維修經(jīng)驗(yàn),對(duì)機(jī)、電、液、工藝等方面有較強(qiáng)的理論與實(shí)踐能力,精通數(shù)控系統(tǒng)、相關(guān)機(jī)床參數(shù)及PMC程序等。具體操作方面應(yīng)注意如下幾方面:1.與用戶積極溝通,共同確定項(xiàng)目的解決方案;2.考慮方案成本提高性價(jià)比;3.應(yīng)考慮項(xiàng)目實(shí)施的可操作性;4.知識(shí)儲(chǔ)備多有經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蛘莆沼行У馁Y源與信息。例如,西門子數(shù)控系統(tǒng)對(duì)機(jī)床制造廠商和機(jī)床在制造人員來說要求是比較高的。從事二次開發(fā)的應(yīng)用人員,除要了解系統(tǒng)之外,更多的是要了解機(jī)床,這樣才能提供操作性能良好功能強(qiáng)大的數(shù)控機(jī)床。目前有些功能不是系統(tǒng)沒有提供,而是機(jī)床制造廠或開發(fā)人員沒有挖掘出。西門子數(shù)控系統(tǒng)是一個(gè)大的平臺(tái),其對(duì)環(huán)境如溫度濕度和抗干擾等方面的要求較高,如果局限原來的走線、安裝不規(guī)范,使用者對(duì)系統(tǒng)缺乏理解,理論基礎(chǔ)不扎實(shí),就會(huì)增加偶發(fā)性故障。

系統(tǒng)改造完以后,進(jìn)行調(diào)試和確定合理的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),也是技術(shù)準(zhǔn)備工作的重要一環(huán)。調(diào)試工作涉及機(jī)械、液壓、電氣、光學(xué)、控制、傳感等,因此必須由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人進(jìn)行,其他人員配合。調(diào)試步驟可從簡(jiǎn)到繁、從小到大、從外到里進(jìn)行,也可先局部后全局、先子系統(tǒng)后整系統(tǒng)進(jìn)行。驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)新系統(tǒng)的考核,過高或過低的標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)對(duì)改造工作產(chǎn)生負(fù)面影響。標(biāo)準(zhǔn)一旦確定下來,不能隨便修改,因?yàn)樗鼱可娴秸麄€(gè)改造工作的各個(gè)環(huán)節(jié)。

五、前景展望

低成本是推動(dòng)數(shù)控改造市場(chǎng)迅速膨脹的關(guān)鍵因素,現(xiàn)在不少大企業(yè)原先進(jìn)口的機(jī)床已經(jīng)遠(yuǎn)超過了“服役期”,但這些設(shè)備價(jià)值不菲,單價(jià)在幾百萬元甚至上千萬元,而且機(jī)械部分還可以使用,因此急需進(jìn)行改造。只要正確有效地將CNC、伺服系統(tǒng)、機(jī)床電氣系統(tǒng)和機(jī)械部分集成于一體,就能最終交給用戶一臺(tái)經(jīng)過改造或等于再制造的具有個(gè)性特色的專用數(shù)控機(jī)床,使企業(yè)從中獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益,使資產(chǎn)獲得有效的增值。因此該行業(yè)的前景十分遠(yuǎn)大光明。

總之,數(shù)控機(jī)床改造具有很好的發(fā)展前途,但它對(duì)數(shù)控系統(tǒng)制造商和數(shù)控機(jī)床改造者均提出較高的要求。我國(guó)的機(jī)床改造業(yè)也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè),是個(gè)“永恒”的課題,必將生機(jī)盎然。

參考文獻(xiàn):

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數(shù)控機(jī)床的概述范文第5篇

關(guān)鍵詞：非標(biāo)軸承 車銑復(fù)合加工 車削裝置 夾持裝置 自動(dòng)化生產(chǎn)

軸承工業(yè)迅速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，軸承類型、品種越來越多，其中非標(biāo)軸承（圖1）的產(chǎn)量越來越大，已成為應(yīng)用最廣泛的軸承類型之一，約占滾動(dòng)軸承總量的20%。該類軸承和標(biāo)準(zhǔn)軸承的不同之處在于，其外圈表面上或者內(nèi)孔表面上設(shè)有特殊的8字形油槽、偏心油槽等異形結(jié)構(gòu)，增加了加工的難度。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)通常是各8字形油槽、偏心油槽、注油孔和銷孔等異形結(jié)構(gòu)分步加工，由于裝夾次數(shù)增加，基準(zhǔn)一致性差，很難保證非標(biāo)軸承的車削加工精度，效率低、成本高，已成為制約該類軸承生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)瓶頸。

本技術(shù)針對(duì)以上問題，設(shè)計(jì)開發(fā)了一款全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床。

圖1 非標(biāo)軸承

一、非標(biāo)軸承數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)方案

圖2 非標(biāo)軸承數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)方案

利用專用的生產(chǎn)夾具，采用機(jī)械設(shè)備車銑復(fù)合加工原理，通過數(shù)控系統(tǒng)控制刀具進(jìn)行車削、鉆削、銑削加工，實(shí)現(xiàn)工件的一次裝夾加工成型。

二、非標(biāo)軸承數(shù)控車床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床，包括機(jī)架、自動(dòng)上料裝置、夾持裝置、車削裝置、自動(dòng)下料裝置、電氣控制系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床結(jié)構(gòu)框圖

1.自動(dòng)上料裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

自動(dòng)上料裝置包括安裝于主軸座上方的斜向進(jìn)料道和上料機(jī)械手，上料機(jī)械手包括推料桿、推料汽缸。非標(biāo)軸承外圈基本為圓環(huán)料體，沒有什么位置要求，將其放入斜向進(jìn)料道即可。工件自斜向進(jìn)料道上的滑動(dòng)斜面自動(dòng)滾至出料口，感應(yīng)器觸發(fā)上料機(jī)械手中的汽缸運(yùn)動(dòng)，機(jī)械手夾持工件到主軸的正前方，由氣動(dòng)推料桿推動(dòng)工件進(jìn)入夾持裝置中的夾頭上，感應(yīng)器觸發(fā)夾持裝置動(dòng)作，完成工件自動(dòng)上料。

2.夾持裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

非標(biāo)軸承外圈內(nèi)表面為圓環(huán)體內(nèi)表面，夾持裝置采用圓環(huán)體內(nèi)表面點(diǎn)接觸定位夾緊。夾持裝置包括動(dòng)夾頭、氣動(dòng)拉桿、頂桿、感應(yīng)器。

動(dòng)夾頭設(shè)置在主軸孔內(nèi)，氣動(dòng)拉桿安裝在夾持汽缸上并由汽缸驅(qū)動(dòng)直線移動(dòng)，兩者之間采用螺紋配合。工件夾緊時(shí)，氣動(dòng)拉桿拉動(dòng)動(dòng)夾頭漲緊工件，完成工件自動(dòng)夾緊。車削完成后，汽缸復(fù)位，動(dòng)夾頭在彈性變形的作用下復(fù)位到原始狀態(tài)。夾緊過程平穩(wěn)、勻速，且采用圓形凸臺(tái)內(nèi)撐于軸承外圈內(nèi)壁，減少了車削過程中的零件變形。

3.車削裝置設(shè)計(jì)

針對(duì)此類非標(biāo)軸承常見的徑向定位孔和8字油槽等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在車削裝置上設(shè)計(jì)安裝了包括車刀和伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的銑削裝置。在車床的拖板上設(shè)置車刀安裝座，根據(jù)車刀的中心高低不同，刀座可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)整，刀座安裝在橫向拖板上，根據(jù)需要安裝1～6把數(shù)控車刀，進(jìn)行車削加工。拖板的另一側(cè)安裝銑削裝置，由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，銑削裝置可以根據(jù)加工方向需要進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)徑向或者周向銑削加工。

4.自動(dòng)下料裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

自動(dòng)下料裝置包括出料道、推料汽缸。加工完成后，動(dòng)夾頭復(fù)位松開工件，工件自動(dòng)落入出料道，由推料汽缸推動(dòng)至出料道出口，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)下料。

5.電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電氣控制系統(tǒng)包括機(jī)床控制面板、PLC控制系統(tǒng)、伺服電動(dòng)機(jī)。數(shù)控系統(tǒng)通過編寫的數(shù)控程序，控制PLC系統(tǒng)動(dòng)作，PLC控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制自動(dòng)上下料、裝夾、車削、銑削進(jìn)給等機(jī)械部件的自動(dòng)化運(yùn)行。

6.數(shù)控系統(tǒng)型號(hào)選擇

根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，本機(jī)控制系統(tǒng)采用廣州數(shù)控GSK990MC數(shù)控系統(tǒng)，最多可以控制3個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)。系統(tǒng)采用8.4英寸彩色高分辨率LCD顯示屏，支持B類宏程序（語句式），開放式PLC支持在線編輯、編譯，使邏輯控制功能更加方便、靈活。

三、非標(biāo)軸承數(shù)控車床工作過程

非標(biāo)軸承數(shù)控車床工作時(shí)，由進(jìn)料道向機(jī)械手輸送毛坯，落到機(jī)械手的夾持位置后，機(jī)械手夾持工件移動(dòng)到和主軸同一軸線上，推料汽缸推動(dòng)工件平移到動(dòng)夾頭的圓柱凸臺(tái)上，感應(yīng)器觸動(dòng)夾持汽缸運(yùn)動(dòng)，汽缸活塞拉動(dòng)動(dòng)夾頭直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)夾頭受力漲開定位夾緊工件，車削裝置進(jìn)刀車削內(nèi)外形及鉆孔等銑削加工。加工完畢，車削裝置退刀，汽缸復(fù)位，動(dòng)夾頭在彈性力的作用下自動(dòng)復(fù)位、松開，工件掉入出料道，完成自動(dòng)零件的自動(dòng)加工。

四、非標(biāo)軸承數(shù)控車床生產(chǎn)驗(yàn)證

上述全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床交付軸承生產(chǎn)廠家使用后，產(chǎn)品加工合格率大幅上升，加工效率是傳統(tǒng)工藝的6倍以上，有效地提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。相關(guān)對(duì)比數(shù)據(jù)見下表。

表 全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床與傳統(tǒng)鉆孔工藝試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

采用工藝 日產(chǎn)量（件） 產(chǎn)品合格率 勞動(dòng)強(qiáng)度 生產(chǎn)成本

自動(dòng)化數(shù)控車床 1200件 100% 低 低

傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝 200件 85% 高 高

五、小結(jié)

我們利用全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床，通過自主研發(fā)設(shè)計(jì)的自動(dòng)上料裝置、裝夾裝置及車削裝置，成功地解決了非標(biāo)軸承套圈自動(dòng)化車削技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了非標(biāo)軸承套圈的全自動(dòng)車銑復(fù)合加工，大幅提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量水平，降低了生產(chǎn)成本。該設(shè)備通用性強(qiáng)，適合于圓環(huán)類產(chǎn)品自動(dòng)化車銑復(fù)合加工，市場(chǎng)前景廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1]C?H?柯熱夫尼柯夫.機(jī)構(gòu)參考手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.