1 微觀(guān)看改造的必要性
目前，各機(jī)械制造企業(yè)有大量的普通車(chē)床，投入先進(jìn)設(shè)備后，大量的普通車(chē)床被閑置，造成了資源浪費(fèi)。為了更好利用閑置設(shè)備的剩余價(jià)值，根據(jù)公司產(chǎn)品的加工特性，決定將公司現(xiàn)有的兩臺(tái)CW6163X3000普通車(chē)床改造為數(shù)控深孔鏜床，用于公司外套管產(chǎn)品的鏜孔加工，旨在降低操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)一人操作多臺(tái)設(shè)備的目的。
1 硬件配置
該方案采用性?xún)r(jià)比較高的GSK96單軸數(shù)控系統(tǒng)，伺服驅(qū)動(dòng)型號(hào)為DA98A-50（50A模塊，帶風(fēng)扇），伺服電動(dòng)機(jī)參數(shù)為額定轉(zhuǎn)矩18N?m，額定轉(zhuǎn)速1500r/min；滾珠絲杠采用國(guó)產(chǎn)精密滾珠絲杠，精度P4級(jí)，絲杠直徑φ50mm，螺距為8mm；軸承采用哈爾濱精密軸承。絲杠座、螺母座、電動(dòng)機(jī)安裝座及鏜刀桿座等機(jī)械部件全部按照設(shè)計(jì)圖樣加工安裝。
2 電氣部分改造
（1）增加數(shù)控系統(tǒng)，通過(guò)程序代碼控制機(jī)床的工作，完成工件加工。查閱數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)選型資料，摒棄不需要的附加功能，最終選定性?xún)r(jià)比高的GSK96多功能位置控制系統(tǒng)，分辨率為800×480的液晶顯示器，可以實(shí)現(xiàn)位置定位和進(jìn)給、攻螺紋車(chē)螺紋及回轉(zhuǎn)分度等運(yùn)動(dòng)功能。具有μｍ級(jí)精度控制功能，同時(shí)具有豐富的輸入/輸出信號(hào)控制功能，可以實(shí)現(xiàn)多種信號(hào)檢測(cè)和輸出的復(fù)雜控制。采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控語(yǔ)言ISO代碼編寫(xiě)零件程序，支持U盤(pán)導(dǎo)入導(dǎo)出加工程序，全屏幕編輯程序，中文操作界面等功能。
（2）Z軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)更換為伺服電動(dòng)機(jī)＋聯(lián)軸器＋滾珠絲杠的傳動(dòng)方式。根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)、負(fù)載大小和加工工件的要求，選定額定轉(zhuǎn)矩為18N·M，額定轉(zhuǎn)速1500r/min的伺服電動(dòng)機(jī)，以及配套的驅(qū)動(dòng)、伺服變壓器等其他附件。
（3）電氣控制柜的制作與安裝。拆除原機(jī)床所有的線(xiàn)路及控制元件，舍棄不用，根據(jù)實(shí)際需要增加相關(guān)的控制元件，比如冷卻泵控制、照明燈控制、主軸正反轉(zhuǎn)和主軸點(diǎn)動(dòng)等控制功能。
（4）操作控制箱除具有數(shù)控系統(tǒng)的基本功能外，通過(guò)修改內(nèi)部PLC程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)冷卻泵、照明燈、自動(dòng)潤(rùn)滑泵和系統(tǒng)起停等功能控制。
（5）所有外露的控制電路需安裝防護(hù)軟管，數(shù)控系統(tǒng)與電柜間的連接電路需經(jīng)過(guò)拖鏈進(jìn)入操作控制箱。
（6）加裝手持單元，通過(guò)倍率選擇和旋轉(zhuǎn)碼盤(pán)的快慢來(lái)調(diào)整軸的移動(dòng)速度，以便于長(zhǎng)管件的對(duì)刀操作。
（7）新的配電柜放置于主軸箱的后面，操作箱安裝于床鞍上，隨床鞍移動(dòng)，方便操作及對(duì)刀。
（8）機(jī)床功能調(diào)試及相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，如傳動(dòng)比、軸運(yùn)行速度、反向間隙補(bǔ)償和正負(fù)極限位等相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。
3 機(jī)械部分改造
（1）拆除原車(chē)床進(jìn)給箱的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，溜板箱內(nèi)的快速移動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部件。加裝滾珠絲杠、滾珠絲杠安裝座、滾珠絲杠螺母座、電動(dòng)機(jī)安裝座和聯(lián)軸器等部件，將滾珠絲杠與原機(jī)床床鞍連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)滾珠絲杠直接驅(qū)動(dòng)床鞍的縱向移動(dòng)。
（2）拆除原車(chē)床的中托板、小托板及刀架等機(jī)械部分，重新設(shè)計(jì)、制作和安裝鏜桿尾座套筒、鏜桿中心座。采用改造后的機(jī)床自我精鏜，實(shí)現(xiàn)鏜桿尾座套筒、鏜桿中心座的中心高與主軸中心高一致。鏜桿尾座套筒設(shè)計(jì)如附圖所示。要求焊后精加工φ95mm孔、底座表面淬火處理。
鏜桿尾座套筒設(shè)計(jì)圖
（3）拆除主軸正反轉(zhuǎn)操作桿以及相關(guān)傳動(dòng)組件，避免誤操作引起人身傷害和設(shè)備損壞。
（4）增加自動(dòng)潤(rùn)滑泵，改造原潤(rùn)滑油路。各潤(rùn)滑點(diǎn)采用強(qiáng)制自動(dòng)潤(rùn)滑裝置進(jìn)行定點(diǎn)定量潤(rùn)滑滾珠絲杠、軸承和導(dǎo)軌滑動(dòng)面等部位。當(dāng)有異常狀態(tài)或油量不足時(shí)，自動(dòng)產(chǎn)生警告訊號(hào)，從而延長(zhǎng)機(jī)床的使用壽命。
（5）機(jī)床需設(shè)計(jì)、制作和安裝防護(hù)罩，避免冷卻液四處飛濺。增加滾珠絲杠防護(hù)裝置，防止絲杠被鐵屑劃傷和被冷卻液腐蝕，保證機(jī)床定位精度的穩(wěn)定性。
4 結(jié)語(yǔ)
改造后的設(shè)備，經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的實(shí)踐檢驗(yàn)，完全滿(mǎn)足外套管的精鏜加工要求。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的G代碼編程實(shí)現(xiàn)了多種型號(hào)的外套管加工，有效解決原普通設(shè)備加工此工序時(shí)存在鏜孔深度不一致的問(wèn)題。通過(guò)M代碼實(shí)現(xiàn)了冷卻泵起停、主軸起停等輔助功能的自動(dòng)控制。改造后的設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，有效降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了一人操作多臺(tái)設(shè)備，有效降低了公司的綜合成本
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