孫克華( 連云港市銳遠(yuǎn)農(nóng)業(yè)裝備科技有限公司， 江蘇 連云港 222200)

普通CA6140車床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造設(shè)計(jì)

孫克華( 連云港市銳遠(yuǎn)農(nóng)業(yè)裝備科技有限公司， 江蘇 連云港 222200)

基于制造行業(yè)快速發(fā)展背景下，機(jī)床應(yīng)用數(shù)量逐漸增多，但由于部分機(jī)床質(zhì)量較差，因而，車床數(shù)控化改造問題逐漸引起了人們關(guān)注。即原有機(jī)床質(zhì)量逐漸影響到了產(chǎn)品生產(chǎn)水平與生產(chǎn)效率，為此，為了擴(kuò)大我國(guó)制造業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，且提高制造企業(yè)生產(chǎn)技能，必須從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，對(duì)制造設(shè)備數(shù)控化水平進(jìn)行改造，以期滿足產(chǎn)品生產(chǎn)條件。本文從數(shù)控化改造必要性分析入手，并詳細(xì)闡述了普通CA6140車床數(shù)控化改造方法。

CA6140車床；經(jīng)濟(jì)型；設(shè)計(jì)

數(shù)控機(jī)床作為機(jī)電一體化產(chǎn)品，在機(jī)械制造行業(yè)可持續(xù)發(fā)展過程中起著至關(guān)重要的影響作用，為此，為了緩解制造產(chǎn)品生產(chǎn)中結(jié)構(gòu)復(fù)雜且多變零件加工問題，應(yīng)注重投入到車床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造領(lǐng)域，即針對(duì)機(jī)床設(shè)計(jì)中存在的質(zhì)量、精密等問題，實(shí)施進(jìn)一步改進(jìn)，最終由此達(dá)到最佳的產(chǎn)品生產(chǎn)狀態(tài)，節(jié)省部分產(chǎn)品加工的資金投入，提升制造企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。以下就是對(duì)車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題的詳細(xì)闡述。

1 數(shù)控化改造必要性

數(shù)控化機(jī)床比重是衡量我國(guó)制造行業(yè)發(fā)展水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)，因而，在制造行業(yè)發(fā)展期間，應(yīng)注重對(duì)先進(jìn)車床設(shè)備的引進(jìn)。但由于國(guó)外先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，需耗費(fèi)企業(yè)大量資金投入，因而在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)、改造經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床有利于應(yīng)對(duì)國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)所帶來的沖擊。同時(shí)，由于普通CA6140等車床在運(yùn)行過程中融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，因而，具備復(fù)雜曲線、復(fù)雜曲面等零件的精度加工優(yōu)勢(shì)，且突出加工工序集中，尺寸分散度小、擁有自動(dòng)報(bào)警、柔性自動(dòng)化操作、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)茸鳂I(yè)優(yōu)越性，為此，在制造行業(yè)發(fā)展背景下，為了縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，必須強(qiáng)調(diào)對(duì)普通車床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化的進(jìn)一步改造，以期滿足制造行業(yè)新產(chǎn)品生產(chǎn)要求。

2 經(jīng)濟(jì)視角下普通CA6140車床數(shù)控化改造路徑

2.1 總體改造設(shè)計(jì)框架

在普通CA6140車床操控過程中，為了滿足產(chǎn)品生產(chǎn)條件，需在產(chǎn)品生產(chǎn)期間，通過數(shù)控系統(tǒng)，對(duì)加工程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后，結(jié)合運(yùn)算結(jié)果，發(fā)出進(jìn)給指令，并由I/O接口，將指令信息傳輸至X軸、Z軸步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)滾輪絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化產(chǎn)品生產(chǎn)目的。而為了更好的滿足產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型、精度型、功能型要求，應(yīng)針對(duì)普通CA6140機(jī)床進(jìn)行改造處理，即在總體改造設(shè)計(jì)中，應(yīng)注重選擇半閉環(huán)控制方法，且采用GSK980T數(shù)控系統(tǒng)。除此之外，為了更好的執(zhí)行指令信息，在改造設(shè)計(jì)期間，需將縱向和橫向均確定為混合型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，就此增強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)效果，且優(yōu)化系統(tǒng)美觀性。此外，在普通CA6140車床整體改造過程中，亦應(yīng)注重配置電子手輪等設(shè)備，且擬定數(shù)控系統(tǒng)控制方案，明確光電隔離、脈沖編碼器、網(wǎng)絡(luò)通信接口、X向步進(jìn)電機(jī)、Z向步進(jìn)電機(jī)等設(shè)計(jì)。

2.2 縱向進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠設(shè)計(jì)

在普通CA6140車床改造設(shè)計(jì)過程中，為了提升整體改造設(shè)計(jì)效果，滿足制造企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)條件，需嚴(yán)格遵從縱向進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

第一，在改造設(shè)計(jì)期間，應(yīng)保持加工最大長(zhǎng)度在1500mm以內(nèi)，而主軸孔徑為50mm，最大回轉(zhuǎn)直徑為400mm，使用壽命為14400h，機(jī)床定位精度小于等于0．03mm，就此滿足經(jīng)濟(jì)型車床運(yùn)行條件。同時(shí)，在車床運(yùn)行速度改造時(shí)，應(yīng)保持縱向進(jìn)給速度保持在0．6m/min以內(nèi)，橫向進(jìn)給速度保持在3m/min以內(nèi)，達(dá)到穩(wěn)定性作業(yè)效果[1]；

第二，在縱向進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠設(shè)計(jì)期間，應(yīng)依據(jù)機(jī)床定位精度≤+0．03mm，將縱向脈沖當(dāng)量設(shè)定為0．01mm/步，橫向脈沖當(dāng)量設(shè)定為0．005mm/步，就此達(dá)到精度較高的產(chǎn)品生產(chǎn)效果；

第三，在滾珠絲杠螺母型號(hào)選擇過程中，應(yīng)注重依據(jù)制造企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，選定W1L400b型號(hào)，且確保其精度等級(jí)為3級(jí)。

2.3 電機(jī)選型設(shè)計(jì)

在普通CA6140車床數(shù)字化改造設(shè)計(jì)過程中，注重電機(jī)型號(hào)的選擇亦是非常必要的。首先，在縱向進(jìn)給系統(tǒng)電機(jī)選擇時(shí)，為了滿足系統(tǒng)縱向運(yùn)行要求，應(yīng)參照機(jī)床定位精度≤+0．03mm標(biāo)準(zhǔn)，選擇脈沖當(dāng)量為0．01mm/脈沖的電機(jī)，而在電機(jī)步進(jìn)角參數(shù)選擇時(shí)，需綜合考慮步距角、減速比、脈沖當(dāng)量等參數(shù)間關(guān)系，由參數(shù)關(guān)系確定電機(jī)型號(hào)[2]。其次，在電機(jī)型號(hào)初選期間，可引入90BYG5502電機(jī)，該電機(jī)步距角為0．36，驅(qū)動(dòng)電壓為50V，電流為3A，靜轉(zhuǎn)矩為5N．M，空載運(yùn)行頻率≥30000，重量為4．5kg，可滿足普通CA6140車床改造要求，因而，應(yīng)在經(jīng)濟(jì)型車床數(shù)字化改造期間，強(qiáng)化對(duì)其的合理化采用。即在車床改造設(shè)計(jì)時(shí)，合理規(guī)劃電機(jī)型號(hào)，可達(dá)到經(jīng)濟(jì)型車床生產(chǎn)目的，為此，應(yīng)提高對(duì)其的重視程度。

3 結(jié)語

綜上可知，普通CA6140車床在使用過程中逐漸凸顯出效率低、質(zhì)量差等問題，影響到了產(chǎn)品生產(chǎn)效益。為此，為了打造良好的產(chǎn)品制造空間，應(yīng)在新產(chǎn)品開發(fā)時(shí)，做好普通CA6140車床改造設(shè)計(jì)工作，即以經(jīng)濟(jì)型為指導(dǎo)思想，從電機(jī)選型設(shè)計(jì)、向進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠設(shè)計(jì)等層面入手，對(duì)車床整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步改造與優(yōu)化，最終滿足精確高的產(chǎn)品生產(chǎn)需求，達(dá)到改造目的。

[1]馬云飛.CA6140普通車床的數(shù)控化改造設(shè)計(jì)[J].大眾科技，2013，11(09)：69-71.

[2]葉坤煌.基于GSK980TDB數(shù)控系統(tǒng)的CA6140普通車床數(shù)控改造[J].湖北廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，20(11)：159-160.

孫克華(1966-) ,女,漢,江蘇灌云人,本科，連云港市銳遠(yuǎn)農(nóng)業(yè)裝備科技有限公司,高級(jí)工程師。