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• 關(guān)鍵詞：                                                                銑床                                                                數(shù)控化改造

• 摘要：普通銑床數(shù)控化改造，實(shí)質(zhì)就是在普通銑床上增加微機(jī)控制裝置，使其具有一定的自動(dòng)化能力，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加工工藝目標(biāo)。其目的是使原機(jī)床具有一定的柔性，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，解決復(fù)雜零件的加工問(wèn)題。用單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)將普通銑床改造為經(jīng)濟(jì)型銑床，簡(jiǎn)便易行，能保證零件的加工精度，對(duì)復(fù)雜零件尤其是對(duì)弧面和凸面的加工效果顯著。

（一）機(jī)械部分設(shè)計(jì)

對(duì)數(shù)控機(jī)床的改造最主要的部分就是對(duì)其縱、橫進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改造，以便使其具有更加合理的結(jié)構(gòu)和更全面的控制系統(tǒng)，便于其真正的應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)中。

1.工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)

因?yàn)楦脑旌笾饕庸A弧、凸輪一類的平面曲線輪廓，所以采用微機(jī)數(shù)控實(shí)現(xiàn)三坐標(biāo)兩軸聯(lián)動(dòng)控制，工作臺(tái)縱向（軸）、橫向（軸）及垂直方向（軸）的運(yùn)動(dòng)，分別由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)一級(jí)齒輪減速后，由滾珠絲杠螺母副拖動(dòng)。由于銑削時(shí)作用在電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大，所以要選擇大功率的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。而大功率的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)較困難,步進(jìn)電動(dòng)機(jī)沒(méi)有過(guò)載能力，在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩下降很多，容易丟步。要使改造后的銑床進(jìn)給伺服性能較好，在改造時(shí)采用直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。

2. 機(jī)械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）保留原機(jī)床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)升降運(yùn)動(dòng)仍采用手動(dòng)操作，縱、橫向進(jìn)給改造后既可機(jī)動(dòng)進(jìn)行復(fù)雜零件的計(jì)算機(jī)數(shù)控加工，又可手動(dòng)操作完成簡(jiǎn)單零件的加工或用于數(shù)控加工前的對(duì)刀工作。

（2）保留原機(jī)床縱向進(jìn)給的機(jī)動(dòng)部分，將離合器脫開(kāi)，去掉手輪,將手輪軸通過(guò)一對(duì)齒輪與步進(jìn)電機(jī)相聯(lián)，用微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)控制縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。加工時(shí)，將離合器脫開(kāi)，使原來(lái)的機(jī)動(dòng)進(jìn)給停止工作。

（3）工作臺(tái)橫向運(yùn)動(dòng)方面，在原手輪安裝位置，安裝減速齒輪及步進(jìn)電機(jī)，用微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)控制橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

（4）采用直流伺服電動(dòng)機(jī)作驅(qū)動(dòng)元件，伺服電動(dòng)機(jī)的軸端為光軸，齒輪與電動(dòng)機(jī)軸，電動(dòng)機(jī)軸與傳動(dòng)軸采用錐環(huán)無(wú)鍵連接消除連接器的結(jié)構(gòu)。這種連接的特點(diǎn)是不需要開(kāi)鍵槽，而且兩連接件的相對(duì)角度可任意調(diào)節(jié)。由于錐環(huán)之間的楔緊作用，內(nèi)外環(huán)分別產(chǎn)生徑向彈性變形，靠磨擦力與套連接，消除配合間隙，保證對(duì)中性。

(二) 數(shù)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

數(shù)控部分采用MCS-51系列的8031單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的主控制。用8031外接3片2764（E-PROM）,一片6264（RAM）及一片8255（擴(kuò)展I/O），一片8155芯片，擴(kuò)展成一個(gè)較簡(jiǎn)單的微機(jī)控制系統(tǒng)。2764用作程序存儲(chǔ)器，6264用來(lái)擴(kuò)展8031的RAM存儲(chǔ)器， 8155用作鍵盤和顯示接口，8255用于接收控制面板上多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)。

當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)控制X、Y軸某一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)單動(dòng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)銑床橫向、縱向的直線進(jìn)給；當(dāng)控制X-Y軸配合聯(lián)動(dòng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)水平面內(nèi)直線、斜線、圓弧及復(fù)合軌跡的加工，可以近似地復(fù)合出水平面內(nèi)非圓曲線。在銑床原有加工功能的基礎(chǔ)上，其控制精度和加工精度遠(yuǎn)高于普通銑床。

結(jié)束語(yǔ)

普通銑床數(shù)控化改造，實(shí)質(zhì)就是在普通銑床上增加微機(jī)控制裝置，使其具有一定的自動(dòng)化能力，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加工工藝目標(biāo)。其目的是使原機(jī)床具有一定的柔性，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，解決復(fù)雜零件的加工問(wèn)題。用單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)將普通銑床改造為經(jīng)濟(jì)型銑床，簡(jiǎn)便易行，能保證零件的加工精度，對(duì)復(fù)雜零件尤其是對(duì)弧面和凸面的加工效果顯著。