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普通车床C6140的数控化改造 汪 泓 (常熟理工學院信控系) 摘 要 ： 介绍旧机床改造需具备的条件，给出了普通车床C6140的具体数控化改造方案，整个改造过程既节约了成本，又发挥了传统机床的内在价值。 关键词 ： 普通车床;数控化改造;主轴与进给;超程与急停解除。 数控技术是装备制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术，它能改善产品质量、提高劳动生产率，减小劳动强度，更能体现一个企业的机器制造能力和金属加工水平。从企业目前面临的情况看：一方面数控机床价格较贵，一次性投资较大使企业心有余而力不足;另一方面，又有大量设备闲置。这种情况下对普通机床进行数控化改造不仅能节约成本，发挥老式传统机床的潜在价值，更能加快产品生产速度，确保产品合格率，缩短生产周期，多、快、好、省地完成生产任务。下面以我公司C6140普通车床为例，介绍普通机床数控化改造的方案。 1 旧机床改造需具备的条件及改造后的性能 机床的数控化改造主要是根据性能需求对原有普通机床的电气与机械结构进行重新设计，使原有普通机床达到比较理想的加工状态.旧机床进行数控改造应具备两个条件:第一，机床基础件必须有足够的刚性;第二，改造费用要合理.C6140普通车床的数控化改造主要为提高精度、效率和自动化程度，电气部分在原有基础上重新设计，并配备专用数控系统CNC以协调各装置、部件有条不紊地工作，机械部分重新装配加工，恢复原精度.改造后的C6140普通车床具有以下性能: (1) 控制主轴正反转，可实现不同切削速度的主轴变速. (2) 利用混合式步进电机控制实现车床工作台纵向和横向的进给运动. 进给速度:Z向通常为8一400mm/min，X向通常为2一100mm/min; 快速移动:Z向通常为1.2一4m/min，x向通常为1.2一3m/min; (3) 可在换刀点自动改变四个刀位完成刀具选择，加工螺纹时保证主轴转1周，刀架移动1个被加工螺纹的螺距或导程. (4) 冷却泵、润滑泵可自动控制启停. (5)考虑生产安全，在X、Z两轴的正、反向极限位置设置超程开关实现限位保护. 2 车床数控装置的选择 数控车床的性能和精度等基本选定后，可据此来确定改造方案，选择数控系统.国外生产数控系统的公司主要有德国SIEMENS公司、日本FANUC公司等;国内主要有华中数控公司、沈阳高档数控国家工程研究中心等.综合考虑性价比，避免系统功能过剩，本方案选用华中数控公司生产的“世纪星”HNC一21TF数控装置，该数控装置采用先进的开放体系结构，内置嵌人式工业PC机、高性能32位中央处理器，集成进给轴接口、主轴接口、内嵌PLC接口等于一体，具有高性能、配置灵活、易于使用、可靠性高的特点，能够实现改造所要求的各项功能. 3 数控改造的内容 华中数控装置作为C6140普通车床数控改造的控制核心，通过D型连接器分别与电源、显示器、主轴和进给驱动装置等电气设备联接，协调各部分完成数控加工.改造过程中原有的电气控制电路也进行了相应的数控改造，改造后的机床不仅具有控制、数显及报警功能，还具有监视机床各电气结构工作状态的功能.华中数控装置HNC一21TF与主要电气部件的联接见图1，其中:XS1为数控装置电源连接口，电源为直流24V;XS30和XS31为模拟脉冲接口，在本方案中作为X轴、Z轴指令脉冲接口;XS9为主轴控制接口;XS10和XS20分别为输人、输出开关量接口. 该车床控制系统的软件部分采用VC＋＋6.0编写。其功能主要有读取零件的加工G代码，编辑和编译G代码，仿真加工(包括加工前仿真和与加工同步仿真，回参考点，手工对刀，加工中断，超程软限位)等功能。它可处理进给速度，主轴速度及转速方向，刀具信息，M功能等多种加工信息。该软件的操作平台是Windows98。该软件的操作过程是首先读入*.NC或*.TXT的G代码文件；然后进行编译，编译器能给出不符合本软件的语法错误提示；有错误可也立即修改；然后按照毛胚的实际尺寸输入，软件进行加工前仿真。在确认没有因G代码引起的加工错误的情况下，可以开始机床加工。加工前得首先对刀，对刀的意义在于建立起工件坐标与车床坐标之间得关系。加工过程中，软件界面的状态栏还显示出刀具当前的坐标，加工状态，加工时间等信息。主轴采用三相异步电机驱动，西门子440变频器其动力由U、V、W三相电源经变频器提供再经变频器控制主轴电机的正反转主轴电机由数控系统经XS9口直接连到变频器控制若出现故障，则由变频器发出信号经PLC输入到数控系统，经系统判断故障类型在显示器上报警显示报警号。. 图5主轴电机