手动经济型数控刀架的原理与设计.PDFVIP

手动经济型数控刀架的原理与设计 张希芳 魏传 良 (沈阳机床数控刀架分公司) 摘要：本文针对经济型的手动数控刀架，利用类似于仿行刀架的布局形 所编制 的加工程序通过键盘输入到单片机里。经过单片机的处理后， 式，研究并设计 出一种 以控制单坐标的方式来实现两坐标联动的功能的数控 按照加工工件的轮廓形状发出一系列的脉冲，并利用步进 电机的驱 插补方法。 动 电源将其功率放大，然后，数控刀架将在驱动步进 电机的带动下做 关键词：机床改造 数控插补 仿形加工 出适应于纵向自动走刀的斜向运动，最终加工出工件的轮廓形状。 1问题的提出 3插补原理 科技的发展和社会的多样化需求，使得产品的品种样式越来越 现有的各种插补方法大多适合在拥有两套或 以上的伺服驱动的 多，而且更新换代非常迅速。以中、小批量的方式轮番生产产品为主 系统中使用。而我们希望在经济型的手动数控刀架系统的结构 中只 导的生产规模 已经取代了原来主要是大批量生产的情况。因此，为满 有一套驱动系统，另一个方向的运动 由原机床的运动构成。这就寻找 足多层次生产的需求，当今的数控机床不但越来越注重高功能、高技 一 套合适 自身的插补算法。 术的数控产品的发展：而且更注重简易、廉价的数控机床以及手动功 插补算法的运算应尽量简捷、不能过于繁琐，以达到实时控制的 能和 NC兼备的手动型数控机床的发展。 目的。综合各种因素，并结合手动经济型数控刀架的自身特点，在晶 目前，已经有许多经济型的数控车床出现，它们大多是用步进电 振 12MHz的8031CPU上 ，本文提 出的插补方法的实现采用的是数 机来分别伺服驱动纵、横两方向的自动进给运动的，所 以都至少需要 据采样法中的直接计算法。该算法同其它的两坐标或者三坐标的控 有两套伺服系统。但是，在普通的车床中则是由相互 自锁的机械传动 制系统的插补算法相比，其计算仍显的过多，但该算法经过验证完全 来实现纵、横向进给运动，这样不能实现两坐标联动功能。其中具有 可以做到实时控制。 两坐标的联动功能的只有仿形车床 ，它可以用于圆弧面、圆柱面及圆 通过数控刀架的安装方式可以看出：工件的端面方向与数控刀 锥面等的车削工作。在标准样件的控制下，方形车床的斜向仿形运 架的移动轴线构成 c【角。纵向拖板在主轴通过进给箱、溜板箱以及 动，并通过液压伺服控制系统作出仿形进给，该动作与纵向的主进缩 挂轮的带动下进行运动，从而实现纵向移动刀架拖板，我们在进给箱 运动相适应，通过这种方式使得两坐标的联动功能得到了实现。 的铭牌中能够读得主轴每转对应的纵向走刀量F的值。走刀信号通 2系统构成 过安装在主轴卡盘上的主轴编码器来产生，每转一周，主轴会发出 我们结合经济型数控车床的驱动方式，从仿形刀架的布局特点 M 个脉冲，此时纵向拖板移动的距离为F。当主轴发出NZ个脉冲 及仿形机床的加工方式中得到启发：在工作原理上用软靠模(即数控 时，则表示纵向拖板移动 的距离为 ：NZF／M。此时将该信号输入到 编程)代替硬靠模f即标；隹样件)，并采用类似仿形加工的刀架布局，刀 微处理器中，便可以控制数控刀架沿着U轴