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2010年4月 机床与液压 Apr.2010
第38卷 第8期 MACHINETOOL HYDRAULICS V01.38No.8
DOI:10.3969/j.issn.1001—3881.2010.08.006
插床的数控化改造和三坐标 CNC系统开发
张海云,赵玉刚,侯仰海
(山东理工大学机械工程学院,山东淄博255049)
摘要:开发三坐标CNC系统,对普通插床进行了数控化改造。该CNC系统采用Pc机+PMAC运动控制卡的开放式结
构,采用模块化设计,具有实时加工控制 、图形 自动编程、列表曲线拟合编程、模拟仿真和加工轨迹动态跟踪显示等多种
功能。该插床 已成功应用于罗茨泵系列转子异型面的数控化加工。
关键词:CNC系统 ;插床;数控改造;罗茨泵转子
中图分类号:TG659 文献标识码:B 文章编号:1001—3881(2010)8—016—3
对截面轮廓形线为非圆柱面 (由渐开线、摆线、
圆弧等多段 曲线组成)的罗茨泵转子叶片的加工,
若柱面较短可考虑采用普通的数控铣床加工,但对一
些加工面较长 (有些大型罗茨泵转子的轴向长度达
到 500mm 以上)的非圆柱面 (如图 1),难 以用
通用的数控铣床或线切割机床加工 (单件生产),或
加工成本太高。为了适应截面轮廓线是复杂曲线的长 :
柱面工件的加工,笔者开发了基于工业 PC机 +运动
控制卡的开放式三坐标插床 CNC系统,并先后为几
家真空泵企业的普通插床 (如 B5020、BQ5040型插
床)进行了数控化改造,研制出
了两坐标移动 (X、Y)、一坐标
图2 插床数控化改造机械图
(c)旋转的间歇式工作往复式进
量取为 1/400。。X、Y方向的直线进给通过步进电机
刀的数控插床。用于对两叶、三
驱动控制 ,为提高加工精度和传动效率 ,防止产生间
叶罗茨泵系列转子型面的数控化
隙误差 ,将普通丝杠螺母副改为滚珠丝杠螺母副,通
加工,既能进行粗插又能进行精
过对螺母施加预紧力来消除滚珠丝杠螺母 副的间
插,提高了加工效率、保证了加 图1 三叶罗茨泵
隙 。绕 c轴的旋转通过 回转分度工作台来实现,
工精度,大大缩短了产品更新换 转子叶轮截
如图3所示,其基本结构是步进电机连接蜗杆轴,通
代的辅助时间,取得了明显的经 面形状 图
过蜗轮蜗杆传动副 (采用双蜗杆机构分别与蜗轮的
济效益。 左右齿面啮合,以达 到消除其正反转间隙的 目的)
1 插床机械部分改造 驱动工作台的分度转动。为简化机械结构,该数控插
插床数控改造后的机械部分总体结构如 图2所 床的进给系统没有减速装置,直接将步进电机通过套
示。 筒联轴器与滚珠丝杠连接。经过负载 (摩擦力、转
主传动系统仍沿用原普通插床的机械结构,采用 动惯量等)计算 , 、y方 向的步进 电动机选用
同步带传动与主电机相连,通过两个滑移变速齿轮实 130BYG3100B型,c向选用 130BYG3100A型步进电动
现四级变速 ,并通
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