应用数控技术改造车轮车床.pdf

计算机应用 应用数控技术改造车轮车床 武汉江岸车辆厂　岳　礼 　 　我厂台车 车间有 4 台 车轮车床 , 是利 用机电 仿形装 置对直 径为 760 ～840 mm 的铁路 用车轮 轮缘踏 面进行 切削加 工 , 由 于机电 仿形装 置本 身存在着 设计误差和制造误 差, 因 而仿形加工 出来的轮 对加工精度 和轮 廓曲线往往不够理想 , 加上电气控制部分都是由专用的分立元件构成 , 因 而使用的 元、器件 较多 , 结构复杂 , 可靠性差 , 故障 率高 , 工人的劳动 强度 也大 , 为此有必要采用数控系统对车轮车床进行改造。 1　改造方案 应用数控技术改造车轮车床 , 是一个比较大的项目 , 车轮车床属大型 关键 设备 , 整个系 统由控 制系统、驱 动系统、伺 服单元 、机 床等 几部分 组 成, 由华中理工大学提供控制系统和驱动电柜。考虑负荷较大 , 刀具受力 不够均匀 , 选用 20 N m 的步进电机 4 台。机床部分 , 断开原机床中刀架与 主轴之间的传动链 , 拆除快速离合器及仿形仪 , 在 刀架丝杠与大功率步进 电机之间加上减速箱 , 使步进电机成为数控系统的执行机构。 采用杯形刀 对轮缘踏面进行切削加工。 2　控制原理 轮对踏 面轮廓由直线和 圆弧组成 , 所以控 制刀具作 给定终点坐 标值 的直 线运动 以及给 定起点 和终点 的圆弧运 动是数 控系统 的一 个基本 功 能。为了使该系统能够达到较高的进给速度 , 采用了“二级 插补”的方式 , 来实现对直线和圆弧轨迹的逼近 , 即 : 先由软件 ( 插补程序 ) 产生逼近给定 直线 或圆弧的线段 ( 精插补 ) , 再由 进给控制接 口产生以 步进方式逼 近这 些线段的进给脉冲信号 , 以控制刀具作相应的轨迹运动。 3　控制系统硬件配置 3 . 1　 数控单元 CPU 选 80486, 主频 为 100 M , 8M DR AM , 具有硬盘和 1. 44 M 软盘 接口各一个 , 软盘非常方便地将零件程序读入和写出。 RS232 接口两个 , — 25 — 计算机应用 电子 盘为 1. 5 M , 作用是将 DOS 和 CN C 系 统控制软件 固化 , 永不丢失 , 它还存储机床参数、 PL C 的顺序程序、400 K 左右的空间存储用户 零件程 序 , 比目前 的 4K 系统程 序空间 大 100 倍, 所有 这些信息 都可断 电记忆。 T FT 真彩色液晶显示模块用于 CN C 系统的坐 标和图形显示及交 互式人 机中文汉字界面。 位置控制模块有 4 个位置检测接口 , 采集光电编码器的 脉冲 信号 , 作 为 4 个坐标 的位置反 馈 , 并有 5 路 D/ A 输出 信号速度 控制 单元。该模块 主要用于 HZ - 1M 系统与进口的伺服 驱动单元配套 , 输入 模块 是 CNC 系统内 装 PLC 的 硬件输入 接口 , 输 入电压为