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一種立式銑床的數(shù)控化改造方法

文檔序號(hào):6294166閱讀:503來(lái)源:國(guó)知局
一種立式銑床的數(shù)控化改造方法
【專利摘要】本發(fā)明是涉及到一種立式銑床的數(shù)控化改造方法,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)包括主軸電動(dòng)機(jī)、主軸驅(qū)動(dòng)器、主軸脈沖編碼器、電子手輪、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器及步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī),通過(guò)用屏蔽電纜與計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)接口的連接,來(lái)實(shí)現(xiàn)普通銑床的數(shù)控化;原機(jī)床增加緊急停機(jī)開(kāi)關(guān),機(jī)床強(qiáng)電控制柜內(nèi)增置一個(gè)交流接觸器。其特點(diǎn)是增加主軸的正/反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)/停車CNC控制功能;具有工進(jìn)、快進(jìn)、急停、顯示行程、控制行程和報(bào)警及斷電保護(hù)功能;實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的X、Y、Z三軸數(shù)控,三軸聯(lián)動(dòng)開(kāi)環(huán)控制功能。
【專利說(shuō)明】一種立式銑床的數(shù)控化改造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種銑床改造,具體的涉及到一種立式銑床的數(shù)控化改造方法。
技術(shù)背景
[0002]數(shù)控銑床是當(dāng)今制造業(yè)中實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的代表性先進(jìn)設(shè)備。數(shù)控銑床具有高柔性及工序復(fù)合化,加工精度高,加工精度高,減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]由于運(yùn)用普通機(jī)床加工出來(lái)的產(chǎn)品大多存在著質(zhì)量差、品種少、供貨期長(zhǎng)等原因,所以普通機(jī)床的數(shù)控化改造相當(dāng)有意義。普通機(jī)床的數(shù)控化改造和購(gòu)買(mǎi)新的普通機(jī)床相比可以節(jié)省至少一半的資金,從大型和特殊設(shè)備上更能看出。最后對(duì)于復(fù)雜的零件而言,難度越高,功效提高的越高。且可不用或者少用工裝不但費(fèi)用節(jié)約了,而且還可以縮短生產(chǎn)的準(zhǔn)備時(shí)間。由于運(yùn)用普通機(jī)床加工出來(lái)的產(chǎn)品大多存在著質(zhì)量差、品種少、供貨期長(zhǎng)等原因,所以普通機(jī)床的數(shù)控化改造相當(dāng)有意義。從2002年開(kāi)始,中國(guó)連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國(guó)、機(jī)床進(jìn)口第一大國(guó),2004年中國(guó)機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元,國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開(kāi)發(fā)方面與國(guó)外的差距更加明顯,70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,究其原因主要在于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開(kāi)發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識(shí)與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)上的問(wèn)題,提供一種先進(jìn)的自動(dòng)化加工能力,加工精度、效率、質(zhì)量穩(wěn)定性得以提高和保證的立式銑床的數(shù)控化改造方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的,采取的解決方案為,一種立式數(shù)控銑床,其計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)包括主軸電動(dòng)機(jī)、主軸驅(qū)動(dòng)器、主軸脈沖編碼器、電子手輪、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器及步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī),所述的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)能提供電源接口、通訊接口、主軸接口、主軸編碼器接口、手輪接口、高速輸入接口、數(shù)字輸出端及輸入端。
[0006]數(shù)控系統(tǒng)接口連接方法為,
(O電源接口(8),用于接通系統(tǒng)工作電源為直流24V電源;
(2)通訊接口(9),在使用外部PC/ PG與系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊或編寫(xiě)PLC程序時(shí),使用通訊接口 ;
(3)主軸編碼器接口(11)作為與主軸脈沖編碼器(4)使用,用于把主軸的旋轉(zhuǎn)角度反饋給數(shù)控系統(tǒng);
(4)主軸接口(10)與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器(6)及主軸驅(qū)動(dòng)器(3)相連,用于兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器同CNC控制器相連;
(5)手輪接口(12),通過(guò)手輪接口(12)可以在外部連接電子手輪(5);
(6)高速輸入接口(13),通過(guò)接線端子(13)可以連接3個(gè)接近開(kāi)關(guān)。
[0007]在改造連接過(guò)程中,連接電纜必須使用屏蔽電纜;步進(jìn)驅(qū)動(dòng)和步進(jìn)電機(jī)的連接時(shí),在系統(tǒng)一側(cè),電纜內(nèi)屏蔽層必須與插頭中的金屬殼相連,為了使模擬量的指令值信號(hào)免受低頻信號(hào)的干擾,驅(qū)動(dòng)一側(cè)的屏蔽不能接地。
[0008]在定義系統(tǒng)輸入輸出接口的時(shí),在改造的過(guò)程中,無(wú)需自編PLC程序,只需利用廠家提供的實(shí)例程序。
[0009]原機(jī)床方面,增置一緊急停機(jī)開(kāi)關(guān)SB5 ;在機(jī)床強(qiáng)電控制柜內(nèi)增置一個(gè)交流接觸器。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):增加主軸的正/反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)/停車CNC控制功能;具有工進(jìn)、快進(jìn)、急停、顯示行程、控制行程和報(bào)警及斷電保護(hù)功能;實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的X、Y、Z三軸數(shù)控,三軸聯(lián)動(dòng)開(kāi)環(huán)控制功能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是數(shù)控系統(tǒng)接線圖 圖2是銑床電氣改造原理圖
圖3是銑床數(shù)控化改造電氣原理圖
如圖所示:1、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng);2、主軸電動(dòng)機(jī);3、主軸驅(qū)動(dòng)器4、主軸脈沖編碼器;5、電子手輪;6、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器;7、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī);8、電源接口 ;9、通訊接口 ;10、主軸接口 ;11、主軸編碼器接口 ;12、手輪接口 ;13、高速輸入接口 ;14、數(shù)字輸出端;15、數(shù)字輸入端;16、原機(jī)床啟動(dòng)按鈕SB2 ;17、主軸正轉(zhuǎn)控制繼電器KAl ;18、主軸停止控制繼電器KA3 ;19、原機(jī)床停止按鈕SBl ;20、主軸反轉(zhuǎn)控制繼電器KA2 ;21、交流接觸器KM2 ;22、冷卻液控制繼電器KA4 ;23、冷卻液轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SAl ;24、機(jī)床上增置一緊急停機(jī)開(kāi)關(guān)SB5 ;25、行程開(kāi)關(guān)SQl ;26、行程開(kāi)關(guān)SQ2 ;27、行程開(kāi)關(guān)SQ3 ;28行程開(kāi)關(guān)SQ4 ;29行程開(kāi)關(guān)SQ5 ;30、行程開(kāi)關(guān)SQ6 ;31、行程開(kāi)關(guān)SQl,;32、行程開(kāi)關(guān)302’ ;33行程開(kāi)關(guān)SQ3’。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1
銑床選擇型號(hào)為X5032立式銑床,即對(duì)X5032立式銑床數(shù)控化改造。
[0013]數(shù)控系統(tǒng)選擇西門(mén)子經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)SINUMERIK 802S base line,其系統(tǒng)可控制三個(gè)進(jìn)給軸和一個(gè)伺服主軸或變頻器。提供脈沖及方向信號(hào)的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)接口。除三個(gè)進(jìn)給軸外,SINUMERIK 802S baseline還提供一個(gè)± IOV的接口用于連接主軸驅(qū)動(dòng),具體提供的接口有電源接口(8)、通訊接口(9)、主軸接口(10)、主軸編碼器接口(11)、手輪接口(12)、高速輸入接口(13)、數(shù)字輸出端(14)及輸入端(15)。
[0014]數(shù)控系統(tǒng)(I)接口連接方法為:
(O電源接口(8),用于接通系統(tǒng)工作電源為直流24V電源;
(2)通訊接口(9),在使用外部PC/ PG與系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊或編寫(xiě)PLC程序時(shí),使用通訊接口 ;
(3)主軸編碼器接口(11)作為與主軸脈沖編碼器(4)使用,用于把主軸的旋轉(zhuǎn)角度反饋給數(shù)控系統(tǒng);
(4)主軸接口(10)與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器(6)及主軸驅(qū)動(dòng)器(3)相連,用于兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器同CNC控制器相連; (5)手輪接口(12),通過(guò)手輪接口(12)可以在外部連接電子手輪(5);
(6)高速輸入接口(13),通過(guò)接線端子(13)可以連接3個(gè)接近開(kāi)關(guān)。
[0015]在改造連接過(guò)程中,連接電纜必須使用屏蔽電纜;步進(jìn)驅(qū)動(dòng)和步進(jìn)電機(jī)的連接時(shí),在系統(tǒng)一側(cè),電纜內(nèi)屏蔽層必須與插頭中的金屬殼相連,為了使模擬量的指令值信號(hào)免受低頻信號(hào)的干擾,驅(qū)動(dòng)一側(cè)的屏蔽不能接地。
[0016]SINUMERIK 802S base line 在出廠時(shí)已經(jīng)預(yù)裝了 “SAMPLE.PTP” -集成 PLC
實(shí)例應(yīng)用程序,在定義系統(tǒng)輸入輸出接口的時(shí)候,與廠家提供的PLC實(shí)例程序中的接口定義保持一致,在改造的過(guò)程中,無(wú)需自編PLC程序,只需利用廠家提供的“SAMPLE.PTP"PLC實(shí)例程序。
[0017]在主軸的PLC控制電氣技術(shù)方面,其原理如下:
主軸正轉(zhuǎn)啟動(dòng)的電氣改造設(shè)計(jì),將主軸正轉(zhuǎn)控制繼電器KAl (17)的一組常開(kāi)觸點(diǎn)并接到原機(jī)床啟動(dòng)按鈕SB2(16)的兩端即可實(shí)現(xiàn)主軸正轉(zhuǎn)啟動(dòng),主軸停止,是將主軸停止控制繼電器KA3(18)的一組常閉觸點(diǎn)串聯(lián)到原機(jī)床主軸啟??刂齐娐分屑纯?。為使主軸停止時(shí)主軸制動(dòng),將KA3(18)的一組常開(kāi)觸點(diǎn)并接到停止按鈕SBl (19)控制主軸制動(dòng)的常開(kāi)觸點(diǎn)兩端即可實(shí)現(xiàn)。
[0018]主軸反轉(zhuǎn)的電氣改造設(shè)計(jì),原機(jī)床設(shè)置有一個(gè)主軸電機(jī)電源反相開(kāi)關(guān),將開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)位置,按下啟動(dòng)按鈕,即可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。若要系統(tǒng)控制主軸,還需在機(jī)床強(qiáng)電控制柜內(nèi)增置一個(gè)交流接觸器KM2 (21),構(gòu)成反轉(zhuǎn)控制回路.并使其與正轉(zhuǎn)控制回路互鎖。然后將反轉(zhuǎn)控制繼電器KA2 (20)的一組常開(kāi)觸點(diǎn)并接到KM2的常開(kāi)觸點(diǎn)上,實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸反轉(zhuǎn)的控制。
[0019]冷卻液開(kāi)/關(guān),是將冷卻液控制繼電器KA4 (22)的一組常開(kāi)觸點(diǎn)并接到原機(jī)床冷卻液轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SAl (23)的兩端即可,用系統(tǒng)控制時(shí),須將SAl置于關(guān)的位置。
[0020]緊急停機(jī),是當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)緊急情況時(shí).而采取的停機(jī)措施。在機(jī)床上增置一緊急停機(jī)開(kāi)關(guān)SB5 (24),然后將系統(tǒng)信號(hào)線接上即可實(shí)現(xiàn)。
[0021]機(jī)床原點(diǎn),是為保證數(shù)控系統(tǒng)加工的精度及可靠性而設(shè)置的。系統(tǒng)是用三個(gè)行程開(kāi)關(guān)SQ4 (28),SQ5 (29),SQ6 (30)作為機(jī)床X,Y, Z坐標(biāo)軸的原點(diǎn)檢測(cè)器件,并根據(jù)實(shí)際情況將它們裝在各坐標(biāo)軸的相應(yīng)位置。如縱向〔X)坐標(biāo)面對(duì)機(jī)床設(shè)在接近右限位處,橫向(Y)坐標(biāo)面對(duì)機(jī)床設(shè)在接近外限位處,升降坐標(biāo)(Z)設(shè)在接近下限位處。
[0022]坐標(biāo)軸的限位,是為保護(hù)數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行安全而設(shè)置的。在機(jī)床縱向坐標(biāo)的左右極限位、橫向坐標(biāo)的里外極限位、升降坐標(biāo)的上下極限位,各附設(shè)一行程開(kāi)關(guān)和機(jī)械撞塊。將系統(tǒng)的信號(hào)線接到行程開(kāi)關(guān) SQ3 (27),SQ3’ (33) ; SQ2 (26),SQ2’ (32) ; SQl (25),SQ1’ (31)上,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)各坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)限位。
【權(quán)利要求】
1.一種立式銑床數(shù)控化改造方法,普通銑床連接到計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)銑床的數(shù)控改造,其特征在于,在機(jī)床強(qiáng)電控制柜內(nèi)增置一個(gè)交流接觸器KM2 (21),在原機(jī)床上增置一緊急停機(jī) 開(kāi)關(guān)SB5 (24)。
【文檔編號(hào)】G05B19/414GK103901821SQ201210582604
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】林國(guó)書(shū) 申請(qǐng)人:大連瓦特重機(jī)床有限公司
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