基于数字环境下的机械结构设计和改造

基于数字环境下的机械结构设计和改造

　　普通机床数控化改造关键是数控系统选型，但是为了使数控化改造机床达到加工精度、功能参数、电气供给系统以及机床安全操作规程等要求，在改造过程中对机床机械结构部分不得不重新设计、改造。工件磨削完一端后，机械手将工件夹持到回转机构上，回转机构将工件旋转后，机械手将工件夹持到磨削位，磨削工件另一端。首先，基于数字环境下的机械结构设计要求。必须要对机床传动轴等机械部件进行受力分析，以确保数控机床能进行较大切削量的强力切削，进行受力分析时依据机床行业标准及***标准执行。

　　根据受力分析、计算结果，确定为了保证数控化改造机床达到加工精度、功能参数、电气供给系统以及机床安全操作等要求所需要的主要受力机械零件的大小尺寸以及供给动力装置，数控化改造机床在对机械结构进行设计和改造时，可参照改造成功案例，查阅相关技术文件资料，到改造成功企业现场实地调研。而机床速度的整个调节过程是由速度调节器来完成的，即凡是与速度有关的问题，应该去查找速度调节器，因此振动问题应查找速度调节器。

　　将 CA6140 型普通车床进行数控化改造，在整个设计过程中必须实现如下要求：原车床的主传动系统予以保留，横向进给系统由微机实现开环控制，两轴联动；刀架采用自动转位刀架，具有切削螺纹的功能；在 X 向上，进给脉冲当量为 0.005mm / 脉冲；在 3——1000mm/min 进给速度范围进行无级调速，在X 向、1000——3000mm/min 内任意设定快进速度。将CA6140型普通车床进行数控化改造，在整个设计过程中必须实现如下要求：原车床的主传动系统予以保留，横向进给系统由微机实现开环控制，两轴联动。

　　其次，基于数字环境下的机床机械结构改造要求。查看机床精度反常时正在运转的加工程序段，特别是刀具长度补偿，加工坐标系（G54-G59）的校正和核算。尽可能在机械构件改造时尺寸不变或者变化不大，并采用理想的机械传动结构装置满足传动比，以提高生产加工效率；所需改造的机械零部件必须达到一定的精度要求，如表面粗糙度、形位公差、硬度、强度等以确保运动部件之间光滑，减少摩擦阻力；在不需增加动力的情况下，可保证数控化改造后

　　的机床能够生产加工更多复杂的零件。

　　将 CA6140 型普通车床改造成经济型数控车床，横向进给机构的改造：将小拖板和手动刀架改造成数控刀架；滚珠丝杠螺母副取代溜板箱、光杆进给箱和普通丝杆；调整操作的手动机构保留不变，同时保留支撑结构，齿轮箱体、步进电机安装在中拖板的后侧，齿轮箱采用一级齿轮减速。当液压体系中的污染物超越必定的数量之后将会对液压体系形成停机或者是体系作废的晦气影响。

数控机床毛病确诊办法

　　1.直观法：（望闻问切）问-机床的毛病现象，加工状况等；看-CRT报警信息，报警指示灯，电容器等元件变形烟熏烧焦，保护器脱扣等；听-反常动静；闻-电气元件焦糊味及其它异味；摸-发热，振荡，接触不良等。

　　2.参数查看法：参数通常是存放在RAM中，有时电池电压不足，体系长时间不通电或外部干扰都会使参数丢掉或紊乱，应根据毛病特征，查看和校正有关参数。

　　3.隔离法：一些毛病，难以区别是数控部分，仍是伺服体系或机械部分形成的，常选用隔离法。

　　4.同类对调法用同功用的备用板替换被置疑有毛病的模板，或将功用相同的模板或单元相互交换。

　　5.功用程序测验法将G，M，S，T，功用的悉数指令编写一些小程序，在确诊毛病时运转这些程序，即可判别功用的缺失。

物理要素

　　从切削过程的物理本质考虑，刀具的刃口圆角及后边的揉捏与冲突使金属材料发作塑性变形，严峻恶化了外表粗糙度。总归，只要依据机床的特色，细心丈量机床重要结合面的工艺精度数值，才能保证搬家后的机床可以准确地***到实践作业状况。在加工塑性材料而构成带状切屑时，在前刀面上简单构成硬度很高的积屑瘤。它可以替代前刀面和切削刃进行切削，使刀具的几许视点、背吃刀量发作改变。积屑瘤的概括很不规矩，因而使工件外表上呈现深浅和宽窄都不断改变的刀痕。有些积屑瘤嵌入工件外表，更增加了外表粗糙度。

数控机床抗干扰途径

　　1、采用抗干扰的电源

　　经验表明由电源引入的干扰是系统干扰的主要来源，抗干扰性能好的电源是提高系统可靠性的关键。

　　2、阻断噪声干扰传递路径

　　数控系统使用现场的电磁环境一般较为恶劣，特别是附近大型电气设备起动及停止时会在公用交流电网和控制回路上产生高频瞬变噪声。这些噪声会通过数控系统的输入电源窜入系统内部，因此必须采取滤波、隔离、屏蔽和保护等措施将噪声阻断在系统外部。

　　1)使用电源滤波器***输入电源噪声

　　电源滤波器是***电源干扰的有力措施，目前市场上有各种型号规格的滤波器可供选择。从抗干扰的角度出发，应验证其插入衰减量是否达到要求。另外，滤波器对噪声的实际***效果还取决于使用方法，应注意以下三点：

　　a、滤波器要尽量靠近电源输入插座安装，进线和出线使用双绞线并靠近地电位布线，二者一定要分开走线，不能平行走线，更不能捆扎在一起。

　　b、滤波器的接地电阻应越小越好，直接安装在系统机壳上离系统接地端子近的位置，这样能更好的***高频共模噪声。

　　c、数控系统内部的伺服电动机驱动器、外围接口电路和计算机电路的电源可分别用3个滤波器供电，这样不仅能***外部电源干扰，还能***各部分之间的相互干扰。

　　2)采用变比为1∶1的隔离变压器进行隔离

　　隔离变压器是在它的初级绕组和次级绕组之间加了一层屏蔽层，并将它和铁芯一起接地，防止干扰信号通过初次级之间的电路进人直流供电系统。它能有效地***由电网***的瞬态强脉冲干扰，使得直流或低频干扰信号不容易通过传导的方式形成感应噪声。

　　3)将电源装在金属屏蔽盒内，并与系统内其它部分尽量隔开安装，可减少噪声在系统内部辐射的干扰。

　　4)建立掉电保护功能

　　工业电网的供电不稳定或者系统电源的偶然故障，突然掉电的事故是难免的。每次维修后应建立详细的设备档案，记录好故障发生的时间、现象，以及故障分析、诊断方法、排除故障的方法，如有遗留问题也应详尽记录，这样不仅能使每次故障都有据可查，而且可积累维修经验，为以后的故障维修打好基础。这就要求系统在发生掉电时保护好现场的数据，待电压***正常时，便可从掉电处继续执行程序。系统的掉电保护方案可用带掉电保护的RAM(如FLASH)或可读写EEPROM等来保存系统掉电时的现场数据及标志字。