第6章普通機床的數(shù)控化改造

1、第第6章章 普通機床的數(shù)控化改造普通機床的數(shù)控化改造本章概述本章概述 本章將對普通機床數(shù)控化改造的方法和方案選擇作一般性的本章將對普通機床數(shù)控化改造的方法和方案選擇作一般性的介紹介紹;簡單介紹典型開環(huán)伺服進給系統(tǒng)的設計計算及機械結(jié)構(gòu)簡單介紹典型開環(huán)伺服進給系統(tǒng)的設計計算及機械結(jié)構(gòu)特點特點;以臥式車床數(shù)控化改造為例，詳細分析設計步驟、改造以臥式車床數(shù)控化改造為例，詳細分析設計步驟、改造方法方法;介紹數(shù)顯技術(shù)在機械設備改造中的應用。介紹數(shù)顯技術(shù)在機械設備改造中的應用。教學目標教學目標1.1.知道數(shù)控化改造的優(yōu)越性，掌握數(shù)控化改造的主要內(nèi)容，知道數(shù)控化改造的優(yōu)越性，掌握數(shù)控化改造的主要內(nèi)容，理解用微

2、機技術(shù)改造普通機床理解用微機技術(shù)改造普通機床2.2.知道普通機床數(shù)控化改造的過程。知道普通機床數(shù)控化改造的過程。3.3.了解直線感應器、光柵尺和磁尺在機械設備改造中的應用。了解直線感應器、光柵尺和磁尺在機械設備改造中的應用。下一頁第第6章章 普通機床的數(shù)控化改造普通機床的數(shù)控化改造6.1普通機床數(shù)控化改造的方法普通機床數(shù)控化改造的方法6.2普通機床數(shù)控化改造實例普通機床數(shù)控化改造實例6.3 數(shù)顯技術(shù)在機械設備改造中的應用數(shù)顯技術(shù)在機械設備改造中的應用6.1普通機床數(shù)控化改造的方法普通機床數(shù)控化改造的方法數(shù)控機床在現(xiàn)代機械加工中起著舉足輕重的作用，機床數(shù)控數(shù)控機床在現(xiàn)代機械加工中起著舉足輕重的作

3、用，機床數(shù)控化率已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志。提高機床數(shù)化率已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志。提高機床數(shù)控化率有兩個途徑控化率有兩個途徑: :一是購買新的數(shù)控機床，即更新設備一是購買新的數(shù)控機床，即更新設備; ;二二是改造舊機床，配置數(shù)控系統(tǒng)，把舊機床改造成數(shù)控機床。是改造舊機床，配置數(shù)控系統(tǒng)，把舊機床改造成數(shù)控機床。所謂機床的數(shù)控化改造是指應用現(xiàn)代的數(shù)控成熟技術(shù)和經(jīng)驗，所謂機床的數(shù)控化改造是指應用現(xiàn)代的數(shù)控成熟技術(shù)和經(jīng)驗，以適應生產(chǎn)的具體要求為目的，改變現(xiàn)有機床的結(jié)構(gòu)，給舊以適應生產(chǎn)的具體要求為目的，改變現(xiàn)有機床的結(jié)構(gòu)，給舊機床換上新部件、新裝置和新附件，提高現(xiàn)有機床的技術(shù)性機床

4、換上新部件、新裝置和新附件，提高現(xiàn)有機床的技術(shù)性指標，使之全部或局部達到新數(shù)控機床的水平。指標，使之全部或局部達到新數(shù)控機床的水平。返回下一頁6.1普通機床數(shù)控化改造的方法普通機床數(shù)控化改造的方法6.1.16.1.1機床數(shù)控化改造的一般步驟機床數(shù)控化改造的一般步驟1.1.明確微機改造的任務和目標明確微機改造的任務和目標在確定機床微機改造的總體方案時，首先要提出明確的技術(shù)在確定機床微機改造的總體方案時，首先要提出明確的技術(shù)經(jīng)濟指標。例如，有的是為了解決難加工的曲線曲面，有的經(jīng)濟指標。例如，有的是為了解決難加工的曲線曲面，有的是為了提高勞動生產(chǎn)率，有的是為了提高零件加工的一致性是為了提高勞動生產(chǎn)率

5、，有的是為了提高零件加工的一致性等，一般都應有明確的工藝目的，由此確定改造的對象和技等，一般都應有明確的工藝目的，由此確定改造的對象和技術(shù)要求，將具體的技術(shù)參數(shù)用文件形式固定下來，編寫出設術(shù)要求，將具體的技術(shù)參數(shù)用文件形式固定下來，編寫出設計任務書，作為設計的原始依據(jù)。計任務書，作為設計的原始依據(jù)。上一頁返回下一頁6.1普通機床數(shù)控化改造的方法普通機床數(shù)控化改造的方法2.2.總體方案設計總體方案設計總體方案設計的內(nèi)容包括總體方案設計的內(nèi)容包括: :系統(tǒng)運動方式的確定，伺服系統(tǒng)的系統(tǒng)運動方式的確定，伺服系統(tǒng)的選擇，執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及傳動方式的確定，計算機系統(tǒng)的選選擇，執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及傳動方式的確定

6、，計算機系統(tǒng)的選擇等內(nèi)容。應根據(jù)設計任務和要求進行調(diào)研，查閱技術(shù)資料，擇等內(nèi)容。應根據(jù)設計任務和要求進行調(diào)研，查閱技術(shù)資料，提出系統(tǒng)的總體方案，并對方案進行分析比較和論證，最后提出系統(tǒng)的總體方案，并對方案進行分析比較和論證，最后確定總體方案。確定方案時，應仔細地考慮機床與控制部分確定總體方案。確定方案時，應仔細地考慮機床與控制部分相互間的各種要求，做出合理的設計，不僅要考慮各種高效相互間的各種要求，做出合理的設計，不僅要考慮各種高效能、自動化要求，也要考慮被改造機床的具體條件，使技術(shù)能、自動化要求，也要考慮被改造機床的具體條件，使技術(shù)的先進性與經(jīng)濟的合理性較好地統(tǒng)一起來。的先進性與經(jīng)濟的合理性

7、較好地統(tǒng)一起來。下一頁上一頁返回6.1普通機床數(shù)控化改造的方法普通機床數(shù)控化改造的方法3.3.設計計算及結(jié)構(gòu)改裝設計計算及結(jié)構(gòu)改裝根據(jù)改造后機床的加工工藝范圍，初步選定切削用量，刀具根據(jù)改造后機床的加工工藝范圍，初步選定切削用量，刀具運動路線等，計算切削力及切削功率，從而計算出進給系統(tǒng)運動路線等，計算切削力及切削功率，從而計算出進給系統(tǒng)需要的功率和力矩等，以選擇數(shù)控系統(tǒng)及馭動元件。大多數(shù)需要的功率和力矩等，以選擇數(shù)控系統(tǒng)及馭動元件。大多數(shù)的微機數(shù)控裝置配用步進電機，也有一些性能要求較高的系的微機數(shù)控裝置配用步進電機，也有一些性能要求較高的系統(tǒng)采用直流伺服電機。機床的工作臺統(tǒng)采用直流伺服電機。機

8、床的工作臺( (或刀架或刀架) )及其傳動機構(gòu)及其傳動機構(gòu)是機床改造的重點，改造的好壞直接影響到伺服系統(tǒng)的品質(zhì)，是機床改造的重點，改造的好壞直接影響到伺服系統(tǒng)的品質(zhì)，可以說機床的微機改造是從機械部分改造的整體方案人手的，可以說機床的微機改造是從機械部分改造的整體方案人手的，設計時可借鑒數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)特點及設計要求。隨著數(shù)控機設計時可借鑒數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)特點及設計要求。隨著數(shù)控機床的發(fā)展，許多數(shù)控機床的零配件也已經(jīng)開始成批生產(chǎn)，形床的發(fā)展，許多數(shù)控機床的零配件也已經(jīng)開始成批生產(chǎn)，形成專門的配套供應，如滾珠絲杠螺母副、車床的自動換刀刀成專門的配套供應，如滾珠絲杠螺母副、車床的自動換刀刀架等目前都有現(xiàn)

9、成產(chǎn)品供應，這給機床改造工作帶來很大方架等目前都有現(xiàn)成產(chǎn)品供應，這給機床改造工作帶來很大方便。便。為防止出錯，機械、液壓氣動回路、軟件、接口電路和強電為防止出錯，機械、液壓氣動回路、軟件、接口電路和強電邏輯回路需交叉設計，還應充分注意信號檢測元件的安裝、邏輯回路需交叉設計，還應充分注意信號檢測元件的安裝、連接設計。連接設計。上一頁 下一頁返回6.1普通機床數(shù)控化改造的方法普通機床數(shù)控化改造的方法4.4.制造、安裝、調(diào)試制造、安裝、調(diào)試制造、安裝、調(diào)試是改造的關(guān)鍵之一。一般應預先將數(shù)控系制造、安裝、調(diào)試是改造的關(guān)鍵之一。一般應預先將數(shù)控系統(tǒng)、接口電路等脫機運行，機械及液壓氣動裝置也應單獨運統(tǒng)、接

10、口電路等脫機運行，機械及液壓氣動裝置也應單獨運行，在確定無誤后，才能聯(lián)機調(diào)試。調(diào)試時應遵循先手動、行，在確定無誤后，才能聯(lián)機調(diào)試。調(diào)試時應遵循先手動、后自動，先空運行、后試切的原則。后自動，先空運行、后試切的原則。調(diào)試合格后，要按設計要求進行負荷切削試驗和各項精度指調(diào)試合格后，要按設計要求進行負荷切削試驗和各項精度指標的考核，直至加工出合格的產(chǎn)品為止，然后交車間使用，標的考核，直至加工出合格的產(chǎn)品為止，然后交車間使用，并協(xié)助培訓操作和維修人員。設備投產(chǎn)后要及時總結(jié)，在可并協(xié)助培訓操作和維修人員。設備投產(chǎn)后要及時總結(jié)，在可能的條件下，采用更新的技術(shù)，進一步完善原設計。能的條件下，采用更新的技術(shù)，

11、進一步完善原設計。上一頁下一頁返回6.1普通機床數(shù)控化改造的方法普通機床數(shù)控化改造的方法機床數(shù)控化改造的優(yōu)越性機床數(shù)控化改造的優(yōu)越性 采用國內(nèi)外先進工藝、先進技術(shù)對舊機床進行改造有以下優(yōu)采用國內(nèi)外先進工藝、先進技術(shù)對舊機床進行改造有以下優(yōu)點點: :(1)(1)機床改造針對性強，容易適宜生產(chǎn)的要求。因為機床的改機床改造針對性強，容易適宜生產(chǎn)的要求。因為機床的改造方案是根據(jù)原機床中存在的問題提出的，需要改哪些地方，造方案是根據(jù)原機床中存在的問題提出的，需要改哪些地方，改到什么程度都有的放矢，能與生產(chǎn)緊密結(jié)合，可以直接將改到什么程度都有的放矢，能與生產(chǎn)緊密結(jié)合，可以直接將科學技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，使企業(yè)

12、有積極性?？茖W技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，使企業(yè)有積極性。(2)(2)機床改造可以充分利用原機床的絕大部分，大大節(jié)約原材機床改造可以充分利用原機床的絕大部分，大大節(jié)約原材料和資金，同時見效快，改造周期短，可滿足生產(chǎn)急需。因料和資金，同時見效快，改造周期短，可滿足生產(chǎn)急需。因為舊機床數(shù)控化改造大部分床身、立柱等主要基礎(chǔ)件和許多為舊機床數(shù)控化改造大部分床身、立柱等主要基礎(chǔ)件和許多傳動部分不須更換，與新機床制造相比只需其傳動部分不須更換，與新機床制造相比只需其1/151/15一一1/101/10的的時間，工期大大縮短，從而節(jié)約了成本，解決了生產(chǎn)急需。時間，工期大大縮短，從而節(jié)約了成本，解決了生產(chǎn)急需。下一頁上

13、一頁返回6.1普通機床數(shù)控化改造的方法普通機床數(shù)控化改造的方法(3)(3)改造后的機床性能穩(wěn)定可靠，機床應用范圍得到擴大，適改造后的機床性能穩(wěn)定可靠，機床應用范圍得到擴大，適應多品種、小批量的零件生產(chǎn)。這是因為機床的大型結(jié)構(gòu)件應多品種、小批量的零件生產(chǎn)。這是因為機床的大型結(jié)構(gòu)件一般是鑄鐵制成的，而鑄鐵件年代越久則時效越充分，精度一般是鑄鐵制成的，而鑄鐵件年代越久則時效越充分，精度比新鑄件更加穩(wěn)定。改造不需要改變支撐類大型構(gòu)件，只需比新鑄件更加穩(wěn)定。改造不需要改變支撐類大型構(gòu)件，只需修復或更換若干中小型部件就可獲得與新機床類似效果。改修復或更換若干中小型部件就可獲得與新機床類似效果。改造后的機床

14、功能有較好的提高。除了保留原有功能外，還可造后的機床功能有較好的提高。除了保留原有功能外，還可以滿足各種復雜型面類零件加工，極大地擴大了機床的應用以滿足各種復雜型面類零件加工，極大地擴大了機床的應用范圍。范圍。(4)(4)經(jīng)過數(shù)控化改造，可以有效提高工件加工精度和生產(chǎn)效率。經(jīng)過數(shù)控化改造，可以有效提高工件加工精度和生產(chǎn)效率。因為改造時可根據(jù)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展要求，及時提高生產(chǎn)設備因為改造時可根據(jù)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展要求，及時提高生產(chǎn)設備的自動化水平和效率，提高設備質(zhì)量和檔次。如某單位的自動化水平和效率，提高設備質(zhì)量和檔次。如某單位3.4m3.4m的立式車床改造后，加工球體軸承座零件，其的立式車床改造后，

15、加工球體軸承座零件，其2m2m直徑偏差僅直徑偏差僅為為0.035 mm ,0.035 mm ,滿足了設計要求，并且機床改造后的工作效率滿足了設計要求，并且機床改造后的工作效率提高了提高了5-65-6倍。倍。上一頁 下一頁返回6.1普通機床數(shù)控化改造的方法普通機床數(shù)控化改造的方法(5)(5)可以充分發(fā)揮企業(yè)現(xiàn)有技術(shù)力量的作用，調(diào)動技術(shù)人員的可以充分發(fā)揮企業(yè)現(xiàn)有技術(shù)力量的作用，調(diào)動技術(shù)人員的積極性積極性; ;同時降低對工人技術(shù)水平的要求。同時降低對工人技術(shù)水平的要求。(6)(6)通過數(shù)控化改造，可以掌握設備的構(gòu)造和性能，為企業(yè)培通過數(shù)控化改造，可以掌握設備的構(gòu)造和性能，為企業(yè)培養(yǎng)了數(shù)控技術(shù)人才。在

16、改造期間，通過拆解舊機床，裝配新養(yǎng)了數(shù)控技術(shù)人才。在改造期間，通過拆解舊機床，裝配新部件等改造過程，間接培養(yǎng)了數(shù)控人才，對機床的特性有了部件等改造過程，間接培養(yǎng)了數(shù)控人才，對機床的特性有了較詳細的了解，在操作使用和維護方面培訓時間短、見效快。較詳細的了解，在操作使用和維護方面培訓時間短、見效快。6.1.2 6.1.2 用微機技術(shù)改造普通機床的方案用微機技術(shù)改造普通機床的方案1.1.用微機技術(shù)實現(xiàn)機床簡易數(shù)控的工作原理用微機技術(shù)實現(xiàn)機床簡易數(shù)控的工作原理采用微機技術(shù)實現(xiàn)機床簡易數(shù)控的裝置，主要由單片機采用微機技術(shù)實現(xiàn)機床簡易數(shù)控的裝置，主要由單片機( (或單或單板機板機) )、控制程序、零件加工

17、程序、馬伙動電源裝置、收發(fā)信、控制程序、零件加工程序、馬伙動電源裝置、收發(fā)信板、步進電機等部分組成。在圖板、步進電機等部分組成。在圖6-16-1中表示了經(jīng)濟型數(shù)控車床中表示了經(jīng)濟型數(shù)控車床的系統(tǒng)裝置樞圖。的系統(tǒng)裝置樞圖。上一頁 下一頁返回6.1普通機床數(shù)控化改造的方法普通機床數(shù)控化改造的方法在所示的系統(tǒng)裝置中，微控制器在控制程序的控制下，可以在所示的系統(tǒng)裝置中，微控制器在控制程序的控制下，可以使數(shù)控系統(tǒng)具有直線插補和圓弧插補加工工件輪廓的功能使數(shù)控系統(tǒng)具有直線插補和圓弧插補加工工件輪廓的功能; ;具具有進給速度控制和快速回零的功能有進給速度控制和快速回零的功能; ;具有刀具補償和反向間隙具有刀

18、具補償和反向間隙補償?shù)墓δ芤约捌渌喾N功能。當零件加工程序給出具體的補償?shù)墓δ芤约捌渌喾N功能。當零件加工程序給出具體的位移尺寸、位移方向和進給速度以后，控制程序就會通過微位移尺寸、位移方向和進給速度以后，控制程序就會通過微控制器按照所輸人的零件加工程序發(fā)出一系列的脈沖信號，控制器按照所輸人的零件加工程序發(fā)出一系列的脈沖信號，經(jīng)隔離放大以后，分別馭動經(jīng)隔離放大以后，分別馭動Z Z向和向和X X向步進電機，使刀架按照向步進電機，使刀架按照要求的方向、速度、位移量實現(xiàn)縱向和橫向運動，從而構(gòu)成要求的方向、速度、位移量實現(xiàn)縱向和橫向運動，從而構(gòu)成了一個經(jīng)濟型開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。了一個經(jīng)濟型開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。2.

19、2.普通機床數(shù)控化改造方案的確定原則普通機床數(shù)控化改造方案的確定原則為了提高機床微機改造的效益，在確定總體方案時需注意下為了提高機床微機改造的效益，在確定總體方案時需注意下列問題列問題: :上一頁 下一頁返回6.1普通機床數(shù)控化改造的方法普通機床數(shù)控化改造的方法改造后的數(shù)控機床通常適用于加工具有一定批量的相類似零改造后的數(shù)控機床通常適用于加工具有一定批量的相類似零件，使其既有專用機床的特性，又有一定的柔性。因此不要件，使其既有專用機床的特性，又有一定的柔性。因此不要勉強地要求其具備多種功能，否則花費大量的投資，而出現(xiàn)勉強地要求其具備多種功能，否則花費大量的投資，而出現(xiàn)某些功能名義上能實現(xiàn)而實際

20、上不能實現(xiàn)的效果。某些功能名義上能實現(xiàn)而實際上不能實現(xiàn)的效果。根據(jù)運動的控制情況選擇合適的數(shù)控系統(tǒng)。點位控制系統(tǒng)適根據(jù)運動的控制情況選擇合適的數(shù)控系統(tǒng)。點位控制系統(tǒng)適用于鉆床、橙床和沖床的改造。直線控制系統(tǒng)適用于直線進用于鉆床、橙床和沖床的改造。直線控制系統(tǒng)適用于直線進給運動的車床、銑床、磨床的改造。輪廊控制系統(tǒng)適用于曲給運動的車床、銑床、磨床的改造。輪廊控制系統(tǒng)適用于曲線進給運動的車床、銑床、磨床等機床的改造。線進給運動的車床、銑床、磨床等機床的改造。另外，數(shù)控裝置按照驅(qū)動系統(tǒng)的控制原理又可分為開環(huán)控制、另外，數(shù)控裝置按照驅(qū)動系統(tǒng)的控制原理又可分為開環(huán)控制、半閉環(huán)控制和閉環(huán)控制三種形式。在開

21、環(huán)控制中，不設位置半閉環(huán)控制和閉環(huán)控制三種形式。在開環(huán)控制中，不設位置檢測反饋裝置，機床的加工精度直接由步進電機的運動精度檢測反饋裝置，機床的加工精度直接由步進電機的運動精度和機床傳動機構(gòu)的精度來保證。由于開環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可和機床傳動機構(gòu)的精度來保證。由于開環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，成本較低，在工作性能良好的情況下，加工誤差可靠性高，成本較低，在工作性能良好的情況下，加工誤差可控制在控制在0.02 mm0.02 mm以內(nèi)，精度能滿足普通機床的需要，因而在機以內(nèi)，精度能滿足普通機床的需要，因而在機床改造中，對驅(qū)動系統(tǒng)大都選擇為開環(huán)控制。床改造中，對驅(qū)動系統(tǒng)大都選擇為開環(huán)控制。上一頁 下一頁返回

22、6.1普通機床數(shù)控化改造的方法普通機床數(shù)控化改造的方法機床改造范圍的大小，應根據(jù)機床自身精度及性能來決定裝機床改造范圍的大小，應根據(jù)機床自身精度及性能來決定裝機床的技術(shù)狀態(tài)，對于舊機床可結(jié)合機床大、中修理進行，機床的技術(shù)狀態(tài)，對于舊機床可結(jié)合機床大、中修理進行，時間、時間、 機床改造前必須檢查被改這樣可減少生產(chǎn)上的停機機床改造前必須檢查被改這樣可減少生產(chǎn)上的停機在充分了解機床原結(jié)構(gòu)、性能的基礎(chǔ)上，考慮改裝的可能性在充分了解機床原結(jié)構(gòu)、性能的基礎(chǔ)上，考慮改裝的可能性及方便性，盡量保留原有結(jié)構(gòu)，以降低改造的工作量和費用。及方便性，盡量保留原有結(jié)構(gòu)，以降低改造的工作量和費用。在設計中盡量采用已經(jīng)商品

23、化的標準部件和外購元件在設計中盡量采用已經(jīng)商品化的標準部件和外購元件數(shù)控化改造總體方案制定舉例數(shù)控化改造總體方案制定舉例某車間加工圖某車間加工圖6 -26 -2所示的多種齒數(shù)規(guī)格的端面齒離合器，以所示的多種齒數(shù)規(guī)格的端面齒離合器，以前是在臥式銑床上利用分度頭一個齒一個齒地加工，用這種前是在臥式銑床上利用分度頭一個齒一個齒地加工，用這種加工方法，工人操作緊張，勞動強度大，而且一次分度錯誤加工方法，工人操作緊張，勞動強度大，而且一次分度錯誤則整個零件報廢，所以對機床進行數(shù)控化改造，使其能自動則整個零件報廢，所以對機床進行數(shù)控化改造，使其能自動分度銑削。分度銑削。上一頁 下一頁返回6.1普通機床數(shù)控

24、化改造的方法普通機床數(shù)控化改造的方法改造方案如圖改造方案如圖6 -36 -3所示。將分度頭安裝在縱向工作臺面上，所示。將分度頭安裝在縱向工作臺面上，分度頭主軸傾斜分度頭主軸傾斜5 5，以加工出傾針的齒底部，在分度頭的手，以加工出傾針的齒底部，在分度頭的手柄軸上加裝一步進電機實現(xiàn)自動分度。另外，將縱向工作臺柄軸上加裝一步進電機實現(xiàn)自動分度。另外，將縱向工作臺手柄拆去，加裝步進電機，使用一個車床兩坐標數(shù)控系統(tǒng)即手柄拆去，加裝步進電機，使用一個車床兩坐標數(shù)控系統(tǒng)即可實現(xiàn)離合器齒的自動加工。工作時按如下工作循環(huán)可實現(xiàn)離合器齒的自動加工。工作時按如下工作循環(huán): :縱向工縱向工作臺快進一工作進給作臺快進一

25、工作進給( (切齒切齒) )一縱向工作臺快退一分度頭分度一縱向工作臺快退一分度頭分度一一直至全部齒加工完畢停機。該方案簡單易行，改造工直至全部齒加工完畢停機。該方案簡單易行，改造工作量不大，經(jīng)實際改造后，機床具有加工同樣結(jié)構(gòu)各種齒數(shù)作量不大，經(jīng)實際改造后，機床具有加工同樣結(jié)構(gòu)各種齒數(shù)離合器的能力，收到了良好的經(jīng)濟效益。離合器的能力，收到了良好的經(jīng)濟效益。上一頁返回6.2普通機床數(shù)控化改造實例普通機床數(shù)控化改造實例6.2.16.2.1臥式車床的數(shù)控化改造臥式車床的數(shù)控化改造目前我國機床的擁有量超過了目前我國機床的擁有量超過了320320萬臺，其中萬臺，其中40%40%以上是車床，以上是車床，多數(shù)

26、役齡都很長。用價格較低，性能適宜的經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，多數(shù)役齡都很長。用價格較低，性能適宜的經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，改造精度要求一般的臥式車床容易實現(xiàn)，經(jīng)濟效果也比較明改造精度要求一般的臥式車床容易實現(xiàn)，經(jīng)濟效果也比較明顯，在許多工廠都獲得成功?，F(xiàn)以顯，在許多工廠都獲得成功?，F(xiàn)以C616C616型臥式車床數(shù)控化改型臥式車床數(shù)控化改造為例作一介紹。造為例作一介紹。1.1.總體方案設計總體方案設計(1)(1)設計任務利用微機對設計任務利用微機對C616C616型臥式車床的縱、橫向進給系統(tǒng)型臥式車床的縱、橫向進給系統(tǒng)進行開環(huán)控制，縱向脈沖當量為進行開環(huán)控制，縱向脈沖當量為0.Olmm/0.Olmm/脈沖，橫向脈

27、沖當量脈沖，橫向脈沖當量為為0.005mm/0.005mm/脈沖，馬伙動元件采用步進電機。改造后的機床脈沖，馬伙動元件采用步進電機。改造后的機床能完成一般車削及加工任意錐面、球面、螺紋等加工工序，能完成一般車削及加工任意錐面、球面、螺紋等加工工序，并能控制主軸開停變速、刀架轉(zhuǎn)位及一些輔助功能，使加工并能控制主軸開停變速、刀架轉(zhuǎn)位及一些輔助功能，使加工實現(xiàn)自動化。實現(xiàn)自動化。下一頁返回6.2普通機床數(shù)控化改造實例普通機床數(shù)控化改造實例(2)(2)總體方案確定根據(jù)設計任務，系統(tǒng)應采用連續(xù)控制系統(tǒng)?？傮w方案確定根據(jù)設計任務，系統(tǒng)應采用連續(xù)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)由微機部分、鍵盤及顯示器、控制系統(tǒng)由微機部分

28、、鍵盤及顯示器、I/OI/O接口及光電隔離電接口及光電隔離電路、步進電機功率放大電路等組成?？v向、橫向均采用步進路、步進電機功率放大電路等組成?？v向、橫向均采用步進電機一減速齒輪一滾珠絲杠螺母一溜板的傳動方式。刀架更電機一減速齒輪一滾珠絲杠螺母一溜板的傳動方式。刀架更換為四刀位自動回轉(zhuǎn)刀架。改造后的車床傳動系統(tǒng)如圖換為四刀位自動回轉(zhuǎn)刀架。改造后的車床傳動系統(tǒng)如圖6-46-4所所示。示。2.2.車床改造的結(jié)構(gòu)特點車床改造的結(jié)構(gòu)特點(1)(1)縱向滾珠絲杠縱向滾珠絲杠必須采用三點支承形式。步進縱向滾珠絲杠縱向滾珠絲杠必須采用三點支承形式。步進電機的布置，可放在絲杠的任一端。由于拆除了進給箱，可電機

29、的布置，可放在絲杠的任一端。由于拆除了進給箱，可在原安裝進給箱處布置步進電機和減速齒輪，也可在滾珠絲在原安裝進給箱處布置步進電機和減速齒輪，也可在滾珠絲杠的左端設計一個專用軸承支承座，而在絲杠托架處布置步杠的左端設計一個專用軸承支承座，而在絲杠托架處布置步進電機和減速箱。機床改造常采用后一種布置方案。車床縱進電機和減速箱。機床改造常采用后一種布置方案。車床縱向傳動結(jié)構(gòu)的布置如圖向傳動結(jié)構(gòu)的布置如圖6-56-5所示。所示。上一頁 下一頁返回6.2普通機床數(shù)控化改造實例普通機床數(shù)控化改造實例在絲杠的左端設計廠一個專用軸承支承座，采用一個軸套式在絲杠的左端設計廠一個專用軸承支承座，采用一個軸套式滑動

30、軸承作為徑向支承，在滑動軸承的兩側(cè)分別布置一對推滑動軸承作為徑向支承，在滑動軸承的兩側(cè)分別布置一對推力球軸承，承受兩個方向的軸向力。支承短軸與滾珠絲杠通力球軸承，承受兩個方向的軸向力。支承短軸與滾珠絲杠通過聯(lián)軸套連接起來。滾珠絲杠的右端通過聯(lián)軸套和減速箱的過聯(lián)軸套連接起來。滾珠絲杠的右端通過聯(lián)軸套和減速箱的輸出軸連接，在絲杠托架上布置一個軸套式滑動軸承作為徑輸出軸連接，在絲杠托架上布置一個軸套式滑動軸承作為徑向支承，減速箱固定在絲杠托架上。滾珠絲杠的中間支承為向支承，減速箱固定在絲杠托架上。滾珠絲杠的中間支承為滾珠螺母，其與床鞍直接連接。滾珠螺母，其與床鞍直接連接。(2)(2)橫向滾珠絲杠橫向

31、滾珠絲杠也采用三點支承形式。步進電橫向滾珠絲杠橫向滾珠絲杠也采用三點支承形式。步進電機一般都安裝在床鞍的后部。靠近操作者一端，布置一根支機一般都安裝在床鞍的后部?？拷僮髡咭欢耍贾靡桓С卸梯S，通過一個聯(lián)軸套與滾珠絲杠連接起來。利用車床原承短軸，通過一個聯(lián)軸套與滾珠絲杠連接起來。利用車床原橫向進給絲杠的滑動軸套作為徑向支承，并對原支承處進行橫向進給絲杠的滑動軸套作為徑向支承，并對原支承處進行適當改裝，布置一對推力球軸承，以實現(xiàn)軸向支承。在遠離適當改裝，布置一對推力球軸承，以實現(xiàn)軸向支承。在遠離操作者的一端，用一個聯(lián)軸套和一根連接短軸把滾珠絲杠與操作者的一端，用一個聯(lián)軸套和一根連接短軸把滾珠絲

32、杠與減速箱輸出軸連接起來。滾珠螺母直接固定在中滑板上。車減速箱輸出軸連接起來。滾珠螺母直接固定在中滑板上。車床橫向傳動的支承結(jié)構(gòu)如圖床橫向傳動的支承結(jié)構(gòu)如圖6 6一一6 6所示。所示。上一頁 下一頁返回6.2普通機床數(shù)控化改造實例普通機床數(shù)控化改造實例(3)(3)導軌副為減少運動部件移動時的摩擦阻力，尤其是減少靜導軌副為減少運動部件移動時的摩擦阻力，尤其是減少靜摩擦阻力，床鞍和刀架移動部件的導軌可粘貼摩擦系數(shù)低的摩擦阻力，床鞍和刀架移動部件的導軌可粘貼摩擦系數(shù)低的聚四氟乙烯軟帶。聚四氟乙烯軟帶。(4)(4)主軸脈沖發(fā)生器改造后的簡易數(shù)控車床需要自動加工螺紋主軸脈沖發(fā)生器改造后的簡易數(shù)控車床需要

33、自動加工螺紋時，可以在主軸后端同軸安裝或者異軸安裝一個主軸脈沖發(fā)時，可以在主軸后端同軸安裝或者異軸安裝一個主軸脈沖發(fā)生器，作為主軸位置的信號反饋元件，目的是用來檢測主軸生器，作為主軸位置的信號反饋元件，目的是用來檢測主軸轉(zhuǎn)角的位置，并且將其變化情況輸送給數(shù)控裝置，使其能按轉(zhuǎn)角的位置，并且將其變化情況輸送給數(shù)控裝置，使其能按照所需加工的螺距進行處理。照所需加工的螺距進行處理。(5)(5)安裝電動卡盤為了提高經(jīng)濟型數(shù)控車床的加工效率，還可安裝電動卡盤為了提高經(jīng)濟型數(shù)控車床的加工效率，還可考慮采用電動三爪自定心卡盤裝置。這種裝置也可與數(shù)控裝考慮采用電動三爪自定心卡盤裝置。這種裝置也可與數(shù)控裝置的收發(fā)

34、信電路相配合，實現(xiàn)自動夾緊、松開，提高加工過置的收發(fā)信電路相配合，實現(xiàn)自動夾緊、松開，提高加工過程的自動化程度。程的自動化程度。上一頁 下一頁返回6.2普通機床數(shù)控化改造實例普通機床數(shù)控化改造實例安裝調(diào)整中應注意的問題安裝調(diào)整中應注意的問題(1)(1)利用螺母的間隙調(diào)整裝置調(diào)整絲杠副間隙時，應使調(diào)整后利用螺母的間隙調(diào)整裝置調(diào)整絲杠副間隙時，應使調(diào)整后產(chǎn)生的預緊力為絲杠副最大負載的產(chǎn)生的預緊力為絲杠副最大負載的1/31/3為宜。在實際調(diào)整中，為宜。在實際調(diào)整中，可以把車床處于最大工作負載，使絲杠內(nèi)部仍不產(chǎn)生間隙，可以把車床處于最大工作負載，使絲杠內(nèi)部仍不產(chǎn)生間隙，或者間隙量小于或者間隙量小于0.

35、 O1 mm0. O1 mm，而且運轉(zhuǎn)靈活，并以此作為螺母，而且運轉(zhuǎn)靈活，并以此作為螺母間隙調(diào)整裝置預緊量的判斷標準。間隙調(diào)整裝置預緊量的判斷標準。(2)(2)傳動絲杠軸線上各聯(lián)軸套上的錐銷孔應按十字分布方式進傳動絲杠軸線上各聯(lián)軸套上的錐銷孔應按十字分布方式進行配作。這是因為同一聯(lián)軸套上分布的錐銷孔都由同一方向行配作。這是因為同一聯(lián)軸套上分布的錐銷孔都由同一方向加工時，往往會引起軸心線的直線度誤差增大，從而使安裝加工時，往往會引起軸心線的直線度誤差增大，從而使安裝在傳動絲杠上各零件間的同軸度誤差增大，產(chǎn)生傳動附加載在傳動絲杠上各零件間的同軸度誤差增大，產(chǎn)生傳動附加載荷，影響絲杠副的傳動性能荷，

36、影響絲杠副的傳動性能上一頁 下一頁返回6.2普通機床數(shù)控化改造實例普通機床數(shù)控化改造實例(3)(3)消除齒輪間隙的方法很多，用調(diào)整中心距的方法是最簡便消除齒輪間隙的方法很多，用調(diào)整中心距的方法是最簡便的一種。安裝時將大齒輪所在支承架轉(zhuǎn)動中心與絲杠對中，的一種。安裝時將大齒輪所在支承架轉(zhuǎn)動中心與絲杠對中，首先固定，然后把電機小齒輪按無間隙嚙合，調(diào)整好中心距，首先固定，然后把電機小齒輪按無間隙嚙合，調(diào)整好中心距，再固定。再固定。(4)(4)滾珠絲杠副的制造精度要求高，加工工藝比較復雜，都是滾珠絲杠副的制造精度要求高，加工工藝比較復雜，都是由專業(yè)工廠按系列化進行生產(chǎn)。因此，在進行設備改造時，由專業(yè)工

37、廠按系列化進行生產(chǎn)。因此，在進行設備改造時，要按廠家生產(chǎn)標準進行選擇。選擇合適以后，再決定被改造要按廠家生產(chǎn)標準進行選擇。選擇合適以后，再決定被改造設備的其他相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)和尺寸。設備的其他相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)和尺寸。(5)(5)主軸脈沖發(fā)生器的引出軸與車床主軸按主軸脈沖發(fā)生器的引出軸與車床主軸按1: 11: 1無間隙柔性連無間隙柔性連接傳動，連接后應保證兩者有很好的同步性。安裝中要注意接傳動，連接后應保證兩者有很好的同步性。安裝中要注意主軸脈沖發(fā)生器是玻璃器件，不能隨意敲打碰撞。使用中車主軸脈沖發(fā)生器是玻璃器件，不能隨意敲打碰撞。使用中車床主軸轉(zhuǎn)速不能超過主軸脈沖發(fā)生器的最高許用轉(zhuǎn)速。床主軸轉(zhuǎn)速不

38、能超過主軸脈沖發(fā)生器的最高許用轉(zhuǎn)速。上一頁 下一頁返回6.2普通機床數(shù)控化改造實例普通機床數(shù)控化改造實例6.2.26.2.2銑床的數(shù)控化改造銑床的數(shù)控化改造銑床的應用十分廣泛，主要用于加工平面或成形表面。若要銑床的應用十分廣泛，主要用于加工平面或成形表面。若要在立式銑床上加工圓弧、凸輪一類平面曲線時，就要借助于在立式銑床上加工圓弧、凸輪一類平面曲線時，就要借助于圓工作臺、分度頭等機床附件，并對機床進行相應調(diào)整。加圓工作臺、分度頭等機床附件，并對機床進行相應調(diào)整。加工精度較低，機床調(diào)整費事。所以對銑床進行數(shù)控化改造的工精度較低，機床調(diào)整費事。所以對銑床進行數(shù)控化改造的也較多，改造的目的一方面是提

39、高加工精度，另一方面是利也較多，改造的目的一方面是提高加工精度，另一方面是利用數(shù)控方法加工任意圓弧面和凸輪的曲面。用數(shù)控方法加工任意圓弧面和凸輪的曲面。銑床的數(shù)控化改造，一般主要解決進給系統(tǒng)的數(shù)控化，主傳銑床的數(shù)控化改造，一般主要解決進給系統(tǒng)的數(shù)控化，主傳動系統(tǒng)保持不變。其改裝的方法和程序與臥式車床基本相同。動系統(tǒng)保持不變。其改裝的方法和程序與臥式車床基本相同。下面只對機械部分的改動說明如下。下面只對機械部分的改動說明如下。1.1.工作臺的進給運動工作臺的進給運動因為改造后的機床主要加工圓弧、凸輪一類平面曲線的輪廓，因為改造后的機床主要加工圓弧、凸輪一類平面曲線的輪廓，所以采用微機數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)

40、三坐標兩軸聯(lián)動控制，工作臺縱所以采用微機數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)三坐標兩軸聯(lián)動控制，工作臺縱向向(X(X軸軸) )、橫向、橫向(Y(Y軸軸) )及垂直方向及垂直方向(Z(Z軸軸) )的運動，的運動，上一頁 下一頁返回6.2普通機床數(shù)控化改造實例普通機床數(shù)控化改造實例分別由步進電機經(jīng)過一級齒輪減速后，由滾珠絲杠螺母副拖分別由步進電機經(jīng)過一級齒輪減速后，由滾珠絲杠螺母副拖動。動。由于銑削時作用在電機軸上的負載轉(zhuǎn)矩較大，所以要選擇大由于銑削時作用在電機軸上的負載轉(zhuǎn)矩較大，所以要選擇大功率的步進電機，而大功率步進電機的馭動較困難。步進電功率的步進電機，而大功率步進電機的馭動較困難。步進電機沒有過載能力，在高速運動

41、時扭矩下降很多，容易丟步。機沒有過載能力，在高速運動時扭矩下降很多，容易丟步。要使改造后的銑床進給伺服性能較好，在改造中也常采用直要使改造后的銑床進給伺服性能較好，在改造中也常采用直流伺服電機馭動。銑床改造方案如圖流伺服電機馭動。銑床改造方案如圖6-76-7所示所示 2.2.結(jié)構(gòu)設計結(jié)構(gòu)設計(1)(1)應盡量消除齒輪副和絲杠副的間隙，齒輪采用雙片薄齒輪應盡量消除齒輪副和絲杠副的間隙，齒輪采用雙片薄齒輪錯齒法消除間隙，除采用間隙消除裝置外，也可以用軟件補錯齒法消除間隙，除采用間隙消除裝置外，也可以用軟件補償進給量的方法償進給量的方法( (即編程序固化在計算機中來補償）消除，以即編程序固化在計算機

42、中來補償）消除，以提高加工工件的精度。提高加工工件的精度。上一頁 下一頁返回6.2普通機床數(shù)控化改造實例普通機床數(shù)控化改造實例(2)(2)若采用直流伺服電機作馭動元件，伺服電機的軸端為光軸，若采用直流伺服電機作馭動元件，伺服電機的軸端為光軸，齒輪與電機軸、電機軸與傳動軸采用錐環(huán)無鍵連接較方便。齒輪與電機軸、電機軸與傳動軸采用錐環(huán)無鍵連接較方便。圖圖6 -86 -8所示為采用無鍵連接消隙聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)。所示為采用無鍵連接消隙聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)。圖中圖中2, 32, 3為錐面相互配合的錐環(huán)，當擰緊螺釘為錐面相互配合的錐環(huán)，當擰緊螺釘6 6經(jīng)壓蓋經(jīng)壓蓋4 4施加施加軸向力時，由于錐環(huán)之間的楔緊作用，內(nèi)外環(huán)分

43、別產(chǎn)生徑向軸向力時，由于錐環(huán)之間的楔緊作用，內(nèi)外環(huán)分別產(chǎn)生徑向彈性變形，靠摩擦力使軸與套筒連接在一起，消除廠配合間彈性變形，靠摩擦力使軸與套筒連接在一起，消除廠配合間隙。根據(jù)所傳遞轉(zhuǎn)矩的大小，選取錐環(huán)的對數(shù)。這種連接方隙。根據(jù)所傳遞轉(zhuǎn)矩的大小，選取錐環(huán)的對數(shù)。這種連接方式的特點是不需要開鍵槽，而且兩連接件之間的相對角度可式的特點是不需要開鍵槽，而且兩連接件之間的相對角度可任意調(diào)節(jié)，配合無間隙，因而對中性好。任意調(diào)節(jié)，配合無間隙，因而對中性好。為了能補償因同軸度及垂直度誤差引起的為了能補償因同軸度及垂直度誤差引起的“別勁別勁”現(xiàn)象，可現(xiàn)象，可采用撓性聯(lián)軸器，如圖采用撓性聯(lián)軸器，如圖6 -96 -

44、9所示。柔性片所示。柔性片4 4用螺釘和球面墊圈用螺釘和球面墊圈3 3與兩邊的聯(lián)軸套與兩邊的聯(lián)軸套2 2相連，通過柔性片傳遞扭矩。柔性片每片相連，通過柔性片傳遞扭矩。柔性片每片厚厚0. 25 mm0. 25 mm，材料為不銹鋼，可根據(jù)傳遞扭矩大小選取片數(shù)，材料為不銹鋼，可根據(jù)傳遞扭矩大小選取片數(shù)，兩端的位置偏差由柔性片的變形抵消。兩端的位置偏差由柔性片的變形抵消。上一頁 下一頁返回6.2普通機床數(shù)控化改造實例普通機床數(shù)控化改造實例(3)(3)升降臺式銑床工作臺重，而且銑削力也較大，垂直絲杠要升降臺式銑床工作臺重，而且銑削力也較大，垂直絲杠要配備功率較大的馭動電機，且比較難選，因此可在工作臺上配

45、備功率較大的馭動電機，且比較難選，因此可在工作臺上加配重或平衡液壓缸來平衡加配重或平衡液壓缸來平衡( (圖圖6 -106 -10）。）。此外，滾珠絲杠沒有自鎖能力，垂直坐標不能鎖住，工作臺此外，滾珠絲杠沒有自鎖能力，垂直坐標不能鎖住，工作臺會自動下降，通常采用超越離合器和摩擦離合器產(chǎn)生制動達會自動下降，通常采用超越離合器和摩擦離合器產(chǎn)生制動達到自鎖，圖到自鎖，圖6-116-11為采用超越離合器的自動平衡裝置。為采用超越離合器的自動平衡裝置。工作臺的升降由馭動電機通過聯(lián)軸器帶動錐齒輪工作臺的升降由馭動電機通過聯(lián)軸器帶動錐齒輪2, 32, 3使升降使升降絲杠轉(zhuǎn)動，工作臺上升或下降。錐齒輪絲杠轉(zhuǎn)動，

46、工作臺上升或下降。錐齒輪3 3同時帶動錐齒輪同時帶動錐齒輪4 4，這一部分是自動平衡機構(gòu)，其工作原理是這一部分是自動平衡機構(gòu)，其工作原理是: :錐齒輪錐齒輪4 4轉(zhuǎn)動時通轉(zhuǎn)動時通過錐銷帶動單向超越離合器的星輪過錐銷帶動單向超越離合器的星輪5 5，當工作臺上升時，星輪，當工作臺上升時，星輪的轉(zhuǎn)向是使?jié)L子的轉(zhuǎn)向是使?jié)L子6 6與外殼與外殼7 7脫開方向，外殼不轉(zhuǎn)，摩擦片不起脫開方向，外殼不轉(zhuǎn)，摩擦片不起作用。當工作臺下降時，星輪的轉(zhuǎn)向使?jié)L子作用。當工作臺下降時，星輪的轉(zhuǎn)向使?jié)L子6 6楔緊在星輪與外楔緊在星輪與外殼殼7 7之間，使外殼之間，使外殼7 7隨著錐齒輪隨著錐齒輪4 4轉(zhuǎn)動，通過花鍵與外殼連在

47、一轉(zhuǎn)動，通過花鍵與外殼連在一起的內(nèi)摩擦片與固定的外摩擦起的內(nèi)摩擦片與固定的外摩擦片之間產(chǎn)生相對運動，因為內(nèi)片之間產(chǎn)生相對運動，因為內(nèi)外摩擦片之間由彈簧壓緊，有一定的摩擦阻力，從而起到阻外摩擦片之間由彈簧壓緊，有一定的摩擦阻力，從而起到阻尼作用，使上升與下降的力量得以平衡。尼作用，使上升與下降的力量得以平衡。上一頁返回6.3 數(shù)顯技術(shù)在機械設備改造中的應用數(shù)顯技術(shù)在機械設備改造中的應用在機床改造中應用數(shù)顯技術(shù)其優(yōu)點很多在機床改造中應用數(shù)顯技術(shù)其優(yōu)點很多: :數(shù)字顯示直觀、清晰、數(shù)字顯示直觀、清晰、減少煩瑣和笨重的機械測量，提高廠測量的可靠性，便于控減少煩瑣和笨重的機械測量，提高廠測量的可靠性，便

48、于控制進給量，提高工效，經(jīng)濟效益顯著。尤其在大、重型和精制進給量，提高工效，經(jīng)濟效益顯著。尤其在大、重型和精密度要求較高的機械設備上，這些優(yōu)點更為突出。數(shù)顯技術(shù)密度要求較高的機械設備上，這些優(yōu)點更為突出。數(shù)顯技術(shù)以感應同步器、光柵及磁柵等為傳感器件，把機械位移量變以感應同步器、光柵及磁柵等為傳感器件，把機械位移量變?yōu)殡娦盘?，?jīng)數(shù)字處理后顯示出來。為電信號，經(jīng)數(shù)字處理后顯示出來。目前，以感應同步器和光柵為傳感器件的數(shù)顯裝置，在我國目前，以感應同步器和光柵為傳感器件的數(shù)顯裝置，在我國發(fā)展得比較成熟，但是應用的廣泛性與工業(yè)發(fā)達國家相比較，發(fā)展得比較成熟，但是應用的廣泛性與工業(yè)發(fā)達國家相比較，還存在較

49、大差距。據(jù)有關(guān)資料報導，美國已經(jīng)在還存在較大差距。據(jù)有關(guān)資料報導，美國已經(jīng)在90%90%以上的大、以上的大、重型機床，重型機床，80%80%左右的中型機床及左右的中型機床及20%20%的小型機床上應用廠數(shù)的小型機床上應用廠數(shù)顯技術(shù)，而我國有些省的統(tǒng)計表明，在顯技術(shù)，而我國有些省的統(tǒng)計表明，在2020世紀世紀8080年代末，年代末，1010萬臺車床中，安裝有數(shù)顯裝置的只有數(shù)千臺。因此，可以說萬臺車床中，安裝有數(shù)顯裝置的只有數(shù)千臺。因此，可以說應用數(shù)顯技術(shù)對機床進行改造擁有極大的潛力。應用數(shù)顯技術(shù)對機床進行改造擁有極大的潛力。下一頁返回6.3 數(shù)顯技術(shù)在機械設備改造中的應用數(shù)顯技術(shù)在機械設備改造中

50、的應用6.3.16.3.1直線感應同步器直線感應同步器1.1.直線感應同步器的種類直線感應同步器的種類直線感應同步器通常有標準型、窄型和帶狀三種。直線感應同步器通常有標準型、窄型和帶狀三種。(1)(1)標準型標準型是直線感應同步器中精度最高，應用最廣的標準型標準型是直線感應同步器中精度最高，應用最廣的一種形式，外形尺寸如圖一種形式，外形尺寸如圖6-126-12所示。為減少端部電勢的影響，所示。為減少端部電勢的影響，安裝時必須保證滑尺繞組全部覆蓋在定尺繞組上，但不能覆安裝時必須保證滑尺繞組全部覆蓋在定尺繞組上，但不能覆蓋定尺的兩條引出線，以免影響測量精度。當測量長度超過蓋定尺的兩條引出線，以免影

51、響測量精度。當測量長度超過175mm175mm時，可以將定尺接長使用。常用型號為時，可以將定尺接長使用。常用型號為GZD-1GZD-1和和GZH -1GZH -1型，測量精度達士型，測量精度達士1.5um.1.5um.(2)(2)窄型窄型直線感應同步器適用于那些設備安裝位置受到限窄型窄型直線感應同步器適用于那些設備安裝位置受到限制的場合，外形尺寸如圖制的場合，外形尺寸如圖6-136-13所示。它的電磁感應強度比標所示。它的電磁感應強度比標準型低，因而精度也較低，測量精度為士準型低，因而精度也較低，測量精度為士2.5um.2.5um.上一頁 下一頁返回6.3 數(shù)顯技術(shù)在機械設備改造中的應用數(shù)顯技

52、術(shù)在機械設備改造中的應用(3)(3)帶狀帶狀直線感應同步器由于不需拼接帶狀帶狀直線感應同步器由于不需拼接( (定尺最長可達定尺最長可達3m3m以上以上) )，對安裝面的精度要求不高，所以便于在設備上安裝，對安裝面的精度要求不高，所以便于在設備上安裝，特別是對那些安裝面不易加工的設備更為合適，其外形尺寸特別是對那些安裝面不易加工的設備更為合適，其外形尺寸如圖如圖6-146-14所示。由于定尺較長，剛性稍差，其總測量精度要所示。由于定尺較長，剛性稍差，其總測量精度要求比標準型直線感應同步器低。求比標準型直線感應同步器低。上述三種形式的直線感應同步器是在一個周期上述三種形式的直線感應同步器是在一個周

53、期(2mm)(2mm)內(nèi)進行電內(nèi)進行電氣細分重復檢測的，由于每隔氣細分重復檢測的，由于每隔2mm2mm具有相同的電磁耦合狀態(tài)，具有相同的電磁耦合狀態(tài)，而對而對2mm2mm以上的位置則無法進行區(qū)別，這樣只能用增量式計數(shù)以上的位置則無法進行區(qū)別，這樣只能用增量式計數(shù)器津方一個相對坐標系統(tǒng)講行測量若由干停車等事故消失器津方一個相對坐標系統(tǒng)講行測量若由干停車等事故消失. .當當重新復電時數(shù)顯表只能確定在重新復電時數(shù)顯表只能確定在2mm2mm內(nèi)的絕對數(shù)值，而整個被測內(nèi)的絕對數(shù)值，而整個被測長度數(shù)值無法保留。為了要進行絕對坐標測量，可采用三速長度數(shù)值無法保留。為了要進行絕對坐標測量，可采用三速式式( (或

54、三重式或三重式) )直線感應同步器。這種感應同步器定滑尺上分直線感應同步器。這種感應同步器定滑尺上分別有粗、中、細三套繞組，節(jié)距分別為別有粗、中、細三套繞組，節(jié)距分別為4000mm, 200mm4000mm, 200mm和和2mm2mm，定尺上的粗、中繞組相對于位移垂直方向傾斜不同角度定尺上的粗、中繞組相對于位移垂直方向傾斜不同角度; ;滑尺滑尺上的粗、中繞組與位移方向平行。粗、中、細三套繞組上的粗、中繞組與位移方向平行。粗、中、細三套繞組不但組成三個獨立的電氣通道，而且有一個統(tǒng)一的坐標原點。不但組成三個獨立的電氣通道，而且有一個統(tǒng)一的坐標原點。粗、中、細電氣通道的周期分別為粗、中、細電氣通道

55、的周期分別為4OOOmm, 200mm4OOOmm, 200mm和和2mm2mm，從，從而實現(xiàn)在而實現(xiàn)在4OOOmm4OOOmm范圍內(nèi)絕對坐標的檢測。范圍內(nèi)絕對坐標的檢測。上一頁 下一頁返回6.3 數(shù)顯技術(shù)在機械設備改造中的應用數(shù)顯技術(shù)在機械設備改造中的應用2.2.直線感應同步器的應用直線感應同步器的應用(1)(1)在臥式鎖床上的應用感應同步器在臥式鎖床上一般可安裝在臥式鎖床上的應用感應同步器在臥式鎖床上一般可安裝三個坐標，即主軸箱上下位移坐標，工作臺橫向位移坐標和三個坐標，即主軸箱上下位移坐標，工作臺橫向位移坐標和工作臺縱向位移坐標。三個坐標上的感應同步器分別與三個工作臺縱向位移坐標。三個坐

56、標上的感應同步器分別與三個數(shù)顯表連接。在主軸箱上下位移坐標上，可以將滑尺座安裝數(shù)顯表連接。在主軸箱上下位移坐標上，可以將滑尺座安裝在主軸箱的壓板上，把定尺座安裝在前立柱上。在工作臺橫在主軸箱的壓板上，把定尺座安裝在前立柱上。在工作臺橫向坐標上，根據(jù)工作臺上下滑座的結(jié)構(gòu)，可以把定尺座安裝向坐標上，根據(jù)工作臺上下滑座的結(jié)構(gòu)，可以把定尺座安裝在工作臺的上滑座處，把滑尺座安裝在下滑座處。在工作臺在工作臺的上滑座處，把滑尺座安裝在下滑座處。在工作臺縱向坐標上，應該把滑尺座安裝在工作臺的下滑座處，把定縱向坐標上，應該把滑尺座安裝在工作臺的下滑座處，把定尺座安裝在床身上。要使滑尺和定尺的相互位置在三個坐標尺

57、座安裝在床身上。要使滑尺和定尺的相互位置在三個坐標移動范圍之內(nèi)都能符合感應耦合的技術(shù)要求。移動范圍之內(nèi)都能符合感應耦合的技術(shù)要求。上一頁 下一頁返回6.3 數(shù)顯技術(shù)在機械設備改造中的應用數(shù)顯技術(shù)在機械設備改造中的應用(2)(2)在臥式車床上的應用感應同步器在大型臥式車床或者中、在臥式車床上的應用感應同步器在大型臥式車床或者中、小型臥式車床上，可以安裝在兩個坐標上，即在床鞍和中滑小型臥式車床上，可以安裝在兩個坐標上，即在床鞍和中滑板的運動方向上各安裝一套數(shù)顯裝置。在床鞍運動方向的坐板的運動方向上各安裝一套數(shù)顯裝置。在床鞍運動方向的坐標上，應把定尺座安裝在床身背面的表面上，把滑尺座安裝標上，應把定

58、尺座安裝在床身背面的表面上，把滑尺座安裝在床鞍的后面。在中滑板運動方向的坐標上，可以把定尺座在床鞍的后面。在中滑板運動方向的坐標上，可以把定尺座安裝在中滑板側(cè)面經(jīng)過加工過的安裝表面上，把滑尺座安裝安裝在中滑板側(cè)面經(jīng)過加工過的安裝表面上，把滑尺座安裝在床鞍上合適的位置處。在床鞍上合適的位置處。此外，數(shù)顯裝置還可安裝在立式車床、銑床、磨床、刨床、此外，數(shù)顯裝置還可安裝在立式車床、銑床、磨床、刨床、龍門刨床等機床上，其安裝特點與上述情況基本相似。龍門刨床等機床上，其安裝特點與上述情況基本相似。3.3.感應同步器的安裝感應同步器的安裝直線感應同步器定尺可以直接安裝在機床加工面上，也可以直線感應同步器定

59、尺可以直接安裝在機床加工面上，也可以和尺座構(gòu)成組件后再安裝在機床上。使用尺座雖然比較復雜，和尺座構(gòu)成組件后再安裝在機床上。使用尺座雖然比較復雜，但定尺可在機外接長，接長精度高，還可減少器件在機床上但定尺可在機外接長，接長精度高，還可減少器件在機床上的安裝時間，因此應用較廣。的安裝時間，因此應用較廣。上一頁 下一頁返回6.3 數(shù)顯技術(shù)在機械設備改造中的應用數(shù)顯技術(shù)在機械設備改造中的應用感應同步器是一種高精度的檢測元件，安裝質(zhì)量的好壞將會感應同步器是一種高精度的檢測元件，安裝質(zhì)量的好壞將會影響其潛在的精度，所以安裝工作應力求精密、細致。對于影響其潛在的精度，所以安裝工作應力求精密、細致。對于標準型

60、的感應同步器，安裝要求如圖標準型的感應同步器，安裝要求如圖6-156-15所示。所示。定尺側(cè)母線與機床導軌基準面定尺側(cè)母線與機床導軌基準面A A的平行度允差為的平行度允差為0.01 mm/0.01 mm/全長，全長，定尺安裝平面與機床導軌基準面定尺安裝平面與機床導軌基準面B B的平行度允差為的平行度允差為0. 04mm/0. 04mm/全全長。長。滑尺側(cè)母線與機床導軌基準面滑尺側(cè)母線與機床導軌基準面A A的平行度允差為的平行度允差為0.02mm/0.02mm/全長，全長，滑尺安裝面與機床導軌基準面滑尺安裝面與機床導軌基準面B B的平行度允差為的平行度允差為0.01 mm/0.01 mm/全長。