本文档是关于普通车床数控化改造的总体方案设计,主要涉及机械部分、伺服系统、电气系统以及数控系统的改造与选型。
1. 机械部分的改造设计:
- 主轴系统保持不变,因为改造难度大、成本高,且精度提升有限。进给传动系统则进行改造,原有的进给箱被替换为步进电动机与滚珠丝杠的组合,以提高传动精度和效率。滚珠丝杠取代滑动丝杠,能提供更高的传动效率、消除反向间隙并提高精度。在横向、纵向传动中,步进电动机通过消隙齿轮和滚珠丝杠螺母副驱动工作台。垂直方向的传动则通过步进电动机、圆锥齿轮和滚珠丝杠螺母副实现,同时配备超越离合器实现自锁。
2. 伺服系统的改造、选型:
- 原车床的调速方式不适应数控需求,因此需要伺服驱动系统实现无级调速。改造中通常选择步进电动机或交流伺服电动机,此处采用了步进电动机的开环控制系统,便于调速和定位。
3. 电气系统的改造、选型:
- 原有电气元件老化,改造时需采用新的电气控制系统,如数控装置内置的PLC,减少控制电器和线路连接。设计新的强电控制电路,保留部分原有元件,如变压器和自动断路器,拆除原电控箱并安装新的电控箱。
4. 数控系统选型:
- 数控系统是数控机床的核心,负责解释和执行数控程序。考虑到成本和旧机床的精度限制,选择经济型数控系统。文中推荐了国内厂商如北京航天数控、华中数控和广州数控的系统,最终选择了广州数控的GSK 990MA系统,该系统具备高性能CPU和FPGA,能保证高效率和微米级精度,且价格适中。
综上所述,普通车床的数控化改造旨在提升精度和效率,主要通过改进进给传动系统、升级伺服驱动、更新电气控制和选用适合的数控系统来实现。改造方案兼顾性能提升和成本控制,以适应现代制造的需求。