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螺桿銑床的數控改造

注塑機、擠出機作為生產塑料制成品的專用機器,在世界范圍內廣泛應用。螺桿作為擠出機、注射機的重要元件,其加工質量直接影響著擠出機、注射機的性能。
  用傳統(tǒng)的手動操作方式加工螺桿一致性差,功效低,加工質量得不到保證。采用數控技術加工螺桿已成為必然的趨勢。目前專門用于加工螺桿的數控銑床價格昂貴,不易被用戶接受;而采用經濟型數控系統(tǒng)及步進電機對車床進行改造成的經濟型數控螺桿銑床,雖然價格較低,但功能較少,可靠性較差,使用過程中問題較多。
  南京四開電子企業(yè)有限公司應廣東一用戶的要求,在車床上加裝SKY數控系統(tǒng),改造成功一臺專門用于加工螺桿的數控螺桿銑床。它具有成本低、功能強、工效高、加工出的螺桿精度高、同一性好等優(yōu)點,而且可以輕松地加工變徑、變距(包括分段變距和連續(xù)變距)等各種特殊要求的螺桿。
  該系統(tǒng)具有中文界面,有全屏幕程序編輯功能,編程序很方便。程序存儲量很大,可以可靠地保存10000個加工程序。機床的驅動采用數字式交流伺服電機,功率有足夠的富余量,因此機床的穩(wěn)定性和可靠性很好,有效地解決了螺桿加工的問題。
  SKY數控螺桿銑床是在普通車床上改造成功的,它的基本結構如圖1。

1.主軸(A)數字式交流伺服電機 2.X軸數字式交流伺服電機3.Z軸數字式交流伺服電機 4.工件 5.銑削主軸 6.頂尖

該機床是在普通車床的拖板上加裝銑頭,并裝配數字式交流伺服電機,分別控制主軸旋轉及拖板的X、Z向運動,實現(xiàn)三軸聯(lián)動。通過三軸聯(lián)動的控制,加工出各種形狀的螺桿。
  將車床刀架拆掉,裝上銑頭。銑頭和主軸由數字式交流伺服電機直接通過同步帶輪、同步帶傳動。X、Z向由數字式交流伺服電機直接通過聯(lián)軸節(jié)與滾珠絲杠直連,從而控制X、Z向移動。這樣,整個機械改動不大,機械結構更為簡單、運行更為靈活,并減少了傳動誤差。

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用SKY數控系統(tǒng)改造螺桿銑床,用裝在電機上的編碼器作為檢測元件,驅動裝置為數字式交流伺服電機,從而構成一個輸入為θj,輸出為θ0的隨動系統(tǒng)。由于編碼器的分辨率較高,反饋采用數字脈沖,伺服部分采用雙脈沖輸入控制,保證了它的抗干擾能力。
  SKY系列數控系統(tǒng)既有全閉環(huán)的也有半閉環(huán)的,根據用戶要求而定。
  SKY數控系統(tǒng)是基于通用PC平臺的數控系統(tǒng)。對于專用的螺桿加工程序,可以用C語言編制一通用參數化自動編程模塊。為了方便使用,SKY數控螺桿銑床內置了參數編程模塊,其原理如圖2所示。根據螺桿的各段參數,可以建立參數方程

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根據螺桿的精度要求取相應的增量dt,便可求得相應的空間點位置X、Z、A并按數控代碼輸出即可。
  通過螺桿銑的數控改造,取得了明顯的效果,精度、一致性都有較大的提高,產生了較大的社會效益和經濟效益。目前全國的普通螺桿銑床很多,故數控化改造前景十分廣闊。

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