CN103901821A

CN103901821A - 一种立式铣床的数控化改造方法

Info

Publication number: CN103901821A
Application number: CN201210582604.2A
Authority: CN
Inventors: 林国书
Original assignee: DALIAN WATE HEAVY DUTY MACHINE TOOL Co Ltd
Current assignee: DALIAN WATE HEAVY DUTY MACHINE TOOL Co Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-07-02

Abstract

本发明是涉及到一种立式铣床的数控化改造方法，计算机数控系统包括主轴电动机、主轴驱动器、主轴脉冲编码器、电子手轮、步进驱动器及步进驱动电机，通过用屏蔽电缆与计算机数控系统接口的连接，来实现普通铣床的数控化；原机床增加紧急停机开关，机床强电控制柜内增置一个交流接触器。其特点是增加主轴的正/反转、启动/停车CNC控制功能；具有工进、快进、急停、显示行程、控制行程和报警及断电保护功能；实现工作台的X、Y、Z三轴数控，三轴联动开环控制功能。

Description

一种立式铣床的数控化改造方法

技术领域

本发明涉及到一种铣床改造，具体的涉及到一种立式铣床的数控化改造方法。

技术背景

数控铣床是当今制造业中实现机电一体化的代表性先进设备。数控铣床具有高柔性及工序复合化，加工精度高，加工精度高，减轻操作者的劳动强度等优点。

由于运用普通机床加工出来的产品大多存在着质量差、品种少、供货期长等原因，所以普通机床的数控化改造相当有意义。普通机床的数控化改造和购买新的普通机床相比可以节省至少一半的资金，从大型和特殊设备上更能看出。最后对于复杂的零件而言，难度越高，功效提高的越高。且可不用或者少用工装不但费用节约了，而且还可以缩短生产的准备时间。由于运用普通机床加工出来的产品大多存在着质量差、品种少、供货期长等原因，所以普通机床的数控化改造相当有意义。从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国，2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元，国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术上的问题，提供一种先进的自动化加工能力，加工精度、效率、质量稳定性得以提高和保证的立式铣床的数控化改造方法。

为实现上述目的，采取的解决方案为，一种立式数控铣床，其计算机数控系统包括主轴电动机、主轴驱动器、主轴脉冲编码器、电子手轮、步进驱动器及步进驱动电机，所述的计算机数控系统能提供电源接口、通讯接口、主轴接口、主轴编码器接口、手轮接口、高速输入接口、数字输出端及输入端。

数控系统接口连接方法为，

（1）电源接口（8），用于接通系统工作电源为直流24V电源；

（2）通讯接口（9），在使用外部PC／PG与系统进行数据通讯或编写PLC程序时，使用通讯接口；

（3）主轴编码器接口（11）作为与主轴脉冲编码器（4）使用，用于把主轴的旋转角度反馈给数控系统；

（4）主轴接口(10)与步进驱动器（6）及主轴驱动器（3）相连，用于两个驱动器同CNC控制器相连；

（5）手轮接口(12)，通过手轮接口（12）可以在外部连接电子手轮（5）；

（6）高速输入接口(13)，通过接线端子（13）可以连接3个接近开关。

在改造连接过程中，连接电缆必须使用屏蔽电缆；步进驱动和步进电机的连接时，在系统一侧，电缆内屏蔽层必须与插头中的金属壳相连，为了使模拟量的指令值信号免受低频信号的干扰，驱动一侧的屏蔽不能接地。

在定义系统输入输出接口的时，在改造的过程中，无需自编PLC程序，只需利用厂家提供的实例程序。

原机床方面，增置一紧急停机开关SB5；在机床强电控制柜内增置一个交流接触器。

本发明的优点：增加主轴的正/反转、启动/停车CNC控制功能；具有工进、快进、急停、显示行程、控制行程和报警及断电保护功能；实现工作台的X、Y、Z三轴数控，三轴联动开环控制功能。

附图说明

图1是数控系统接线图

图2是铣床电气改造原理图

图3是铣床数控化改造电气原理图

如图所示：1、计算机数控系统；2、主轴电动机；3、主轴驱动器4、主轴脉冲编码器；5、电子手轮；6、步进驱动器；7、步进驱动电机；8、电源接口；9、通讯接口；10、主轴接口；11、主轴编码器接口；12、手轮接口；13、高速输入接口；14、数字输出端；15、数字输入端；16、原机床启动按钮SB2；17、主轴正转控制继电器KA1；18、主轴停止控制继电器KA3；19、原机床停止按钮SBl；20、主轴反转控制继电器KA2；21、交流接触器KM2；22、冷却液控制继电器KA4；23、冷却液转换开关SAl；24、机床上增置一紧急停机开关SB5；25、行程开关SQ1；26、行程开关SQ2；27、行程开关SQ3；28行程开关SQ4；29行程开关SQ5；30、行程开关SQ6；31、行程开关SQ1’；32、行程开关SQ2’；33行程开关SQ3’。

具体实施方式

实施例1

铣床选择型号为X5032立式铣床，即对X5032立式铣床数控化改造。

数控系统选择西门子经济型数控系统SINUMERIK 802S base line，其系统可控制三个进给轴和一个伺服主轴或变频器。提供脉冲及方向信号的步进驱动接口。除三个进给轴外，SINUMERIK 802S baseline还提供一个±10V的接口用于连接主轴驱动，具体提供的接口有电源接口（8）、通讯接口（9）、主轴接口（10）、主轴编码器接口（11）、手轮接口（12）、高速输入接口（13）、数字输出端（14）及输入端（15）。

数控系统（1）接口连接方法为：

SINUMERIK 802S base line在出厂时已经预装了“SAMPLE·PTP”——集成PLC实例应用程序，在定义系统输入输出接口的时候，与厂家提供的PLC实例程序中的接口定义保持一致，在改造的过程中，无需自编PLC程序，只需利用厂家提供的“SAMPLE·PTP"PLC实例程序。

在主轴的PLC控制电气技术方面，其原理如下：

主轴正转启动的电气改造设计，将主轴正转控制继电器KA1(17)的一组常开触点并接到原机床启动按钮SB2(16)的两端即可实现主轴正转启动，主轴停止，是将主轴停止控制继电器KA3(18)的一组常闭触点串联到原机床主轴启停控制电路中即可。为使主轴停止时主轴制动，将KA3(18)的一组常开触点并接到停止按钮SBl(19)控制主轴制动的常开触点两端即可实现。

主轴反转的电气改造设计，原机床设置有一个主轴电机电源反相开关，将开关转到反转位置，按下启动按钮，即可实现反转。若要系统控制主轴，还需在机床强电控制柜内增置一个交流接触器KM2(21)，构成反转控制回路.并使其与正转控制回路互锁。然后将反转控制继电器KA2(20)的一组常开触点并接到KM2的常开触点上，实现对主轴反转的控制。

冷却液开/关，是将冷却液控制继电器KA4（22）的一组常开触点并接到原机床冷却液转换开关SAl（23）的两端即可，用系统控制时，须将SA1置于关的位置。

紧急停机，是当数控系统运行出现紧急情况时.而采取的停机措施。在机床上增置一紧急停机开关SB5(24)，然后将系统信号线接上即可实现。

机床原点，是为保证数控系统加工的精度及可靠性而设置的。系统是用三个行程开关SQ4（28）,SQ5（29）, SQ6（30）作为机床X, Y, Z坐标轴的原点检测器件，并根据实际情况将它们装在各坐标轴的相应位置。如纵向〔X)坐标面对机床设在接近右限位处，横向(Y)坐标面对机床设在接近外限位处，升降坐标(Z)设在接近下限位处。

坐标轴的限位，是为保护数控系统的运行安全而设置的。在机床纵向坐标的左右极限位、横向坐标的里外极限位、升降坐标的上下极限位，各附设一行程开关和机械撞块。将系统的信号线接到行程开关SQ3（27）, SQ3'（33）;SQ2（26）, SQ2'（32）;SQl（25）, SQl'（31）上，即可实现对各坐标轴的运动限位。

Claims

1.一种立式铣床数控化改造方法，普通铣床连接到计算机数控系统，实现对铣床的数控改造，其特征在于，在机床强电控制柜内增置一个交流接触器KM2（21），在原机床上增置一紧急停机开关SB5（24）。