實(shí)例分析普通車床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造

鄭東梅

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行業(yè)經(jīng)濟(jì)有了較大的提高，特別是普通車床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造，隨著我國(guó)技術(shù)的不斷提升，對(duì)普通車床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造進(jìn)行了針對(duì)性的研究。以CD6140車床為例，該型號(hào)車床最為普通車床發(fā)揮這較大的積極作用，在我國(guó)一些小型企業(yè)中使用較為廣泛。我國(guó)傳統(tǒng)車床雖然成本較低、操作簡(jiǎn)單，但是系統(tǒng)中的線路較為復(fù)雜，故障排除相對(duì)較為困難，穩(wěn)定型較低，靈活性也存在一定的欠缺。改造后的車床核心技術(shù)為微處理器，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)，有較強(qiáng)的抗干擾性和可靠性等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的支柱。

關(guān)鍵詞：普通車床 ?經(jīng)濟(jì)型數(shù)控 ?數(shù)控改造

中圖分類號(hào)：TP273 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2015）10（c）-0021-02

傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)想要跟得上現(xiàn)代化發(fā)展節(jié)奏必須要對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的改造，對(duì)機(jī)床的改造能夠有效提高機(jī)床在使用的過程中的性能，并且在使用過程中可以有效降低成本，提高其效益。

1 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造的實(shí)際意義

1.1 技術(shù)分析

我國(guó)機(jī)床，特別是金屬切削機(jī)床在幾十年發(fā)展中的基礎(chǔ)動(dòng)作沒有太大的改動(dòng)和變化，隨著全球科技的不斷發(fā)展，尤其是電子科技的發(fā)展使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展相對(duì)較快，通過計(jì)算機(jī)的發(fā)展使計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)床控制系統(tǒng)中，在這種前提中不但能夠有效提升機(jī)床的自動(dòng)化，而且能夠提高其工作的精密度，針對(duì)這方面技術(shù)一些企業(yè)已經(jīng)開始嘗試。通過改造嘗試表明，改造后的技術(shù)不但能夠滿足發(fā)展需求，而且提高了生產(chǎn)率和產(chǎn)品的質(zhì)量，大大提升了硬件和系統(tǒng)對(duì)工作環(huán)境的適應(yīng)能力，逐漸擴(kuò)大了使用范圍。

1.2 經(jīng)濟(jì)分析

傳統(tǒng)的機(jī)床更新?lián)Q代后價(jià)格較為昂貴，成本提升，在更新的過程中成本投入較高，如果對(duì)所有機(jī)床進(jìn)行一次性更新?lián)Q代，需要將所有傳統(tǒng)機(jī)床進(jìn)行替換，這在很大程度上能夠增加改造成本，由于資金巨大，一些企業(yè)無法承擔(dān)，并且傳統(tǒng)機(jī)床由于被替換，替換后的傳統(tǒng)機(jī)床就會(huì)閑置，這就造成了資源浪費(fèi)。這就需要采用一種較為節(jié)約的改造方法，若采用數(shù)控化技術(shù)對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行改造將會(huì)降低改造成本，與購(gòu)置新機(jī)床相比成本降低有很大降低，通過這種方法的改造一些小型企業(yè)也負(fù)擔(dān)得起，為其的發(fā)展提供了一條捷徑，提升了未來的發(fā)展前景。

1.3 市場(chǎng)分析

從市場(chǎng)角度來分析，我國(guó)對(duì)購(gòu)置的機(jī)床交貨周期調(diào)查顯示，一般情況下交貨周期比較長(zhǎng)，這在很大程度上不能夠滿足一些客戶的使用，降低了生產(chǎn)效率，所有對(duì)現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行改造不但可以縮短使用時(shí)間，而且能夠有效滿足市場(chǎng)補(bǔ)充需求。

1.4 生產(chǎn)分析

從機(jī)床生產(chǎn)角度分析，我國(guó)在生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)比重較大的是一些單件生產(chǎn)、側(cè)重多品種和中小批量生產(chǎn)，如果需要將任務(wù)完成，就需要選擇一些有針對(duì)性的機(jī)床型號(hào)，比如通用機(jī)床、數(shù)控機(jī)床和一些專用機(jī)床等，在生產(chǎn)過程中最為使用生產(chǎn)量的就是數(shù)控機(jī)床。

1.5 綜合分析

對(duì)其從綜合角度進(jìn)行分析，數(shù)控技術(shù)的改造主要是在微電子技術(shù)的基礎(chǔ)上，使微電子技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行實(shí)時(shí)性的改造，這種改造方法具有較高的可靠性和較強(qiáng)的柔性，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)性。所以，在傳統(tǒng)機(jī)床上進(jìn)行數(shù)控改造能夠?qū)C(jī)床的使用性能進(jìn)行有效提升，并且降低其生產(chǎn)成本，提高其經(jīng)濟(jì)效益。

2 CD6140 車床電氣控制要求

綜合來看，CD6140車床的運(yùn)行主要是有不同電動(dòng)機(jī)進(jìn)行拖動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，其中的電動(dòng)機(jī)數(shù)量組合為三臺(tái)，分別為水泵電動(dòng)機(jī)M3、主軸電動(dòng)機(jī)M1和快速電動(dòng)機(jī)M2。

3 CD6140車床的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)情況

結(jié)合實(shí)際運(yùn)用來看，CD6140 車床從屬于中小型車床，其注重對(duì)車削零件的外圓、內(nèi)孔和端面進(jìn)行實(shí)時(shí)性的控制和生產(chǎn)，在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行鉆孔、拉細(xì)槽和較孔等能夠完全通過尾架來完成。床身最大工件回轉(zhuǎn)直徑對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量有很大的影響，一般情況下為400 mm，刀架最大工件回轉(zhuǎn)直徑為220 mm，長(zhǎng)度為1 000 mm。車床整個(gè)結(jié)構(gòu)有多部分組成，一般情況下包括主軸變速箱、床身、進(jìn)給箱等多個(gè)部分構(gòu)成，促使其運(yùn)用得到了保障。

4 CD6140車床電氣控制電路分析

具體分析來看，CD6140車床電氣控制電路的分析主要由圖1所示，其中的控制電路電源由控制變壓器TC供給控制電路交流電壓100 V，此外，照明電路交流電壓24 V。FU4保護(hù)熔斷器，主要是保護(hù)照明電路的安全運(yùn)行，如果照明電路出現(xiàn)短路情況熔斷器發(fā)揮作用，切斷電源，SA開關(guān)控制HL1，能夠合理對(duì)照明燈進(jìn)行有效控制，F(xiàn)U6為控制電路短路保護(hù)用熔斷器。

4.1 主軸電動(dòng)機(jī) M1 的控制

具體運(yùn)行中，對(duì)主軸電動(dòng)機(jī)M1進(jìn)行控制時(shí)，首要進(jìn)行的是打開開關(guān)按鈕，運(yùn)行主軸電動(dòng)機(jī)M1，繼而按下停止按鈕SB4→接觸器KM1釋放→主軸電動(dòng)機(jī)M1停止，完成此環(huán)節(jié)的控制。

4.2 快速電動(dòng)機(jī) M2 的控制

接觸器KM2直接對(duì)快速電動(dòng)機(jī)M2進(jìn)行控制，在運(yùn)行過程中需要點(diǎn)動(dòng)控制時(shí)需要按SB1按鈕。

4.3 水泵電動(dòng)機(jī) M3 的控制

接觸器KM3對(duì)水泵電動(dòng)機(jī)M3進(jìn)行控制，電動(dòng)機(jī)M3想要正常運(yùn)行必須要在其運(yùn)行之前將M1起動(dòng)運(yùn)行。

4.4 行程開關(guān)

主要有電柜開門斷電開關(guān)、熱繼電器FR1和皮帶罩開關(guān)等，熱繼電器主要是對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)。

5 CD6140車床電氣控制系統(tǒng)的PLC改造

5.1 被控對(duì)象的分析

上文分析了車床電路控制，在對(duì)CD6140進(jìn)行改造時(shí)需要采用PLC來對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的實(shí)現(xiàn)和改造，在改造過程中需要對(duì)I/O點(diǎn)數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的節(jié)省，將主軸電動(dòng)機(jī)的熱繼電器FR1于水泵電動(dòng)機(jī)FR3同時(shí)連接到PLC中，兩者電動(dòng)機(jī)再接入到PLC中時(shí)需要進(jìn)行串聯(lián)，雖然兩者使用一個(gè)輸入點(diǎn)，但是由不同開關(guān)對(duì)其進(jìn)行控制，輸出點(diǎn)不會(huì)單獨(dú)占用。

5.2 PLC 型號(hào)選擇和 I/O 點(diǎn)分配

由5.1分析可以看出，輸入信號(hào)點(diǎn)數(shù)大于輸出信號(hào)點(diǎn)數(shù)，分別為8點(diǎn)和5點(diǎn)，在使用過程中必須要保證期備用量，因此，在型號(hào)選擇時(shí)需要滿足其使用和設(shè)計(jì)要求，一般情況下選擇FX2N-24MR型PLC，該型號(hào)能夠很好滿足其設(shè)計(jì)要求。

5.3 外部接線圖

PLC圖2所示為控制系統(tǒng)外部接線圖：

5.4 程序設(shè)計(jì)

通過不同的控制需求，設(shè)計(jì)出圖3中的梯形圖。

5.5 調(diào)試運(yùn)行

在設(shè)計(jì)程序完成之后，首先需要對(duì)其采用計(jì)算機(jī)模擬軟件進(jìn)行測(cè)試，主要對(duì)其的運(yùn)行進(jìn)行修改和不斷完善，確定去程序中的線路功能正常，在聯(lián)合機(jī)床進(jìn)行實(shí)時(shí)性調(diào)試運(yùn)行。

6 數(shù)控化車床的日常維護(hù)

數(shù)控化車床經(jīng)數(shù)控化改造后的機(jī)床在其運(yùn)行一段時(shí)間后需要進(jìn)行必要的維護(hù)工作，進(jìn)行日常維護(hù)能夠有效提高其運(yùn)行效率和降低故障發(fā)生幾率。

7 結(jié)語

由上文可以看出，對(duì)普通車床進(jìn)行針對(duì)性經(jīng)濟(jì)型數(shù)控技術(shù)改造能夠有效提高其性能和降低成本，采用PLC替代其傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，對(duì)器件進(jìn)行軟連接，能夠?qū)€路進(jìn)行有效的控制，直接影響這控制裝置的體積，大大的使控制裝置體積進(jìn)行適當(dāng)?shù)目s小，并且在此基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，與此同時(shí)對(duì)其的抗干擾能力與可靠性進(jìn)行有效控制，大大降低了系統(tǒng)的故障和維護(hù)工作量，提高了對(duì)其的控制效率。

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