數(shù)控的安裝和調(diào)試

數(shù)控安裝與調(diào)試一.工作臺的組成零件二.工作臺的選型與計算

工作臺的組成零件驅(qū)動電機電機支承聯(lián)軸器前端軸承前端軸承座滾珠絲杠后端軸承后端軸承座導(dǎo)軌工作臺滾珠螺母工作臺的分類工作臺是數(shù)控機床的重要部件，為了提高數(shù)控機床的生產(chǎn)效率，擴大其工藝范圍，對于數(shù)控機床的進給運動除了沿坐標(biāo)軸XYZ三個方向的直線進給運動之外，還需要有分度運動和圓周進給運動分度工作臺分度工作臺的結(jié)構(gòu)形式種類很多，從臺面的定位形式角度出發(fā)，可將其分為三大類：1.端齒盤式分度定位工作臺2.定位銷式分度工作臺1.端齒盤式分度定位工作臺特點：端齒盤齒輪具有高的分度精度，能傳遞大扭矩。優(yōu)點：能進行高精度的結(jié)合分度，能正確進行自動對中，嚙合時不需要再找正中心，直線齒向?qū)τ谶x擇磨削砂輪的外徑自由度大，最后具有互換性，耐磨性好，經(jīng)濟效率高。缺點：制造困難且不能進行任意角度的分度分度轉(zhuǎn)位動作過程：1.工作臺的抬起2.回轉(zhuǎn)分度3.工作臺下降定位加緊分度轉(zhuǎn)位動作過程：1.當(dāng)機床需要分度時，數(shù)控裝置就會發(fā)出分度指令，由電磁鐵控制液壓閥，使壓力油經(jīng)管道至分度工作臺中央的夾緊液壓缸的下腔，推動活塞上移，經(jīng)推力球軸承使工作臺抬起，上端面齒盤和下端面齒盤脫離嚙合，與此同時，工作臺向上移動的過程中，帶動內(nèi)齒圈向上移并與齒輪嚙合。2.工作臺向上抬起時，推杠2在彈簧的作用下向上移動，使推杠1右移，松開微動開關(guān)D的觸頭，控制電磁閥使壓力油經(jīng)管道進入分度液壓缸的左腔內(nèi)，推動齒條活塞右移，與它相嚙合的齒輪逆時針轉(zhuǎn)動。3.當(dāng)工作臺轉(zhuǎn)到預(yù)定位置，擋塊壓動推杠使開關(guān)E被壓下，控制電磁鐵使夾緊液壓缸上腔通入壓力油，活塞下移，工作臺下降2.定位銷式分度工作臺這種工作臺的定位元件由定位銷和定位套孔組成，圖6-15所示為自動換刀臥式數(shù)控銑鏜床的定位銷式分度工作臺的結(jié)構(gòu)。分度工作臺面1的兩側(cè)有長方形工作臺,在不單獨使用分度工作臺時，它們可以作為整體工作臺使用。在分度工作臺1的下方又八個均布的圓柱定位銷7，在轉(zhuǎn)臺座19上有一個定位套6和一個供定位銷移動的環(huán)形槽。其中只有一個定位銷7進入定位套中，其它7個定位銷都在環(huán)形槽中。定位銷之間間隔45°，工作臺只能作二、四、八等分的分度運動。精度要求：定位銷式分度工作臺的定位精度取決于定位銷和定位孔的精度，有時為了調(diào)頭鏜孔，對最常用的相差180度同軸線孔的定位精度要求高些，而對其它角度定位精度要求可低些。定位銷和定位套的制造和裝配精度要求都很高，硬度的要求也很高，且耐磨性要好。動作過程：1.當(dāng)機床需要分度時，數(shù)控裝置就會發(fā)出分度指令，使六個均布于固定工作臺圓周上的夾緊液壓缸8上腔中的壓力油流回油箱，活塞10被彈簧11頂起，分度工作臺處于放松狀態(tài).2.中央液壓缸15由管道16進油，使活塞14上升，通過止推螺釘13，止推軸套4，把止推軸承18向上抬起，頂在轉(zhuǎn)臺座19上，分度工作臺1用四個螺釘與轉(zhuǎn)臺軸2相連，而轉(zhuǎn)臺軸2用六角螺釘3固定在軸套4上，軸套4上移，通過轉(zhuǎn)臺軸使工作臺抬高。3.工作臺抬高之后發(fā)出信號使液壓馬達驅(qū)動減速齒輪，帶動固定在工作臺下面的大齒輪9轉(zhuǎn)動，進行分度運動.回轉(zhuǎn)工工作臺臺數(shù)控回回轉(zhuǎn)工工作臺臺主要要用于于數(shù)控控鏜床床和銑銑床，，其外外形和和通用用工作作臺幾幾乎一一樣；；它的的功用是使工工作臺臺進行行圓周周進給給，以以完成成切削削工作作，也也可使使工作作臺進進行分分度。。圖1-1為為自動動換刀刀數(shù)控控鏜床床的回回轉(zhuǎn)工工作臺臺，數(shù)控回回轉(zhuǎn)工工作臺臺的外外形和和分度度工作作臺很很相似似，但但由于于要實實現(xiàn)圓圓周進進給運運動，，所以以其內(nèi)內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)具具有數(shù)數(shù)控進進給驅(qū)驅(qū)動機機構(gòu)的的許多多特點點，區(qū)區(qū)別在在于數(shù)數(shù)控機機床的的進給給驅(qū)動動機構(gòu)構(gòu)實現(xiàn)現(xiàn)的是是直線線運動動，而而數(shù)控回回轉(zhuǎn)工工作臺臺實現(xiàn)現(xiàn)的是是旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運動動。數(shù)控控回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)工作作臺分分為開環(huán)和閉環(huán)兩種。。1—蝸桿桿2—蝸蝸輪3、、4——夾緊緊瓦5—小小液壓壓缸6——活塞塞7—彈彈簧8—鋼鋼球9——支座座10——光柵柵11、、12—軸軸承開環(huán)數(shù)數(shù)控回回轉(zhuǎn)工工作臺臺開環(huán)數(shù)數(shù)控回回轉(zhuǎn)工工作臺臺和開開環(huán)直直線進進給機機構(gòu)一一樣，，都可可以用用功率率步進進電機機驅(qū)動動。圖6-16各部部件名名1-偏偏心環(huán)環(huán)2、6-齒齒輪3-電電動機機4-蝸蝸桿5-墊墊圈7-調(diào)整整環(huán)8、10-微動動開關(guān)關(guān)9.11-擋快快12、、13-軸軸承14-液壓壓缸15-蝸輪輪16-柱塞塞17-鋼球球18、、19-夾夾緊瓦瓦20-彈簧簧21-底座座22-圓錐錐滾子子軸承承23-調(diào)整整套步進電電機3的輸輸出軸軸的運運動由由齒輪輪2和和六傳傳遞給給蝸杠杠，蝸蝸杠4的兩兩端裝裝有滾滾針軸軸承，，左端端為自自由端端，可可以伸伸縮，，右端端有兩兩個角角接觸觸球軸軸承，，承受受蝸杠杠的軸軸向力力，蝸蝸輪15下下部的的內(nèi)外外兩面面裝有有夾緊緊瓦18和和19，數(shù)數(shù)控回回轉(zhuǎn)工工作臺臺的底底座21上上的固固定支支座24內(nèi)內(nèi)均部部6個個液壓壓缸14，，液壓壓缸上上腔進進壓力力油時時，柱柱塞16向向下移移動，，通過過鋼球球17推動動夾緊緊瓦將將蝸輪輪夾緊緊，從從而將將工作作臺夾夾緊，，實現(xiàn)現(xiàn)精確確定位位。閉環(huán)數(shù)數(shù)控回回轉(zhuǎn)工工作臺臺閉環(huán)數(shù)數(shù)控回回轉(zhuǎn)臺臺的結(jié)結(jié)構(gòu)和和開環(huán)環(huán)數(shù)控控回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺大大致相相同，，其其區(qū)別別在于于閉環(huán)環(huán)數(shù)控控回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺有有轉(zhuǎn)動動角度度的測測址元元件(圓圓光柵柵或圓圓感應(yīng)應(yīng)同步步器））測測址結(jié)結(jié)果經(jīng)經(jīng)反饋饋與指指令值值進行行比較較，按閉環(huán)環(huán)原理理進行行工作作，使使轉(zhuǎn)臺臺分度度精度度更高高。圖2-2所所使為為閉環(huán)環(huán)數(shù)控控回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)工作作臺的的結(jié)構(gòu)構(gòu)1-工工作臺臺2-鑲鑲鋼滾滾柱導(dǎo)導(dǎo)軌3、、4-夾緊緊瓦5-液壓壓缸6-活塞塞7-彈彈簧8-鋼球球9-光光柵10、11-軸承承12-蝸桿桿13-蝸輪輪14、、16-齒齒輪15-電電機圖2-2閉閉環(huán)數(shù)數(shù)控回回轉(zhuǎn)工工作臺臺工作臺臺的選選型與與計算算模塊化化的X-Y數(shù)控控工作作臺，，通常常由導(dǎo)導(dǎo)軌座座、移移動滑滑塊、、工作作、滾滾珠絲絲杠螺螺母副副，以以及伺伺服電電動機機等部部件構(gòu)構(gòu)成。。其中中伺服服電動動機做做執(zhí)行行組件件用來來驅(qū)動動滾珠珠絲杠杠，滾滾珠絲絲杠螺螺母帶帶動滑滑塊和和工作作平臺臺在導(dǎo)導(dǎo)軌上上運動動，完完成工工作臺臺在X、Y方向向的直直線移移動。。由于工工作臺臺的精精度將將直接接影響響到零零件的的加工工精度度，因因此工工作臺臺的選選型與與計算算至關(guān)關(guān)重要要。下面舉舉例說說明任務(wù)：：設(shè)計計一種種供應(yīng)應(yīng)式數(shù)數(shù)控銑銑床使使用的的X-Y數(shù)數(shù)控工工作臺臺，主主要參參數(shù)如如下：：1、立立銑刀刀最大大直徑徑的d=20mm；；2、立立銑刀刀齒數(shù)數(shù)Z=3;3、最最大銑銑削寬寬度=20mm;4、最最大背背吃刀刀量=10mm;5、加加工材材料為為碳素素鋼活活有色色金屬屬。6、X、Y方向向的脈脈沖當(dāng)當(dāng)量=0.005mm;7、X、Z方向向的定定位精精度均均為mm;8、工工作臺臺尺寸寸1320X320mm，加加工范范圍為為680X330㎜㎜;9、工工作臺臺空載載進給給最快快移動動速度度：==2300mm/min;10、、工作作臺進進給最最快移移動速速度:==700mm/min；機械傳傳動部部件的的選擇擇(1)絲杠杠螺母母副的的選用用①伺服服電動動機的的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運動動需要要通過過絲杠杠螺母母副轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成成直線線運動動，需需要滿滿足正正負0.20mm的的定位位精度度，滑滑動絲絲杠副副不能能達到到要求求，因因此選用滾滾珠絲絲桿副副，滾珠珠絲桿桿副的的傳動動精度度高、、動態(tài)態(tài)響應(yīng)應(yīng)快、、運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)穩(wěn)、壽壽命長長、效效率高高、預(yù)預(yù)緊后后可消消除反反向間間隙。。②軸軸向間間隙的的調(diào)整整和預(yù)預(yù)緊方方式：：選用墊墊片調(diào)調(diào)隙式式，這種種方法法結(jié)構(gòu)構(gòu)簡單單、剛剛性好好、裝裝卸方方便，，適用用于一一般精精度的的機構(gòu)構(gòu)③③滾滾珠絲絲杠的的安裝裝：采采用一端固固定，，一端端游動動的方式式，因因其壓壓桿穩(wěn)穩(wěn)定性性和臨臨界轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速較較高。。2)導(dǎo)導(dǎo)軌副副的選選用要設(shè)計計數(shù)控控車床床工作作臺，，需要要承受受的載載荷不不大，，而且且定位位精度度高，，因此此選用用直線滾滾動導(dǎo)導(dǎo)軌副副，它具具有摩摩擦系系數(shù)小小，不不易爬爬行，，傳動動效率率高，，結(jié)5構(gòu)構(gòu)緊緊，安安裝預(yù)預(yù)緊方方便好好且精精度保保持性性等優(yōu)優(yōu)點。。選選滾滾珠導(dǎo)導(dǎo)軌，，適合合用于于導(dǎo)軌軌上運運動部部件重重量小小于200kg的機機床，，摩擦擦阻力力小，，制造造容易易，成成本較較低。。3)伺伺服電電動機機的選選用任務(wù)書書規(guī)定定的定定位精精度也也未達達到微微米級級，空空載最最快移移動速速度也也只有有因此此3000mm/min，故故本設(shè)設(shè)計不不必采采用高高檔次次的伺伺服電電動機機，因因此可可以選選用混混合式式步進進電動動機。。以降降低成成本，，提高高性價價比控制系系統(tǒng)的的設(shè)計計1）設(shè)設(shè)計的的X-Z工工作臺臺準(zhǔn)備備用在在數(shù)控控車床床上，，其控控制系系統(tǒng)應(yīng)應(yīng)該具具有單單坐標(biāo)標(biāo)定位位，兩兩坐標(biāo)標(biāo)直線線插補補與圓圓弧插插補的的基本本功能能，所所以控控制系系統(tǒng)設(shè)設(shè)計成成連續(xù)續(xù)控制制型。。2）對對于步步進電電動機機的半半閉環(huán)環(huán)控制制，選選用MCS-51系系列的的8位位單片片機AT89S52作為為控制制系統(tǒng)統(tǒng)的CPU，能能夠滿滿足任任務(wù)書書給定定的相相關(guān)指指標(biāo)。。3））要設(shè)設(shè)計一一臺完完整的的控制制系統(tǒng)統(tǒng)，在在選擇擇CPU之之后，，還要要擴展展程序序存儲儲器，，鍵盤盤與顯顯示電電路，，I/O接接口電電路，，D/A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換電電路，，串行行接口口電路路等。。4）選選擇合合適的的驅(qū)動動電源源，與與步進進電動動機配配套使使用。。導(dǎo)軌上上移動動部件件的重重量估估算X向拖拖板(上拖拖板)重量量為:重量:按重重量=體積積*材材料比比重估估算體積=長x寬x高=2200X320X40=2200X320X40X10X7.8=2196N材料選選用鑄鑄鐵，，其密密度為為7.8X10kg/cm。。Y向拖拖板(下拖拖板)重重量估估算為為:工作臺臺的重重量為為；W=1320X320X30XN=988N按照下下導(dǎo)軌軌上面面移動動部件件的重重量來來進行行估算算，包包括夾夾具、、工件件、上上層電電動機機、減減速箱箱、滾滾珠絲絲杠副副、導(dǎo)導(dǎo)軌座座等,估計計重量量約為為300N；所以，，其總總重量量為：：2196+748+988+300=4200N塊承受受工作作載荷荷的計計算及及導(dǎo)軌軌型號號的選選取工作載載荷是是影響響直線線滾動動導(dǎo)軌軌副使使用壽壽命的的重要要因素素。本本例中中的X-Y工作作臺為為水平平布置置，采采用雙雙導(dǎo)軌軌、四四滑塊塊的支支承形形式。?？紤]慮最不不利的的情況況，即即垂直直于臺臺面的的工作作載荷荷全部部由一一個滑滑塊承承擔(dān)，，則單單滑塊塊所受受的最最大垂垂直方方向載載荷為為：其中，，移動動部件件重量量Ｇ＝＝4200N，，外加加載荷荷，代代入式式，得得最大大工作作載荷荷=747+4200/4=1797N=1.8KN查表根根據(jù)工工作載載荷=1.8kN，，工作作臺面面尺寸寸為，，加工工范圍圍為等等數(shù)值值，并并考慮慮一定定的余余量；；查表表初選選直線線滾動動導(dǎo)軌軌副的的型號號為KL系系列，，其中中X向向?qū)к壾墳镴SA-LG35型型，長長度2200mm，，其額額定動動載荷荷，額額定靜靜載荷荷；Y向?qū)?dǎo)軌為為JSA-LG20型，，長度度為760mm；；其額額定動動載荷荷，額額定靜靜載荷荷.距離額額定壽壽命L的計計算上述所所取的的KL系列列導(dǎo)軌軌副的的滾道道硬度度為60HRC，工工作溫溫度不不超過過C，，每根根導(dǎo)軌軌上配配有兩兩只滑滑塊，，精度度為4級，，工作作速度度較低低，載載荷不不大。。JSA-LG20系列列所允允許的的靜載載荷值值比比JSA-LG35型更更小，，所以以此處處只需需對JSA-LG20系系列進進行驗驗算即即可。。精度系系數(shù)，，載荷荷系數(shù)數(shù)，代代入下下式，，得距距離壽壽命分分別取取硬度度系數(shù)數(shù)f=1.0，，溫度度系數(shù)數(shù)f=1.00，接接觸系系數(shù)f=0.81，，精度度系數(shù)數(shù)f=0.9，，載荷荷系數(shù)數(shù)f=1.5，，得距距離壽壽命：：遠大于于期望望值50Km，，故距距離額額定壽壽命滿滿足要要求。。滾珠絲絲杠螺螺母副副的計計算與與選型型1.最最大工工作載載荷Fm的的計算算:如前所所述，，在立立銑時時，工工作臺臺受到到進給給方向向的載載荷（（與絲絲杠軸軸線平平行））Fx=2162N,受受到橫橫向載載荷（（與絲絲杠軸軸線垂垂直））Fy=419N，，受到到垂直直方向向的載載荷（（與工工作臺臺面垂垂直））Fz=747N.已知移移動部部件總總重量量G=4200N，，按矩矩形導(dǎo)導(dǎo)軌進進行計計算，，取顛顛覆力力矩影影響系系數(shù)K=1.1，滾滾動導(dǎo)導(dǎo)軌上上的摩摩擦系系數(shù)=0.005。。求得得滾珠珠絲杠杠副的的最大大工作作載荷荷：=[1.12162+0.005(747+491+4200)]N2405N2.最最大動動工作作載荷荷FQ的計計算設(shè)工作作臺在在承受受最大大銑削削力時時的最最快進進給速速度v=700mm/min，初初選絲絲杠導(dǎo)導(dǎo)程,則此此時絲絲杠轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。。取滾珠珠絲杠杠的使使用壽壽命T=15000h,代入入,得得絲杠杠壽命命系數(shù)數(shù)L0=126（單單位為為：106r））。查表，，取載載荷系系數(shù),滾道道硬度度為60HRC時，，取硬硬度系系數(shù)fH=1.0，，求得得最大大動載載荷：：3初初選型型號根據(jù)計計算出出的最最大動動載荷荷和初初選的的絲杠杠導(dǎo)程程，選選擇CM系系列3205-5型型滾珠珠絲杠杠副，，為外外循環(huán)環(huán)插管管埋入入式反反向器器雙螺螺母預(yù)預(yù)緊式式，其其公稱稱直徑徑為32mm，，導(dǎo)程程為5mm，循循環(huán)滾滾珠為為系列列，精精度等等級取取5級級，額額定動動載荷荷為17998N，，大于于，滿滿足要要求。。4傳傳動效效率ηη的計計算將公稱稱直徑徑,導(dǎo)導(dǎo)程,代入入，，得絲絲杠螺螺旋升升角。。將將摩摩擦角角，，代代入,得得傳動動效率率。。5、剛剛度的的驗算算1、X-Y工作作臺上上下兩兩層滾滾珠絲絲杠副副的支支承均均采用用“單單推-單推推”的的方式式。絲絲杠的的兩端端各采采用-對推推力角角接觸觸球軸軸承，，面對對面組組配，，左、、右支支承的的中心心距約約為a=2000mm；；鋼的的彈性性模量量;查表表得滾滾珠直直徑Dw=3.175mm，，絲杠杠底徑徑d2=28.2mm,絲杠杠截面面積S=/4=624.6m。忽略式式中的的第二二項，，算得得絲杠杠在工工作載載荷Fm作作用下