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改装与维修

小型龙门刨床的数控化改造

山东工程学院江世成赵玉刚
山东建工学院元丽萍

摘要介绍了刨床的数控化改造及其CNC系统。控制系统在硬件上采用开放式的PC总线结构,软件上采
用模块化、结构化设计,操作界面上采用图形汉字菜单,具有图形编程、列表曲线编程、模拟运行、自动对刀、刀具
磨损补偿、实时加工控制与动态跟踪显示等功能。
关键词小型龙门刨床数控改造CNC系统程序编制

长度较小的非圆柱面,可以采用数控铣床加工,也节刀架变成由步进电动机驱动的数控刀架,Z步进电
可以采用线切割加工(单件生产)。但当非圆柱面达到动机控制刀架在垂直方向的移动,X步进电动机控制
一定长度后,用上面的两种方法就无能为力或加工成刀架在水平方向的移动。在滑台底座靠近滑块的部位
本太高了。如系列罗茨真空泵和罗茨鼓风机的转子(图安装三个接近开关,在滑块上固定一个与三个接近开
1所示,其截面轮廓线由多关平行又在运动过程中与三个开关都能接近的滑块位
段渐开线、外摆线和圆弧组置标志块(铁块),两者共同用于滑块运动方向和位置
成,长度在300mm以上)、大的检测。另外,在滑台上安装一个简易的对刀装置[3]。
型经过负载(摩擦力、转动惯量等)计算,驱动刀架上下移
水环泵叶轮模型的叶片(截
面轮廓线由多段直线和圆弧图1罗茨泵转子的截面形状
组成,长度在500mm以上)。为了适应截面轮廓线是
复杂曲线的柱面工件的加工,笔者自行研制出了基于
IPC的刨床CNC系统,并对某真空泵生产厂家的小型
龙门刨床进行了数控改造。

1小型龙门刨床的机械改造

图2所示是用小型龙门刨床改造而成的数控刨床图2小型龙门刨床的机械改造
的示意图。小型龙门刨床数控改造的方法是将手动调

钉卸掉,把三齿齿块按图3所示位置放在左右定位块整螺钉调好,把二齿齿块放在左右定位块上,然后用手
上,然后用手把齿块往后轻轻一推,使齿形的侧面与左把齿块往后轻轻一推,使齿形侧面与左定位板4和定
右定位板接触,用扳手拧紧夹紧螺钉14,压紧齿块。用位螺钉座3上的调整螺钉接触,再夹紧工件就可以开
手启动开关,工作台快速进给,当工件快接触铣刀盘机加工了。
时,滑台上的行程开关启动,铣刀盘转动,工作台也由值得注意的是:夹具上的支架8宽度设计要小于
快进给转为工进给,开始加工工件。当工件加工完后,所有被加工工件的宽度,以便使夹具在两个铣刀盘之
工作台触动行程开关,铣刀盘停止转动,工作台快速退间可来回移动。
回,退回过程中又触动另一个行程开关,工作台停止移我们用这种机床加工141、154、155、ST6等不同
动,这时可以松开夹紧取下工件。滑台上共安装有3个型号的链轮齿块,效果很好。
行程开关,它们分别是工进、快退、停止。第一作者:朱海,丹东市丹东518内燃机配件总
当加工二齿齿块时,只要把定位螺钉座3上的调厂,邮编:118009(编辑刘茹贵)

《制造技术与机床》2000年第7期53
动(Z坐标轴)和左右移动(X坐标轴)的步进电动机分序,并动态地显示刀尖运动轨迹。如果加工程序正确,
别选用110BF003型和130BF003型。这两个坐标移动模拟显示的轨迹会与前面的偏置曲线相重合。
的脉冲当量均为0.01mm。列表曲线的编程也是在图形编程界面下进行。首
先读入列表曲线数据文件,按照数据文件中点的顺序,
2刨床CNC系统硬件结构
相邻点以直线相连,并显示出来。然后在此基础上进行
该数控系统采用PC总线、主频为100MHz的样条拟合、光顺和偏置处理,再按精度要求离散成小段
486CPU工业控制机作直线,并自动生成加工程序。
主机,具有标准16位数交互式图形编程和模拟仿真运行,使得复杂曲线
据总线和扩展功能灵活和列表曲线加工程序的编制不仅效率高,而且方便、直
的插板式结构,可根据观、可靠。
系统要求,进行结构最
优化配置(图3)。该数
控系统利用IO/
TIMER(并行输入输图3刨床CNC系统硬件结构
出/定时器)接口板上的8255A来控制两个步进电动图4刨床CNC系统软件结构
机的运动,接收滑台回程和位置传感器信号、刀架限位3.2运行控制
开关信号、功能选择开关信号,接口板上的8253定时
器用于步进电动机中断运行服务程序,时钟频率为该CNC系统的运行主要包括以下方式:自动运
2MHz。行、快速空运行、手动运行和点动运行。
自动运行是CNC系统运行控制的核心部分,它
3刨床CNC系统软件
按加工程序运行。如果正在执行的加工语句的最后一
刨床CNC系统软件以Windows操作系统为平条指令是M32,则刀具根据滑台的往复运动信号作间
台,采用模块化、结构化的C语言编程,系统软件的界歇进给运动;如果是M33,则作连续移动,滑台的往复
面采用了中文菜单结构,人机界面友好,操作方便。具运动信号对它不起作用,即作快速空运行。加工中如果