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       摘 要: 介紹了一種將普通車(chē)床改造為用于法蘭盤(pán)上鉆孔專(zhuān)機(jī)的方法及其應(yīng)用效果。該專(zhuān)機(jī)以普通車(chē)床為基礎(chǔ)，改裝了機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)床電氣，并進(jìn)行了數(shù)控化改造，編寫(xiě)數(shù)控鉆孔宏程序。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)加工，該鉆孔專(zhuān)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，加工質(zhì)量好，達(dá)到了節(jié)約成本、提高效率的目的。
 
      關(guān)鍵詞: 法蘭盤(pán)鉆孔; 數(shù)控改造; 鉆孔宏程序
 
      機(jī)床是制造業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)加工的主體［1］。自“可重構(gòu)制造系統(tǒng)”［2］被提出以后，模塊化機(jī)床、模塊化控制器、開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)原理、模塊化機(jī)床與模塊化控制器集成等都陸續(xù)形成體系。同時(shí)綠色機(jī)床加工系統(tǒng)的研究已經(jīng)成為綠色制造領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)［3 － 4］。其中對(duì)現(xiàn)有大量的生產(chǎn)機(jī)床進(jìn)行再制造與技術(shù)提升可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，這也是可重構(gòu)機(jī)床的一個(gè)研究核心。這種改造，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)減少了生產(chǎn)成本。
 
      某公司生產(chǎn)的 FEQ 法蘭盤(pán)尺寸形狀如圖 1 所示，十二個(gè) 12 mm 孔沿 60 mm 和 96 mm 兩個(gè)同心圓周分布，法蘭盤(pán)外徑 120 mm，厚度為 8 mm。由于該公司沒(méi)有數(shù)控銑床和加工中心，鉆十二個(gè) 12mm 孔的工序一直是使用立鉆和專(zhuān)用鉆夾具，由人工操作完成。隨著生產(chǎn)批量的增加，該工序人工操作的產(chǎn)量已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。筆者經(jīng)過(guò)與公司技術(shù)人員研究，因地制宜，根據(jù)公司現(xiàn)有設(shè)備條件，在普通車(chē)床的基礎(chǔ)上研制出法蘭盤(pán)鉆孔專(zhuān)機(jī)，以節(jié)約生產(chǎn)成本、提 高 效 率，達(dá)到投入與產(chǎn)出的最佳比值。
 
      1 、鉆孔專(zhuān)機(jī)整體設(shè)計(jì)
 
      法蘭盤(pán)鉆孔專(zhuān)機(jī)以 C6136 普通車(chē)床為母體進(jìn)行改造而來(lái)，其整體改造方案如圖 2 所示
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      ( 1) 對(duì)車(chē)床主軸、縱向及橫向進(jìn)給方向的導(dǎo)軌進(jìn)行檢修，保證其機(jī)械精度。
 
      ( 2) 拆除小拖板和刀架，在中拖板上加裝一個(gè)中心高度為 80 mm 的萬(wàn)能分度頭。安裝時(shí)要保證分度頭主軸軸心線(xiàn)與車(chē)床縱向進(jìn)給方向平行，并加墊塊保證分度頭中心與車(chē)床主軸中心等高。確定好位置后，以螺栓在中拖板 T 型槽內(nèi)固定，使其不再移動(dòng)。
 
      ( 3) 保留主軸電動(dòng)機(jī)、冷卻泵電動(dòng)機(jī)。拆除車(chē)床縱向和橫向的進(jìn)給手柄，將普通絲杠更換為滾珠絲杠副，縱向絲桿導(dǎo)程 6 mm，橫向絲桿導(dǎo)程 4 mm，并選配適合的伺服電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)單元，分別控制車(chē)床縱向和橫向進(jìn)給; 拆除分度頭手柄，選配適合的伺服電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)單元用以控制分度頭轉(zhuǎn)動(dòng)。
   
      4) 增加相應(yīng)的電路，采用國(guó)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制目的［5 － 6］。
  

      2、 鉆孔專(zhuān)機(jī)控制設(shè)計(jì)
 
     根據(jù)機(jī)床控制要求，其主電路如圖 3 所示。在主電路中，保留原有的總電源 QS，主軸電動(dòng)機(jī)M1，冷卻泵電機(jī) M2，以及相關(guān)電路。增加分度頭電動(dòng)機(jī) M3、橫向進(jìn)給電機(jī) M4、縱向進(jìn)給電機(jī) M5，以及相關(guān)斷路器、變壓器( 380 V /220 V) ，另外增加控制變壓器為數(shù)控系統(tǒng)和控制電路提供 220 V、110 V、24 V 電源。
  
    
  
     控制電路如圖 4 所示，KM1 實(shí)現(xiàn)主軸電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，加限壓保護(hù)器件 FV，SA1 為緊急制動(dòng)主軸的手動(dòng)旋鈕;QF6 負(fù)責(zé)數(shù)控系統(tǒng)電源，QF7 負(fù)責(zé)外部 I /O 電源模塊。
  
    
  
     數(shù)控系統(tǒng)選用廣州數(shù)控 GSK990M 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，具有良好的性?xún)r(jià)比，可實(shí)現(xiàn) 3 軸聯(lián)動(dòng)，具備直線(xiàn)插補(bǔ)、固定加工循環(huán)等功能，支持 ＲS232 和 USB 接口，實(shí)現(xiàn)文件傳輸。
  
     
  
     
  
     
  
      

  
      3 、鉆孔宏程序
 
      根據(jù)鉆孔工藝，機(jī)床主軸用三爪卡盤(pán)夾持 12mm 鉆頭，法蘭盤(pán)工件以 25 mm 孔定位裝夾在分度頭上。以分度頭中心和法蘭盤(pán)端面為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，工進(jìn)→鉆孔→工退→分度頭轉(zhuǎn)→再次工進(jìn)，重復(fù) 4 次，編寫(xiě)鉆孔程序如下:
  
            
        
    
      以上鉆孔程序還可根據(jù)法蘭盤(pán)的尺寸、孔分布圓周大小和角度、孔深度尺寸，對(duì)程序中的相應(yīng)參數(shù)和變量進(jìn)行修改，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈活性好［10 － 12］。
  

      4 、結(jié)語(yǔ)
 
      根據(jù)公司現(xiàn)有設(shè)備條件，利用普通車(chē)床進(jìn)行相關(guān)的機(jī)械和電氣改造，采用國(guó)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其控制功能，得到的法蘭盤(pán)鉆孔專(zhuān)機(jī)具有工作穩(wěn)定可靠、成本低廉、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。鉆孔宏程序簡(jiǎn)單清晰，充分發(fā)揮了機(jī)床性能。在實(shí)際生產(chǎn)中，鉆孔專(zhuān)機(jī)工作效率高，操作簡(jiǎn)單方便，為公司節(jié)省了人工和設(shè)備成本，創(chuàng)造了良好的效益。