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MAHO600臥式加工中心數(shù)控化改造
日期：2010年01月14 來源：沈陽第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字：加工中心
1．MAH0600臥式加工中心介紹
MAH0600臥式加工中心是某企業(yè)1999年從國外引進(jìn)的一臺(tái)二手?jǐn)?shù)控加工設(shè)備，加工中心是德國MAHO公司20世紀(jì)80年代初期的產(chǎn)品。具有X、Y、Z、B四個(gè)全閉環(huán)控制的坐標(biāo)軸，搖臂鉆床一個(gè)可容24把刀的刀庫，由于具備自動(dòng)換刀功能，一次裝夾可完成多面加工。在當(dāng)時(shí)的加工技術(shù)背景下，加工精度和效率都算是比較高的，在企業(yè)中起著重要的作用。
由于該加工中心已使用近20年，出現(xiàn)了電氣元件老化，繼電器、接觸器等元件動(dòng)作可靠性降低，數(shù)控系統(tǒng)的PCB板故障率升高的現(xiàn)象。由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，先進(jìn)的控制系統(tǒng)層出不窮，原機(jī)床的控制系統(tǒng)就顯得相對(duì)落后，且元件的集成度較低，功能相對(duì)較少。機(jī)械零件磨損、失效，Y軸滾珠絲杠副損壞，機(jī)床導(dǎo)軌副存在磨損和間隙，液壓系統(tǒng)狀況不良等現(xiàn)象都嚴(yán)重影響了加工精度和剛度。加工中心如果要維修的話，其他維修配件訂貨周期較長，搖臂鉆床且價(jià)格昂貴、技術(shù)資料不全等，會(huì)使得維修成本高且時(shí)間長。由于臥式加工中心在核電元件加工工藝中的獨(dú)特地位，同時(shí)考慮到該機(jī)床功能較齊全，主要功能部件完好，剛度高、機(jī)械精度的保持性較好，因此對(duì)機(jī)床實(shí)施技術(shù)改造，比報(bào)廢更新一臺(tái)同等規(guī)格的臥式加工中心更為經(jīng)濟(jì)合理。
2．MAI-10600臥式加工中心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
加工中心在結(jié)構(gòu)上有四個(gè)閉環(huán)的進(jìn)給軸、一個(gè)主軸、一個(gè)容量為24把刀的刀庫、一個(gè)工作臺(tái)交換裝置和一個(gè)排屑器。四個(gè)閉環(huán)的進(jìn)給軸分別為三個(gè)直線坐標(biāo)軸X、Y、Z和一個(gè)繞Y軸回轉(zhuǎn)的B軸，機(jī)床通過這四個(gè)坐標(biāo)軸進(jìn)行插補(bǔ)加工。X、Y、Z軸的行程分別為600mm，450mm，500mm；B軸為360‘回轉(zhuǎn)。 X、Y、Z軸傳動(dòng)為：直流伺服電動(dòng)機(jī)一同步齒形帶一滾珠絲杠螺母副一滑動(dòng)部件，其帶輪的傳動(dòng)比分別為1：1．33、1：1．33、1．3：1。Z軸是螺母旋轉(zhuǎn)，絲杠不動(dòng)；而X、Y軸是螺母不動(dòng)，加工中心絲杠旋轉(zhuǎn)。三根絲杠的安裝支承方式均為一端固定一端自由(雙推一自由方式)。Y軸為垂直移動(dòng)軸，滾珠絲杠沒有自鎖功能。為防止機(jī)床斷電時(shí)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)下落，故Y軸的直流伺服電動(dòng)機(jī)尾部增加了一個(gè)電磁抱閘；為防止Y軸傳動(dòng)同步齒形帶的斷裂而出現(xiàn)工作臺(tái)自由下落，在絲杠帶輪旁安裝了安全剎車裝置。在絲杠的自由端方向安裝了機(jī)械擋塊，以防止移動(dòng)部件離搖臂鉆床開極限位置。
B軸為回轉(zhuǎn)軸，傳動(dòng)為：直流伺服電動(dòng)機(jī)一同步齒形帶一多級(jí)齒輪傳動(dòng)副一回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。多級(jí)齒輪副的傳動(dòng)比為1：297，依靠液壓鎖緊�；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)用于托盤的支撐、定位、加工中心夾緊。
主軸的傳動(dòng)：直流主軸電動(dòng)機(jī)一多楔帶一主軸變速箱一主軸。主軸變速箱可四檔自動(dòng)和手動(dòng)調(diào)速。主軸定向位置由感應(yīng)開關(guān)來反饋，由液壓驅(qū)動(dòng)的銷釘來鎖定定位。主軸的松、抓刀是由液壓驅(qū)動(dòng)搖臂鉆床爪頭來實(shí)現(xiàn)的。具有主軸吹氣功能，不具備剛性攻螺紋功能。
刀庫為鼓輪式、徑向取刀方式。傳動(dòng)為直流減速電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)撥片，撥片撥動(dòng)刀庫旋轉(zhuǎn)。隨機(jī)選刀方式。換刀機(jī)械手為單臂雙手式，進(jìn)退、旋轉(zhuǎn)、抓松刀均為液壓驅(qū)動(dòng)。
工作臺(tái)交換裝置是雙速交流電動(dòng)機(jī)通過鏈傳動(dòng)來拖動(dòng)工作臺(tái)交換叉進(jìn)行工作的。潤滑系統(tǒng)由中心潤滑單元、油管、分配器等組成。中心潤滑單元按設(shè)定的周期泵出潤滑油，加工中心為機(jī)床導(dǎo)軌和絲杠提供潤滑。
液壓系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、液壓泵、壓力表、蓄能器、溢流閥、電磁換向閥、搖臂鉆床單向閥、截止閥、壓力開關(guān)、油管、執(zhí)行元件等組成，用來實(shí)現(xiàn)托盤的夾緊和放松，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的夾緊和放松，抓刀、機(jī)械手的進(jìn)退、旋轉(zhuǎn)、抓刀，主軸定向。
氣動(dòng)系統(tǒng)由氣源、FRL單元、節(jié)流閥、電磁換向閥、氣缸等組成，用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床托盤交換時(shí)門的開關(guān)以及主軸換刀時(shí)的吹氣和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)托盤交換時(shí)的吹氣。冷卻液循環(huán)系統(tǒng)由冷卻液箱、加工中心電動(dòng)機(jī)、冷卻液泵、管路和噴嘴組成，用來完成加工時(shí)刀具、工件的冷卻。
由于是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造，在改造過程中盡量保留原來還能符合用戶搖臂鉆床使用要求的部分，減少改造成本。所以在整個(gè)改造過程中主要做以下方面的工作：
1)數(shù)控系統(tǒng)及伺服系統(tǒng)的選型。
2)控制系統(tǒng)連接的設(shè)計(jì)。
3)外圍接口電路的設(shè)計(jì)。
4)PMC程序的設(shè)計(jì)。
5)數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定。
6)機(jī)械、電氣部分的安裝。
7)機(jī)械、液壓部分的修理和調(diào)整。
8)整機(jī)的機(jī)械、電氣的調(diào)試。
9)機(jī)床的驗(yàn)收、資料歸檔等。
在完成以上改造后，加工中心該機(jī)床的性能和精度達(dá)到或超過原機(jī)床．搖臂鉆床完全能夠滿足高精度、高效率、高可靠性的要求，而且改造總費(fèi)用控制在同檔次進(jìn)口機(jī)床價(jià)格的四分之一以內(nèi)。
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