刨床數(shù)控改造后的自動刀架及其控制

　　【中國機(jī)床商務(wù)網(wǎng)】導(dǎo)讀：在機(jī)械制造行業(yè)，經(jīng)常需要加工截面是復(fù)雜曲線的柱面零件，如羅茨真空泵轉(zhuǎn)子。根據(jù)零件是柱面的特點易于在刨床上加工，為了在刨床上加工復(fù)雜曲線柱面，我們對BC6063普通牛頭刨床進(jìn)行了數(shù)控改造。
　　
　　數(shù)控系統(tǒng)是自己設(shè)計的單片機(jī)系統(tǒng)，CPU為80C196KC，傳動部件采用滾珠絲杠，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，為實現(xiàn)平面曲線的加工，需要兩坐標(biāo)聯(lián)動，原工作臺縱向運(yùn)動改為由步進(jìn)電動驅(qū)動?？紤]到工作臺較重，垂直進(jìn)給運(yùn)動由改造后的刀架實現(xiàn)，工作臺的垂直移動保留，用于調(diào)整不同規(guī)格零件的加工范圍。因為普通刨床無自動抬刀機(jī)構(gòu)，刨刀在回程中要從工件上滑過，這不僅加大了刀具的磨損、降低了刀具耐用度，而且容易劃傷工件表面。為此，我們采用下列措施對刀架加以改進(jìn)：
　　
　　1.取消原刀具抬刀部分，改為刀具固定安裝；
　　
　　2.每次刀具回程時，首先自動抬刀（應(yīng)用中設(shè)定抬刀高度為0.5mm），在滑枕下次前沖之前刀具下降所移動的抬刀量；
　　
　　3.為了使刀具移動抬刀量，在步進(jìn)電機(jī)軸上連接有光電編碼盤，以控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行步數(shù)，防止因電機(jī)丟步或過沖所造成的誤差。
　　
　　滑枕運(yùn)動位置檢測及刀架進(jìn)給控制
　　
　　根據(jù)刨床的切削性質(zhì)，切削過程中不允許工作臺或刀架進(jìn)給，否則將損壞刀具和工件。因此，刀架及工作臺必須在滑枕換向的空刀期間完成進(jìn)給運(yùn)動，包括自動抬刀。為了檢測滑枕的運(yùn)動位置，在滑枕座上設(shè)置兩個接近開關(guān)，安裝位置如圖1。
　　
　　圖1接近開關(guān)的安裝位置
　　
　　圖1中虛線表示刀架運(yùn)動路線，接近開關(guān)ST1、ST2的信號由80C196KC端口P0.0和P0.1接收，并且兩信號經(jīng)或門輸出到高速輸入端口HSI.0。通過調(diào)整兩塊金屬塊的位置，使刀具經(jīng)過圖中位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ時ST1和ST2發(fā)信號的順序為：
　　
　　在HSI.0的中斷處理程序中檢測P0口數(shù)據(jù)，并且循環(huán)指令給某一設(shè)定標(biāo)志單元賦值，可以得出標(biāo)志單元的數(shù)據(jù)呈規(guī)律性變化，如表1所示。由此，刀架及工作臺的進(jìn)給控制過程為：1）刀具過位置Ⅲ后刀架自動抬刀；2）在滑枕退回過程中并且在位置Ⅱ、Ⅰ期間內(nèi)，刀架首先下降走完抬刀量，然后，刀架和工作臺完成動進(jìn)給運(yùn)動。
　　
　　自動進(jìn)給中斷服務(wù)程序處理為：插補(bǔ)進(jìn)給前先檢查標(biāo)志單元的內(nèi)容，單元數(shù)值為12H時，刀架進(jìn)給完成抬刀；單元數(shù)值為21H時刀架和工作臺完成進(jìn)給運(yùn)動；同時刀架進(jìn)給量與來自光電編碼盤的脈沖數(shù)進(jìn)行比較，補(bǔ)償由于步進(jìn)電機(jī)丟步或過沖引起的誤差。
　　
　　經(jīng)過數(shù)控改造后的牛頭刨床用于加工羅茨真空泵轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子在其他機(jī)床上初步加工后，留有3mm余量，再由數(shù)控刨床完成粗、精加工，采用的刀具參數(shù)為：刀尖角約50°，主、副后角約4°～8°，刀尖直徑r為2mm。應(yīng)用證明，零件加工精度符合圖紙設(shè)計要求，刀具經(jīng)過修形后精加工轉(zhuǎn)子的粗糙度可達(dá)Ra3.2。