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普通冲床数控改造

随着冲床的不断发展和改进,现在市面上常用的有两种冲床,一种是比较早期的普通版型的冲床,另一种就是通过计算机控制的数控型的冲床。在早期由于科技比较落后,采用的普通型的冲床各项功能不是特别的完善,只能完成一些比较简单的工件的加工。同时其生产效率要非常的低,根本无法完成当时市面上某些工件的需求。而且,普通型的冲床需要纯粹的手动操作,离不开人的监护,这样一来,生产一批量的工件花费比较大。随着数控型的冲床进入制造行业,种种的生产效率低,精度不高的担忧被通通解决了。虽然数控冲床有很多的优点,但数控型冲床普遍也存在一些困难。首先,数控冲床要比普通型的冲床贵的多,其次,将普通型的冲床抛弃面临很多负面影响。所以为了解决这一些问题,许多研究人员开始研究对普通型冲床的改造。对普通型冲床改造的方面非常多,不同的改造方式会获得不同的优化效果。其中对普通型冲床的数控改造是比较有价值的改造。将普通型冲床更新为数控型的冲床能够消除将所有普通型冲床换成数控型冲床带来的种种负面影响。

在如今这个科技比较发达的世界中,现在技术的发展比较迅速,而在现在的制造系统中,很多技术是比较关键的,像数控技术就是其中的一个,它有很多适合生产制造的技术,具有非常高的精度,而且能够实现无人操作的全自动化系统。根据现在市场的发展情况来看,未来数控冲床的未来展望趋势有以下几点:1、 高速、高精度化;2、 与网络技术联合实现自动化;3、 能够实现像五轴联动这样的多轴加工生产;4、 产生新的技术规定和技术指标;5、 环保化。

本次设计将普通冲床改造成数控冲床,在原冲床床身的基础上,将原有工作台改造成含有X、Y方向的工作台。冲床数控化改造机械部分设计内容包括:滚珠丝杠副的选型与计算,步进电机的选择。改造后的机械图如下:

1-步进电机 2-联轴套 3-角接触球轴承 4-滚珠丝杠副 5-密封毡

图3-1工作台机械图


工作台重量的估算 取工件的材料为45 号钢,其密度为7.8×10³kg/cm³ ,取g=9.8n/kg ,根据冲床参数尺寸可得工件的重量为: g¹=m×g=ρ×v×g=0.0078×1250×1000×6×9.8×10­³=7.16n 设夹具和工件的重量和为g²=1000n 设工作台的重量 g³=2000n

电机型号的选择选择两台Y90L-4型号的步进电机分别作为为X、Y方向的进给电机,其参数如下表所示:

表3-1 步进电机参数与型号

数控系统的硬件组成,硬件部分和软件部分构成了一个数控系统 。硬件主要由冲床、单片机以及辅助电路构成。硬件是数控系统的基础,它的控制性能的情况,对于整个系统的工作性能会产生很大的影响。在硬件的基础上,软件才能有效地运行。机床数控系统的硬件电路总结起来主要有四部分组成:中央处理单元(CPU)、总线、存贮器、I/O接口电路。其中CPU是数控系统的核心,它的作用是协调各部分的电路工作情况和进行运算处理相关数据。存贮器是用存放系统软件,运行中所需要的各种数据和工作过程中用到的程序。数控系统与外界进行信息的交流要通过I/O接口。总线是CPU与存贮器、接口以及其它转换电路联接的通道,是CPU与部分电路进行信息交换和通讯的必须通过的路线。数控系统硬件框如下图所示:

图4-1 数控系统硬件框图

本数控系统采用MCS一51单片机作为控制系统,外接的程序存储器是8KB的2764芯片。数控系统通过输入检测冲头位置和运动状态的传感器信号,以便控制冲头和X轴、Y轴的运动情况。数控系统要实现对人机对话的管理,需要通过显示器、键盘。控制面板上需要设置启动键、暂停键、X及Y点进、退键,参数设定键,还有十个数字键及各种状态指示灯等。数控系统都通过MCS-51单片机的接口来实现与外界输入、输出接口的连接,单片机与接口电路分别采用不同的开关电源供电。

结论,随着电子技术快速发展,我国的机床数控化在近十年来有了很大的发展,然而数控设备的普及却受到一定条件的限制,一方面是数控设备价格非常贵,特别是小企业如果想用数控设备替代原有的旧机床,资金方面会成为一大难题;另一方面是企业现有的旧设备完全抛之不用,会对资源造成很大的浪费。如果能够对现有的设备进行一些技术改造,提高其自动化加工的能力,则不仅给企业节约了资金,而且能够充分利用原有的资源。因此对普通冲床进行数控化改造在实际生产中得到广泛应用。 本文针对普通冲床进行了数控化改造,主要对机械传动部分和控制部分进行了改造。机械部分把原有的工作台改造为含有纵、横两个方向的工作台,控制系统利用微机对纵、横向系统开环控制,驱动元件采用步进电机,传动系统采用滚珠丝杆,数控部分采用了8051单片机控制,对相关电路设计作了详细的阐述,并对冲床的加工流程做了进一步的说明,编写了相应的流程图。经改造使普通冲床实现数控冲床的功能,不仅提高了生产效率,降低了劳动强度,而且提高了加工精度,也就提高了产品的质量,给企业增加了强大的生命力。