¿Cuáles son los contenidos del plan de diseño de transformación CNC para tornos ordinarios?

En la actualidad, el mercado de transformación CNC de máquinas herramienta todavía tiene mucho margen de desarrollo en mi país. La tasa de CNC de máquinas herramienta en mi país es ahora inferior al 3%. Los productos procesados ​​con máquinas herramienta ordinarias generalmente tienen mala calidad, pocas variedades, bajas calidades, altos costos y largos períodos de entrega. Como resultado, carecen de competitividad en los mercados nacionales e internacionales, lo que afecta directamente los productos, el mercado y los beneficios de una empresa. Y afecta a la empresa Para garantizar la supervivencia y el desarrollo de las máquinas herramienta, debemos mejorar vigorosamente la tasa de CNC de las máquinas herramienta. Este artículo toma como ejemplo la transformación CNC de tornos para presentar el método de transformación CNC de máquinas herramienta, incluido el diseño de transformación de su estructura, la selección de rendimiento y precisión, y la determinación del plan de transformación final.

La importancia de la transformación CNC de las máquinas herramienta:

1) Ahorrar dinero. En comparación con la compra de nuevas máquinas herramienta, la transformación CNC de máquinas herramienta generalmente puede ahorrar alrededor del 60% del costo, especialmente para equipos grandes y especiales. Generalmente, la renovación de máquinas herramienta a gran escala solo cuesta 1/3 del coste de compra de máquinas herramienta nuevas. Incluso si la estructura de la máquina herramienta original se renueva y mejora por completo, solo cuesta el 60% comprar una nueva máquina herramienta y se puede utilizar la base existente.

2) Rendimiento estable y confiable. Debido a que las piezas básicas de la máquina herramienta original han sufrido un envejecimiento prolongado, casi no hay deformación por tensión que afecte la precisión.

3) Mejorar la eficiencia de la producción. Después de la transformación CNC de las máquinas herramienta, la eficiencia de la automatización del procesamiento se puede mejorar de 3 a 5 veces en comparación con las máquinas herramienta tradicionales. Para piezas complejas, cuanto mayor sea la dificultad, mayor será la mejora de la eficiencia. Y se puede utilizar menos o ninguna herramienta, lo que no sólo ahorra costos sino que también acorta el ciclo de preparación de la producción.

1. Diseño de transformación CNC de tornos ordinarios

La transformación CNC de máquinas herramienta tiene como objetivo principal diseñar creativamente la estructura de la máquina herramienta original y, en última instancia, hacer que la máquina herramienta alcance un ideal. estado. Los tornos CNC son representantes típicos de la mecatrónica y sus estructuras mecánicas tienen muchas similitudes con las máquinas herramienta comunes. Sin embargo, las máquinas herramienta CNC modernas no simplemente equipan las máquinas herramienta tradicionales con sistemas CNC, ni se mejoran solo parcialmente sobre la base de las máquinas herramienta tradicionales (aquellas que están limitadas por fondos y otras condiciones, y se recomienda modificar las máquinas herramienta tradicionales). en máquinas herramienta CNC son un asunto diferente). Las máquinas herramienta tradicionales tienen algunas debilidades, como rigidez insuficiente, poca resistencia a las vibraciones, gran deformación térmica, gran resistencia a la fricción en la superficie de deslizamiento y espacios entre los componentes de la transmisión, etc., lo que dificulta que las máquinas herramienta CNC cumplan con los requisitos de mecanizado. precisión, calidad de la superficie, productividad y vida útil requeridas. La tecnología CNC moderna, especialmente los centros de mecanizado, ha experimentado grandes cambios en términos de sus componentes de soporte, sistema de transmisión principal, sistema de transmisión de alimentación, sistema de herramientas, funciones auxiliares y otras estructuras de componentes, así como el diseño general y la forma externa. Estructura mecánica de máquinas herramienta CNC. Por lo tanto, en el proceso de transformación CNC de máquinas herramienta ordinarias, debemos considerar varias circunstancias para que los indicadores de rendimiento de las máquinas herramienta ordinarias se acerquen lo más posible a las máquinas herramienta CNC.

2. Selección del rendimiento y precisión de los tornos CNC

No todas las máquinas herramienta antiguas pueden transformarse mediante CNC. La transformación de las máquinas herramienta debe cumplir principalmente dos condiciones: en primer lugar, la máquina herramienta. Las piezas básicas deben ser suficientemente rígidas. En segundo lugar, el coste de la renovación debe ser adecuado y económico. Antes de modificar un torno, se debe tomar una decisión sobre los indicadores de rendimiento de la máquina herramienta. El diámetro máximo de rotación y la longitud de la pieza de trabajo que puede procesar el torno modificado, así como la potencia del motor principal, generalmente no cambiarán. La planitud, rectitud, cilindricidad y rugosidad de la pieza procesada todavía están determinadas básicamente por el nivel original de la propia máquina herramienta. Existen principalmente las siguientes opciones de rendimiento y precisión que deben determinarse antes de la modificación.

1) Método de cambio de velocidad del eje, número de etapas, rango de velocidad, potencia y si se requiere frenado CNC para estacionamiento, etc.

2) Movimiento de alimentación:

Velocidad de alimentación: dirección Z (normalmente 8~400 mm/min); dirección X (normalmente 2~100 mm/min).

Movimiento rápido: dirección Z (normalmente 1,2~4 m/min); dirección X (normalmente 1,2~3 m/min).

Equivalente de pulso: seleccione entre 0,025~0,005 mm, normalmente la dirección Z es el doble que la dirección X.

Rango de paso de procesamiento: incluidos los tipos de pasos que se pueden procesar (métrico, pulgadas, módulo, paso de diámetro y rosca cónica, etc.). Generalmente, no es difícil lograr un paso dentro de 10 mm.

3) Modo de accionamiento del movimiento de alimentación (generalmente se utiliza un motor paso a paso).

4) Si es necesario modificar la transmisión de movimiento a una transmisión de husillo de bolas.

5) ¿Es necesario que el portaherramientas esté equipado con un portaherramientas de indexación automática? Si es así, es necesario determinar el número de estaciones.

6) Otra selección de índice de rendimiento:

Función de interpolación: el procesamiento del torno debe tener funciones de interpolación lineal y de arco.

Compensación de herramienta y compensación de espacio: para garantizar una cierta precisión de procesamiento, generalmente es necesario considerar configurar las funciones de compensación de herramienta y compensación de espacio.

Pantalla: ya sea que se utilice un tubo digital, una pantalla LCD o un monitor, el número de dígitos mostrados y otras cuestiones deben determinarse de acuerdo con las necesidades reales de la función de procesamiento del torno. En términos generales, cuanto más simple sea la pantalla, cuanto menor sea el costo y más fácil de implementar.

Función de diagnóstico: Para evitar errores en la entrada del programa por parte del operador y acciones erróneas posteriores, se pueden agregar al diseño del sistema de transformación CNC los dispositivos y software necesarios para que pueda indicar que la máquina La herramienta no funciona correctamente o las piezas funcionan mal, etc., realizan funciones de diagnóstico limitadas.

Los anteriores son algunos indicadores generales de rendimiento que deben tenerse en cuenta al realizar la transformación del torno CNC. Algunas transformaciones del torno también tendrán requisitos especiales según las necesidades, como girar roscas de paso grande y evitar la interferencia del polvo cuando se trabaja en condiciones difíciles. Entornos, ajuste de herramientas de alta precisión de herramientas de torneado, etc., debe haber diseños especiales específicos en este momento.

3. Selección del plan de transformación del torno CNC

Cuando se seleccionan básicamente el rendimiento y la precisión del torno CNC, se puede determinar el plan de transformación en base a esto. En la actualidad, la tecnología de transformación CNC de máquinas herramienta se ha vuelto cada vez más madura y el rendimiento y las funciones de los sistemas de transformación CNC de máquinas herramienta especializados generalmente pueden cumplir con los requisitos de procesamiento convencionales de los tornos. Por lo tanto, el plan de transformación CNC de torno típico se puede seleccionar de la siguiente manera: configurar un sistema de transformación CNC de torno especial, reemplazar el tornillo deslizante del movimiento de avance con un tornillo de bolas, usar un motor paso a paso para impulsar el movimiento de avance y configurar un Generador de impulsos para realizar la función de procesamiento de roscas, equipado con un portaherramientas de indexación automática para realizar la función de cambio automático de herramientas.

En la actualidad, el sistema de transformación CNC de torno para fines especiales, económico y típico, tiene la siguiente configuración y funciones básicas:

1) Utiliza un microordenador de un solo chip como CPU de control principal, con interpolación lineal y de arco, programación de códigos, compensación de herramientas y funciones de compensación de espacios, visualización simultánea de dos coordenadas en el tubo digital, control automático del portaherramientas de indexación, procesamiento de roscas y otras funciones de control.

2) Equipado con un sistema de accionamiento de motor paso a paso, el equivalente de pulso o precisión de control es generalmente: 0,01 mm en Z y 0,005 mm en X (a combinar con el tornillo de avance del cable correspondiente).

3) La mayoría de los programas de procesamiento se basan en la entrada de teclas del panel, la compilación de códigos y el almacenamiento de memoria con protección de apagado automático; el programa se puede editar, modificar y ejecutar de prueba en el sitio.

4) Dispone de varias funciones básicas del CNC como ejecución de programas en un solo paso o continua, ejecución cíclica de programas, limitación automática de posiciones límite mecánicas, alarmas de sobrecarrera y terminación automática de programas de velocidad de avance. .

4. Ejemplo de transformación CNC de torno

Tome como ejemplo la transformación CNC del torno ordinario CA6140. Adopta un esquema de modificación relativamente simple pero típico. El torno transformado es la alimentación. El movimiento es impulsado por motores paso a paso A y B, que están instalados en la cabecera (o al final de la cama) y detrás del carro respectivamente. Impulsan el movimiento de avance vertical y horizontal del torno a través de engranajes reductores y tornillos verticales y horizontales. .

Para que el torno modificado aproveche al máximo el rendimiento del torno CNC, los pares de tuercas de tornillo vertical y horizontal generalmente deben reemplazarse con pares de tuercas de tornillo de bolas. Cuando se utiliza el par de tuercas de tornillo original, para reducir la carga de trabajo de modificación, el motor de transmisión longitudinal y la caja reductora generalmente se instalan al final del torno. En este momento, el embrague conecta el sistema de transmisión original (sistema de husillo) del. el torno y el husillo longitudinal aún no se han retirado, y la pieza de trabajo debería estar en posición desenganchada. Del mismo modo, si no se ha retirado el mecanismo de alimentación automática transversal original, como el gusano que cae, también debe estar en posición neutra (neutral) al trabajar. El valor del equivalente del pulso de alimentación modificado está determinado por la coordinación del ángulo de paso del motor paso a paso, la relación de engranaje reductor y el avance del tornillo.

La relación de conversión entre los tres se puede expresar mediante la siguiente fórmula:

(θ/360)×(ac/bd)×T=δ

Donde θ——Paso del motor paso a paso Ángulo del polímero (grados);

T——paso del tornillo accionado (mm);

a, b, c, d——número de dientes del engranaje, cuando se resta en una sola etapa. , sean cyd iguales a 1;

δ——Valor equivalente del pulso (mm).

Los parámetros del motor paso a paso se seleccionan según el par de resistencia, el consumo de viruta y el modelo de máquina herramienta en la transformación CNC de tornos ordinarios (como C6140, C620, etc.), 0,08-0,15 (. N·m) se utiliza a menudo. Para motores paso a paso con par estático, por ejemplo, elija 0,08 (N·m) como motor de alimentación transversal; elija 0,15 (N·m) como motor de alimentación longitudinal.

Si es necesario, el portaherramientas original se puede reemplazar con un portaherramientas de indexación automática y la herramienta de conversión CNC programable se puede utilizar para el procesamiento de virutas. Cuando el sistema CNC envía una señal de cambio de herramienta, el relé K1 se activa primero y el motor de cambio de herramienta gira hacia adelante para impulsar el mecanismo de engranaje helicoidal, lo que hace que el cuerpo superior del cortador se eleve. Cuando el cuerpo del cortador superior se eleva a una cierta altura, la plataforma giratoria del embrague funciona, haciendo que el cuerpo del cortador superior gire para seleccionar la herramienta. Hay un sensor correspondiente a cada posición de la herramienta en la placa de envío sobre el portaherramientas. Cuando el cuerpo superior de la herramienta gira a una determinada posición de la herramienta, el sensor de la posición de la herramienta envía una señal al sistema CNC, y el sistema CNC combina la. señal de posición de herramienta con el comando. Compare las señales de posición de herramienta. Cuando las dos señales son iguales, significa que el cuerpo superior de la herramienta ha girado a la posición de herramienta seleccionada. En este momento, el sistema CNC controla la liberación del relé K1, la activación del relé K2, el motor de cambio de herramienta invierte y el pasador móvil se coloca inicialmente en la placa de inversión. Bajo la acción del pasador móvil, el tornillo hace que el cuerpo superior del cortador descienda hasta que la cadena dentada se engrane, completando el posicionamiento preciso y apretando el soporte del cortador a través de la tuerca de bloqueo del engranaje helicoidal. En este momento, el sistema CNC controla la liberación del relé K2, el motor de cambio de herramienta se detiene y se completa la acción de cambio de herramienta. También puede conservar el portaherramientas original y seguir utilizando el cambio de herramienta manual, pero debe establecer una pausa en el programa al cambiar de herramienta. Si se requiere procesamiento de hilo, se debe instalar un generador de impulsos C en el extremo exterior del husillo u otra parte apropiada. Úselo para enviar impulsos para que el motor paso a paso pueda igualar con precisión la rotación del husillo para producir el movimiento de alimentación correspondiente. es decir, para garantizar que cada rotación del husillo con una revolución, la herramienta de torneado se mueva un avance.

En el plan de modificación anterior, el método de no reemplazar el tornillo aún se puede procesar cuando falla el sistema CNC. Sin embargo, el par de tuercas del tornillo deslizante es propenso a desgastarse y requiere mantenimiento frecuente, y la potencia y. La precisión del procesamiento no es tan buena como la del modo de accionamiento del par de tuercas de palanca. Además, los rieles guía del carro y la cama no son lo suficientemente paralelos o perpendiculares, la fricción entre los dos es demasiado grande y existe un error de paralelismo entre el eje del tornillo y los rieles guía, etc., lo que aumentará el resistencia a la conducción. Para reducir la resistencia y mejorar la eficiencia del par y la precisión del procesamiento del motor paso a paso.

Una vez completada la modificación de la máquina herramienta, también se debe instalar, depurar y aceptar. En términos generales, se debe prestar especial atención a la ubicación de instalación y a los cimientos para garantizar que la máquina herramienta se encuentre en un entorno de trabajo bueno y estable. El segundo paso es verificar exhaustivamente el estado de conexión de cada dispositivo y complemento, así como el estado de cada circuito y circuito de aceite, y luego conectar el sistema CNC. Cuando se completa el ajuste del sistema CNC y se cumplen las condiciones para la prueba de encendido en línea de la máquina herramienta, se puede cortar la alimentación del sistema CNC, se puede conectar la línea de alimentación del motor y se puede configurar la alarma. se restaurará y la máquina podrá estar lista para la prueba de encendido. El objetivo de la prueba es evaluar si la instalación de la máquina herramienta es estable y si los sistemas de transmisión, manipulación, control, lubricación, hidráulico, neumático y otros son normales, sensibles y confiables. La aceptación de las máquinas herramienta CNC modificadas se realiza simultáneamente con los trabajos de instalación y depuración. La inspección y aceptación de una máquina herramienta una vez completada su transformación CNC es una tarea compleja, y sus métodos de prueba e inspección y requisitos técnicos también son muy altos. Requiere el uso de varios instrumentos de alta precisión para controlar los aspectos mecánicos, eléctricos, Se llevan a cabo pruebas integrales de rendimiento de los componentes individuales y de la máquina completa, incluyendo una serie de pruebas como la rigidez operativa y la deformación térmica. Se debe prestar especial atención a la inspección del funcionamiento del CNC. la máquina herramienta, y finalmente se obtiene una evaluación integral de la máquina herramienta.

Una gran cantidad de práctica ha demostrado que la transformación CNC de máquinas herramienta ordinarias tiene cierta economía, practicidad y estabilidad. Su transformación involucra campos mecánicos, eléctricos, informáticos y otros, y es un proyecto sistemático con teoría profunda y práctica sólida. Al realizar la transformación CNC, se deben realizar preparativos técnicos antes de la transformación.

Durante el proceso de transformación se combinan las reparaciones mecánicas con la transformación eléctrica, empezando por la parte fácil y luego la difícil, y primero por la parte local y luego por la situación global.