螺桿銑床的數(shù)控改造

注塑機、擠出機作為生產(chǎn)塑料制成品的專用機器，在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。螺桿作為擠出機、注射機的重要元件，其加工質(zhì)量直接影響著擠出機、注射機的性能。
　　
用傳統(tǒng)的手動操作方式加工螺桿一致性差，功效低，加工質(zhì)量得不到保證。采用數(shù)控技術(shù)加工螺桿已成為必然的趨勢。目前專門用于加工螺桿的數(shù)控銑床價格昂貴，不易被用戶接受；而采用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)及步進電機對車床進行改造成的經(jīng)濟型數(shù)控螺桿銑床，雖然價格較低，但功能較少，可靠性較差，使用過程中問題較多。
　　
南京四開電子企業(yè)有限公司應(yīng)廣東一用戶的要求，在車床上加裝SKY數(shù)控系統(tǒng)，改造成功一臺專門用于加工螺桿的數(shù)控螺桿銑床。它具有成本低、功能強、工效高、加工出的螺桿精度高、同一性好等優(yōu)點，而且可以輕松地加工變徑、變距（包括分段變距和連續(xù)變距）等各種特殊要求的螺桿。
　　
該系統(tǒng)具有中文界面，有全屏幕程序編輯功能，編程序很方便。程序存儲量很大，可以可靠地保存10000個加工程序。機床的驅(qū)動采用數(shù)字式交流伺服電機，功率有足夠的富余量，因此機床的穩(wěn)定性和可靠性很好，有效地解決了螺桿加工的問題。
　　
SKY數(shù)控螺桿銑床是在普通車床上改造成功的，它的基本結(jié)構(gòu)如圖1。

該機床是在普通車床的拖板上加裝銑頭，并裝配數(shù)字式交流伺服電機，分別控制主軸旋轉(zhuǎn)及拖板的X、Z向運動，實現(xiàn)三軸聯(lián)動。通過三軸聯(lián)動的控制，加工出各種形狀的螺桿。
　　
將車床刀架拆掉，裝上銑頭。銑頭和主軸由數(shù)字式交流伺服電機直接通過同步帶輪、同步帶傳動。X、Z向由數(shù)字式交流伺服電機直接通過聯(lián)軸節(jié)與滾珠絲杠直連，從而控制X、Z向移動。這樣，整個機械改動不大，機械結(jié)構(gòu)更為簡單、運行更為靈活，并減少了傳動誤差。

用SKY數(shù)控系統(tǒng)改造螺桿銑床，用裝在電機上的編碼器作為檢測元件，驅(qū)動裝置為數(shù)字式交流伺服電機，從而構(gòu)成一個輸入為θj，輸出為θ0的隨動系統(tǒng)。由于編碼器的分辨率較高，反饋采用數(shù)字脈沖，伺服部分采用雙脈沖輸入控制，保證了它的抗干擾能力。
　　
SKY系列數(shù)控系統(tǒng)既有全閉環(huán)的也有半閉環(huán)的，根據(jù)用戶要求而定。
　　
SKY數(shù)控系統(tǒng)是基于通用PC平臺的數(shù)控系統(tǒng)。對于專用的螺桿加工程序，可以用C語言編制一通用參數(shù)化自動編程模塊。為了方便使用，SKY數(shù)控螺桿銑床內(nèi)置了參數(shù)編程模塊，其原理如圖2所示。根據(jù)螺桿的各段參數(shù)，可以建立參數(shù)方程：


根據(jù)螺桿的精度要求取相應(yīng)的增量dt，便可求得相應(yīng)的空間點位置X、Z、A并按數(shù)控代碼輸出即可。
　　
通過螺桿銑的數(shù)控改造，取得了明顯的效果，精度、一致性都有較大的提高，產(chǎn)生了較大的社會效益和經(jīng)濟效益。目前全國的普通螺桿銑床很多，故數(shù)控化改造前景十分廣闊。