万能铣床

2024-06-22

万能铣床（精选五篇）

万能铣床篇1

在大批量、流水生产线上, 使用万能铣床时存在以下缺陷。

(1) 由于流水线产品品种少、换型几率低, 机床的很多功能是多余的。这就造成传动机构中有冗余的传动元件存在, 使整个变速系统的可靠性迅速下降, 机床故障频发, 而且能耗加大。

(2) 机床工作台的进给变速箱经常出现打齿、断轴、轴承损坏等现象。

因此, 万能铣床已满足不了生产需要, 对机床进行改造势在必行。

2 改造方案的确定

对机床改造是否成功, 要看其改造后能否满足生产需求;是否提高了生产效率及加工能力;能否满足机床低耗及低故障率的要求, 并且要达到先进性与实用性相结合的目标。为此, 制定了以下基本方案。

(1) 仅保留所需的传动机构, 取消其他传动元件。这样虽然满足了工艺要求, 但此时机床则变为专机, 一旦产品更新或工艺更改, 则主轴转速及工作台的进给速度将无法改变。工艺范围无法扩大和更改, 导致机床功能降低。

(2) 改变传动结构, 利用变频调速技术来控制电机的转速。简化机械传动结构, 由有级变速改为无级变速, 工艺范围不受任何影响, 功能大大提高。

经过方案对比, 利用变频调速进行改造无疑是最佳选择。

3 改造方案的实施

变频调速器用于交流异步电动机调速具有静态稳定性好、运行效率高的优点, 而且结构简单、可靠性高、节能效果明显, 更便于使用和维护, 更易实现自动控制, 因而成为交流电动机调速的新潮流, 同时为机械变速机构的改造提供了坚实的技术基础。

3.1 变频调速的基本原理

交流异步电动机的同步转速, 即旋转磁场的转速公式如下。

式中, n1为同步转速, r/min;f1为定子频率, Hz;np为磁极对数。

由式 (1) 可知, 电机的同步转速可以通过改变定子频率和磁极对数来实现。由电机的工作原理可知电机的极数是固定不变的。且由于该极数值不是一个连续的数值 (为2的倍数, 例如极数为2, 4, 6) , 所以一般不适合通过改变该值来调整电机的速度。另外, 频率能够在电机的外面调节后再供给电机, 这样电机的旋转速度就可以被自由控制。因此, 以控制频率为目的的变频器, 是做为电机调速设备的优选设备。而且理论上基频 (60 Hz) 以下的调速为恒转矩调速, 基频以上的调速为恒功率调速。异步电动机的变频调速必须按照一定的规律同时改变其定子电压和频率, 实现所谓的可变电压、可变频率的调速控制。如果仅改变频率而不改变电压, 频率降低时会使电机处于过电压 (过励磁) , 导致电机可能被烧坏。因此, 变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时, 电压却不可以继续增加, 最高只能是等于电机的额定电压。这完全满足异步电机变频调速的基本要求, 且具有极高的可靠性。因而, 方案的实施便具有了可行性。

3.2 实施过程

(1) 为了满足工艺要求及便于手动调试机床, 重新设计并简化了机械传动机构, 而且充分利用了变频调速来进行调速控制。改造方案如图1。

(2) 改造中利用旋扭开关 (电位器的形式) 对频率进行分段控制, 以便于操作人员进行手动调试及满足产品换型需要。通过欧姆龙可编程控制器 (PLC) 与变频器的完美结合, 实现铣床的两种控制方式即手动和自动控制方式, 极大地提高了生产效率。手动控制方式只用来初次调试机床动作和工艺要求, 调试正确后便可转至自动加工方式。表1为铣床改造后频率-转速 (位移) 对照表。

(3) 在改造过程中, 以价值工程理论作指导, 采用比照设计, 选用相应的电器元件, 用最小的投入来实现功能最大化, 充分提高了系统的性价比。此时, 正确选择变频器至关重要。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的, 是一种理想的高效率、高性能的调速手段。选择变频器, 更要考虑机械设备的类型、负载转矩特性、调速范围、静态速度精度、起动转矩的要求等。所谓正确就是满足实际生产要求。虽然在实践中常将负载分为恒转矩负载、恒功率负载和流体类负载三大类型。但是, 实际使用过程中, 主轴转速恒定, 工作台进给满足快进、工进、快退的动作要求。因此, 负载为恒转矩负载。这类负载中, 负载转矩与转速无关, 任何转速下转矩总保持恒定或基本恒定。按恒转矩负载来选择变频器完全满足本机床的需要。相关部分的电气原理图如图2, PLC原理图如图3。

4 改造效果

机床改造后, 所改部位从未发生过故障, 使用效果非常好。然后, 又对生产线类似的机床结构进行了推广应用, 如把多台立式钻床的有级进给系统改为无级调速, 使之达到可靠性、可操作性、可维修性的高度统一, 充分满足了生产线生产的迫切需要。

5 价值工程分析

价值工程是以某个产品或某个系统为研究对象, 通过功能分析和方案的创造、实施, 力图以最低的寿命周期成本可靠地实现用户所要求的功能, 借以提高研究对象价值的技术经济方法。

本文的研究对象就是进给变速箱和主轴变速箱。

而价值工程中的功能也就是功用, 是指研究对象的特定用途或作用。变速箱的功用就是进行速度改变, 以满足不同转速的要求。

价值工程中的寿命周期成本即是产品或系统在整个寿命周期过程中所发生的全部费用。本文指对变速箱进行变频调速改造过程中所发生的全部费用。

价值工程中的价值是所研究对象的功能与成本的相对比值。

价值V=功能F/成本C

由此可见, 价值的大小取决于功能和成本。那么, 本机床的变频调速改造是否有价值, 还要看其功能与成本之比。

改造后机床由有级变速变为无级变速, 工艺范围拓宽, 机床零故障运行, 维修费用、故障停台、产品废品率迅速下降。铣床变频调速改造前后价值分析如表2。

改造前V1=F1/C1

改造后V2=F2/C2

显而易见, F2>F1, C2V1。这充分说明本机床的变频调速改造是非常有价值的。

摘要：分析了万能铣床的传动机构及故障机理, 并采用变频调速来改造原有机构。介绍了变频调速的基本原理和机床改造后的价值工程分析。改造后的万能铣床, 其电气控制线路及机械结构大为简化, 系统的可靠性提高。

万能铣床篇2

关键词：《X62W万能铣床电气控制线路PLC改造》一体化课程

一、一体化教学的优点和缺点

一体化教学的优点有：第一，理论教学和实践教学相融合;第二，专业学习和工作实践学习合一;第三，培养学生的职业能力;第四，以典型工作任务结构为基础，与工作有直接联系;第五，一体化课程授课方式基于工作过程，充分发挥学生主观能动性和创造性;第六，深化技工院校课程改革，赶超世界制造强国，提高竞争能力。

一体化教学的缺点有：第一，实训场地建设，投资巨大，耗材费用大;第二，配备专业设备维修人员;第三，缺少师资，一个班级至少应配备两名“双师型教师”;第四，典型工作任务具有地域特点，通用性差。

二、开设《X62W万能铣床电气控制线路PLC改造》一体化课程的意义

X62W万能铣床广泛运用在生产生活中，产生了大量的X62W万能铣床电气控制线路的PLC改造任务。维修人员接到任务后，便开始着手制订工作计划和实施方案，领取器件和工具进行安装与调试。待调试合格后，才能验收并交付使用。通过对X62W万能铣床电气控制线路的PLC改造任务的学习，学生能更加深刻地了解X62W万能铣床电气控制线路改造工作过程。

三、《X62W万能铣床电气控制线路PLC改造》一体化课程的实施过程

1.教学目的

《X62W万能铣床电气控制线路PLC改造》的教学目的，是使学生了解X62W万能铣床结构图及型号，分析X62W万能铣床的运动形式，掌握X62W万能铣床电气控制线路原理图，分析主电路、控制电路。学生通过参观X62W万能铣床、查找资料，并根据实训车间设备元件的具体情况，能画出简单的X62W万能铣床的电气控制线路原理图，设计出元件布置图和PLC改造方案。

2.教学计划

笔者预定的教学计划是：第一，学生能正确画出简化后的控制线路原理图、布置图，确定X62W万能铣床电气控制线路的PLC程序设计方案;第二，学生能分析X62W万能铣床电气控制线路，设计PLC改造方法;第三，学生能分析X62W万能铣床继电器控制系统，用SIMATIC S7-200系统代替传统继电器控制系统，并对X62W万能铣床电气控制线路进行PLC改造。

3.教学实施

首先，学生绘制X62W万能铣床电气控制线路元件的布置图，分析其工作原理及动作程序，明确工作任务要求;其次，学生用西门子S7-200可编程控制器对X62W万能铣床电气控制线路进行改造，在计算机里编写梯形图，下载程序，完成PLC控制接线。

另外，教师可带领学生到实训间进行实际操作，在规定的时间内完成实际主电路、控制电路、PLC配线，用万用表检查线路故障、模拟调试，能排除简单故障。

4.教学检查

在学生实践完成后，教师必须对实施过程的安全性、正确执行情况等方面进行分组交叉互查，然后给予评价。

四、一体化教学与理论教学的区别

理论课是以教师教授为主，学生被动地听讲，学习效果不佳。而一体化教学对教学组织形式、教材选用、师资要求、师生配比、学习场地及设备等提出了具体的要求。首先，教师必须是“双师”型教师，教学场地为标准实训基地，包括实訓间，实训器材、耗材、劳保用品等;其次，一体化课程授课方式是人的技术活动，有一定的主观个体差别，其工作过程的基本结构包括明确任务、获取信息、制订计划、做出决定、实施计划、检查控制、评价反馈等。

五、一体化课程的实施经验

第一，学生能够完成X62W万能铣床继电器控制线路的安装、调试、故障排除工作任务;第二，学生能够完成X62W万能铣床继电气控制线路PLC改造工作任务;第三，学生熟练使用西门子S7-200可编程控制器。

参考文献：

[1]戴曙.金属切削机车[M].北京：机械工业出版社，1993.

[2]王洪.数控加工程序编制[M].北京：机械工业出版社，2002.

[3]胡晓华.课程改革中的问题与思路[J].科技信息（学术研究），2007，（27）.

[4]欧阳丽.一体化课程：特征与要求[J].当代教育论坛（综合研究），2010，（9）.

[5]王文兴.数控铣床设计[M].北京：化学工业出版社，2006.

万能铣床篇3

1 新型万能分度盘的改进设计设计思路

“分区”设计思路是设计过程中的核心, 我们将新型孔盘的开发主要思路就是将分布在同心圆上的孔, 进行同数同区同色的规划方法, 即, 将若干个 (5个或者10孔圈) 相邻小孔组成一个小组, 然后使用同一种颜色进行标注出来, 目的是能够让机床操作者能够快速的分辨出同一颜色下的孔圈数目。

在开发的过程中, 设计者将显眼的颜色进行区间相差, 进一步提高初学者在使用过程中的分度效率, 比如, 在使用分度头进行分度时, 操作者需要要过12个孔圈数, 那么他只需要快速要过两个区间, 让后在第三个区间上点击两个孔圈即可快速实现上述操作, 简单, 明了, 而且不容易出现差错。

与此同时, 我们在该产品开发的过程中, 还将各同心圆的孔圈数目清晰的标注在显眼区域, 相比原来的暗色钢印要进一步人性化。尤其是在光线较暗的情况下, 尤为方便, 虽然此处只是一个小小的优化设计, 但是从实训效果来看, 操作效率明显提高, 成效显著。

2 我们在使用这种新型分度盘时需要注意的事项

2.1 操作者需要精确控制计算精度

在使用这种特殊的数控铣床夹具———万能分度头之前, 操作者需要根据加工要求进行严密计算, 确定合理的孔圈数目, 这是正确加工工件的前提, 比如我们需要对一正六角工件进行加工, 得出的结论是手柄需要摇动六又三分之二圈再加工下一个面。那么操作者就需要对计算出来的数值进行合理化处理, 找出三的倍数, 然后在孔圈上进行寻找相应的孔数, 与万能分度盘进行合理化对应。这一环节需要操作者对计算公式的熟练运用和良好的计算能力。

2.2 分度操作要精确

根据作者的教学经验, 初学者, 尤其是在校学生, 在使用分度盘时, 常常出现少数一个孔圈情况的发生。就其原因, 原来是孔圈数和孔距数概念之间的混淆。在使用万能分度头教学时, 我们需要加强对学生孔圈距概念的强化。在统计孔圈数时, 所以, 我们常常可以采用从第二孔开始点起的方法来确保分度精度的保证。

2.3 操作者摇动速度要缓和

在完成计算和分度叉的定位后, 数控铣床操作者需要将定位插销插进相应的小孔之内, 而在操作过程中, 操作者经常会由于摇过头情况的发生, 教师需要提醒学生避免这一情况的发生, 如果出现了这种情况, 操作者需要将手柄反方向摇动, 如果需要进行第二次摇动, 应该摇动到对应的小孔之内。从而消除齿轮间隙的影响。

2.4 在摇动分度叉时要避免分度盘表面划伤

在使用该项创新技术中, 分度盘表面分区处理是其最基本的特征之一, 分度盘的表面颜色光洁度直接影响着材料的耐腐蚀程度, 而且对操作者使用过程中效率提升也有着直接的决定作用, 因为操作者的目测孔圈直接决定着操作的精度和效率。所以在教学过程中, 教师需要提醒学生避免分度盘表面被插销转动的过程中划伤。让学生养成良好的操作习惯。

3 设计使用总结

数控铣床夹具—新型万能分度头虽然是铣削加工最常用的附件之一, 但其使用过程中的这一缺点却一直得不到解决。而我们教师团队在这一课题过程中的研讨和成功开发, 对这一附件使用效率和使用精度的提升起到了比较好的效果。作为数控实训教师的我们, 只有不断加强创新, 勤于思考, 才能够不断解决实际生产和教学过程中的困难, 我们将继续开拓创新, 争取获得更大进步。

摘要：数控铣床的夹具较多, 在需要加工轴类工件时, 我们可以使用万能分度头对零件进行装夹, 然而在数控铣床上进行一些特殊要求的轴类加工时, 轴类零件常需要被牢固的定位的角度旋转需要人工分度, 所以万能分度头的分度精度对分度类工件的铣削起着至关重要的作用, 而在传统的万能分度头的使用过程中, 作者发现孔盘中的小孔比较难数, 经常会发现点错的情况, 直接造成加工误差的产生。现设计出新型的分度盘介绍如下。

关键词：数控铣床,加工精度,分度头,精确,孔圈,高效加工

参考文献

[1]朱晓琳.数控铣工初级[M].江苏工业出版社.

万能铣床篇4

可编程控制器 (PLC) 是一种以微处理器为核心的工业自动控制装置, 具有可靠性高、编程灵活、开发周期短等优点, 特别适合对旧机床控制系统的改造。我们针对旧X62W铣床故障率较高的情况, 利用PLC改造其控制线路, 从而降低了设备故障率, 提高了设备使用率。

1 铣床电气控制电路结构

X62W铣床主要由床身、主轴、刀杆、悬梁、工作台、回转盘、横溜板、升降台、底座等几部分组成。电气控制部分共用3台异步电动机拖动, 分别是主轴电动机M1、进给电动机M2和冷却泵电动机M3。

2 改造方案的设计思路

在改造过程中, 不改变原控制系统电气操作方法, 不改变原电气控制系统控制元件;原控制线路中热继电器仍用硬件控制, 不需要通过PLC编程来控制, 因过载使用几率较少;指示灯接线仍和原控制线路相同;不改变原主轴和进给变速箱操作方法和结构;原铣床的工艺加工方法不变;只是将原继电器控制中的硬件接线改为用软件编程来替代。

3 可编程控制器的选用

X62W铣床改造后共需输入输出点数为22点, 考虑余量问题及以后加报警电路和故障显示电路, 考虑发展及工艺控制问题, 故选用松下FP1C40PLC, 继电器输出, I/O总点数为40点, 输入点数为24点输出点数为16点。

4 I/O接线示意图

根据输入输出接口情况, 其控制端子功能及接线图如图1所示。

5 P LC编程软件梯形图程序

设计的控制系统程序如图2所示。

结束语

本文所述方案是对原来的继电器接触式模拟控制系统进行PLC改造而成, 经实际运行证明该PLC控制系统无论是硬件还是软件, 控制稳定可靠, 具有极高的可靠性与灵活性, 更容易维修, 更能适应经常变动的工艺条件, 取得了较好的经济效益。

参考文献

[1]常斗南, 李全利, 张学武.可编程序控制器原理应用试验[M].北京:机械工业出版社, 2002.

万能铣床篇5

PLC技术在各个领域中应用广泛。任何一种设备只要在原基础上加上PLC控制, 就显出更加优越的性能。然而, 在机床的PLC改造中会遇到很多实际问题。下面以X62W万能称铣床的PLC改造中遇到的问题及其解决方法提供给大家。

为了便于对X62W万能称铣床的PLC改造的研究和教学, 我们事先根据X62W万能称铣床的原理图制作了模拟实验板, 实验用的可编程控制器是OMRON CPM1A。

OMRON CPM1A可编程控制器有16个输入口 (0.00~0.11;1.00~1.07) 和8个输出口 (10.00~10.07;11.00~11.07) 。实验用PLC的I/O地址表如下:

X62W的冷却泵电机和主轴电机、停机控制电路及其工作台快速移动控制电路 (电磁铁) 可按常规编写, 但其工作台转换及工作台进给操作控制电路有自己独到之处:

1) 工作台控制电路的供电受控于主轴电机。因此, 与之相关的电路 (KM3、KM4、KM5) 要受到KM2是否有电的控制, 编写这一部分程序时要串接KM2常开触点。

2) 工作台控制电路中, SA1-1, SA1-2, SA1-3为一个组合开关, 但其状态点只有两个。转由PLC控制时, 可用一个SA开关的接通或断开来识别这两种状态。具体来说, 取SA常开时SA1-1, SA1-3断开而SA1-2闭合, 此时为圆工作台状态;而SA闭合时SA1-1, SA1-3闭合而SA1-2断开, 此时为普通工作台状态。

当SA1处于常开时, 圆工作台控制电路的等效电路见图1。编写这部分程序时要串联SA常开触点。

当SA1处于闭合时, 普通工作台控制电路等效电路见图2。编写这部分程序时应串联SA常闭触点。

3) 分析图二可知, SQ6对电路控制的逻辑关系不清楚, 我们需要对SQ6的开、关状态单独进行分析, 即采用固定某变量的逻辑状态 (取“0”或取“1”) 来化简电路的方法。 (此时SA处于闭合状态。)

(1) 取SQ6常态 (开路) , 画出其等效电路如图3。编程时要串联SQ6常开触点。

(2) 取SQ6动态 (闭合) , 画出其等效电路如图4。编程时要串联SQ6常闭触点。

4) 针对单一输出 (KM) 的程序编写与化简方法

(1) 当SA1处于常开时, 编程如下: (需串入KM2和SA1常开触点)

分析梯形图第一条可得:圆工作台时, SQ6的常开触点不能闭合, 因为它会使干路上的常闭的SQ6断开, 从而使KM4失电。其实干路上的常闭SQ6动作即可使KM4失电。SQ6的常开触点的控制作用重复且无保护作用, 编程时应去除以化简程序。

同样的问题也出现在梯形图第二条中。去除SQ6常开触点后, 对电路的进一步分析发现, SQ1~SQ4的常开触点任何一个闭合均会导致干路断开, 该电路永远不能工作, 即KM5不会得电, 这部分电路不需要编程。

综上所述, 当SA1处于常开时, 编程可简化为:

(2) 当SA1闭合时, 编程中除串入SA1常闭触点外, 还要串入KM2常开触点。编程分SQ6常开和常闭两方面进行。

(1) 取SQ6常开时: