数控车轮车床的自动对刀装置

　　我们经过反复论证认为, 把牛头刨床( B665) 改造 成经济型、开环式数控刨床, 能达到工艺技术要求, 并确定 了总系统的方框图( 见图 1) 。

　　采用两轴联动方式工作台的水平移动方向定为 x 轴方向, 刀架的垂直上下移动方向定为 y 轴方向。定两 轴的脉冲当量一样( 0. 005 mm ) 。

　　1. 1. 2. 1数控系统的选定 以单片机控制、数码管显示、步进电机进给的数控

　　系统, 由于其功能简单, 控制精度及可靠性都较低, 难 以满足规定的要求。我们采用了 DA T ACON400M 型系统, 此 系统在硬件结构上, 采用了 F PGA( 可编程门阵列) 控 制技术, 使主板结构紧密相连, 采用高速 CP U 及 CPL D 进 行硬件插补, 实现高速的微米级控制, 保证步进电机的 平稳高效, 加减速可调。内置 PL C 有源输出。I/ O 口 ( 24/ 21 路) 使数控系 统能与机 床电器进 行很好的 连 接, 用320×240点阵液晶( L CD) 全中文显示, 实时动

　　( 1) 体积小、重量轻、结构相对比较简单、安装方便。 ( 2) 摆杆采用回转方式到达测量位置( 轮对内侧

　　面) , 较直接伸缩式结构更安全、可靠。 ( 3) 采用非接触式测量, 测头与工件间不产生磨

　　损, 有利于保持测量精度。 ( 4) 测量时工件旋转, 减小了因轮对内侧面端跳

　　该自动对刀装置经山海关车辆段等单位半年多的 现场运行考验, 作用良好, 性能可靠, 解决了数控车轮 车床或数控改造后车轮车床的自动对刀问题。该测量 装置若经进一步提升完善, 可扩大其测量功能, 并可用 于别的类型数控车轮车床的自动对刀测量。

　　示仪、604 模块进行实时通讯、实时监控, 且当工控机 退出监控时, PL C 能接管控制功能, 不会造成系统崩 溃, 来保证了系统运用的安全性、可靠性。

　　数控车轮车床或经数控改造的车轮车床与模板仿 形的车轮车床相比, 轮对形面的加工质量有了显著的 提高。但是, 在普通型数控车轮车床或数控改造后的车 轮车床上一般均不配测量系统, 因此, 其对刀方法与模 板仿形车轮车床的对刀方法基本相同。这样一来, 对刀 过程占用了不少宝贵的加工时间, 使数字控制机床高效、高 自动化程度的优势不能完全发挥; 同时对刀过程中人 为不定因素的参入也影响到轮对内侧面的加工质量。 所以, 在普通数控车轮车床或经数控改造后的车轮车 床上增加简易的对刀装置, 实现对刀过程的自动化成 为一个急需解决的技术问题。

　　除余程。之后, 摆杆在 NC 程序控制下由电机驱动摆回 原位。由于摆杆摆到测量位置时要精确定位, 因此它与 切削刀具的相对位置 a 便惟一确定。这样, 刀具在工件 坐标系 x 1q1 z 1 中 z 方向的位置 z 10 随对刀过程的结束 得以确定, 而刀具在工件坐标中 x 方向的位置则由被 加工轮对的踏面直径来定义( 这里机床绝对坐标系的 z 轴与工件轴线相重合) 。摆杆的回转运动可通过 NC 的辅助功能指令来完成, 使整个对刀过程与 NC 加工 程序连为一体, 实现了全自动运行。

　　该装置由盒体、摆杆、测头、回转电机等零部件组 成。摆杆可绕中心点 O2 回转, 测量头不工作时摆杆回 转到原始位置, 收放于盒体之中。工作时从原始位置向 前回转 180°, 使测头对准轮对内侧面( 如图 1 所示) 。盒 体安装在刀架上, 摆杆的回转由一个微型交流控制电 机驱动。

　　对 刀测量时主轴带动轮对旋转( 转速 n) , 刀架则 在NC 程序控制下带动对刀装置向右( z 方向) 移 动。当测头与轮对内侧面的距离到达 3 m m 时, 测头发 出信号, 数控系统的特殊功能使刀架的运动停止并清

　　钩舌 S 面磨耗过限以后, 需进行堆焊, 然后加工恢 复原型。然而, 制造一种能进行 S 面仿形加工的设备, 一直是全路各车辆段研究的课题, 现在, 有的单位采用 专用铣床来加工, 但价格较贵, 怀化车辆段采用对现 有的 B665 型牛头刨床进行数控改造的方法, 达到了 理想的效果, 下面作一简要介绍。