专利名称：一种立车/电火花磨双用数控机床的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种多用数控机床，适合在车、磨加工领域使用，控制各类机床进 行机械加工。
背景技术：
数控技术是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，机 床的数控化率是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志。目前我国机床数控化率很 低，而且大多为精度不高的开环经济型数控系统，严重制约了我国制造业的发展。
实用新型内容本新型为解决上述机床数控化率低的问题，提供一种具有多用功能并能自动切换 的立车/电火花磨双用数控机床为实现发明的目的，采用如下手段该种立车/电火花磨双用数控机床，该机床包括机床工作台、由磨削控制台控制 的磨冷却系统、磨数控系统和与磨数控系统输出连接的磨驱动部分、主轴变速箱及传动部 分；又增设1套控制装置包括由立车控制台连接的控制的车冷却系统、车数控系统、和与其 车数控系统输出接的车驱动部分，该车驱动部分输出接传动部分，另外在所说的主轴变速 箱内增设一条主轴传动链，该传动链上设有能互锁的传动结构，还在传动部分增设1台车 主轴电机，该车主轴电机安装在磨主轴电机前两级，所说的磨/车冷却系统输出端与机床 工作台管连接，两套系统独立并可互锁。在主轴变速箱内增设的传动结构为第1 第2电磁离合器，该两电磁离合器间通 过控制电路实现相互互锁。磨车驱动部分设有X轴驱动器、Z轴驱动器、主轴驱动器；车驱动部分设有车X轴 驱动器、车Z轴驱动器和车主轴变频器；其两部分的X轴驱动器输出同接X轴电机；其两部 分的Z轴驱动器输出同接Z轴电机。磨/车两套冷却系统之间通过转换阀进行工作方式切换。车数控系统采用国产NCllO ；磨数控系统采用苏州中特数控系统，实现对右刀架X 轴、Z轴的执行控制。磨/车两套数控系统设在各自单独的控制柜内。车数控系统设有车操作面板，通过操作面板上的控制按钮可进行手动控制。本实用新型优点如下1、立车/电火花磨双用机床是在数控电火花蜂窝磨专机基础上，增加了立车功能 的车控制装置和车冷却系统，两套控制装置和两套冷却系统完全独立，并可实现互锁，在 实现车/磨功能方便切换的同时，又安全可靠。实现了一床多用的双重功能。该立车/电 该机床设计方案合理大大提高了机床的利用率，增加了机床的加工能力，同时也提高了生 产效率。又由于增加了 1台车主轴电机和主轴变频器，使车床主轴转速达0 50r/min。使 该机床工作台车削直径为3500mm，最大加工高度为2500mm，最大工件重量为32吨；机床工 作台转速为0. 5 50r/min ；工作台最大扭矩为80kN. m。[0016] 2、本新型数控系统采用国产蓝天NCllO数控系统，该系统以ISA-BUS总线为基础， PCI局部总线为内部总线，运算速度更快，功能更强大，系统是以4轴为扩展的高档、高性 能、高可靠性的数控系统、可广泛应用于4-16轴的数控加工设备。
[0017]图1为本新型整体结构示意框图；[0018]图2为图1主轴变速传动部分结构示意图；[0019]图3为图1车控制装置硬件结构框图；[0020]图4为该新型工作流程图；[0021]图5为图3车_女控系统第11/0板输入DIl接线图；[0022]图6为图3车_女控系统第21/0板输入DI2接线图；[0023]图7为图3车_女控系统第11/0板输出DOl接线图；[0024]图8为图3车_女控系统第21/0板输出D02接线图；[0025]图9为图1磨冷却系统和车冷却系统结构示意图。
具体实施方式
下面对方案具体实施方式
详细描述本新型整体结构见图1，该机床有两套加工系统，包括立车加工系统和磨削加工系 统。数控电火花蜂窝磨专机是在齐齐哈尔第一机床厂的DVT350立车床身的基础上，改造的 1台数控电火花磨专机。该机床工作台直径为3500mm、最大加工高度可达2500mm、最大工件 承载量为32t的双立柱式大型数控机床，现以保留原电火花磨专机控制装置及磨削功能， 另外增加一套车削控制装置，将原机床改造为具备电火花磨削功能和车削功能的双用功能 机床。该机床磨削、车削功能由两套加工控制系统分别进行控制，两套加工控制系统完全独 立，并可实现互锁，在实现车/磨功能方便切换的同时，又安全可靠。该立车/电火花磨双用数控机床包括磨冷却系统、磨数控系统、磨驱动部分、主轴 变速箱及传动部分；并在其基础上增设一套车冷却系统、车数控系统和与其连接的车驱动 部分，另外还在主轴变速箱内增设一条车主轴传动链结构，并在传动链结构上增设1台车 主轴电机，该车主轴电机安装在磨主轴电机前两级；所说的车冷却系统和磨冷却系统分别 由各自的操作台控制，与机床工作台管连接。为了满足车床加工时主轴扭矩及转速要求，所增加的1台车主轴电机功率为 55kff ；并将该车主轴电机安装在磨主轴电机前两级，传动比为1/80，这样可使车主轴转速 范围达到0 50r/min，满足了车床加工要求。见图2，为了使车/磨两套系统主轴传动链相互独立，互不干扰，在主轴变速箱内 增设一条车传动链结构，该结构为第1 第2电磁离合器，该电磁离合器与车主轴电机轴连 接；各离合器间通过控制电路相互互锁，使用不同的控制系统则相对应的离合器吸合，同时 断开另一条传动链，保证了两套系统的独立性。电火花磨削液与车冷却液属不同类型的两种工作液，特别当磨削液混入杂质后， 在磨削加工时容易出现打火现象，影响工件表面质量。因此增加了一套车工作液回流系统， 保证两套系统工作液单独回流，保证了工件的加工质量。[0032]见图9，磨冷却系统主要由电火花磨头、通过水管连通接磨削液冷却泵，该泵输出 冷液通过水管连通接磨削液循环箱构成；在该套系统基础上又增设车冷却系统，该系统设 有车削刀架、冷却水回水槽、转换阀、车削液循环箱、车削液冷却泵；其冷却水回水槽一端与 机床工作台管连接，另一端通过水管接转换阀，该转换阀输出接的水管又分别接车液削循 环箱和磨削液循环箱，该车液循环箱输出管通过车削液冷却泵和水管接车削刀夹，该车床 刀夹接机床工作台。当冷却液对车刀进行冷却的过程中，通过转换阀的控制来区分冷却液的流向，如 进行车加工，首先通过车冷却泵将冷却液通过车冷却液水管引入加工时需冷却的部分进行 冷却，即车加工中需冷却的车刀；然后再通过工作台的回水槽，流入冷却水管，通过转换阀 来控制冷却液返回车削液循环箱。磨数控系统采用苏州中特数控系统，与其接的磨驱动部分包括R轴驱动器、X轴驱 动器、Z轴驱动器、U轴驱动器和磨主轴驱动器，各驱动器输入与磨数控系统输出并接，各驱 动器输出接对应的电机。见图3 图8，车数控系统采用国产NC110，它包括采用工业标准的高性能的多能 奔腾CPU处理器，该系统以ISA-BUS总线为基础，PCI局部总线为内部总线，以4轴控制卡 为扩展的高档、高性能、高可靠性的数控系统。该系统包括液晶显示器、CPU处理器、车操作面板，该CPU处理器通过ISA-BUS总线 并接有4轴控制卡、第1 第41/0板DI1、DI2、D01、D02 ；该第1 第41/0板DI1、DI2、D01、 D02与其外部信号线连接；所说的4轴控制卡输出接驱动部分。该部分有车X轴驱动器、车 Z轴驱动器和主轴变频器，其车X轴驱动器、车Z轴驱动器和主轴变频器输出与对应的X轴 电机、Z轴电机和车主轴电机连接。所说的驱动器和变频器采用安川伺服驱动器60ADA和 安川G7变频器；4轴控制卡采用ECDA并系统通过轴控制卡ECDA的D/A输出接口输出指令 电压控制各轴运动，并将光栅尺反馈信号连接到轴控制卡的编码器信号输入接口，构成全 闭环控制系统。机床PLC的CPU集成在NC系统中，通过第1 第41/0板DIl、DI2、D01、D02与信 号线连接。由于机床外围输入/输出信号较多，系统共采用了 2块输入端子板和两块输出端 子板，端子板与系统I/O板卡之间采用扁平电缆连接。车数控系统相对于电火花磨数控系 统是完全独立的一套控制系统，因此设在单独的控制柜内。车/磨床公共的输入输出信号、 编码器光栅尺反馈及伺服电机动力电缆均以航空插头的形式连接在控制柜中，转换时只要 插拔相关插头即可操作面板中安装车削部分手动控制面板，通过操作面板上控制按钮可进行手动控制。该机床工作步骤如图4所示，首先机床加电，通过开关选择加工类型，即车加工 还是磨加工。如选择“是”系统启动磨数控系统、磨冷却系统及液压系统、润滑系统则进入 磨削加工状态这时则启动NCllO系统，该系统对外围设备机床信号进行检测以及控制面板 输入的信号进行反馈，如有异常则报错，需进行复位重新检测后方可进行下一步操作；如无 异常，用户即可编写加工程序。编写好加工程序后，用户可将加工程序存储到系统的存储器 中。此时用户需将冷却系统阀门切换到车冷却系统，然后通过控制面板启动润滑系统、液压 系统以及车冷却系统，接着用户可调用加工程序执行车削加工，加工完成后回到车加工初 始状态；当选择“否”，可切换到启动磨削加工控制系统，则可进行磨削加工。
权利要求一种立车/电火花磨双用数控机床，该机床包括机床工作台、由磨削控制台控制的磨冷却系统、磨数控系统和与磨数控系统输出连接的磨驱动部分、主轴变速箱及传动部分；其特征在于又增设1套控制装置包括由立车控制台连接的控制的车冷却系统、车数控系统、和与其车数控系统输出接的车驱动部分，该车驱动部分输出接传动部分，另外在所说的主轴变速箱内增设一条主轴传动链，该传动链上设有能互锁的传动结构，还在传动部分增设1台车主轴电机，该车主轴电机安装在磨主轴电机前两级，所说的磨/车冷却系统输出端与机床工作台管连接，两套系统独立并可互锁。
2.按照权利要求1所述的立车/电火花磨双用数控机床，其特征在于在主轴变速箱 内增设的传动结构为第1 第2电磁离合器，该两电磁离合器间通过控制电路实现相互互 锁。
3.按照权利要求1所述的立车/电火花磨双用数控机床，其特征在于磨车驱动部分 设有X轴驱动器、Z轴驱动器、主轴驱动器；车驱动部分设有车X轴驱动器、车Z轴驱动器和 车主轴变频器；其两部分的X轴驱动器输出同接X轴电机；其两部分的Z轴驱动器输出同接 Z轴电机。
4.按照权利要求1所述的种立车/电火花磨双用数控机床，其特征在于磨/车两套 冷却系统之间通过转换阀进行工作方式切换。
5.按照权利要求1所述的立车/电火花磨双用数控机床，其特征在于车数控系统采 用国产NCllO ；磨数控系统采用苏州中特数控系统，实现对右刀架X轴、Z轴的执行控制。
6.按照权利要求1或5所述所述的立车/电火花磨双用数控机床，其特征在于磨/车 两套数控系统设在各自单独的控制柜内。
7.按照权利要求1所述的立车/电火花磨双用数控机床，其特征在于车数控系统设 有车操作面板，通过操作面板上的控制按钮可进行手动控制。
专利摘要本实用新型公开一种立车/电火花磨双用数控机床，该机床有两套控制系统包括数控系统、磨冷却系统、主轴变速箱及传动系统的基础上，另外增加一套车数控系统、车驱动部分及车冷却系统，另外在主轴变速箱内增设一套传动链结构，并在传动系统上增设1台车主轴电机和与其配套的主轴变频器，该车主轴电机安装在磨主轴电机前两级，所说的车冷却系统和磨冷却系统分别由对应操作台控制并置于机床工作台。该机床两套控制系统实现了一床多用的双重功能，使车、磨功能方便切换的同时，又安全可靠，大大提高了机床的利用率。
文档编号B23P23/02GK201677176SQ20092028821
公开日2010年12月22日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者冯新文, 刘崇, 刘飞, 单方威, 夏筱筠, 杨振辉, 王国强, 赵云峰, 陆廼田 申请人:中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司