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重载升降平台铣床的数控化改造

  2008年11月07日

随着早期大量使用的普通机床逐渐进入退役年龄,以及加工理念向高速高效的普及,滋生出了普通机床数控化改造的巨大市场。我公司FXK5045数控立式升降平台铣床就是成功一例,现介绍如下,供设计同行及设备采购者参考。

我公司20世纪90年代中期引进的F系列升降平台铣床就属于欧美早期普通铣床产品。对比我国同期同类产品,它的造型和结构迥然不同,并具有更高的刚性、更大的承载和负荷切削能力。受FX51M5机床结构限制,也为了最大限度地保留机床原有的高刚性设计,我们沿用其原来的传动轴孑L系,开发设计出了三向迥异的传动机构。机床外观见图1。进给传动结构示意如图2。

立镜头吊挂电柜图1 FXK5045数控立式升降平台铣床图2 进给传动结构示意图工作台纵向( 向)采用比较经典的传动方式,由伺服电动机通过一级同步齿形皮带3:2降速传动。工作台横向(,,向)由伺服电动机通过一级同步齿形皮带减速后,再通过一级齿轮副减速带动y向滚珠-丝杠螺母旋转(丝杠固定),从而实现进给。为了消除传动间隙,齿轮副采用了“双片直齿错齿安装”消隙机构。

工作台垂向(Z向)由带制动的伺服电动机经一级同步齿形皮带减速后,再通过一级锥齿轮副减速带动Z向滚珠丝杠。采用碟簧轴向压迫主动轮的方法消除锥齿轮副的传动间隙。

三向伺服电动机输出扭矩分别为l2、22、22 N·13’1,经过降速传动后,在三个进给方向分别获得18、29、88 N·m驱动扭矩,确保了重载、大负荷的鲜明特色。

由于三向进给的改造尽量保留了原机床铸件结构,铸件箱体刚性也得到最大的保留。同时,y、Z两向进给电动机均设计安装在升降平台箱体内部,使机床获得简洁美观的外形。

FXK5045数控立式升降平台铣床工作台面尺寸500mm X 1 800 mm,三向行程分别为1 100、330、600 mm,三向快速分别为8、8、2 m/rain,定位精度(JIS)0.012ram/300 mm,重复定位精度±0.005 mm。由于保留了原普通机床的主传动结构,主轴转速为35.5—1 800r/min(18级),功率15 kW,扭矩1 280 N·m。主配FANUC一0MD系统,可三轴联动。

我们还开发了可通用于普通铣床的全新的主轴拉刀机构(专利),通过减速器电动机一爪形离合器一电磁离合器,实现拉杆自动旋转拉刀,扩展了机床功能。该机床参加了2001年北京国际机床展览会。目前,我公司已批量生产FXK5045数控立式升降平台铣床投放市场。 ’普通机床的数控化改造是在普通机床和加工中心(数控机床)的夹缝中求生存。不必追求过高的转速和进给速度,而要在尽量保留普通机床大扭矩特点的基础上,提高机床的加工效率。改造设计应因势利导,维护机床原有的优势特色。