螺桿銑床的數控改造

注塑機、擠出機作為生產塑料制成品的專用機器，在世界范圍內廣泛應用。螺桿作為擠出機、注射機的重要元件，其加工質量直接影響著擠出機、注射機的性能。
　　
用傳統的手動操作方式加工螺桿一致性差，功效低，加工質量得不到保證。采用數控技術加工螺桿已成為必然的趨勢。目前專門用于加工螺桿的數控銑床價格昂貴，不易被用戶接受；而采用經濟型數控系統及步進電機對車床進行改造成的經濟型數控螺桿銑床，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。
　　
南京四開電子企業有限公司應廣東一用戶的要求，在車床上加裝SKY數控系統，改造成功一臺專門用于加工螺桿的數控螺桿銑床。它具有成本低、功能強、工效高、加工出的螺桿精度高、同一性好等優點，而且可以輕松地加工變徑、變距（包括分段變距和連續變距）等各種特殊要求的螺桿。
　　
該系統具有中文界面，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。機床的驅動采用數字式交流伺服電機，功率有足夠的富余量，因此機床的穩定性和可靠性很好，有效地解決了螺桿加工的問題。
　　
SKY數控螺桿銑床是在普通車床上改造成功的，它的基本結構如圖1。

該機床是在普通車床的拖板上加裝銑頭，并裝配數字式交流伺服電機，分別控制主軸旋轉及拖板的X、Z向運動，實現三軸聯動。通過三軸聯動的控制，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向由數字式交流伺服電機直接通過聯軸節與滾珠絲杠直連，從而控制X、Z向移動。這樣，整個機械改動不大，機械結構更為簡單、運行更為靈活，并減少了傳動誤差。

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


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