0 引言
本文所研究的對(duì)象是某職業(yè)學(xué)校實(shí)訓(xùn)車間的一臺(tái) hassvf－3d 立式加工中心。這臺(tái)加工中心已經(jīng)使用多年，在經(jīng)歷了多次的大型維修之后，還是經(jīng)常出現(xiàn)故障，對(duì)教學(xué)造成了嚴(yán) 重的影響，為此本文針對(duì)這一情況對(duì)加工中心進(jìn)行改造。
本文考慮到該加工中心機(jī)床部分基本完好而數(shù)控系統(tǒng)等已經(jīng)無法繼續(xù)使用，打算改造為一種實(shí)訓(xùn)型加工中心。首先將原有的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行更換，同時(shí)在原有的系統(tǒng)中變頻器和伺服驅(qū)動(dòng)器與原有的數(shù)控系統(tǒng)是通過一個(gè)保密的協(xié)議進(jìn)行通信的， 新的系統(tǒng)無法與原有的變頻器與伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行通信，所以也要更換掉。如果伺服驅(qū)動(dòng)器更換了，那么伺服電機(jī)也要進(jìn)行更換。對(duì)于主軸電機(jī)來說，由于其功率相對(duì)來說是比較大的，同時(shí)現(xiàn)階段的運(yùn)行過程中也沒有出現(xiàn)太多的異常，所以可以繼續(xù)使用。另外機(jī)械部分的一些改造工作僅僅只為了配合系統(tǒng)電氣部分的改造工作，不用進(jìn)行太多的改變。
1 數(shù)控系統(tǒng)的選型
由于本文設(shè)計(jì)的是實(shí)訓(xùn)型加工中心，因此在整個(gè)加工中心 的改造工作里面核心的就是數(shù)控系統(tǒng)的改造工作了，必須 要選擇一個(gè)合適的數(shù)控系統(tǒng)才能夠使工作順利完成，同時(shí)數(shù)控 系統(tǒng)的其他部分比如變頻器及伺服驅(qū)動(dòng)也就確定了。本次加 工中心改造的目的是為了使加工中心更能滿足教學(xué)的需要，所 以設(shè)計(jì)的過程中沒有必要過多的追求加工性能，本文選擇了當(dāng)前主流的西門子數(shù)控系統(tǒng) sinumerik 808d，在伺服驅(qū)動(dòng)方面選擇的是 sinamics v60 伺服系統(tǒng)，在主軸方面選擇的是模擬主軸，在變頻器方面選擇的是 micromaster420。
2 電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選型
2．1 加工中心伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)
對(duì)于整個(gè)數(shù)控機(jī)床來說，比較重要的一個(gè)部分就是伺服系 統(tǒng)了，因此一定要選擇一個(gè)合理適用的。為了使選擇的電機(jī)能 夠符合改造的要求，其給定負(fù)載首先要符合要求，其次再校核 負(fù)載慣量。
在數(shù)控機(jī)床里面，如果一個(gè)零件要進(jìn)行切削加工的時(shí)候， 伺服電機(jī)所輸出的力矩要克服一定的力矩: 恒定的負(fù)載力矩以及切削力矩; 機(jī)床工作臺(tái)加、減速需要的力矩，選擇的伺服電機(jī)能夠滿足需求，需要看這個(gè)電機(jī)是否滿足這個(gè)條件: 負(fù)載的慣量不能大于電動(dòng)機(jī)本身慣量的 3 倍。