XB4450 仿型铣床数控化伺服改造及精度控制

1 改造的必要性
     国内某厂为了满足加工需要、节省资金、委托我们将该厂闲置的XB4450 仿型铣床改造
为四轴三联动的数控铣床以满足加工曲线、曲面类零件。改造后的数控铣床具有立式和卧式
双重功能，能实现四轴三联动。改造方案简单易行、改造性价比较高。同时厂方为了达到更
高精度，要求我们尝试着使用数字化全闭环高精度控制技术，在改造后的 XB4450 仿型铣
床上进行应用之后，取得了满意的效果。
2  数控化改造方案
2.1  原机床基本动作
    XB4450 仿型铣床是一种利用靠模近似加工简单平面曲线的精密铣床，主轴靠一个双速
电机驱动，通过机械调速装置可实现 18 种不同的速度变化。主轴进给由一个直流电机驱动，
可以在一定范围内调速，机床主轴箱的升降由一个电机驱动，来控制刀具的上下移动，主
轴箱上有靠模仪座、刹车机构、操作面板等。工作台由一台直流电机驱动。
2.2  改造方案
（1）主轴进给直流电机改为交流伺服电机，精确控制主轴进给量（Z 轴）。
（2）主轴箱升降驱动电机改为交流伺服电机，精确控制刀具上下移动（r 轴）。
（3）工作台直流电机改为交流伺服电机，精确控制工作台往复运动（X 轴）。
（4）在肋板上安装竖向工作台，并配数控分度头（C 轴），改造后具有立式和卧式双重
数控铣床功能，实现四轴三联动。
（5）主轴进给、主轴箱升降、工作台传动的丝杠全部换成精度较高的滚珠丝杠。
（6）在工作台移动和主轴箱升降两个方向安装直线光栅，形成全闭环控制，以提高机床
加工精度。
（7）原机床主轴靠一个双速电机驱动，通过机械调速装置可实现 18 种不同的速度变化，

    

基本上满足使用要求。
    改装后传动系统如图 1。