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　　在CAK6150普通數(shù)控車床的基礎上進行相應的技術改造本，即CAK6150P數(shù)控車床。并由此對其加工繩索取心鉆桿接頭螺紋時遇到瓶頸和困難進行闡述，同時對技術改造的相應參數(shù)與改造前進行相應對比分析，并對其可行性進行分析，提出技術改造的具體方案，以及機械和電氣參數(shù)、接口問題等進行闡釋，試驗證明其可靠性強，經濟效益顯著。

　　目前，隨著地質勘探的進步以及勘探需要，勘探設備的生產量和需求量正呈不斷上升的趨勢，各地礦局為適應發(fā)展需求，滿足勘探工作需要，均不同程度地開展了相應設備產品的研發(fā)工作，尤其是鉆管螺紋的加工和研發(fā)體現(xiàn)出來集研發(fā)、生產和銷售于一體的綜合價值。鑒于此加工技術必須依托數(shù)控車床的客觀性，有必要多數(shù)控車床的優(yōu)化改造進行探討。

　　1鉆桿螺紋加工問題及原因

　　1.1問題

　　繩索取心鉆桿經過野外鉆探施工，鉆探深度達到2010.26米，因此市場上供不應求。針對鉆桿螺紋加工，目前有專門的數(shù)控管螺紋車床，但是此車床加工接頭螺紋成本較高，不實惠，很難普及，就很多單位而言，其高昂的價格都是一個較大障礙。如此，如何使用當前常用的普通數(shù)控車床加工具有高強度、高質量的繩索取心鉆桿接頭螺紋便成為研究的重點。然而，據(jù)統(tǒng)計，普通數(shù)控車床無法保證螺紋質量標準，比如：①由于鉆桿接頭大都數(shù)合金材料，質地較硬，因此調質后若想再進行加工十分困難；②因為螺紋的螺距較大，而且光潔度相對較低，且又明顯的振紋，所以用成型刀加工要達到良好效果非常困難；③因為加工的精確度不夠，所以螺紋的密封性能會很差，且直接影響螺紋的密封試驗效果；④在螺紋加工收尾階段，螺距由原來的較大變小，這就為實際應用造成了誤差，影響實際應用效果。

　　1.2原因

　　導致上述問題的原因主要是材料和數(shù)控車床設置兩方面導致的。

　　1）材料材質問題

　　如上文所述：①鉆桿接頭的合金材料材質較硬，所以為加工平添了困難系數(shù)；②螺紋螺距達到8毫米，用成型刀加工的切削力較大，無法保證螺紋的光潔和精度；③CAK6150P普通數(shù)控車床刀架使用AK3080×6六工位臥式數(shù)控刀架，強度不足；④收尾階段螺距變小，這與數(shù)控系統(tǒng)和伺服機構動態(tài)性有關，因此應使用CAK6163數(shù)控車床代替。

　　2）數(shù)控車床設置問題

　　CAK6150P數(shù)控車床相應設置如下：①操作系統(tǒng)采用大森一Ⅲ數(shù)控系統(tǒng)；②X軸伺服電機為：SGMG-05AAB0.45kw4P1500r/min；③Z軸伺服電機為：SGMG-09/13AAB0.85/1.3kW4P1500r/min；④刀架采用山東煙臺生產的AK3080×6六工位臥式數(shù)控刀架，轉速為lO00r/min；⑤主軸電機為YD132M-4/2P8/6.8kw雙速電機。

　　2數(shù)控車床的改造方案選擇與應用

　　鑒于以上問題，必須對其進行及時改造，進而彌補其技術上和經濟上的需求，為此首先需確定數(shù)控車床的改造方案，并明確各改造部分的注意事項。試驗對象為CAK6152型數(shù)控車床加工接頭螺紋，其技術改造方案CAK6152P的各部件改造，相關電氣措施，以及改造價值分析如下。

　　2.1CAK6152P改造部分的確定及注意事項

　　1）通過使用CAK6152數(shù)控車床加工螺紋，則螺紋的振紋可有效消除，且其光潔度明顯提升，可見CAK6152P的床身不但滿足了其對強度的要求，而且節(jié)約了大型車床的支持成本。

　　2）在此基礎上使用AK3080×6臥式數(shù)控刀架，則發(fā)現(xiàn)其強度不夠，為此，將其換成LDB-120，6163立式數(shù)控刀架，發(fā)現(xiàn)振紋消失，強度亦滿足要求，值得一提的是，應注意更換LDB-120，6163立式數(shù)控刀架后，其與原本的AK3080×6臥式數(shù)控刀架接口要有效連接，其主要表現(xiàn)為多余的刀位線如何安排，少一根刀架工位鎖緊到位的信號線怎樣處置，以及機器對高低電平的讀取3方面問題。具體措施如下。①保持與刀架相關的參數(shù)不變，即保持梯形圖的六工位；②因為系統(tǒng)只識別1-4位，所以對于多余的兩根刀架工位信號線令其始終為高電平，又因低電平才有效，所以保持兩者一直處于無效狀態(tài)；③大森一Ⅲ系統(tǒng)規(guī)定到位信號為高電平有效，因此應始終保持其為高電平，即其一直處于有效的狀態(tài)，并對LDB-120，6163立式數(shù)控刀架鎖緊，所以無需對信號進行再次確認；④根據(jù)CAK6150P電氣原理圖刀架T代碼可看出鎖緊信號高電平可直接連接電源正極，可在電源正極和信號線間并聯(lián)一個電阻R，結果顯示電源在24V時R在151O～22OO之間，；當電源為12V時，電阻R在620～15OO之間，0.5W。霍爾元件和機床PLC間連線低電平有效時接線，即工位信號線如下圖所示?！?/p>

　　3）CAK615OP數(shù)控車床的主軸中心高，所以只要LDB4-120，6163刀架高度適當，無需使用墊板。另外，改造的CAK6152P滑臺高度經測量為230毫米，因此底面只能選用200×200的6163車床數(shù)控刀架，而不能用240×240的6163A數(shù)控刀架。

　　4）未改進的CAK6152數(shù)控車床使用FANUC-0i-mate系統(tǒng)，CAK6152P改造方案對此不需要更換，因為系統(tǒng)中出現(xiàn)的螺紋收尾問題與數(shù)控系統(tǒng)無關，對于該問題可通過調研、咨詢的方式選用特殊的螺紋指令予以解決。另外，在應用過程中，刀架安裝時只要根據(jù)尺寸打孔，再用螺栓進行固定即可，當然為了維護裝置的穩(wěn)定性，還須對對螺栓使用黏膠。

　　2.2相應的電氣調整措施

　　1）根據(jù)大森一Ⅲ的手冊內容，將和刀架工位相關的參數(shù)7100.0和7100.1進行四六工位轉換；同時通過CAK6150P數(shù)控車床電氣原理圖，將梯形圖中刀架1002.1-1002.7的7個代碼同樣進行四六工位轉換。2）由煙臺環(huán)球公司生產的AK3080×6臥式數(shù)控刀架電氣配置如下：①采用24V直流電為刀架電源；②令工位霍爾元件的有效輸出為低電平；③刀架包含刀位線，正位線，電機線和電源線，共計13根。改造后CAK6150P數(shù)控車床的LDB-120，6163立式數(shù)控刀架電源使用24V直流電（可兼容）；②刀架刀位線、電機線和電源線共計10根（不可兼容）。與改造前相比減少了3根線。

　　2.3改造的經濟優(yōu)勢分析

　　2.3.1經濟優(yōu)勢

　　通過本次對CAK6152數(shù)控車床的改造，不但免去了購買設備所需的大量資金，而且極大提高了技術實踐的探索和研發(fā)能力，試驗證明其結果是可靠的，有效的，加工的鉆桿螺紋不但振紋消失，而且精度完全能達到標準水平，生產效率明顯提高。而且此種對普通數(shù)控車床的技術改造具有較好的高強度繩索取心鉆桿生產能力，不但顯著提高了生產能力，而且具有較大的經濟價值。

　　2.3.2注意事項：

　　如上文所述，在對CAK6152數(shù)控車床改造后，即CAK6152P數(shù)控車床改造方案中，改動量相對較小，對于相較復雜的FANUC-0i-mate系統(tǒng)無需更改，不但有效解決了生產鉆桿螺紋的加工量問題，而且在質量上亦通過了檢測設備的驗收，可謂是一舉多得的、最經濟有效的改造方案。當然，在具體的改造過程中，還需要注意以下問題：①接線時，首先應測量有效信號和無效信號的電平值，以為后續(xù)的接線方式提高良好的參照；②應注意短路故障，即工位信號的高電平切不可直接連接電源正極；③保持霍爾元件輸出接線方式與PLC輸入接線方式相同；④在刀架安裝時，一定注意刀架和機床數(shù)字一一對應，即1對應I，3對應III，5對應V，以防止發(fā)生加工誤差。

　　3總結

　　本文通過對普通CAK6152數(shù)控車床的相關技術研究，以及生產鉆桿螺紋加工遇到的瓶頸和困難，對其部分參數(shù)和部件進行了改造，并對具體改造技術和注意事項進行了分析。通過試驗，以及車間實踐證明，該方案可有效提高鉆桿螺紋加工效率。由此可見，其在CAK6152數(shù)控車床的基礎上建立的CAK6152P數(shù)控車床優(yōu)化方案不僅突破了CAK6152數(shù)控車床對鉆桿螺紋加工的技術瓶頸，而且大大降低了生產成本，為改變市場上對高強度繩索取心鉆桿供不應求的局面奠定了堅實基礎，亦為數(shù)控車床的再度優(yōu)化，創(chuàng)造更高的經濟價值提供了有力參考。