對普通的玻璃鉆孔機床進行經濟型數控改造。改造后的設備可實現數控定位加工，提高了定位精度和工作效率，消除了人工定位的誤差，減輕了工人的勞動強度。

1 引言 

    玻璃鉆孔機床是從玻璃兩面鉆孔，以避免單面鉆透時玻璃產生爆邊，對孔的定位要求很高。國內現有設備大多數是普通的玻璃鉆孔機床。這類設備的自動化程度低，在加工中對每個孔的定位，主要依靠人工操作定位比較困難，精度很難保證。

    根據我國機床擁有量大，生產規(guī)模小，自動化程度低的具體國情，在新老設備更替之際，對普通設備進行數控改造，具有特別重要的意義。這不但可以節(jié)省資金，而且可達到預期效果，消除了人工定位的誤差，減輕了工人的勞動強度，提高了勞動效率。

2 改造后的系統(tǒng)結構 

    運用機電一體化技術，將計算機與原機械設備有機結合，對普通的玻璃鉆孔機床進行改造，將工作臺設計成X-Y二坐標聯動的滾珠絲桿導軌滑臺結構，用數控裝置和伺服系統(tǒng)驅動，對加工孔定位進行半閉環(huán)控制。驅動元件采用步進電機，檢測裝置采用光電編碼器，二者分別與滾珠絲桿相連。改造后的經濟型數控鉆床組成如圖1所示。

圖1  經濟型數控鉆孔機床的組成

下面介紹其主要組成部分及功能。

2.1 數控裝置

    是機床實現自動加工的控制核心，主要由輸入電路，運算控制器和輸出裝置等構成。可采用經濟型數控系統(tǒng)JWK15T/JBK-30M，該數控系統(tǒng)由高性能，高可靠性的MCS-51系列單片機和步進電機伺服驅動組成，采用ISO國際標準數控代碼編程，并配有完備的S、T、M功能。該系統(tǒng)采用模塊化設計，內部設有計算機，電源，接口，驅動等4種模塊，更換維修方便快速。

2.2 伺服系統(tǒng)

    是數控系統(tǒng)的執(zhí)行部分。由驅動裝置和步進電機組成，數控裝置發(fā)出的進給脈沖信號經驅動裝置功率放大后，帶動步進電機運轉，進而通過滾珠絲桿帶動導軌滑臺移動，實現數控定位。

2.3 玻璃鉆床本體

    是經濟型數控玻璃鉆床的主體，在普通玻璃鉆床的基礎上，增設二坐標定位滾珠絲桿導軌滑臺，以實現玻璃鉆孔的二坐標聯動定位加工。玻璃鉆孔機床的鉆頭采用圓筒形空心金剛石材料，加工時從玻璃兩面鉆孔，它實際上是一種兩面磨削的特殊加工方式。數控系統(tǒng)設有刀具補償功能。當鉆頭長度有偏差時，可用刀具補償自動修正。用模態(tài)G指令（G43長度正向補償，G44長度負向補償）。

2.4 檢測裝置

    采用光電編碼器，用它作為滾珠絲桿位置信號的反饋元件。它與鉆床滾珠絲桿同步轉動，并發(fā)出絲桿轉角位置變化信號，反饋給數控裝置，此信號間接反應了工作臺的位移。數控裝置對反饋信號進行處理，與輸入信號進行比較，重新調整輸入脈沖，從而使定位更加準確。

圖2  玻璃鉆孔數控加工的工藝流程

3 加工工藝流程 

    圖2所示為數控玻璃鉆孔加工的工藝流程。

    玻璃鉆孔機床最大特點是其鉆頭采用圓筒形空心金剛石材料，單面鉆透時玻璃會產生爆邊，所以它要求在玻璃兩面先后加工，加工工藝流程如下：

    （1）上料；

    （2）啟動數控系統(tǒng)，定加工孔基準位；

    （3）對第i個孔（i=1…n）進行X向（橫向），Y向（縱向）定位；

    （4）氣動壓緊；

    （5）下鉆頭主軸啟動向上1/2進給鉆孔；

    （6）下鉆頭返回，主軸停；

    （7）下鉆頭主軸啟動向下1/2進給鉆孔；

    （8）下鉆頭返回，主軸停；

    （9）數控系統(tǒng)判斷，是否全部加工完畢j=n若未加工完（N），則跳轉至第3步繼續(xù)執(zhí)行，若加工完（Y），則加工結束。

4 結束語 

    通過改造，在普通玻璃鉆孔機床上加上簡易數控系統(tǒng)，消除了人工定位產生的加工誤差。比人工定位可提高工效15倍左右，減輕了工人的勞動強度，從而實現了玻璃鉆孔加工的高精度自動化控制。