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RMQ1600數(shù)控立車的升級改造

/ 2021/6/5 10:39:15

 摘  要:介紹成功改造進口數(shù)控立式車床的方案和內(nèi)容,為類似數(shù)控立式車床的改造提供了成功經(jīng)驗。


關(guān)鍵詞:數(shù)控立式車床;控制系統(tǒng);改造


中圖分類號:TG659  文獻標(biāo)識碼:B


型號為RMQ1600的數(shù)控立式車床是1987年從原西德引進的設(shè)備,承擔(dān)電力機車輪轂的機械加工任務(wù)。該立車的原控制系統(tǒng)為西門子8系統(tǒng),服役18年來從未出現(xiàn)過大的故障,機械精度較穩(wěn)定、但是,2003年以來,該立車的技術(shù)狀況每況愈下,嚴(yán)重影響生產(chǎn)。2005年,對該數(shù)控立車的控制系統(tǒng)進行了升級改造,對機械部分進行了全面檢修改造后使用效果良好,達到了預(yù)期效果。


一、改造要求及基本方案


根據(jù)改造要求決定將原系統(tǒng)改造為西門子840D系統(tǒng)。將主軸、伺服軸的直流傳動改變成交流傳動,更換X、Z軸進給電機和配套的驅(qū)動系統(tǒng),更換主軸電動機,使系統(tǒng)提升到上世紀(jì)90年代后期國際水平。改造前對機械部分進行了全面檢查,并使各項機械精度恢復(fù)到最佳狀態(tài)。


二、改造方案


1.?dāng)?shù)控系統(tǒng)


(1)西門子840D CNC系統(tǒng)。系統(tǒng)主機為PCU50 1.2GHZ/256M,集成MC12 -BOARD;配OP010 10.4″TFT彩色液晶顯示器和操作面板;配19″MCP機床控制面板,帶主軸和進給倍率開關(guān);配ADI4可連接四軸模擬控制輸出和四路編碼器輸入;配MCI插件板,可連接一個手輪。


(2)刀架驅(qū)動器。刀架滑板、滑枕控制采用兩臺西門子611D交流伺服驅(qū)動器配西門子1FT6交流伺服電機,其中X軸為50N•m,Z軸為50N•m帶抱閘,全部配15m西門子電機動力電纜、反饋電纜;配西門子電子手輪,安裝在控制懸掛按鈕站上,方便操作人員進行對刀操作。


(3)7-300PLC可編程序控制器:840D內(nèi)置CPU315-2DP,S7-300PLC,選擇三塊32點INPUT板,五塊16點OUT板,I/O板配連接電纜和端子連接器,輸出控制繼電器全部采用OM-RON利用PLC代替電路中大量的繼電器和接觸器的控制電路,實現(xiàn)機床的所有邏輯順序控制任務(wù),包括:主軸換擋、油泵、潤滑、四工位刀架交換、夾緊放松、控制電源、保護等控制。


(4)數(shù)控系統(tǒng)及進給驅(qū)動部分加裝隔離電源,驅(qū)動器電源進線加裝交流電抗器,數(shù)控系統(tǒng)電源進線加裝濾波器。保證所有裝置接地良好。


(5)西門子840D具備反向間隙補償、絲杠螺距誤差補償,可對一機床的兩個軸向移動分別進行補償,消除傳動間隙同時調(diào)整系統(tǒng)和驅(qū)動器參數(shù),使機床具有較高的回零精度。


(6)設(shè)置全方位報警文本功能,使系統(tǒng)能自動檢測由于誤操作和編程錯誤引發(fā)的各種故障系統(tǒng)除進行相應(yīng)的保護動作外,同時顯示報警號和報警文本。


2.主軸及其他電氣控制部分


(1)主軸傳動系統(tǒng)采用西門子611D數(shù)字化交流調(diào)速系統(tǒng)進行改造西門子大型交流控制電源模塊,功率132kW,配西門子125kW交流電機主軸調(diào)速系統(tǒng),裝置電源加進線電抗器。主軸調(diào)速給定由數(shù)控系統(tǒng)程序S指令設(shè)定。主軸啟動、停止、點動、變速、換擋等操作都集成在系統(tǒng)操作面板上。


(2)其他控制部分的改造。保留原機床其他的控制功能,控制動作由PLC完成,對PLC程序S5-S7轉(zhuǎn)換,保持原機床控制過程。


(3)電氣控制柜采用原控制柜,主要相關(guān)兩類控制元件全部選用施耐德、西門子元器件。電柜出線按原機床電氣柜部件順序排列,電柜至機床連線全部采用工業(yè)插頭連接。


(4)電氣控制柜加裝兩臺工業(yè)用電柜空調(diào)器。


(5)更換懸掛操作臺面板及面板元件。面板采用3mm鋁材,表面鈍化處理,保留原面板顏色和布置,原機床操作方式不變。


3.機械、液壓部分


(1)更換X、Z軸驅(qū)動電機,制作電機過渡聯(lián)結(jié)板,更換電機傳動齒輪,檢修傳動系統(tǒng)機構(gòu)。


(2)更換主軸電機的定位及聯(lián)結(jié)器,更換主軸電機。


(3)更換伺服電機和防護罩。


4.改造后控制系統(tǒng)的主要功能


(1)直線、圓弧、螺旋線插補;


(2)手動、單段、步進、自動等多種運行方式;


(3)標(biāo)準(zhǔn)的G功能、M功能、T功能;


(4)絕對/增量,公/英制編程;


(5)刀具半徑補償,長度補償;


(6)進給率f編程并在加工過程中連續(xù)可調(diào);


(7)可設(shè)定零點偏置;


(8)倒圓、倒角功能;


(9)車削循環(huán)、圖形顯示;


(10) R參數(shù)編程,子程序功能;


(11)與PC機通過RS232口的通信功能、DNC功能。


三、改造效果


用雷尼紹激光干涉儀對數(shù)控立車的精度進行了檢測。在X軸檢測了42個點,間距為35mm,違禁詞誤差為0.026mm。在Z軸(豎向)檢測了30個點,間距為30mm,違禁詞誤差為0.025mm。改造后數(shù)控系統(tǒng)的各項功能齊全。設(shè)備運行已超過1年,設(shè)備運行穩(wěn)定,可滿足機車及地鐵車輛輪轂加工的工藝要求。

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