數(shù)控系統(tǒng)在Ｘ２０１２Ａ龍門銑床改造中的應(yīng)用分析

張賢寶

摘 要:大冶鋼廠是我國歷史悠久的老鋼廠,很多銑床都是70年代的產(chǎn)品。針對該廠銑床的改造工程,結(jié)合西門子公司802D數(shù)控系統(tǒng)和6RA70直流控制系統(tǒng)對銑床的成功改造經(jīng)驗,詳細地介紹了具體的操作工藝流程和方案。為企業(yè)利用舊設(shè)備改造節(jié)省了巨大的資金,并在其各分廠得到了廣泛的技術(shù)推廣。

關(guān)鍵詞:西門子;802D;系統(tǒng)應(yīng)用

中圖分類號:TG659文獻標識碼:A文章編號:1672-3198(2009)18-0302-01

1 802D數(shù)控系統(tǒng)

802D是目前普及型數(shù)控機床的常用CNC,與802、802S相比,其結(jié)構(gòu)、性能有了較大的改進與提高。802D可控制4個進給軸和一個數(shù)字或模擬主軸,CNC各組成部件間利用PROFIBUS總線連接。802D可配套采用SIMODRIVE611Ue驅(qū)動裝置與1FK7系列伺服電機.基于WINDOWS的調(diào)試軟件可以便捷地設(shè)置驅(qū)動參數(shù),并對驅(qū)動器的參數(shù)進行動態(tài)優(yōu)化。802D內(nèi)置集成PLC,可對機床開關(guān)量進行邏輯控制。隨機提供標準的PLC子程序庫和實例程序。

802D是基于PROFIBUS總線控制的CNC,它主要由PCU、PP7248、機床控制面板等部分組成。PCU單元為802D核心部分,通過PROFIBUS總線與PP7248、伺服驅(qū)動裝置等部件連接,通過COM1、手輪、鍵盤等插座可實現(xiàn)PCU與其它部件的連接和數(shù)據(jù)交換。輸入輸出模塊PP7248可提供72個數(shù)字輸入和48個數(shù)字輸出。每個模塊具有三個獨立的50芯插槽,每個插槽內(nèi)包含24個數(shù)字和16個數(shù)字輸出,其輸出的驅(qū)動能力為0.25A,機床控制面板MPC用于機床操作方式的選擇、主軸起停、軸移動方向選擇、進給和主軸倍率修調(diào)等操作,機床控制面板背后的兩個50芯扁平電纜插座可通過扁平電纜與PP7248模塊的插座連接,即機床控制面板的所有按鍵輸入信號與指示燈信號均使用PP7248模塊的輸入輸出點。

與802D配套的交流驅(qū)動器——SIMODRIVE 611Ue,是目前西門子公司常用的交流驅(qū)動產(chǎn)品,一般帶有PROFIBUS DP總接線口,可組成交流數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng),但根據(jù)需要,也可采用模擬量輸入的閉環(huán)調(diào)節(jié)器模塊作為模擬伺服使用。在SIMODRIVE 611Ue系列驅(qū)動器中,主軸驅(qū)動與進給伺服驅(qū)動的功率放大模塊以及調(diào)節(jié)器模塊的功能與結(jié)構(gòu)完全相同,兩者可以通用,因此使用非常靈活,可以不再區(qū)分主軸和伺服驅(qū)動。

2 機床改造的具體方案

首先,對機床的機械部分進行大修,恢復(fù)機床的幾何精度,由于該機床經(jīng)過30多年的運行,機械部分磨損變形,因此在數(shù)控改造時必須對機床機械部分進行大修,以確保數(shù)控系統(tǒng)運行對機械部分的精度要求。同時,對原機床的整體進行改造,將原機床工作臺的進給蝸輪傳動改為滾珠絲桿副傳動,采用南京工藝裝備廠滾珠絲桿,將原工作臺傳動主電機改為西門子1FK7交流伺服電機,將原工作臺減速機等去掉,重新設(shè)計傳動部分。將原橫梁垂銑頭拆下,加裝一套臺灣功陽產(chǎn)數(shù)控銑頭,其主軸電機改為交流變頻電機,采用日本富士變頻器進行控制,垂直銑頭滑枕行程為300mm,滑枕進給控制電機采用西門子1FK7交流伺服電機,將原垂直銑頭傳動絲桿改為滾珠絲桿,加裝一套垂直銑頭數(shù)控進給裝置,采用西門子1KF7交流伺服電機控制;為了充分利用機床的加工能力,我們對原機床的左右側(cè)水平銑頭進行了改造,打斷了原銑頭的傳動工作鏈;由于原水平銑頭是通過工作臺主電機進行傳動的,因此在工作臺換為滾珠絲桿傳動后,必須將遠傳動工作鏈打斷,重新設(shè)計一套傳動機構(gòu)對兩個水平銑頭進行控制,對原機床懸掛按鈕站進行改造,加裝一套西門子操作控制面板。

經(jīng)過兩個多月的改造、安裝、調(diào)試,該設(shè)備目前已經(jīng)改造完畢,投入使用,從目前使用的情況看,802D數(shù)控系統(tǒng)運行穩(wěn)定。該設(shè)備經(jīng)過改造后可以實現(xiàn)工作臺進給軸、數(shù)控銑頭橫向進給軸、數(shù)控銑頭滑枕進給軸三軸聯(lián)動,左右側(cè)水平銑頭可以實現(xiàn)獨立運動,可以滿足加工復(fù)雜零件產(chǎn)品的工藝要求,加工出的產(chǎn)品質(zhì)量經(jīng)檢查達到了數(shù)控加工產(chǎn)品的質(zhì)量標準,該設(shè)備改造成功后,不僅擴大了我公司產(chǎn)品的加工范圍,提高了產(chǎn)品的加工質(zhì)量,而且為我們以后機床數(shù)控改造提供了經(jīng)驗,因而值得總結(jié)推廣。