張賢寶

摘 要:大冶鋼廠是我國(guó)歷史悠久的老鋼廠,很多銑床都是70年代的產(chǎn)品。針對(duì)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(duì)銑床的成功改造經(jīng)驗(yàn),詳細(xì)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(hào):TG659文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):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(jī)床的常用CNC,與802、802S相比,其結(jié)構(gòu)、性能有了較大的改進(jìn)與提高。802D可控制4個(gè)進(jìn)給軸和一個(gè)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(dòng)裝置與1FK7系列伺服電機(jī).基于WINDOWS的調(diào)試軟件可以便捷地設(shè)置驅(qū)動(dòng)參數(shù),并對(duì)驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化。802D內(nèi)置集成PLC,可對(duì)機(jī)床開關(guān)量進(jìn)行邏輯控制。隨機(jī)提供標(biāo)準(zhǔn)的PLC子程序庫(kù)和實(shí)例程序。

802D是基于PROFIBUS總線控制的CNC,它主要由PCU、PP7248、機(jī)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(dòng)裝置等部件連接,通過COM1、手輪、鍵盤等插座可實(shí)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(gè)數(shù)字輸入和48個(gè)數(shù)字輸出。每個(gè)模塊具有三個(gè)獨(dú)立的50芯插槽,每個(gè)插槽內(nèi)包含24個(gè)數(shù)字和16個(gè)數(shù)字輸出,其輸出的驅(qū)動(dòng)能力為0.25A,機(jī)床控制面板MPC用于機(jī)床操作方式的選擇、主軸起停、軸移動(dòng)方向選擇、進(jìn)給和主軸倍率修調(diào)等操作,機(jī)床控制面板背后的兩個(gè)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(jī)床控制面板的所有按鍵輸入信號(hào)與指示燈信號(hào)均使用PP7248模塊的輸入輸出點(diǎn)。

與802D配套的交流驅(qū)動(dòng)器——SIMODRIVE 611Ue,是目前西門子公司常用的交流驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品,一般帶有PROFIBUS DP總接線口,可組成交流數(shù)字驅(qū)動(dòng)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(dòng)器中,主軸驅(qū)動(dòng)與進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)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(dòng)。

2 機(jī)床改造的具體方案

首先,對(duì)機(jī)床的機(jī)械部分進(jìn)行大修,恢復(fù)機(jī)床的幾何精度,由于該機(jī)床經(jīng)過30多年的運(yùn)行,機(jī)械部分磨損變形,因此在數(shù)控改造時(shí)必須對(duì)機(jī)床機(jī)械部分進(jìn)行大修,以確保數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)機(jī)械部分的精度要求。同時(shí),對(duì)原機(jī)床的整體進(jìn)行改造,將原機(jī)床工作臺(tái)的進(jìn)給蝸輪傳動(dòng)改為滾珠絲桿副傳動(dòng),采用南京工藝裝備廠滾珠絲桿,將原工作臺(tái)傳動(dòng)主電機(jī)改為西門子1FK7交流伺服電機(jī),將原工作臺(tái)減速機(jī)等去掉,重新設(shè)計(jì)傳動(dòng)部分。將原橫梁垂銑頭拆下,加裝一套臺(tái)灣功陽(yáng)產(chǎn)數(shù)控銑頭,其主軸電機(jī)改為交流變頻電機(jī),采用日本富士變頻器進(jìn)行控制,垂直銑頭滑枕行程為300mm,滑枕進(jìn)給控制電機(jī)采用西門子1FK7交流伺服電機(jī),將原垂直銑頭傳動(dòng)絲桿改為滾珠絲桿,加裝一套垂直銑頭數(shù)控進(jìn)給裝置,采用西門子1KF7交流伺服電機(jī)控制;為了充分利用機(jī)床的加工能力,我們對(duì)原機(jī)床的左右側(cè)水平銑頭進(jìn)行了改造,打斷了原銑頭的傳動(dòng)工作鏈;由于原水平銑頭是通過工作臺(tái)主電機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)的,因此在工作臺(tái)換為滾珠絲桿傳動(dòng)后,必須將遠(yuǎn)傳動(dòng)工作鏈打斷,重新設(shè)計(jì)一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)兩個(gè)水平銑頭進(jìn)行控制,對(duì)原機(jī)床懸掛按鈕站進(jìn)行改造,加裝一套西門子操作控制面板。

經(jīng)過兩個(gè)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(yùn)行穩(wěn)定。該設(shè)備經(jīng)過改造后可以實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)進(jìn)給軸、數(shù)控銑頭橫向進(jìn)給軸、數(shù)控銑頭滑枕進(jìn)給軸三軸聯(lián)動(dòng),左右側(cè)水平銑頭可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)動(dòng),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(dá)到了數(shù)控加工產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),該設(shè)備改造成功后,不僅擴(kuò)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(jī)床數(shù)控改造提供了經(jīng)驗(yàn),因而值得總結(jié)推廣。