数控系统在X2012A龙门铣床改造中的应用分析

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数控系统在Ｘ２０１２Ａ龙门铣床改造中的应用分析

　　摘 要:大冶钢厂是我国历史悠久的老钢厂,很多铣床都是70年代的产品。针对该厂铣床的改造工程,结合西门子公司802D数控系统和6RA70直流控制系统对铣床的成功改造经验,详细地介绍了具体的操作工艺流程和方案。为企业利用旧设备改造节省了巨大的资金,并在其各分厂得到了广泛的技术推广。
　　关键词:西门子;802D;系统应用

　　1 802D数控系统
　　
　　802D是目前普及型数控机床的常用CNC,与802、802S相比,其结构、性能有了较大的改进与提高。802D可控制4个进给轴和一个数字或模拟主轴,CNC各组成部件间利用PROFIBUS总线连接。802D可配套采用SIMODRIVE611Ue驱动装置与1FK7系列伺服电机.基于WINDOWS的调试软件可以便捷地设置驱动参数,并对驱动器的参数进行动态优化。802D内置集成PLC,可对机床开关量进行逻辑控制。随机提供标准的PLC子程序库和实例程序。
　　802D是基于PROFIBUS总线控制的CNC,它主要由PCU、PP72\48、机床控制面板等部分组成。PCU单元为802D核心部分,通过PROFIBUS总线与PP72\48、伺服驱动装置等部件连接,通过COM1、手轮、键盘等插座可实现PCU与其它部件的连接和数据交换。输入输出模块PP72\48可提供72个数字输入和48个数字输出。每个模块具有三个独立的50芯插槽,每个插槽内包含24个数字和16个数字输出,其输出的驱动能力为0.25A,机床控制面板MPC用于机床操作方式的选择、主轴起停、轴移动方向选择、进给和主轴倍率修调等操作,机床控制面板背后的两个50芯扁平电缆插座可通过扁平电缆与PP72\48模块的插座连接,即机床控制面板的所有按键输入信号与指示灯信号均使用PP72\48模块的输入输出点。
　　与802D配套的交流驱动器——SIMODRIVE 611Ue,是目前西门子公司常用的交流驱动产品,一般带有PROFIBUS DP总接线口,可组成交流数字驱动系统,但根据需要,也可采用模拟量输入的闭环调节器模块作为模拟伺服使用。在SIMODRIVE 611Ue系列驱动器中,主轴驱动与进给伺服驱动的功率放大模块以及调节器模块的功能与结构完全相同,两者可以通用,因此使用非常灵活,可以不再区分主轴和伺服驱动。

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　　2 机床改造的具体方案
　　
　　首先,对机床的机械部分进行大修,恢复机床的几何精度,由于该机床经过30多年的运行,机械部分磨损变形,因此在数控改造时必须对机床机械部分进行大修,以确保数控系统运行对机械部分的精度要求。同时,对原机床的整体进行改造,将原机床工作台的进给蜗轮传动改为滚珠丝杆副传动,采用南京工艺装备厂滚珠丝杆,将原工作台传动主电机改为西门子1FK7交流伺服电机,将原工作台减速机等去掉,重新设计传动部分。将原横梁垂铣头拆下,加装一套台湾功阳产数控铣头,其主轴电机改为交流变频电机,采用日本富士变频器进行控制,垂直铣头滑枕行程为300mm,滑枕进给控制电机采用西门子1FK7交流伺服电机,将原垂直铣头传动丝杆改为滚珠丝杆,加装一套垂直铣头数控进给装置,采用西门子1KF7交流伺服电机控制;为了充分利用机床的加工能力,我们对原机床的左右侧水平铣头进行了改造,打断了原铣头的传动工作链;由于原水平铣头是通过工作台主电机进行传动的,因此在工作台换为滚珠丝杆传动后,必须将远传动工作链打断,重新设计一套传动机构对两个水平铣头进行控制,对原机床悬挂按钮站进行改造,加装一套西门子操作控制面板。
　
　　经过两个多月的改造、安装、调试,该设备目前已经改造完毕,投入使用,从目前使用的情况看,802D数控系统运行稳定。该设备经过改造后可以实现工作台进给轴、数控铣头横向进给轴、数控铣头滑枕进给轴三轴联动,左右侧水平铣头可以实现独立运动,可以满足加工复杂零件产品的工艺要求,加工出的产品质量经检查达到了数控加工产品的质量标准,该设备改造成功后,不仅扩大了我公司产品的加工范围,提高了产品的加工质量,而且为我们以后机床数控改造提供了经验,因而值得总结推广。