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DKZ6300 立車數控（kòng）化改造方案研（yán）究

2017-5-23 來源：濟南邁特力科技集團有限公司作者：高玉丹 , 李雅潔（jié） , 胡曉麗（lì）

       摘（zhāi）　要（yào）：針（zhēn）對普通立式車床的不足之處，在保留右刀架機械（xiè）結構（gòu）和操（cāo）作功能不變的基礎上 , 對 DKZ6300 立式車床的左刀架進給係統進行了數控化改造。左刀架采用滾珠絲杠、伺服電機和一（yī）級齒輪減（jiǎn）速，並利用 SINUMERIK 802D 數控係統的半閉環控（kòng）製實現左刀架的 X 軸和 Z 軸聯動控製（zhì），機床改造後 , 大大（dà）擴（kuò）大了（le）機（jī）床的（de）加工範圍，同時提高了（le）生產效率和加工精（jīng）度。本文簡（jiǎn）要介（jiè）紹立式車床的數控化改造過程及 802D 數控（kòng）係統的安裝（zhuāng）調試和部分功能說明。

      關鍵詞：立車數控（kòng）化改造；數控係統 802D；直流調速（sù）裝（zhuāng）置 6RA70

     1　、改（gǎi）造前機床概（gài）況

　　 DKZ6300 為某機（jī）械廠上（shàng）世紀七十年（nián）代（dài）初期從德國引進的立（lì）式超重（chóng）型車床。該機床承擔著重要的任務，但是近（jìn）幾年來，故障頻繁不（bú）斷。該機床原為普通機床，無法完成複雜曲麵的加工，刀（dāo）架垂直和（hé）水平快速（sù）移動由普通三項（xiàng）交流電機驅動，進刀時通過機械連接，由工作台轉動帶動各軸同步運動，進刀（dāo）量與工作台轉速成正比，進刀減速箱複雜，檔位多，傳動間（jiān）隙大，故障率高（gāo）。工作台拖動采（cǎi）用了電機擴大機——直流發電機——直流電動機的三聯機（jī）組方式，造成故（gù）障率高，體積大、電耗大、效率低、技術落後。根據實際（jì）情況進行了仔細討論和分析，決定對該機床進行大修（xiū）改造並增加數控係統。

     2　、改造方案及內（nèi）容

　　DKZ6300 立車的結構為雙（shuāng）柱龍門（mén）式，兩個刀架附於橫梁，工作台由三聯機組拖動（55KW）。由於電氣元件老化，刀（dāo）架機械精度下降（jiàng），決（jué）定將其中一個刀架改為數控刀架，工（gōng）作台拖動電機用直流（liú）調速裝置控製，重新製作電氣控製（zhì）櫃，更換所有元器件。為（wéi）實現銑削和磨削加工目的，在數控刀（dāo）架上（shàng）安裝可拆卸的電主（zhǔ）軸銑頭和磨頭，用變頻器調速。

　　經過反（fǎn）複的比較，我們選（xuǎn）擇了 802D 數控係統。該係統具有免維護，其核心部件 PCU 將 CNC、PLC、人機界麵和通訊等功能集成於一體（tǐ），可靠性高、易於安裝等優點，在改造過（guò）程中（zhōng），驅（qū）動裝置采用西門子係統配套的標（biāo）準配置，以達到最佳的係統（tǒng）性（xìng）能，保證機床改（gǎi）造後運行的穩定性和可靠性，且便於日後的（de）維護。原主軸電機為三聯機組（zǔ）驅動直流電機，改造後去掉電機擴大機、直（zhí）流發電機，直流電機直接由西門子 6RA70 直流（liú）調速裝置驅動（dòng），主軸速度給定由數控（kòng）係統提供，根據主軸編程速度指令 S 由 MCPA 自動轉化為模擬電壓，由指（zhǐ）令 M3、M4 控（kòng）製主軸旋轉方向。

　　銑頭和磨頭為新增加的部件（jiàn），銑頭功率為（wéi） 7.5KW，磨頭功率為5.5KW，按傳統設計需用兩台變頻器（qì），成本高（gāo），且占用電櫃空間大（dà），因銑頭和磨頭不會同時使用，經過研究比對，西門子 MM440 變頻器可通過參數切換控製兩台規格參（cān）數不同的變頻電機，經調試完全能滿足技術要求，節約（yuē）了成本。

    3　、調試過程簡述

     3.1　拓撲驅動器

　　802D 為簡化驅動器調試，專門（mén）設計（jì）了（le）驅動調（diào）試向（xiàng）導，通過調試（shì）向導，可輕鬆實現驅動的調試。

     3.2　PLC 模塊匹配及使（shǐ）用

　　PP72/48 上標有“POWER” 和“EXCHANGE” 的兩個綠燈亮 – 表示 PP72/48 模塊就緒，且有總線數據交換。如無法檢測到硬件地址，則可能是接線（xiàn）錯誤，電源和地沒接全，1 如不接 0V，輸入點無法檢測到，47、48、49、50 如不（bú）接 24V，輸出無法帶動繼電器。

　　PLC 程序需要處理相關軸信號：V380*0001.5（測量係統 1）、
V380*0002.1（伺（sì）服使能）、V380*4001.7（脈衝使能），三個軸信號
必須為 1，軸才能運行。

     3.3　係（xì）統初始（shǐ）化

　　在 802D 的工具盒中提供了車床（chuáng）、銑床等的（de）初始化文件。初始化的方（fāng）法是利（lì）用工具軟件 RCS 802 或 CF 卡將所需的初始化文件傳入 802D 係統。從 WINDOWS 的“開始”中找到通訊工具軟件 RCS802，啟動並（bìng）建立在線（xiàn）連接；找到初始化文件（jiàn），在“Control 802D”中選擇“Start-up archive (NC/PLC)”，複製並粘貼該文（wén）件；NC 斷電、上電後初始化文件（jiàn）生效（xiào）。

     3.4　直流調速裝置 6RA70 調試（shì）

　　調試前需進行參（cān）數的總清（恢複到出（chū）廠缺省值），初始化完成後方可進行參數調試。

　　參數分為設定參數和監控參數，分（fèn）別實現設備運行功能定義以及（jí）運行狀態監（jiān）控。可根據設備調試說明書中的介紹順序調試。例如：實際速度檢測數據設（shè）定，使用模擬測（cè）速機，P083 = 1 速度實際值（zhí）由“主（zhǔ）實際值”通道 (K0013) 提供，P741=55V 最高（gāo）轉（zhuǎn）速時的測速機電壓。

　　為（wéi）了得到更優的運行（háng）曲線，達到更好的控製精（jīng）度（dù），當設備初步調試能夠運行後（hòu），還需要對各軸進行優化。驅動裝置（zhì）必須在運行狀態 o7.0 或 o7.1 ( 停機 !) 拆除給定信號 4-5；分別（bié）設置參數（shù） P51=25、P51=26、P51=27，P143=1500，P081=1 優化運行後，設置 P169=0、P170=1、P51=28；按（àn）下“P”鍵，係統（tǒng）處於等待優化（huà）狀態顯示—070；接通 37 號（hào）端子，驅動裝置運行在 07.0 或 07.1 狀態；接通 38 號端（duān）子（zǐ），優化開始，顯示 O70—2 3 4，按下“P”鍵後（hòu），如果在 30S 之內不接通 38 號端子，係統（tǒng）報（bào） F052 故障，需重新優化。

     4　、結論

　　數控改造後 DKZ6300 立式車（chē）床左刀（dāo）架的重複定位精（jīng）度、定位精度、精車外圓精度、端（duān）麵平行（háng）度等機床的技術性能參數均得到（dào）了提升。機（jī）床改造後，可加工（gōng）內外球麵和各種流線型回（huí）轉麵（miàn）等，定位精（jīng）度和加工精度要好於機床（chuáng）改造前，自動化程（chéng）度大大提高（gāo），確保了設備高精度、高性能、高效率（lǜ）地滿足各種加工的需（xū）要（yào）。

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