數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)的改造與設計實例

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯數(shù)控車床電氣控制系統(tǒng)的改造與設計實例 通常而言，數(shù)控車床電氣系統(tǒng)可實現(xiàn)5-10年的無故障運行，而后便進入到了故障的高發(fā)時期，為了確保其仍舊保持較高的牢靠性及穩(wěn)定性，必需對其進行升級改造，以便確保其能夠連續(xù)發(fā)揮作用，進一步為企業(yè)制造經(jīng)濟效益。因此，本文以GS30型數(shù)控車床電氣掌握系統(tǒng)為例，對車床參數(shù)進行了改造及設計，并進行了試驗驗收。隨著我國數(shù)控車床的不斷進展，其如今已經(jīng)成為我國制造業(yè)中相當重要的基礎裝備之一。數(shù)控車床主要包括機械系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)兩大部分。通常來說，對于電氣系統(tǒng)而言，其無故障運行期在5-10年之間，隨后便會進入到故障的高發(fā)時期，但是，一般數(shù)控車

2、床其機械部件若保養(yǎng)良好一般能夠使用20-25年，且精度、牢靠及穩(wěn)定性能仍可以保持較高水平。如今，不少數(shù)控車床已經(jīng)運行了十多年，并步入了“損耗期”，這些陳舊的數(shù)控機床經(jīng)常故障頻發(fā)，許多功能已經(jīng)無法很好地適應如今大規(guī)模的生產(chǎn)需求，有必要針對數(shù)控車床相關設備進行改造，以便提高企業(yè)設備的技術水平，通過少量投資對老數(shù)控車床的電氣系統(tǒng)進行進一步的升級和改造，以便使其重煥生氣并連續(xù)發(fā)揮其作用。1、數(shù)控車床電氣掌握系統(tǒng)1.1 數(shù)控車床的工作原理及其功能分析對于數(shù)控車床而言，以被加工零件的工作圖以及工藝過程卡為依據(jù)，通過對數(shù)控代碼及其程序格式進行加工程序編寫的整個過程進行規(guī)定，在數(shù)控系統(tǒng)中進行精確加工程序的輸入

3、，并將已給定加工程序及輸入信號進行相應的運算、掌握及其處理，而后將處理結果發(fā)送至掌握系統(tǒng)中，從而對機床各部件進行驅(qū)動，使其能夠以機械加工相關要求為依據(jù)進行有序的運行，并自動進行合格零件的制作。由于數(shù)控車床主要負責進行軸類以及盤類回轉(zhuǎn)體零部件的加工，并自動完成圓柱面、圓錐面、斷面、圓弧面以及螺紋內(nèi)外工序的切削及其加工過程，因而在機械制造領域得到了廣泛的應用，經(jīng)改造后的數(shù)控車床也應當能夠滿意這些功能。1.2 數(shù)控車床電氣掌握系統(tǒng)電路分析1）主軸電動機的電氣掌握，主軸電機為溝通變頻電動機，主要通過變頻器進行驅(qū)動，對于其正、反轉(zhuǎn)以及速度等主要是由數(shù)控系統(tǒng)掌握的。2）主軸掌握，有關零件程序的輸入信號包括

4、M03、M04以及M05，而有關機床操作面板的主要包括主軸的正、反轉(zhuǎn)，點動及停止，其中，主軸正轉(zhuǎn)輸出信號為Q0.0，反轉(zhuǎn)為Q0.1，停止為Q0.2。3）其他相關幫助掌握主要包括刀架、冷卻泵以及潤滑泵等電機。其中，冷卻泵電機掌握中零件相關程序的輸入信號包括MO8及MO9；有關冷卻掌握的輸出信號為Q0.3。對于潤滑泵電機掌握而言，其輸入信號主要來自于機床掌握面板的導軌潤滑鍵，而輸出信號為潤滑掌握Q06。對于刀架電機掌握而言，其輸入信號主要來自于刀位的檢測信號，零件有關程序T代碼包括I1.0；T1；I1.1；T2；I1.2；T3；I1.3；T4；刀架正轉(zhuǎn)輸出信號為Q0.4，反轉(zhuǎn)為Q0.5。2、數(shù)控車

5、床電氣掌握系統(tǒng)的改造與設計2.1 數(shù)控車床電氣掌握系統(tǒng)改造設計總原則本文以GS30型雙主軸數(shù)控車床為例，對其電氣掌握系統(tǒng)的改造及設計進行了討論。對于GS30型數(shù)控車床而言，經(jīng)多年使用后，無論在機械系統(tǒng)，還是電氣系統(tǒng)部分均有了較嚴峻的磨損，因而運行時故障率及特別停機頻率的不斷上升，對于設備使用過程的平安性、穩(wěn)定性均造成了嚴峻的影響，并導致生產(chǎn)質(zhì)量及生產(chǎn)效率的大幅降低。進行GS30型數(shù)控車床的改造時應考慮到其機械結構的功能，并確保電氣掌握系統(tǒng)的性能維持良好狀態(tài)。改造過程中必需從技術及經(jīng)濟效益兩大方面進行考慮，盡可能維持車床現(xiàn)有的機械系統(tǒng)以及多數(shù)電氣掌握系統(tǒng)，本文采納了SIEMENS 840D數(shù)控系

6、統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)控車床的電氣掌握系統(tǒng)的技術升級及其改造，這樣不僅維持了數(shù)控車床的原操作習慣，還提高了設備運行過程的穩(wěn)定性及其牢靠性，實現(xiàn)了設備生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀的有效改善，是一種技術及經(jīng)濟方面均較為優(yōu)良的改造方案。2.2 數(shù)控車床電氣掌握系統(tǒng)的改造及設計方案1）數(shù)控車床改造的總體技術方案數(shù)控車床主要是由機械及電氣兩大部分構成，進行總體方案的設計時必需從機、電兩大方面入手來對車床各功能實施及實現(xiàn)方案進行考慮，以數(shù)控車床現(xiàn)狀為依據(jù)進行分析對GS30型數(shù)控車床電氣掌握系統(tǒng)進行相應的技術改造，改造后總技術設計圖見圖1。2）電氣系統(tǒng)部分的改造本文采納的是840D數(shù)控系統(tǒng)對原有掌握系統(tǒng)進行了替代，因而有效實現(xiàn)了對機床

7、位置的掌握。840D軟、硬件配置同本機床原掌握功能相符，即1主軸+5坐標軸及雙通道；10.4寸的液晶顯示器、全功能CNC鍵盤以及薄型MCP操作面板；選擇的是帶有硬盤功能的PUC，能夠進行友好中文人機界面的顯示，并具有加工循環(huán)、螺補、圖形編程及其模擬等相關功能；原有系統(tǒng)被NCU單元611D驅(qū)動+1PH7主軸電機+1FT6伺服電機代替，因而確保了各軸功率及扭矩能夠滿意相關要求的規(guī)定；對X軸、Z軸、U軸光柵尺以及W軸編碼器進行了更換，并滿意了數(shù)控系統(tǒng)的相關要求；將副主軸由原來的開環(huán)掌握改造成了半閉環(huán)掌握，因而確保了同步軸功能的實現(xiàn)；3）機械系統(tǒng)部分的改造對X、Z、U以及W軸的絲杠螺母副進行了更換，并

8、實現(xiàn)了機械精度的有效提高；進行了新操作站的制作，并配以了CNC面板、鍵盤及其掌握面板。2.3 改造后數(shù)控車床的結構總圖由于數(shù)控車床主要包括了掌握介質(zhì)、伺服系統(tǒng)、機床本體以及數(shù)控裝置四大部分，因而經(jīng)改造后的車床系統(tǒng)組成框架圖見圖2。 3、改造后數(shù)控車床的驗收數(shù)控車床驗收主要指的是借助于多種高精度儀器來對車床的機、電、液、氣等各大系統(tǒng)以及車床整機所進行的單項及綜合性能、靜態(tài)及動態(tài)精度等的檢測，以此為基礎對數(shù)控機床進行綜合性的評價。其中，數(shù)控車床驗收內(nèi)容主要包括了機床定位、幾何以及切削等精度的檢測，及整個機床的綜合性能檢驗等方面。對GS30型雙主軸數(shù)控車床主要進行了如下內(nèi)容的驗收：1）功能的驗證，通過對手動功能以及數(shù)控功能進行驗證，前者是手動方式下對機床M、S及T功能的驗證，后者采納了數(shù)控程序?qū)C床的各個部件的功能進行了驗證；2）車床的幾何精度，以車床驗收檢驗項目以及允差為依據(jù)對其幾何精度進行檢測，采納的主要儀器包括大理石檢驗方箱、磁力表座以及千分表等；3）定