德國產(chǎn)FkrSRS500數(shù)控銑床改造

王振錄

摘 要：介紹了萊鋼集團(tuán)檢修中心引進(jìn)德國產(chǎn)Fkr SRS500二手?jǐn)?shù)控銑床，應(yīng)用西門子808D數(shù)控系統(tǒng)和安川SGDV伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，充分利用了機(jī)床高精度機(jī)械滑動(dòng)部分與傳動(dòng)部分，增加了終端安全保護(hù)裝置，在效率、控制精度、操作及安全等方面得到大幅提升，節(jié)約設(shè)備購置資金，提升機(jī)床的技術(shù)水平和性能，滿足較高加工精度的要求。

關(guān)鍵詞：二手進(jìn)口數(shù)控銑床 技術(shù)改造 提升性能

中圖分類號：TG547 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（b）-0066-02

經(jīng)過對購置新數(shù)控機(jī)床與購置舊數(shù)控機(jī)床改造兩者綜合對比分析，購進(jìn)一臺二手?jǐn)?shù)控銑床進(jìn)行改造，可以縮短設(shè)備投入使用時(shí)間，同時(shí)節(jié)約購置費(fèi)。

1 二手機(jī)床基本情況簡介

2013年6月，該中心從吉爾吉斯斯坦購置一臺75年德國產(chǎn)FKr SRS 500銑床，見圖1機(jī)床圖片。機(jī)床外形尺寸：長（X）×寬（Y）×高（Z）=3 400×2 600×2 700，X向行程1 600，Z向行程580，Y向行程500，由工作臺、立柱、床身、六位銑頭及滑座、液壓站、排屑、數(shù)控電控系統(tǒng)組成。該機(jī)床配置NC470老一代數(shù)控系統(tǒng)，XYZ三方向步進(jìn)電機(jī)扭矩21 N·m，通過滾珠絲杠副傳遞動(dòng)力，主軸交流電機(jī)18.5 kW。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷進(jìn)步，原數(shù)控電控系統(tǒng)早已淘汰，不能滿足加工要求，需要對其進(jìn)行技術(shù)改造。機(jī)床圖如圖1所示。

2 改造方案及步驟

經(jīng)過初步檢查，各導(dǎo)軌面光亮如新，無研傷、劃痕、臺階、磕碰和銹蝕；數(shù)控電控系統(tǒng)老化，并且早已經(jīng)淘汰，其余部分經(jīng)過技術(shù)處理，更換損壞的零部件和維保后，即能夠達(dá)到使用要求。

（1）認(rèn)真翻閱圖紙資料。將德文隨機(jī)資料翻譯成中文資料，弄懂機(jī)械傳動(dòng)、液壓以及數(shù)控電控等各系統(tǒng)的原理。

（2）原電控系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)（含步進(jìn)電機(jī)）、線纜全部更新。取消按鈕站，設(shè)計(jì)一個(gè)落地式操作臺，西門子808D系統(tǒng)的HMI操作屏鑲嵌在操作臺上，手輪懸掛在操作臺的側(cè)面。

（3）原機(jī)床本體上的電器部分，如組合限位開關(guān)、位置開關(guān)、壓力傳感器、端子排、牽引電磁鐵等檢查保養(yǎng)，所有交流電機(jī)拆開檢查保養(yǎng)。

（4）原液壓站拆檢清洗，油箱清洗換油，更換濾芯，檢查機(jī)床油路，檢查冷卻系統(tǒng)。

（5）軸承、齒輪、齒輪軸、導(dǎo)軌副、絲杠副、剎緊機(jī)構(gòu)、平衡缸、密封等全部清洗檢查保養(yǎng)。在拆檢的過程中，注意測繪出主要零部件和易損件的零件圖。

（6）原21 N·m步進(jìn)電機(jī)更換為同扭矩的伺服電機(jī)。

（7）設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)框圖，確定設(shè)計(jì)思路和硬件配置。

①數(shù)控系統(tǒng)的選擇：采用西門子808D數(shù)控系統(tǒng)+國產(chǎn)（無錫）手輪+安川SGDV伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，伺服電機(jī)扭矩21 N·m，半閉環(huán)控制；電磁閥、離合器的電源由220 V隔離電源提供；低壓電器選用德力西器件（除歐姆龍小型繼電器外）；總電源開關(guān)裝在電柜右側(cè)；不小于2 kW的冷風(fēng)機(jī)（外掛式知名品牌）裝設(shè)在電柜左側(cè)。數(shù)控單元裝在左上位置。其余電器件根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范安裝。

②主軸交流電機(jī)采用直接啟動(dòng)方式，正反轉(zhuǎn)控制；PLC輸出信號控制DC24V歐姆龍MY2NJ繼電器動(dòng)作，然后通過繼電器動(dòng)作控制接觸器動(dòng)作。

③各方向硬件限位盡量接近機(jī)械終點(diǎn)限位；在機(jī)械限位的前方100 mm處增設(shè)減速開關(guān)，使系統(tǒng)按照較低速度運(yùn)行，防止越位而損壞機(jī)械傳動(dòng)；在機(jī)械終點(diǎn)限位和硬件限位之間增設(shè)超程限位，即每個(gè)軸增設(shè)5位（正限常閉、負(fù)限常閉、減速常閉、超程常閉、參考點(diǎn)常開）一體的組合限位一個(gè)。

④主軸自動(dòng)換擋，可以通過檔位增加和檔位減少按鍵進(jìn)行。

⑤銑刀位置可通過選擇刀號來自動(dòng)切換，也可通過刀號增加與減小按鍵來選擇。

（8）設(shè)計(jì)原理圖、接線圖，設(shè)計(jì)PLC程序。安裝調(diào)試工作就不再介紹了。

3 設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)框圖

設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)如圖2所示。

4 改造前后機(jī)床性能比較

從表1中可以看出，通過技術(shù)改造，設(shè)備的技術(shù)水平和性能得到大幅提升。

5 結(jié)語

通過此次技術(shù)改造的實(shí)踐，既節(jié)省了設(shè)備購置費(fèi)用（約80萬元），提高了設(shè)備技術(shù)水平和性能，又滿足了生產(chǎn)需要。

據(jù)了解全國該型號的機(jī)床還有多臺，同類機(jī)床數(shù)量更多。因此該次改造的成功經(jīng)驗(yàn)，對于擁有該類機(jī)床的廠家在進(jìn)行該類設(shè)備改造方面具有很好的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳勇，耿亮.SINUMERIK 808D數(shù)控系統(tǒng)安裝與調(diào)試輕松入門[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2015.

[2] 李清新.伺服系統(tǒng)與機(jī)床電氣控制[M].2版.機(jī)械工業(yè)出版社，2010.