秦川立式加工中心VMC01250數(shù)控改造設(shè)計

【摘??要】VMC1250型立式加工中心是我廠2001年從陜西秦川機械發(fā)展有限公司購進的數(shù)控設(shè)備，現(xiàn)已使用15年以上，該機床使用三菱M500系統(tǒng)，隨著電氣元件老化、損壞，故障率逐漸增多。目前設(shè)備X軸伺服電機損壞已經(jīng)無法修復(fù)，針對機床傳動部件完好，加工精度能滿足現(xiàn)有產(chǎn)品加工要求的情況。對機床的電氣和數(shù)控系統(tǒng)進行改造，能最大限度的恢復(fù)設(shè)備的加工能力有效的降低故障率。經(jīng)過調(diào)研采用廣州數(shù)控的GSK218MC替代原機床的三菱MITSUBISHI?M500數(shù)控系統(tǒng)進行升級改造，同時修復(fù)自動換刀故障。

【關(guān)鍵詞】VMC1250立式加工中心;數(shù)控系統(tǒng);廣州數(shù)控GSK218MC;電氣改造;刀庫;機械手

一、機械部分

對機床的傳動部件進行檢修，檢查各軸絲杠副、軸承的磨損情況，調(diào)整各軸傳動間隙?；謴?fù)各軸的傳動精度。根據(jù)所配置的伺服電機的軸徑尺寸選擇合適的彈性聯(lián)軸器。對機床的機械手、圓盤式刀庫進行全面分解檢修，更換損壞的刀套及各零部件，恢復(fù)機床自動換刀系統(tǒng)。

二、電氣部分

1.在保證機床原有的加工能力的前提下，充分考慮各軸的伺服電機的輸出扭矩最大轉(zhuǎn)速等綜合指標(biāo)最終選定廣數(shù)GSK218MC-H總線式數(shù)控系統(tǒng)、GE系列伺服驅(qū)動器、GS系列主軸伺服驅(qū)動器。

2.因為考慮到國產(chǎn)伺服電機的輸出功率與日本三菱的伺服電機有一定的差距，因此X、Y、Z各軸選擇廣數(shù)30nm的175SJT系列的伺服電機，足以滿足機床的使用要求，并且這個系列的伺服電機的安裝位置及止口的尺寸與原伺服電機尺寸完全吻合，這樣就省去了加工安裝孔及止口的工序。以下是新的伺服電機與原伺服電參數(shù)對比：

三、機床調(diào)試

1.根據(jù)電氣原理圖布線、安裝變壓器、制動電阻、各伺服驅(qū)動器及其配套電纜進行電氣安裝。

2.PLC及程序的選擇

GSK218MC系統(tǒng)需要設(shè)置一下參數(shù) 53#0=0 53#1=0 53#2=0 53#3=0，重新斷電重啟設(shè)置為圓盤式刀庫梯形圖有效。調(diào)試刀庫設(shè)置K1.0 =1 刀庫使用允許，設(shè)置K10.1=0 刀庫無回零開關(guān)，K10.3=0 刀套垂直檢測為常開型，10.4=0刀套水平檢測為常開型設(shè)置刀庫容量參數(shù) C100=24，D100=24，兩個參數(shù)設(shè)置必須一致，如果C100設(shè)置部一致將會出現(xiàn)找不到刀號或刀號錯誤的報警，若C100設(shè)置不正確，會出現(xiàn)刀盤號計數(shù)錯亂。手動方式下旋轉(zhuǎn)刀庫，完成刀庫回零操作。

3.自動換刀系統(tǒng)的調(diào)試

3.1機械手換刀動作調(diào)試

機床配置的吉輔BT5024D1QC01圓盤式刀庫動作時序圖，調(diào)試機床機床自動換刀系統(tǒng)。設(shè)置K12.2=1? X3.2常開點，同理設(shè)置 K12.0=1 K12.1=1 K12.2=1 機械手的動作時序就與廣數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)程序一致。

3.2 自動換刀宏程序

O9100;? ? ? ? ? ? ? ?（宏程序名稱）

G65 H81 P10 Q#1000? R1;（輔助鎖 主軸刀號=T刀號時 跳轉(zhuǎn)N10不執(zhí)行換刀動作程序結(jié)束）

G69 G50 G15 G80 G40;

M50;? ? ? ? ? ? ? ? ?（換刀開始，同時檢測換刀的條件是否滿足，不滿足則報警）

M19 G00 G91 G49 G30 Z0 （主軸定位、各軸回?fù)Q刀坐標(biāo)點）

M22;? ? ? ? ? ? ? ? ?（機械手動作開始）

N10 M51;? ? ? ? ? ? ?（換刀結(jié)束）

M99;? ? ? ? ? ? ? ? ?（程序結(jié)束）

3.4自動換刀點的設(shè)置

X、Y軸的位置要遠(yuǎn)離機械手的工作半徑，精確測量機械手換刀時Z軸的位置，將當(dāng)前機械坐標(biāo)值設(shè)置到第二參考點“數(shù)字參數(shù)”52號內(nèi)，完成自動換刀點的設(shè)置

4.各軸傳動比的計算

4.1 實際測量各軸的絲杠導(dǎo)程 10mm，根據(jù)電子齒輪比的公式

G==× （總線式） G：電子齒輪比? L：絲杠導(dǎo)程10 mm K：系統(tǒng)最小輸出單位 0.001（mm/脈沖）C：光電編碼器線數(shù)/轉(zhuǎn) A4I I：多摩川 17bit絕對式 C：217=131072，ZM：絲杠端齒輪的齒數(shù)1? ZD電動機端齒輪齒數(shù)1（有變速箱時）

G=× =? 設(shè)置參數(shù)160=8192，165= 625

5、伺服主軸的調(diào)試

5.1 主軸工作方式：選擇有剛性攻絲功能 伺服驅(qū)動器測 需設(shè)置PA4=3（GS3000），選擇“速度/位置”模式;PA6=1 速度指令模式選擇1：0V-10V;PA52=6000 伺服模擬指令第一增益（接收10V時對應(yīng)的最高轉(zhuǎn)速）數(shù)控系統(tǒng)側(cè)參數(shù)設(shè)置 P258=3500 主軸上限速度。

5.2 主軸定向

主軸定向是機械手進行自動換刀動作的前提，GSK218MC系統(tǒng)主軸定向方法是將主軸旋轉(zhuǎn)到需要定向的角度，將此時主軸伺服驅(qū)動上的DP-APO 的值輸入到PA103 號、DA-APO.的值寫入PA104 號，完成主軸定向功能的設(shè)定。

5.機床保護報警功能PLC程序及報警文本的編輯

在系統(tǒng)內(nèi)將梯形圖文件LADDER00.GRP，和PLC注釋、報警文本LADCHI00.TXT（中文報警文本）拷貝可以更改和編寫新的PLC程序加入“A0026? 油冷機故障（X4.7）”內(nèi)容。如油冷器故障報警文本的編輯 X4.7 打開LADDER00.GRP 加入以下程序就可以出發(fā)A2.6報警。提醒操作者油冷機未工作。

四、數(shù)控改造總結(jié)

改造后的廣數(shù)GSK218mc數(shù)控系統(tǒng)運行穩(wěn)定操作界面更加友好，恢復(fù)了機械手的自動換刀功能，提高了設(shè)備的加工效率。為設(shè)備的穩(wěn)定運行提供了保證，實現(xiàn)了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在機床升級改造中的應(yīng)用。

參考文獻：

[1]張亞力? ?加工中心編程與零件加工技術(shù) [M] 1版? 北京? ? ? 化學(xué)工業(yè)出版社2016.1

[2]羅永順? ?機床數(shù)控化改造技術(shù)[M] 2版 北京 機械工業(yè)出版社2013.3

[3]李振安? ?工廠電氣控制技術(shù)[M] 1版 重慶? ?重慶大學(xué)出版社2004.2

作者簡介：

胡慶龍（1978-），男，遼寧省撫順市，撫東機械廠，數(shù)控機床維修與改造。

（作者單位：撫東機械廠）