秦川立式加工中心VMC1250數(shù)控改造設(shè)計(jì)

摘要：VMC1250型立式加工中心是我廠2001年從陜西秦川機(jī)械發(fā)展有限公司購(gòu)進(jìn)的數(shù)控設(shè)備，現(xiàn)已使用15年以上，該機(jī)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(jī)損壞已經(jīng)無(wú)法修復(fù)，針對(duì)機(jī)床傳動(dòng)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(duì)機(jī)床的電氣和數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)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(guò)調(diào)研采用廣州數(shù)控的GSK218MC替代原機(jī)床的三菱MITSUBISHI M500數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，同時(shí)修復(fù)自動(dòng)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(kù);機(jī)械手

一、機(jī)械部分

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

二、電氣部分

（一）在保證機(jī)床原有的加工能力的前提下，充分考慮各軸的伺服電機(jī)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(dòng)器、GS系列主軸伺服驅(qū)動(dòng)器。

（二）因?yàn)榭紤]到國(guó)產(chǎn)伺服電機(jī)的輸出功率與日本三菱的伺服電機(jī)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(jī)，足以滿足機(jī)床的使用要求，并且這個(gè)系列的伺服電機(jī)的安裝位置及止口的尺寸與原伺服電機(jī)尺寸完全吻合，這樣就省去了加工安裝孔及止口的工序。

三、機(jī)床調(diào)試

（一）根據(jù)電氣原理圖布線、安裝變壓器、制動(dòng)電阻、各伺服驅(qū)動(dòng)器及其配套電纜進(jìn)行電氣安裝。

（二）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(pán)式刀庫(kù)梯形圖有效。調(diào)試刀庫(kù)設(shè)置K1.0 =1 刀庫(kù)使用允許，設(shè)置K10.1=0 刀庫(kù)無(wú)回零開(kāi)關(guān)，K10.3=0 刀套垂直檢測(cè)為常開(kāi)型，10.4=0刀套水平檢測(cè)為常開(kāi)型設(shè)置刀庫(kù)容量參數(shù) C100=24，D100=24，兩個(gè)參數(shù)設(shè)置必須一致，如果C100設(shè)置部一致將會(huì)出現(xiàn)找不到刀號(hào)或刀號(hào)錯(cuò)誤的報(bào)警，若C100設(shè)置不正確，會(huì)出現(xiàn)刀盤(pán)號(hào)計(jì)數(shù)錯(cuò)亂。手動(dòng)方式下旋轉(zhuǎn)刀庫(kù)， 完成刀庫(kù)回零操作。

（三）自動(dòng)換刀系統(tǒng)的調(diào)試

1.機(jī)械手換刀動(dòng)作調(diào)試

機(jī)床配置的吉輔BT5024D1QC01圓盤(pán)式刀庫(kù)動(dòng)作時(shí)序圖，調(diào)試機(jī)床機(jī)床自動(dòng)換刀系統(tǒng)。設(shè)置K12.2=1? X3.2常開(kāi)點(diǎn)， 同理設(shè)置 K12.0=1 K12.1=1 K12.2=1 機(jī)械手的動(dòng)作時(shí)序就與廣數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)程序一致。

2.自動(dòng)換刀點(diǎn)的設(shè)置

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

（四）各軸傳動(dòng)比的計(jì)算

1. 實(shí)際測(cè)量各軸的絲杠導(dǎo)程 10mm，根據(jù)電子齒輪比的公式

（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(duì)式 C： 217=131072，ZM：絲杠端齒輪的齒數(shù)1? ZD電動(dòng)機(jī)端齒輪齒數(shù)1 （有變速箱時(shí)）

（五）伺服主軸的調(diào)試

1.主軸工作方式：選擇有剛性攻絲功能 伺服驅(qū)動(dòng)器測(cè) 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(shí)對(duì)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。

2.主軸定向

主軸定向是機(jī)械手進(jìn)行自動(dòng)換刀動(dòng)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(shí)主軸伺服驅(qū)動(dòng)上的DP-APO 的值輸入到PA103 號(hào)、DA-APO.的值寫(xiě)入PA104 號(hào)，完成主軸定向功能的設(shè)定。

（六）機(jī)床保護(hù)報(bào)警功能PLC程序及報(bào)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(bào)警文本LADCHI00.TXT （中文報(bào)警文本）拷貝可以更改和編寫(xiě)新的PLC程序加入“A0026? 油冷機(jī)故障（X4.7 ）”內(nèi)容。如油冷器故障報(bào)警文本的編輯 X4.7 打開(kāi)LADDER00.GRP 加入以下程序就可以出發(fā)A2.6報(bào)警。提醒操作者油冷機(jī)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(yùn)行穩(wěn)定操作界面更加友好，恢復(fù)了機(jī)械手的自動(dòng)換刀功能，提高了設(shè)備的加工效率。為設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供了保證，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在機(jī)床升級(jí)改造中的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[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(jī)床數(shù)控化改造技術(shù)[M] 2版 北京 機(jī)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(jiǎn)介：

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