DKZ6300 立車數（shù）控化（huà）改造方案研究
2017-5-23 來源： 濟南邁特力科技集（jí）團有限公（gōng）司 作者：高玉丹 , 李雅潔 , 胡曉麗（lì）
摘 要：針對普（pǔ）通立式車床的不足（zú）之處，在（zài）保留右刀架（jià）機械結（jié）構（gòu）和操作功能不變的基礎上（shàng） , 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、伺服電機和一級（jí）齒輪減速（sù），並利用 SINUMERIK 802D 數控係統的（de）半閉環控製實（shí）現左刀架的（de） X 軸和 Z 軸聯動控製，機床改造後 , 大大（dà）擴大了（le）機床的加工範圍，同時提高了生產效率和加工精度。本（běn）文簡要介（jiè）紹立式車床（chuáng）的數（shù）控化改造過程及（jí） 802D 數控係統的安裝調試和部分功能說明。
關鍵詞：立車數控化改（gǎi）造；數（shù）控係統 802D；直流調速裝置 6RA70
1 、改造前機床概況
DKZ6300 為某機械廠上世紀七十年（nián）代初期從德國引進的立式超重型車床。該機（jī）床承擔著重要的任務，但是近（jìn）幾年來，故障頻繁（fán）不斷。該機床原為普通機床，無法完成（chéng）複雜曲麵的（de）加工，刀架垂直（zhí）和水平快速移動由普通三項交流電機驅動，進刀時通過機械連接，由工作（zuò）台轉動帶動各軸同步運動，進刀量與工作（zuò）台轉（zhuǎn）速成正比，進刀減速箱複雜，檔位多，傳動（dòng）間隙大，故障率高。工作台（tái）拖動采用了（le）電機（jī）擴大機（jī）——直流發電機——直流電動機的三聯（lián）機組（zǔ）方式，造成故障率高，體積大、電耗大、效率（lǜ）低、技術落後。根據（jù）實際情況進（jìn）行了仔細討論（lùn）和分析，決（jué）定對該機床（chuáng）進行大修改造並增（zēng）加數控係統。
2 、改造方案及內容
DKZ6300 立車的結構為雙柱龍門式，兩個刀架附（fù）於橫梁（liáng），工作台由三聯機組拖動（55KW）。由於電氣元件老化，刀架機械精度（dù）下（xià）降，決定將其中一個刀架改為數控刀（dāo）架，工作（zuò）台拖動電機用直流調（diào）速裝置控製，重新製作電氣控製櫃，更換所有（yǒu）元器件。為實現銑削和磨削加工（gōng）目的，在數控刀架上安裝可拆卸的電主軸銑（xǐ）頭和磨頭，用變頻器調速。
經過反複的比較，我們選擇了 802D 數控係統。該（gāi）係統具有免維護，其核心（xīn）部件（jiàn） PCU 將 CNC、PLC、人機（jī）界麵和通訊等功（gōng）能集成於一體（tǐ），可靠性高、易於安裝等優點，在改造過程中，驅動裝置采用西門子係（xì）統配套（tào）的標準配置，以達（dá）到最佳的（de）係統性能，保證機床改造後運行的穩定性和可靠性，且（qiě）便於日後的維護（hù）。原主軸電機為三（sān）聯機組驅動直流電機，改造後去掉電機擴大機、直流發電機，直流電機直接（jiē）由西門（mén）子 6RA70 直流調速裝置驅動，主軸速度給定由數控係統提供，根據主軸編（biān）程速（sù）度指令 S 由 MCPA 自動轉化為模擬電壓，由指令 M3、M4 控製主軸旋轉方向。
銑頭和磨頭為新增加的部（bù）件，銑頭功率（lǜ）為 7.5KW，磨頭功率為5.5KW，按傳統設計需用（yòng）兩台變頻器，成本高，且占（zhàn）用電櫃（guì）空間大，因銑頭（tóu）和磨頭不會同時使用，經過研（yán）究比對，西門子 MM440 變頻器可通過參數切換控製兩台規格參數不同的變（biàn）頻電機，經（jīng）調試（shì）完全能滿足技術要求，節約了成本。
3 、調試過（guò）程簡述
3.1 拓（tuò）撲驅動器（qì）
802D 為簡化驅動器調試，專門設計了驅動調試向導，通過調試向導，可輕（qīng）鬆實現驅動的調試。
3.2 PLC 模塊匹配及使用（yòng）
PP72/48 上標有（yǒu）“POWER” 和“EXCHANGE” 的兩個綠燈亮 – 表示 PP72/48 模塊（kuài）就（jiù）緒，且有總線數據交換。如無法檢測（cè）到硬（yìng）件地（dì）址（zhǐ），則可能是接線錯誤，電（diàn）源和地沒（méi）接全，1 如不接 0V，輸入點無法檢測到（dào），47、48、49、50 如不接 24V，輸出無法帶動繼電器。
PLC 程序需要（yào）處理相關軸信號：V380*0001.5（測量係統 1）、
V380*0002.1（伺服使（shǐ）能）、V380*4001.7（脈衝使能），三個軸信號
必須為 1，軸才能（néng）運行。
3.3 係統初始化（huà）
在 802D 的工具盒中提供了車床、銑床等的初始化文件。初始化的方法是利用工具（jù）軟件 RCS 802 或 CF 卡（kǎ）將所需的初始化文件傳入 802D 係統。從 WINDOWS 的“開始（shǐ）”中找到通訊工具軟件 RCS802，啟動並（bìng）建立在線連接；找到初始（shǐ）化文件，在（zài）“Control 802D”中選擇“Start-up archive (NC/PLC)”，複製並粘貼該文（wén）件；NC 斷電、上電後初始化文件生效。
3.4 直流調速裝置 6RA70 調試
調試前需進行參（cān）數的總清（恢複到出廠缺省值），初始化完（wán）成後方可進行參數調試（shì）。
參數分為設定參數和監控參數，分別實現設備運行功能定義以及運（yùn）行狀態監控。可根據（jù）設備調試說（shuō）明書（shū）中的介紹順（shùn）序調試。例如（rú）：實際速度（dù）檢測（cè）數據設（shè）定，使用（yòng）模擬測速機，P083 = 1 速度實際值由“主實際（jì）值”通道 (K0013) 提供，P741=55V 最（zuì）高轉速時的測速機電壓。
為了得到更優的運（yùn）行曲線，達到更好的（de）控製精度，當設備初步調試能夠運行後，還需要對各軸進行優化。驅動裝（zhuāng）置必（bì）須（xū）在運行狀態 o7.0 或（huò） o7.1 ( 停機 !) 拆除給定信（xìn）號 4-5；分別設置參數 P51=25、P51=26、P51=27，P143=1500，P081=1 優化運行後（hòu），設置 P169=0、P170=1、P51=28；按下“P”鍵，係統處（chù）於等待優化狀態顯示—070；接通 37 號端子，驅動裝（zhuāng）置運行在 07.0 或 07.1 狀態；接通 38 號端子，優化開始，顯示 O70—2 3 4，按下“P”鍵後，如果在 30S 之（zhī）內不接通 38 號端子，係統報 F052 故障，需重新優化。
4 、結論
數控改造後（hòu） DKZ6300 立式車床左刀架的重複（fù）定位精（jīng）度、定位精度、精車外圓精度、端麵平行（háng）度等機床的技術性能參數均得到了提升。機床改（gǎi）造後，可加工內外球麵（miàn）和各種（zhǒng）流（liú）線型回轉麵等，定位精度和加工精度要好（hǎo）於（yú）機床改造前，自（zì）動化程度大大提高，確保（bǎo）了設備高精度、高性能、高效率地滿足各種加工的需（xū）要（yào）。
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