用SIEMENS 802C改造C630—1A车床

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安阳产C6301A普通车床在加工车轴中，加工精度达不到要求，生产效率低。为此，决定进行数控改造。

1．数控改造方案
(1)用数控系统控制纵横两方向的伺服电机，实现X、Z两方向的进给。
(2)将手动刀架换成电动刀架。
& ], c5 z6 D8 Z; H4 I. j6 z(3)加装主轴编码器，以便于螺纹加工。
    采用SIEMENS Sinumerik  802C交流伺服系统，由电源馈人模块、功率模块和611U双轴速度控制模块、操作面板(含CRT)、机床面板、ECU DI/O等组成。
6 }' b/ b! D4 P2 y/ m2 b# h- p    802C系统内装集成PLC实例应用程序，另在工具盒中提供一个PLC子程序，可以满足本机床要求，不需要编写PLC程序，同时该系统有5.7英寸液晶显示器，带全功能键盘，16路DI/O接口，具有良好人机界面，系统具有高度可靠的控制性能，加工精度高。

2．具体措施
5 U+ N. b/ T3 a( Y6 m, ~ (1)进给系统改造：①拆除进给箱、三杠、溜板箱，将伺服电机装在进给箱三杠支架左侧位置，把滚珠丝杠与伺服电机连接，获得Z向进给运动。②将刀架滑动丝杠螺母副改为滚珠丝杠副。通过连接装置与伺服电机连接，得到X向进给运动。
(2)主轴脉冲编码器安装，采用同步带与主轴以1:1变比连接。
3 t) O- w# L0 J8 \( s- r (3)自动换刀架安装，拆除原刀架，采用LDB4C6163电动刀架。
3．数控系统构成
; {& E3 \6 B# J( N (1)802C电源：提供ECU 24V DC；控制部件：用于控制最多3个模拟坐标轴；NC控制面板：带图形液晶显示和键盘；机床操作控制面板；DI/O接口：16点二进制I/0；电子手轮：在JOC方式下，以增量方式可手动操作X/ Z向运动。
(2)系统的I/O接口分配
4 [: T6 H% S) b0 e, `  ①输入的控制信号：丝杠位置检测信号，包括X向和Z向正负硬限位、X/Z参考点开关信号；伺服过载和急停信号及伺服就绪信号；四工位刀架信号。
8 }* d( E8 c' v: D  h* M8 O: C# o% v  ②输出的控制信号：刀架正反转信号及油泵润滑信号；伺服使能信号。
  U5 c9 _" u9 a8 N (3)参数设置及优化调试
     PLC机床参数包括I/O口高低电平有效定义、刀架控制、润滑有效、倍率开关、急停、X/Z硬限位、驱动优化有效、机床驱动器类型、刀架位数、换刀监控时间、MCP面板按键定义等。
" \8 l  I; H: i  b     对伺服系统，要先对速度环动态特性进行调试，然后才能对位置环进行调试。
     速度环动态特性优化通过SimoComU工具软件进行。选择运行自动速度控制器优化，将会出现优化特性曲线。根据电机负载矩频特性，进入速度环优化后，自动执行以下①~④步：①分析机械特性—（电机正转，抱闸释放）；②分析机械特性二（电机反转，抱闸释放）；③电流环测试（电机静止）。④参数优化计算。
0 s! H1 I3 U. N) ?% G      速度环优化结束后，可根据实际情况调节位置环放大倍数和加速度，减小位置跟随误差。
" j5 o% H) C- W& V% M      由于该设备经过多年运转，主轴和床身部分有不同程度的磨损，因此，在改造之前，我们对机床机械部分进行了大修，以恢复其机械精度。通过这次改造，可使X，Z向的定位精度由原来的0.04mm提高到改造后的0.002mm，确保了产品加工质量，提高了生产效率，节约了费用。