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| 三軸數控鉆床的數控系統更新改造分析 | |
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| 詳細信息 |
| 一、改造前機床狀況 羅馬尼亞三軸數控鉆床MGX－3CNC是公司1994年從羅馬尼亞進口的設備，其數控系統是西門子840C系統，各軸驅動采用611A系列驅動器。該設備進廠放置半年后由我公司自行安裝調試，斷斷續續使用了一段時間，一直未能很好地使用，在進行改造前已停用近1年。 該設備是為了產品聯箱的鉆孔工序而引進的，由于該設備的三個鉆孔主軸不能適應工件彎曲變形的變化，因此無法保證聯箱焊接坡口的深度要求，不能正常投產，需加以改造。 經過分析認為該機床的機械及液壓系統性能完好，改造時只需選用先進的數控系統、增加主軸鉆頭測量裝置、應用PLC編程技術。這樣不但可以保持原有機床全部功能，還可以增加加工程序計算機錄入功能，解決機床一次完成鉆孔和加工盆型口等功能。 二、機床改造的總體方案 1．數控系統配置 原數控系統西門子840C已損壞，同時也沒有程序錄入功能。為此，改造采用了同檔次的日本數控系統FANUC-6ME系統、增加各軸的手動功能，方便了操作者手動找工件樣沖眼工作。機床閉環控制軸有X、P、Z、A、C；開環控制軸有Cl及Yl。機床各軸最大行程：X軸龍門移動25m；Y軸閉環主軸橫向間距移動690mm；Z軸（1#鉆軸）上下移動450mm；A軸（2#鉆軸）上下移動450mm；C軸（3#鉆軸）上下移動450mm；C1軸卡盤分度頭的旋轉運動0°~360°；Y 1軸主軸橫梁的上下移動2 000mm。 2．鐵屑傳送帶 原鐵屑帶將鐵屑直接排在坑道內，鐵屑起吊十分不便，于是決定再增加一條上行傳送鏈，將鐵屑傳送到位于地面上的鐵屑箱內。 3．三個鉆孔主軸系統 三個鉆孔主軸S1、S2、S3驅動采用西門子611A驅動器，電機采用西門子交流伺服電機1FT5，三個鉆軸可分別控制。 4．增加過渡卡盤 根據生產需要在聯箱管子的端部約150~200mm的地方進行鉆孔，原有卡盤是四爪外卡方式。然而在最靠近卡盤的主軸頭上裝有檢測裝置，當在管子的端部鉆孔時就會造成卡盤和檢測裝置相撞。于是，決定采取加裝過渡套帶標準三爪內卡盤的方式，以避免此事故發生。 5．鉆孔主軸加裝測量系統 對1#、2#、3#主軸頭分別加裝英國雷尼紹公司的HPMA測量裝置，直接測量出主軸頭到加工表面的距離、換算出刀具所需補償的數值并傳到數控系統，以控制鉆孔深度。 測量軟件系統具有記憶功能，如操作者發現該工件表面較為平直，測量一次后，可取消測量動作，縮短加工時間；當需要時又可再次測量，測量數據每次只認最新值。 6．消除中間主軸箱的加工竄動現象 原機床的中間主軸頭是通過油缸夾緊機構抱死在光杠上。實際工作中，由于工件反作用力常常會使中間主軸頭竄動，造成鉆孔間距的偏差。因此增加機械固定擋板以消除中間主軸頭的竄動現象。 7．增加計算機錄入裝置 原系統沒有計算機錄入功能，每次編程只能在屏幕上直接輸入，修改起來十分不便。現增加一套計算機錄入裝置及相關軟件，可以隨時在線傳輸機器參數和在線顯示機床PLC工作狀態，方便維修及編程操作。 三、加工程序設計 1．加工程序采用主程序嵌套調用子程序方案。把機床的各分解動作功能設計成子程序，分別命名：（1）機床龍門移動X軸定義為O8001；（2）機床橫梁間距移動Y軸定義為O8002；（3）三個鉆頭同時鉆孔定義為O8010；（4）單鉆頭鉆孔定義為O8101；（5）兩個鉆頭同時鉆孔定義為O8123；（6）測量功能定義為O9001。 2．在主程序O0001（O0002…）中，定義子程序的參數變量。 3．設計鉆孔子程序的流程圖。 4．機床狀態監測與報警機床狀態監測與報警包括機床運行各參數實時檢測、進給 軸的軟／硬件限位、急停按鈕的檢測。一旦發現超程等危險情況立即停止機床運行并報警。 四、改造效果 改后經過近3個月的生產使用證明，改造是成功的。此次改造費用約84萬元，卻盤活了近600萬元的固定資產，其經濟效益十分顯著。 |
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