您好,欢迎来到中国机床网   请 登录免费注册
服务热线:
当前位置:首页 >> 资讯频道 >> > 技术应用 >> 西门子802D数控系统在车床改造中的应用

西门子802D数控系统在车床改造中的应用

时间:2017-7-14 9:53:00   来源:本网   添加人:admin

  合肥大精数控机床有限公司(安徽230006)吴胜数控机床能够适应市场对产品多样化、复杂化、高精度、加工质量稳定的要求,芜湖耀华机电有限公司为满足多品种,小批量复杂零件的加工,解决产品质量不稳定等问题,同时考虑到数控机床价格昂贵,决定对机械精度较高的CA6140机床进行数控化技术改造,实现数控加工。

  SINUMERIK802D是德国SIEMENS公司于2000年推出的全数字化经济型数控系统,它可控制4个数字进给轴和一个主轴。它由PCU(控制面板单元)、键盘、PP72/48(输人输出模块)、24V电源、驱动器SIMOD-RIVE611UE、IFK6系列数字伺服电动机和1PH7系列数字主轴电动机等部分组成。系统的各个部件通过现场总成PROFIBUS连接。

  SINUMERIK802D系统PCU单元主要完成数控加工程序的处理及逻辑运算,有7个对外连接端口,X4(9芯孔式D型插座)为PROFIBUS端口,用于与驱动器SIMODRIVE611UE模块上的X423接口相连接,通过该端口与输入输出模块PP72/48上的X2接口(9芯孔式D型插座)相连,再通过XI、X222、X333接口与机床控制面板MCP相连实现机床控制:X6为RS232C串行接口,用于实现802D数控系统与外部设备进行通信;X8(三芯端子式插座)数控系统工作电源的接线端子,其工作电源为24VDC;X10为键盘接口,通过电缆与全NC键盘相连,实现程序参数的编辑、修正与存储等功能;X14-X16(15芯孔式D型插座)为电子手轮接口,可连接三个手轮。

  02D数控系统配备有驱动系统和伺服电动机,SIMODRIVE611UE配备PROFIBUS接口模块用于速度环和电流环控制。伺服电动机采用1FK6系列,选配1VPP正弦波编码器。802D的位置环控制由PCU完成。车床系统带有两个数字进给轴(1轴和Z轴)和一个模拟主轴(变频器)正好由一个61〗UE模块实现。611UE的模拟输出口用于输出主轴速度给定(±lV),而611UE上的数字输出可用于模拟主轴的使能控制。WSG接口用于连接主轴编码器(TTL)作为速度反馈。

  在对CA6140车床的数控化改造中,保留了原有的变速箱,由变速手柄来完成主轴的有级调速。主轴电动机采用1PH7系列,配备相应的电气控制设备,可以实现主轴的正反转、主轴点动、主轴电动机的热保护等功巨,如所示。正转或反转命令通过面板操作写在程序中,由PLC输出端口控制正转继电器(KAZ)或反转继电器(KAF),使接触器KM1和KM2动作,完成主轴的正反转切换。为减小主轴电动机的起动电流,使用了KM3、KM4、KM5三个接触器来完成电动机的Y-A切换。为适应螺纹加工的要求,主轴上安装了编码器,通过端口X472输人611UE反馈到PCU单元。热继电(点位置值),即可在数控系统中建立机床坐标系。

  802D输人输出接线图卡盘器(FR)的一组常开触点接人Xlll输人点10.7,当电动机过热时,热继电器(FR)动作,使10.7有效,PCU单元产生报警,并切断主轴电动机的电源。

  工件主轴电动机电气控制原理图机床控制系统的改造U)主轴编码器在螺纹加工中必须知道主轴转速,根据主轴转速计算进给速度。为此,我们在主轴上安装了主轴编码器用来检测主轴的转速。按照加工精度要求,我们选择了长春第一光学仪器厂lecLF型编码器(每转脉冲数为1200个),编码器的信号通过端口X472进入802D的PCU单元,X472的端口的10 ~15脚分别为零相正负脉冲和Z、B相正负脉冲fi+和5及A相正负脉冲4+和4,4和6脚为+5VDC电源,7和9脚为GND.最后将编码器的每转脉冲数填人PCU单元的机床数据31电动刀架选用常州宏达机床数控设备厂的LD4―C0625型四工位电动刀架,作为CA6140车床的电动刀架,选刀时在程序中输入被选刀具的(刀具号)(刀沿号),PCU单元通过PLC的输出端口通过X111的Q0.4接通电动刀架的正转继电器,使刀架正转,当所选刀具到达加工位置时,刀架上的集成霍尔元件则发出信号,通过PLC输人端口将X111的I0.0~H)。3信息传递给PCU单元结束选刀,其原理如所示。

  系,它是其他坐标系(如工件坐标系、编程坐标系)的基准。CA6140车床的坐标原点M定在卡盘基座与主轴中心的交点上,如所示。

  数控系统是通过检测点的具体位置来确定机床坐标系的。我们选用两个接近开关,T轴方向与Z轴方向各安装一个机床身上。用于建立点。当移动刀架、两个接近开关都有信号输出时,刀架的当前位置即为点fi.测量Xfi及烈,并将它们写人机床数据34一-接近开关机床坐标系示意图配置用户键在数控系统802D的机床面板上有6个可供用户配置使用的手动键,根据需要,我们分别将K2、K4和K6配置为主轴点动、手动换刀和冷却启停的手动键。在系统中,不管是程序中起动主轴正转。还是按用户键实现主轴点动,XI输出点Q0.0都输出一个高电平,此高电平使正转继电器(KAZ)工作,主轴起动。当按下K4时,X111输出点Q0.4输出一个高电平,控制电动刀架内部的正转继电器(KADZ)动作,刀架正转。当被选刀具到达加工位置时,刀架停止转动。当按下K6时,XI输出点Q0.3输出一个高电平,使冷却继电器(KAL)得电,接通冷却泵的电源,由喷嘴对准工件的加工部位实行冷却,再按下K6时关闭冷却泵。

  对机床的硬件改造后,对机床的机械部分进行调整,对插补(直线、圆弧)、反向间隙补偿、回点、螺纹加工等参数进行了反复调试与测试,试切工件,对参数进行整体优化,完全满足生产质量与精度要求,生产稳定运行,与购买新数控机床相比节省近一半资金,生产效率提高近5倍,节省了人力。通过一年的生产实践证明,为企业增加几十万元的收益。