铣床的数控化改造

第34卷第1期包钢科技v.34,No.12008年2月Science& Technology of Baotou Steel(Group) CorporationFebruary, 2008铣床的数控化改造景岩,郭青梅(包钢(集团)公司机械设备制造有限公司,内蒙古包头014010)摘要:为了减少对新设备的投入针对一部分旧铣床进行数控化改造。改造中采用了日本三菱公司的E60数控系统,大大提高了加工精度和生产效率并增加加工复杂型面等功能,接省了划线工时减少加工和检修时间降低了生产成本。关键词:铣床;数控化改造;E60数控系统中图分类号;TH64文献标识码:B文章编号:1009-5438(2008)01-0042-03Reformation on the CNC Milling MachineLV Jing- yan, GUo Qing-meiMechanical Equipment Manufacture Co. Ld. of Baotou Steel( Group )CorpBaotou 014010, Nei Monggol, China)Abstract: In order to reduce investment in new equipment, some parts of old milling machine reform to CNc transformationE60 CNC system was adopted in the transformation, which greatly improve the working accuracy and productivity. The processingof complex surfaces are increased and the working bours are reduced; the procesing time and maintenance are reduced and the direct production costs are savedKey words: milling machine: NC transformation; E60 CNC system数控机床为自动加工设备适用于批量加工工件,为E60内置PIC,不需要另加选择配置进给伺服系具有加工精度稳定生产效率高的特点从而减轻了操作统选三菱MDS-B-SV伺服放大器以适应B60数者的劳动强度减少废品率和降低生产成本获得良好的控系统,位置测量采用与电机同轴的脉冲编码器进经济效益。但是推广数控机床的最大阻碍是初始投资行位置测量。改造后的电气控制系统如图1所示。大所以提出对机床进行数控化改造。主轴动系统1改造方案的选择可编程确定改造对象为一台VF铣床,该铣床为70年代从匈牙利进口机床,由于年久,加工精度逐步降低,机械齿轮传动部分故障率极高,提出对其进行数控化改造。进给伺服系统该铣床运动分为主轴和进给运动,进给改为遠度测量外部设备3轴联动。数控系统选用日本三菱公司的E60系位置测量统,该系统适合于铣床、车床等机床。可编程控制器中国煤化工CNMHG收稿日期:2007-12-21作者简介:吕景岩(1964-),男,辽宁省辽阳县人,工程师现从事工程管理工作。第1期铣床的数控化改造432各部分的组成和功能它也通过PLC与CNC通信,通报现时工作状态并接受CNcC的控制。2.1数据输入装置单个伺服伺服系统的控制原理如图2所示数据输入装置将指令信息和各种应用数据输入数控系统的必要装置。现在一般是用CNC键盘作速度为一般输入操作,也可以配置硬盘及驱动装置(用于指令调节器调节器大量数据的存储保护)、PC计算机等等。电流反愤2.2数控系统位置反倾反数控系统是数控机床的中枢,它将接到的全部功能指令进行解码、运算,然后有序地发出各种需要的运动指令和各种机床功能的控制指令,直至运动和功能结束。图2伺服系統控制原理图在调试中需设置输入输出用参数、基本规格参数控机床是一个运动坐标的电气控制系统,由数、轴规格等主要参数。电流(转矩)控制环、速度控制环和位置控制环串联23主轴驱动系统组成。主轴驱动系统接受来自CNC的驱动指令,经速速度调节器是比例积分(P)调节器,其P、I调度与转矩(功率)调节输出驱动信号驱动主电动机转整值完全取决于所驱动坐标轴的负载大小和机械传动,同时接受速度反馈实施速度闭环控制。它还通动系统(导轨、传动机构)的传动刚度与传动间隙等过PLC将主轴的各种现实工作状态通告CNC用以机械特性,一旦这些特性发生明显变化时,首先需要完成对主轴的各项功能控制。对机械传动系统进行修复工作,然后重新调整速度2.4可编程控制器环PI调节器可编程逻辑控制器是机床各项功能的逻辑控制速度环是位置伺服系统中的重要环节,其控制中心。铣床主轴起停、换向、冷却、润滑、照明等辅助性能是伺服性能的一个重要组成部分,从广义上讲动作进行所谓的顺序控制,顺序控制的信息主要是速度控制应该具有高精度、快响应的特性,具体而开关量,如行程开关、按扭继电器等这些辅助功能言,反映为小的速度脉动率、快的频率响应、宽的调均由可编程控制器PIC来完成速范围等性能指标它还将来自CNC的各种运动及功能指令进行速度环的最佳调节是在位置环开环的条件下完逻辑排序,使它们能够准确地、协调有序地安全运成的,这对于水平运动的坐标轴和转动坐标轴较容行;同时将来自机床的各种信息及工作状态传送给易进行。CNC,使CNC能及时准确地发出进一步的控制指令,电流环是高性能位置伺服系统的基础,系统中如此实现对整个机床的控制。由于控制软件的集成必须有快速的电流环以保证系统的稳定性。化,现在数控已将PLC集成于数控系统中,与CNC位置环是控制各坐标轴按指令位置精确定位的共用一个cPU,PLC与CNC的集成是采取软件接口控制环节。位置环将最终影响坐标轴的位置精度及实现的,系统将CNC与PLC二者间各种通信信息分工作精度。位置控制有开环、半闭环、和全闭环三别指定其固定的存放地址,由系统对所有地址的信类。该铣床选用与电机同轴安装的增量式脉冲编码息状态进行实时监控,根据各接口信号的现时状态器作为位置反馈元件的半闭环控制方式,虽然是加以分析判断据此作出进一步的控制命令,完成对种间接测量方法,只能补偿反馈内部误差机械传动运动或功能的控制链上的误差无法得到补偿,使得控制精度不高,但是25进给伺服系统传动链上的间隙以及丝杠螺距误差现在完全可以在进给伺服系统接受来自CNC对每个运动坐标数控系统内部得到了补橙,#高了定位精度。轴分别提供的速度指令,经速度与电流(转矩)调节中国煤化工输出驱动信号驱动伺服电机转动,实现机床坐标轴3CNMHG运动,同时接受速度反馈信号实施速度闭环控制。位置环将最终影响坐标轴的位置精度及工作精包钢科技第34卷度。这其中有两方面的工作:一是位置测量元件的控制的机械钢性不足,故包含有机械共振点(位置控精度与CNC系统脉冲当量的匹配问题;二是位置环制的共振点在机械终端等部分发生)时,在定位时机增益系数Kⅴ值的正确设定与调节通常Kv值是作械会发生振动。调整位置环增益使之在任何情况为机床数据设置的,E60数控系统中对各个坐标轴下都不发生振动。即使在因为机械松动导致电机停分别指定了Ky值的设置地址和数值单位。在速度止时出现机械振动的情况下,也可通过减小位置环环最佳化调节后K值的设定则成为反映机床性能增益使其缓慢停止来抑制振动。好坏、影响最终精度的重要因素。Ky值是机床运动坐标自身性能优劣的直接表现而并非可以任意放4结束语大。关于Ky值的设置不但要满足下列公式12通过对vF2床的数控化改造,不仅节省资Ky=/4金,提高生产效率,而且运行性能稳定可靠,维护量式中:坐标运行速度,m/min;大大减少,机床的数控化改造是机床改造和创新的△——跟踪误差,mm。方向。还要满足各联动坐标轴的Kv值必须相同,以保考文獻证合成运动时的精度,以Kv值最低的坐标轴为准。增加位置环增益可提高指令位置的跟随性缩[1苏志兵,交流何服运动控制系統[M].北京:清短稳定时间。但是要求速度环具有跟随位置环增益华大学出版社,2006提高时的响应性。若速度环的响应性不佳,在加减[2]毕毓杰.机床敷控技术[M].北京:机械工业出速时会发生几赫兹的振动和过冲。另外,由于位置版社,2000.(上接第41页)风的场所保存,以免冷却水管冻裂和绝缘电阻降低3淬火变压器使用要求等在变压器通水之前检查初级对次级及对地的绝4主要检验试验项目缘电阻值,不得小于1MQ。电阻值偏小时应对变压绝缘电阻:一、二次对地2500M器进行烘干处理。变压器在超过额定容量使用时,铁芯对地500Mg不得连续运行。交流耐压:一、二次绕组对地分别耐压工频冷却水质要求pH值小于8(每度为一升开水中300v/min含10mg氧化钙),进水压力不小于02MPa,出水温度不高于50℃。总耗水量约38t/h5结束语变压器在运行前应擦拭干净,检查次级与感应PR-500/1-8中频淬火变压器广泛的用于各器连接螺栓及各部分连接螺母不得松动。类金属工艺制造和加工领域中,该类变压器经过现调整冷却水的压力和流量,检查水路畅通防止场实际应用,对绝缘的防水要求比较高,也是对制造冷却水溅湿变压器。变压器在运行时需要调整二次工艺的考验电压时,必须停电后方可进行。变压器应定期进行(半年或一年)绝缘电阻测定,如发现绝缘电阻降低,应定期进行干燥处理[1路长柏,干式电力变压器理论与计算[M].沈铁芯表面如发现生锈或腐蚀,应进行除锈,表面阳:辽宁科学技术出饭社,2003刷防潮漆处理。[2]变压器制造技术丛书编审委员会編.变压器绕变压器停止运行后,并长期储存时,应将所有冷[M1扑宣,虮墟工业出版社,1998却水管中的水用风吹净,并在温度2℃以上干燥通中国煤化工CNMHG