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立式车床的SINUMERIK802D数控化改造

1、前言

    随着数控技术在我国基础工业中的迅速发展，普通机床的数控化改造应用越来越多，作为世界数控业界巨头的SIEMENS公司，凭借在数控系统及驱动产品方面的专业思考与深厚积累，不断制造出机床产品的典范之作，为中国机械工业提供了日趋完美的数控产品与技术支持。不断推出了适用于各种控制领域不同控制需求的数控系统，其中SINUMERIK 802D是西门子公司推出的全数字化CNC控制系统，是中档数控产品的突出代表。它集成NCK、PLC、HMI于一体，通过PROFIBUS连接各部件SIMODRIVE 611U 数字驱动系统。可控制4个进给轴、上个数字或模拟主轴、10.4"真彩液晶显示器，中英文显示；集成大量CNC功能；提供编程模拟及图形循环支持功能，PC卡备份数据，可实现一次编程批量安装。SINUMERIK 802系列数控产品以其良好的性价比优势，在我国的普通机床数控化改造中得到了广泛的应用。
  
    2、方案与实施

    2.1 主轴电机保留不变，同时留用原有横梁升降电机。增加X、Y轴两伺服电机，采用模块化的驱动装置SIMODRIVE611Ue配套1FK6系列伺服电机，取消原来的快速移动电机。

    2.2 为了消除原普通车床中丝杆螺母机构间隙对加工精度的影响，改造的X、Z两轴在机械上采用滚珠丝杆及同步齿形带传动机构。

    2.3 在立刀架滑枕下端增加一个四工位电动自动回转刀台，可安装多把刀具，一次对刀后通过程序编制，可自动选择所需刀具。

    2.4 应用标准的PLC的编程语言Micro/WIN对802D系统内置的S7-200 PLC进行程序编制，使原机床控制内容和功能不变，保持原车床功能、动作和保护等电气逻辑关系不变。

    2.5 控制软件与联机调试，断开驱动电源，调试调机程序，定义NC和611U参数，若能正常执行，则接上驱动电源，确认各轴及刀台运转是否正常，然后，编制程序试运行，并试验其他的数控功能。

    2.6 用激光干涉仪等标准测量仪器进行精度测量及误差补偿，通过预紧消隙，使间隙误差限制在0.01～0.05㎜，并将其作为间隙值输入数控装置进行自动补偿。
 
    2.7 试件切削及验收，在有资格的操作工、编程人员配合下进行试切削，试件切削可验收机床刚度、切削力、噪声、运动轨迹、关联动作等，同时将产品零件加工艺编制好程序进行加工，从整个试加工过程和结果来看，机床运行状态良好。

    3、结束语

    本机床采用西门子802D数控系统改造后，实现了两座标的自动轮廓控制，可加工端面、圆柱面、圆锥面、车螺丝及圆弧面等。零件的加工精度提高到±0.005㎜，经检查相同尺寸的重复加工精度均可在±0.002㎜。各项机械和电气性能均较以前有了大大提高，符合设计要求，用了较低的设备投资费用，就取得了良好的综合效能，也对普通机床的数控化技术改装起到了良好的示范任作用。