瓦德里希-科寶(waldrich-coburg)導(dǎo)軌磨床的技術(shù)改造

1、瓦德里?？茖殻╓aldrichCoburg）導(dǎo)軌磨床的技術(shù)改造一前言一前言瓦德里?？票?dǎo)軌磨是我公司為了制造數(shù)控機床的導(dǎo)軌能夠全封閉在本公司加工，從舊機床市場購買的科堡公司上個世紀(jì)70年代的產(chǎn)品，機械和液壓零部件基本完好可用，經(jīng)維修后還有利用的價值。在科技高速發(fā)展的今天，用新的電子技術(shù)和控制元件改造老舊機床，是一種必然的，適用的，經(jīng)濟(jì)的方法。二改造的原則及具體項目二改造的原則及具體項目1.改造的原則和控制方案改造的原則和控制方案（1）應(yīng)

2、保持原機床的功能和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)；（2）在選用控制設(shè)備時應(yīng)選用技術(shù)先進(jìn)、成熟、功能適中并且大批量生產(chǎn)的元件，以保證今后有持續(xù)的技術(shù)支持和備件供應(yīng)；（3）控制系統(tǒng)方案的確定：在選用控制方法時，應(yīng)該遵循不能在什么情況下，改造機床都配上數(shù)控系統(tǒng)。如果配數(shù)控，此臺機床由于有周邊、萬能雙磨頭和數(shù)控系統(tǒng)的特性，因此必須配上西門子840DSL數(shù)控系統(tǒng)才能實現(xiàn)全部的功能。由于改造設(shè)計必須考慮性價比，此方案從經(jīng)濟(jì)適用方面是不可行的。此臺磨床改造，操作控制方面要

3、想達(dá)到操作方便，自動化和效率高；集參數(shù)、給定量設(shè)定和工作狀態(tài)的時時監(jiān)控；多軸控制采用集中控制于一處；控制系統(tǒng)有自診斷和維修信息提示等功能。因此，該機床控制系統(tǒng)采用了西門子觸摸屏TP1500、西門子S7300PLC系列可編程控制器，磨頭進(jìn)給軸控制采用了全數(shù)字化交流伺服控制技術(shù)，實現(xiàn)了對三相異步交流電動機的伺服控制，驅(qū)動裝置采用了時光科技公司的IMSA系列伺服控制器。由于此臺機床是上個世紀(jì)70年代的產(chǎn)品，機械上沒有進(jìn)行凸凹平面磨削的接口裝置

4、，所以此臺導(dǎo)軌磨床不對凸凹平面磨削進(jìn)行改造。由于磨頭只有直線運動，沒有曲線運動的特點，確切的是沒有插補功能的要求，所以控制方案不采用數(shù)控系統(tǒng)，而是才采用了上述控制方案。該機床的控制結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示。橫梁三相異步電機冷卻三相異步電機周邊磨頭全自動內(nèi)裝式砂輪動平衡萬能磨頭垂直進(jìn)給伺服電機周邊磨頭垂直進(jìn)給伺服電機萬能周邊磨頭水平進(jìn)給伺服電機萬能周邊磨頭水平進(jìn)給伺服控制器周邊磨頭垂直進(jìn)給伺服控制器萬能磨頭垂直進(jìn)給伺服控制器儀儀萬能磨頭全自動內(nèi)

5、裝式砂輪動平衡工作臺調(diào)速電機其它工作臺工作臺異步電機冷卻控制橫梁控制TP1500觸摸屏S7300PLC擴(kuò)展裝置S7300PLC控制裝置萬能磨頭主軸直流控制器周邊磨頭主軸星角控制周邊磨頭三相異步電機萬能磨頭主軸直流調(diào)速電機工作臺控制TTL編碼器2.改造的具體項目改造的具體項目2.1萬能磨頭和周邊磨頭萬能磨頭和周邊磨頭本機床的進(jìn)給運動為萬能磨頭的水平方向Y1軸和垂直方向的Z1軸，周邊磨頭的水平方向Y2軸和垂直方向的Z2軸的直線運動。這四個運

6、動方向改造后可以編程加工，以確保原機床的自動加工功能和相關(guān)功能不變，我們采取了以下措施。磨頭在回完參考點后，在手動和自動方式下通過移動磨頭各軸，各個軸的實際位置在觸摸屏上均有顯示；并且在自動方式下，需要參加自動運動的軸在S7300PLC里編制固定循環(huán)加工順序程序，而加工工砂輪僅需點位控制能力即可。但是導(dǎo)磨的液壓控制復(fù)雜，其它的輔助動作較多，本機需要控制的電機就多達(dá)25個。在數(shù)控機床的控制中刀具軌跡控制由CNC控制完成，其它輔助控制由PL

7、C完成。在選擇控制系統(tǒng)時，對導(dǎo)軌磨床而言，主要注意的應(yīng)有強大的PLC能力，而對刀具軌跡控制能力在次要地位。對本機床而言，我認(rèn)為沒有必要采用數(shù)控系統(tǒng)，用一臺中型西門子S7300PLC就可以完成整機的所有控制任務(wù)。2.3.2導(dǎo)軌磨床電氣改造特點：導(dǎo)軌磨床電氣改造特點：（1）S7300PLC在世界范圍大量采用，備件采用容易，價格較低。它代表了當(dāng)今世界控制技術(shù)的主流。（2）S7300PLC性能優(yōu)良這一特點正好符合導(dǎo)軌磨對PLC要求較高的特點。（

8、3）S7300PLC可以配上西門子觸摸屏TP1500，根據(jù)控制需要可以任意在觸摸屏上設(shè)定數(shù)據(jù)，并且監(jiān)視工作狀態(tài)，維修自診斷報警提示，工人操作和維護(hù)十分方便。（4）S7300PLC的CPU選擇CPU3152PNDP型號。該型號支持Profi網(wǎng)絡(luò)，可以通過Profi網(wǎng)絡(luò)與西門子觸摸屏TP1500通訊，并且通訊兼容、調(diào)試簡單、運行可靠。（5）S7300PLC可以配上S7300PLC系列的通訊模塊CP340與國產(chǎn)時光科技生產(chǎn)的三相異步伺服控制器

9、通訊兼容，調(diào)試雖然復(fù)雜，但運行十分可靠。（6）可選配手持單元，對導(dǎo)軌磨床這類大型機床特別方便。2.3.3導(dǎo)軌磨床電氣改造主要進(jìn)行以下工作：導(dǎo)軌磨床電氣改造主要進(jìn)行以下工作：（1）取消原控制電柜，用新型控制柜替代；（2）更換操作站，在操作站上安裝西門子觸摸屏TP1500，實現(xiàn)中文顯示界面；（3）增加手持操作單元，方便機床的操作；（4）磨頭進(jìn)給電機改為交流異步伺服電機外，其他電機用原機床帶來的電機；（5）控制電器件全部更換為當(dāng)今新型電器件；

10、主要控制電器件為上述1.改造的原則和控制方案中提到過的控制件；在控制件上盡量選用量大面廣的通用元件，不選用特殊元件，以保證今后長期的備件供應(yīng)。（6）檢修電磁閥和再次使用的舊電機；（7）電纜全部更換為新型電纜。三三.改造后系統(tǒng)實現(xiàn)的最突出功能特點改造后系統(tǒng)實現(xiàn)的最突出功能特點1.直觀簡明的自動加工模式直觀簡明的自動加工模式在磨頭自動加工之前，操作者必須手動調(diào)整好工作臺運行速度；在觸摸屏上操作者填好參加循環(huán)的磨頭砂輪每次自動運行速度、每次磨

11、頭砂輪的移動量，加工總長度等參數(shù)。在集中按鈕站上可以用開關(guān)直接選取萬能磨頭或周邊磨頭工作循環(huán)，然后按壓自動循環(huán)按鈕，就可以進(jìn)入磨削加工循環(huán)，機床能夠自動完成全部磨削循環(huán)加工過程。操作者可以通過在集中控制面板上，從幾種磨頭自動加工循環(huán)中進(jìn)行選擇，使機床實現(xiàn)全部加工工序。操作者不需要學(xué)習(xí)復(fù)雜的數(shù)控編程。2直觀明確的故障診斷直觀明確的故障診斷當(dāng)機床發(fā)生故障時在TP1500觸摸屏上不是簡單的顯示一個故障好，而是顯示一段完整的故障中文描述，指導(dǎo)維

12、修工進(jìn)行檢修。4結(jié)論結(jié)論綜上所述，對該機床機械部分的改造采用更換部分零件的辦法，不對原來磨頭箱體、橫梁、床身等大件進(jìn)行重新加工。這一方法沒有破壞原設(shè)備的零部件，也不在原設(shè)備上進(jìn)行二次加工，因此安全性較高。即使在改造過程中發(fā)生技術(shù)問題，也可以挽回。對機床電氣部分的改造，采用整體更新的辦法。既保留了該機床原有的功能，又增加了許多方便操作和加工的功能。對液壓箱部分的改造，采用了局部改造，即采用能夠與S7300PLC和TP1500觸摸屏配套的T