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單柱立式車床數(shù)控系統(tǒng)改造
1．引言
隨著我國(guó)鐵路事業(yè)的發(fā)展，鐵路改革進(jìn)一步深化，列車時(shí)速也日新月異，為適應(yīng)鐵路實(shí)施提速和發(fā)展高速列車的需要，機(jī)車的整體輪對(duì)逐漸成為主流，對(duì)于整體輪對(duì)的加工設(shè)備也被提上日程。因此，整體輪對(duì)制造精度和技工標(biāo)準(zhǔn)越來越高，而原有的用液壓系統(tǒng)控制手動(dòng)操作加工車輪已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足精度要求，對(duì)該機(jī)床實(shí)行數(shù)控化改造是滿足這一要求最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法。單柱立式車床是鐵路機(jī)務(wù)段機(jī)車輪對(duì)加工專用設(shè)備，用于機(jī)車輪對(duì)的輪箍和輪柄的車削加工。我段有1臺(tái)于1988年從齊齊哈爾第一機(jī)床廠生產(chǎn)的C5116A單柱立式立式車床，由于工作可靠性差，故障率很高，也無法實(shí)現(xiàn)整體輪對(duì)的加工，對(duì)機(jī)車檢修和運(yùn)用造成較大影響。因此，我們對(duì)其進(jìn)行了全面改造，特別是增加了數(shù)控系統(tǒng)。
2．機(jī)床改造前準(zhǔn)備
選擇設(shè)備的改造方案時(shí)，首先需要考慮的是滿足改造要達(dá)到的幾個(gè)要求：1、刀架X軸和Z軸的控制由液壓手動(dòng)控制改由數(shù)控系統(tǒng)控制。2、將原機(jī)床的所有動(dòng)作控制由原繼電器電路控制改為PLC控制。3、切削后的整體輪對(duì)加工滿足精度要求，同時(shí)操作盡量簡(jiǎn)單。
3．?dāng)?shù)控系統(tǒng)改造內(nèi)容
3.1．?dāng)?shù)控系統(tǒng)主要配置
SINUMERIK 802C是西門子數(shù)控系列產(chǎn)品中的普及型數(shù)控系統(tǒng)，性價(jià)比高。它將CNC（數(shù)控）、PLC（可編程控制器）、HMI（人機(jī)界面）和通訊任務(wù)集成于一體，可控制3個(gè)伺服電機(jī)進(jìn)給軸和1個(gè)伺服或變頻主軸，其性能足以滿足使用要求。
802C數(shù)控系統(tǒng)由以下部分構(gòu)成
* 操作面板OP020，液晶顯示屏和操作按鍵
* 機(jī)床面板MCP，機(jī)床操作和控制按鈕
* 數(shù)控單元ECU，帶有各種接口，以及PLC輸入輸出各16點(diǎn)
* 驅(qū)動(dòng)單元611A伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，功率模塊和控制模塊
* 伺服電機(jī)1FT5交流伺服電機(jī)，X，Z兩進(jìn)給軸
* 連接電纜各單元模塊之間的連接電纜
802C數(shù)控系統(tǒng)接線簡(jiǎn)單，各模塊之間由幾根電纜連接即成。
3.2．802C數(shù)控系統(tǒng)性能
由802C構(gòu)成的數(shù)控系統(tǒng)是一種半閉環(huán)控制系統(tǒng)，伺服電機(jī)內(nèi)部帶有速度編碼器和位置編碼器，電機(jī)與刀具之間由齒輪副和滾珠絲杠同步傳動(dòng)，這種半閉環(huán)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，避免了另外安裝兩軸位置傳感器使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，刀具運(yùn)行中的速度和位置信號(hào)能反饋到數(shù)控和驅(qū)動(dòng)端，產(chǎn)生的加工誤差能夠隨時(shí)得到補(bǔ)償，使工件尺寸得到保證。
802C數(shù)控系統(tǒng)具有比較完善的保護(hù)功能，當(dāng)運(yùn)行中出現(xiàn)各種異常情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出用戶報(bào)警信息，可查出并顯示故障部位和原因。面板設(shè)有急停開關(guān)。
機(jī)床參數(shù)：可設(shè)定各坐標(biāo)正向和負(fù)向軟限位位置值，設(shè)定各種機(jī)械補(bǔ)償數(shù)據(jù)，設(shè)定手動(dòng)方式點(diǎn)動(dòng)速度，設(shè)定坐標(biāo)軸速度、回參考點(diǎn)定位速度，設(shè)定絲杠螺距、傳動(dòng)齒輪變速比，設(shè)定電機(jī)動(dòng)態(tài)速度跟隨特性，等等。參數(shù)設(shè)定后，數(shù)控系統(tǒng)按設(shè)定參數(shù)運(yùn)行或補(bǔ)償。參數(shù)設(shè)定可增加機(jī)床運(yùn)行安全性和靈活性，消除機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差。
3.3．802C數(shù)控系統(tǒng)加工程序
802C數(shù)控系統(tǒng)使用西門子G代碼。該代碼與JB3050-82和JB3208-83《數(shù)控機(jī)床
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