數(shù)控熱旋壓加工中心的改造
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：海天精工 備注：為保證文章的完整度，本文核心內(nèi)容都PDF格式顯示，如未有顯示請刷新或轉換瀏覽器嘗試，手機瀏覽可能無法正常使用！1概述該加工中心是19世紀末期從西班牙DENN公司引進的精工熱旋壓加工中心，主要用于金屬筒形部件的熱旋壓，由于該加工中心使用時間過長,部分配件老化，使其加工精確度降低,而且存在設備部件復雜、維修成本高等問題。因此為了保證生產(chǎn)，降低維修成本，我們通過對進出料系統(tǒng)、溫度補償?shù)妊b置，以及部分電氣系統(tǒng)和機械系統(tǒng)的改造,加工中心的進出料系統(tǒng)采用氣動式裝置，加工中心的驅動軸采用SIMODRIVE 611D伺服驅動，從而使設備恢復原貌。2加工中心結構的構成加工中心主要包括主軸驅動、液壓系統(tǒng)、進給軸驅動、上下料裝置、潤滑裝置、刀具管理等，由直流電機作為主軸(SP軸，其作為旋轉軸，可分為高速和低速旋轉，并帶電動換擋結構，主軸電機采用原來加工中心的直流電機，由ABB公司生產(chǎn)的M3AA 250 SMA-4型電機：橫向軸為X軸、縱向軸為Z軸（對著主軸），其中Y軸為虛擬軸，需要適配第三幾何軸„ X軸和Z軸的位移檢測元件采用的是絕對值編碼器，通過液壓驅動控制X軸和Z軸的位移量。這樣通過三軸聯(lián)動，可以對金屬圓筒部件進行熱旋壓。3西門子840D精工系統(tǒng)簡介西門子 840D、SIMODRIVE611D 數(shù)字驅動和 S7-300PLC,用MTS位移傳感器作為位置和速度檢測元件，通過伺服H控制油缸活塞的位移量,經(jīng)各信號的相互傳遞，構成全數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)„該系統(tǒng)適于加工中心各式各樣復雜部件的加工任務，并有其精度高的特點。它由N⑶(精工單元)、MMC、PLC等部件構成該精工系統(tǒng),并用總線相連各部件來完成信號的傳輸任務。3 1 NCU控制模塊NCU單元是西門子840D精工系統(tǒng)中的中央控制單元，它為系統(tǒng)的核心，負責處理CNC的一切功能及加工中心的控制，它與611D伺服驅動的總線連接，用來接收精工指令并向系統(tǒng)提供信號反饋;NC和S7-300PLC內(nèi)的CPU都一起集成在NCU模塊中，與MMC、主軸驅動、伺服驅動等連接。3.2人機界面它是MMC和OP建立的西門子840D與操作者互相交互的界面，是執(zhí)行NC數(shù)據(jù)的輸入以及數(shù)據(jù)的顯示，其中OP單元，帶有10.4寸的TFT顯示屏、NC鍵盤;MMC是一臺小型計算機，并帶獨立的CPU、硬盤和軟驅，其中PCU是p操作面板匹配而設計的MMC模塊，該加工中心為PCU50,并配有高級HMI,同時帶有WINDOWSNT4.0,用于人機可視化交互，如編程、診斷等功能；其中MCP是精工操作臺上有用戶自定義功能按鍵的操作面板，通過MP總線連接各模塊，主要控制加工中心的相關動作、主軸以及進給軸。3 3 PLC控制模塊PLC模塊是NCU的子模塊，由電源模塊Cp3和接口模塊to!以及信號模塊(S妯等組成，用于加工中心的控制與監(jiān)控。其中電源模塊_是PLC和NC的供應電源;接口模塊W是用在不同等級的互連：信號模塊feivil有DI型feM32l)、DI/DO型（SM32》、DO型feM323等。其中西門子公司提供的840—包含有加工中心的部分程序,安裝下載后可實現(xiàn)主軸的旋轉以及X軸和Z軸的控制，還可以增加用戶自定義的程序來實現(xiàn)液壓、氣動、潤滑、冷卻等輔助控制，這些功能需要在SIMATIC Manager軟件上編程才能實現(xiàn)。4加工中心設計4.1進給驅動控制原理該加工中心系統(tǒng)是全閉環(huán)控制系統(tǒng)，采用MTS磁制伸縮式位移傳感器，為其提供位置反饋和速度反饋，其輸出為絕對數(shù)值SSI數(shù)宇輸出，有著控制精度高,信號不漂移及變值的特點;在伺服油缸中裝有浮動永磁磁環(huán)，當磁環(huán)移動時上下感測到的位移即為活塞的位移。當CNC發(fā)出指令時，信號通過NCU各總線傳遞給伺服驅動系統(tǒng)，當位移傳感器檢測的位置不在指令發(fā)出的位置時，它通過位置控制電路輸出±10V的電壓信號，傳送到伺服編碼器使能端(D和E端)，控制液壓缸活塞的位移置，同時，位移傳感器輸出0-10V的速度信號，反饋給加工中心，位移傳感器發(fā)出的位置和速度反饋信號傳輸?shù)较到y(tǒng)后，對伺服閥作出相應的位置和速度調整，從而對進給軸的位移和速度實現(xiàn)精確控制，并在人機界面中顯示出來；當位置傳感器檢測到CNC給出的指令一致時，位置控制電路系統(tǒng)停止發(fā)出±10V電壓信號，從而進給軸停止。如圖1。4.3上下料裝置的改進為了安全，降低成本，操作簡單,我們采用氣缸作為上下料裝置，首先把金屬圓筒經(jīng)過中頻加熱到一定的溫度后,把加熱好的料進入旋壓機加工時，用小車把料推向旋輪底部，再用頂料氣缸把料推向旋壓機卡爪內(nèi)，通過卡爪夾緊、加熱補償，主軸旋轉，進行熱旋壓;完成后,出料時，首先出料氣缸把小車推向出料口，卡爪松開后，頂料桿把金屬成形圓筒推出到小車上，推出來后，小車再慢慢退回到出料的初始位置，進行自動下料，從而實現(xiàn)上料和下料的全部過程。圖3為上下料裝置。5.機床調試5.1 PLC程序設計加工中心的外部動作由MCP操作面板的用戶自定義區(qū)域在PLC中設定地址，其主軸和X軸、Z軸也在MCP控制面板上„通過線路檢查合理后方可試車，調試時,首先對系統(tǒng)的PLC程序及NCK數(shù)據(jù)總清,PLC程序才能調試。通過安裝840dtoolb〇x后，打開S7-300軟件就能打開gp8x0d65這個文件夾的程序，下載到CPU中，然后對FC功能塊進行調試，下載成功后,MCP上的燈不再閃爍，同時對加工中心的各軸參數(shù)進行修改后，各軸就可以正常工作，同時還需對加工中心數(shù)據(jù)以及PLC數(shù)據(jù)備份„通過PLC的編程,能夠對系統(tǒng)的各種信號進行處理，與對軸的定位控制以及外圍的控制。5.2報轚文本制作當加工中心發(fā)生故障時，顯示屏上會提示故障信息及故障代碼，同時，加工中心可能停止工作，以提醒操作者采取適當?shù)拇胧┤ヌ幚碓摍C床，為加工中心的維護提供了便利。報警由系統(tǒng)報警、用戶報警組成,其中系統(tǒng)報警是加工中心在出廠前已經(jīng)編輯好的報轚文本,這些報轚的代碼可以通過《西門子840D診斷手冊》查閱該報警的具體問題及解決措施。用戶報警文本制作：在制作用戶報警時，首先要在MBDDE.INI文本中進行相關設置，同時還需要具備三個條件才能實現(xiàn)：0) PLC程序處理相應報譬信號用戶自定義報警共有25組號碼，每一組有64個號碼與之對應，如DB2.DBX184.3對應的報警號為700035,如圖4。在編寫PLC程序時，要對該加工中心的報警編寫合適的報警號，以便出現(xiàn)故障時查驗。為實現(xiàn)報警,還需觸發(fā)相應的報警信號在NC設置的激活動作。該加工中心發(fā)出的報警幫助信息則由NC自動處理，但出廠時設置的加工中心報警及操作信息經(jīng)接口信號傳送到DB2進行處理，這些信號再通過功能塊FC10經(jīng)PLC傳遞給MMC和NC,并且在MMC上顯示報警信息和故障代碼。當加工中心報警信號由0變?yōu)?時,報警信息在MMC上立刻顯示，由1變到0時，只要操作者按下復位鍵，系統(tǒng)及時復位,報警代碼消失，如圖5所示。系統(tǒng)當我們需要編寫英文報警文本時，需在MMC中的Microsoft的Dos環(huán)境中的ASC n編輯器中編寫，但編寫中文報警文本時,必須通過個人電腦安裝的winpcin軟件編寫中文報警信息并把MYPLC-CH.COM文件傳輸?shù)絤b.dir文件中才能實現(xiàn)該報警。6結束語該加工中心通過改造后運行比較穩(wěn)定，功能強大,程序設計簡單，維護方便,加工精確度得到提高，降低了設備維修成本,提高了設備利用率。海天精工是一家集銷售、應用及服務于一體的公司。產(chǎn)品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產(chǎn)工廠設在廣東省寧波市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務！聲明：本站文章均來自網(wǎng)絡，所有內(nèi)容不代表本站觀點，本站不承擔任何法律責任！