0 引言
本文所研究的對象是某職業學校實訓車間的一臺 HASSVF-3D 立式加工中心。這臺加工中心已經使用多年,在經歷了多次的大型維修之后,還是經常出現故障,對教學造成了嚴 重的影響,為此本文針對這一情況對加工中心進行改造。
本文考慮到該加工中心機床部分基本完好而數控系統等已經無法繼續使用,打算改造為一種實訓型加工中心。首先將原有的數控系統進行更換,同時在原有的系統中變頻器和伺服驅動器與原有的數控系統是通過一個保密的協議進行通信的, 新的系統無法與原有的變頻器與伺服驅動器進行通信,所以也要更換掉。如果伺服驅動器更換了,那么伺服電機也要進行更換。對于主軸電機來說,由于其功率相對來說是比較大的,同時現階段的運行過程中也沒有出現太多的異常,所以可以繼續使用。另外機械部分的一些改造工作僅僅只為了配合系統電氣部分的改造工作,不用進行太多的改變。
1 數控系統的選型
由于本文設計的是實訓型加工中心,因此在整個加工中心 的改造工作里面最為核心的就是數控系統的改造工作了,必須 要選擇一個合適的數控系統才能夠使工作順利完成,同時數控 系統的其他部分比如變頻器及伺服驅動也就確定了。本次加 工中心改造的目的是為了使加工中心更能滿足教學的需要,所 以設計的過程中沒有必要過多的追求加工性能,本文選擇了當前主流的西門子數控系統 SINUMERIK 808D,在伺服驅動方面選擇的是 SINAMICS V60 伺服系統,在主軸方面選擇的是模擬主軸,在變頻器方面選擇的是 MICROMASTER420。
2 電氣系統的設計與選型
2.1 加工中心伺服系統設計
對于整個數控機床來說,比較重要的一個部分就是伺服系 統了,因此一定要選擇一個合理適用的。為了使選擇的電機能 夠符合改造的要求,其給定負載首先要符合要求,其次再校核 負載慣量。
在數控機床里面,如果一個零件要進行切削加工的時候, 伺服電機所輸出的力矩要克服一定的力矩: 恒定的負載力矩以及切削力矩; 機床工作臺加、減速需要的力矩,選擇的伺服電機能夠滿足需求,需要看這個電機是否滿足這個條件: 負載的慣量不能大于電動機本身慣量的 3 倍。
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3 系統試運行
為了驗證本文設計實訓性加工中心的性能,在使用之前一 定要試運行。試運行的時候為無負載運行,根據相關標準的要求,在空運行的時候程序要一直運行長達 32 h,并且倍率開關要一直保持在 100%。機床進行運行的時候不能夠出現任何問題,否則重新開始,在空運行的時候可以非故障停機,每次時間 不可以大于半小時,否則必須要重新開始。
在進行試運行之前,要檢查機床是否能夠滿足下列條件:
1) 在立體三軸上面均要配置一個導軌伸縮防護罩作為保護措施。
2) 系統的刀庫里面要掛滿刀。
3) 整個系統的安裝以及調試工作都要完成并且不出現任何問題。
4) 整個系統在準備運轉之前,一定要完成清潔工作并將所 有的電柜門關上。
所有條件滿足之后,數控機床開始進行試運行工作,在整 個過程中沒有發現任何機床故障,試運行通過。
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