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SIEMENS 802D数控系统在C61160车床中的应用

2010/12/7 14:25:50  来源:中国计量测控网 
字号: 13号字 16号字

  一、引言:

  C61160是我厂60年代初引进的具有数显功能的大型卧式车床,主要用于对汽轮机转子零部件进行粗加工。由于电力电子器件的飞速发展和技术的不断更新,该设备不能适应工厂产品系列化、快速化发展的战略目标。其具体表现为:原有设备采用的是继电器逻辑控制,线路老化严重,故障频繁;且许多主要电器元件现已经淘汰,备件购买困难而且周期长,不易维护;手动人为操作,不能实现加工程序控制的运行实现资源的共享目标。因此,为了合理整合利用工厂资源,实现我厂装备数字化发展的目标,经论证提出了对该卧式车床进行全面的电气和机械改造。以适应核电转子的发展。

  二、机床的结构和特点

  C61160由床头箱、刀架、尾座、闭式中心架构成机床的主体。冷却装置、液压装置、油温控制等作为机床的辅助设备。

  改造前该设备采用的是继电器控制方式:主轴的变速通过机械换档实现;刀架由大拖板、中拖板、小拖板构成,大拖板的运动可以通过大拖板电机和主轴带动光杆两种方式实现,中拖板的运动是通过中拖板电机实现的,小拖板是通过机械齿轮手动旋转实现,刀架位置检测是通过安装数显表确定。尾座和顶针的运动分别有两个电机拖动。

  三、设计方案提出:

  为了保证机床能实现粗加工和精加工,不改变原有操作方式的情况下,提出了如下改造方案:1主轴伺服(CT)驱动控制。2刀架大拖板、中拖板改为滚珠丝杠传动,采用数字轴控制。3取消小拖板。4原机床的所有动作控制由原继电器电路控制改为PLC控制。

  在满足以上条件的要求下,选用了西门子的802D数控系统,该系统是西门子公司近年来推出的数字化数控系统,它的车床版标准配置中带了一块PP72/48模板,可以实现72点输入和48点输出的PLC控制,同时驱动模块为两个单轴功率模块,可以带两个线性轴和一个模拟主轴,在伺服电机中内置了速度反馈和位移反馈传感器可以和主机一起形成一个半闭环控制系统从而能达到很高的机床精度。而且价格适中,具有很高的性价比,可以很好的满足设备数控改造的要求。

  四、硬件的配置与连接:

  由于C61160车床在对核电转子进行精加工,因此采用了1套802D数控系统分别控制刀架的运动。机床其他所有动作控制则全部由802D数控系统自带的PLC控制单元来控制。采用802D系统的主要硬件配置为:

  1、PCU主机 1块

  2、全功能竖直键盘 1块

  3、PP72/48模板 2块

  4、611UE驱动电源 1块

  5、611UE双轴闭环控制单元 2 块

  6、611UE单轴功率模块 2块

  7、1FK6电机 2个

  8、外接2500P/旋转编码器 1个

  9、连接电缆和PROFIBUS数据总线 若干

  10、光栅尺 2根

  11、主轴伺服驱动(M420R) 1个

  12、手轮 1个

  4.1 SITOP电源和电源馈入模块

  SITOP电源为PCU模块和输入输出模块(PP72/48)提供稳定的直流电源。伺服电源馈入模块主要为功率模块和611UE模块提供控制和动力电源,产生母线电压,同时监测功率模块的状态。根据所选电机的总容量来确定电源馈入模块功率的大小,选用带有馈入装置的电源模块I/RF系列。伺服电源馈入模块能否给611UE驱动模块供电决定于它的脉冲使能信号(端子63与9),控制器使能信号(端子64与9),内部接触器使能信号(端子48与112),这些使能信号通断都是通过PLC程序来控制实现的。其上电顺序是,内部接触器使能信号,脉冲使能信号,控制器使能信号。

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