秦川立式加工中心VMC1250數控改造設計

摘要：VMC1250型立式加工中心是我廠2001年從陜西秦川機械發展有限公司購進的數控設備，現已使用15年以上，該機床使用三菱M500系統，隨著電氣元件老化、損壞，故障率逐漸增多。目前設備X軸伺服電機損壞已經無法修復，針對機床傳動部件完好，加工精度能滿足現有產品加工要求的情況。對機床的電氣和數控系統進行改造，能最大限度的恢復設備的加工能力有效的降低故障率。經過調研采用廣州數控的GSK218MC替代原機床的三菱MITSUBISHI M500數控系統進行升級改造，同時修復自動換刀故障。

關鍵詞：VMC1250立式加工中心;數控系統;廣州數控GSK218MC;電氣改造;刀庫;機械手

一、機械部分

對機床的傳動部件進行檢修，檢查各軸絲杠副、軸承的磨損情況，調整各軸傳動間隙?；謴透鬏S的傳動精度。根據所配置的伺服電機的軸徑尺寸選擇合適的彈性聯軸器。對機床的機械手、圓盤式刀庫進行全面分解檢修，更換損壞的刀套及各零部件，恢復機床自動換刀系統。

二、電氣部分

（一）在保證機床原有的加工能力的前提下，充分考慮各軸的伺服電機的輸出扭矩最大轉速等綜合指標最終選定廣數GSK218MC-H總線式數控系統、GE系列伺服驅動器、GS系列主軸伺服驅動器。

（二）因為考慮到國產伺服電機的輸出功率與日本三菱的伺服電機有一定的差距，因此X、Y、Z各軸選擇廣數30nm的175SJT系列的伺服電機，足以滿足機床的使用要求，并且這個系列的伺服電機的安裝位置及止口的尺寸與原伺服電機尺寸完全吻合，這樣就省去了加工安裝孔及止口的工序。

三、機床調試

（一）根據電氣原理圖布線、安裝變壓器、制動電阻、各伺服驅動器及其配套電纜進行電氣安裝。

（二）PLC及程序的選擇。

GSK218MC系統需要設置一下參數 53#0=0 53#1=0 53#2=0 53#3=0，重新斷電重啟設置為圓盤式刀庫梯形圖有效。調試刀庫設置K1.0 =1 刀庫使用允許，設置K10.1=0 刀庫無回零開關，K10.3=0 刀套垂直檢測為常開型，10.4=0刀套水平檢測為常開型設置刀庫容量參數 C100=24，D100=24，兩個參數設置必須一致，如果C100設置部一致將會出現找不到刀號或刀號錯誤的報警，若C100設置不正確，會出現刀盤號計數錯亂。手動方式下旋轉刀庫， 完成刀庫回零操作。

（三）自動換刀系統的調試

1.機械手換刀動作調試

機床配置的吉輔BT5024D1QC01圓盤式刀庫動作時序圖，調試機床機床自動換刀系統。設置K12.2=1? X3.2常開點， 同理設置 K12.0=1 K12.1=1 K12.2=1 機械手的動作時序就與廣數的標準程序一致。

2.自動換刀點的設置

X、Y軸的位置要遠離機械手的工作半徑，精確測量機械手換刀時Z軸的位置，將當前機械坐標值設置到第二參考點“數字參數”52號內，完成自動換刀點的設置

（四）各軸傳動比的計算

1. 實際測量各軸的絲杠導程 10mm，根據電子齒輪比的公式

（總線式）? G：電子齒輪比? L：絲杠導程10 mm K：系統最小輸出單位 0.001（mm/脈沖） C：光電編碼器線數/轉 A4I I ：多摩川 17bit絕對式 C： 217=131072，ZM：絲杠端齒輪的齒數1? ZD電動機端齒輪齒數1 （有變速箱時）

（五）伺服主軸的調試

1.主軸工作方式：選擇有剛性攻絲功能 伺服驅動器測 需設置PA4=3（GS3000），選擇“速度/位置”模式;PA6=1 速度指令模式選擇1：0V-10V;PA52=6000 伺服模擬指令第一增益（接收10V時對應的最高轉速）數控系統側參數設置 P258=3500 主軸上限速度。

2.主軸定向

主軸定向是機械手進行自動換刀動作的前提，GSK218MC系統主軸定向方法是將主軸旋轉到需要定向的角度，將此時主軸伺服驅動上的DP-APO 的值輸入到PA103 號、DA-APO.的值寫入PA104 號，完成主軸定向功能的設定。

（六）機床保護報警功能PLC程序及報警文本的編輯

在系統內將梯形圖文件LADDER00.GRP ，和PLC注釋、報警文本LADCHI00.TXT （中文報警文本）拷貝可以更改和編寫新的PLC程序加入“A0026? 油冷機故障（X4.7 ）”內容。如油冷器故障報警文本的編輯 X4.7 打開LADDER00.GRP 加入以下程序就可以出發A2.6報警。提醒操作者油冷機未工作。

四、數控改造總結

改造后的廣數GSK218mc數控系統運行穩定操作界面更加友好，恢復了機械手的自動換刀功能，提高了設備的加工效率。為設備的穩定運行提供了保證，實現了國產數控系統在機床升級改造中的應用。

參考文獻：

[1]張亞力 加工中心編程與零件加工技術 [M] 1版? 北京? ? ? 化學工業出版社2016.1

[2]羅永順 機床數控化改造技術[M] 2版 北京 機械工業出版社2013.3

[3]李振安 工廠電氣控制技術[M] 1版 重慶? ?重慶大學出版社2004.2

作者簡介：

胡慶龍（1978-），男，遼寧省撫順市，撫東機械廠，數控機床維修與改造。