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單柱立式車(chē)床數控系統改造
1．引言
隨著(zhù)我國鐵路事業(yè)的發(fā)展，鐵路改革進(jìn)一步深化，列車(chē)時(shí)速也日新月異，為適應鐵路實(shí)施提速和發(fā)展高速列車(chē)的需要，機車(chē)的整體輪對逐漸成為主流，對于整體輪對的加工設備也被提上日程。因此，整體輪對制造精度和技工標準越來(lái)越高，而原有的用液壓系統控制手動(dòng)操作加工車(chē)輪已經(jīng)遠遠不能滿(mǎn)足精度要求，對該機床實(shí)行數控化改造是滿(mǎn)足這一要求最經(jīng)濟、最有效的方法。單柱立式車(chē)床是鐵路機務(wù)段機車(chē)輪對加工專(zhuān)用設備，用于機車(chē)輪對的輪箍和輪柄的車(chē)削加工。我段有1臺于1988年從齊齊哈爾第一機床廠(chǎng)生產(chǎn)的C5116A單柱立式立式車(chē)床，由于工作可靠性差，故障率很高，也無(wú)法實(shí)現整體輪對的加工，對機車(chē)檢修和運用造成較大影響。因此，我們對其進(jìn)行了全面改造，特別是增加了數控系統。
2．機床改造前準備
選擇設備的改造方案時(shí)，首先需要考慮的是滿(mǎn)足改造要達到的幾個(gè)要求：1、刀架X軸和Z軸的控制由液壓手動(dòng)控制改由數控系統控制。2、將原機床的所有動(dòng)作控制由原繼電器電路控制改為PLC控制。3、切削后的整體輪對加工滿(mǎn)足精度要求，同時(shí)操作盡量簡(jiǎn)單。
3．數控系統改造內容
3.1．數控系統主要配置
SINUMERIK 802C是西門(mén)子數控系列產(chǎn)品中的普及型數控系統，性?xún)r(jià)比高。它將CNC（數控）、PLC（可編程控制器）、HMI（人機界面）和通訊任務(wù)集成于一體，可控制3個(gè)伺服電機進(jìn)給軸和1個(gè)伺服或變頻主軸，其性能足以滿(mǎn)足使用要求。
802C數控系統由以下部分構成
* 操作面板OP020，液晶顯示屏和操作按鍵
* 機床面板MCP，機床操作和控制按鈕
* 數控單元ECU，帶有各種接口，以及PLC輸入輸出各16點(diǎn)
* 驅動(dòng)單元611A伺服電機驅動(dòng)系統，功率模塊和控制模塊
* 伺服電機1FT5交流伺服電機，X，Z兩進(jìn)給軸
* 連接電纜各單元模塊之間的連接電纜
802C數控系統接線(xiàn)簡(jiǎn)單，各模塊之間由幾根電纜連接即成。
3.2．802C數控系統性能
由802C構成的數控系統是一種半閉環(huán)控制系統，伺服電機內部帶有速度編碼器和位置編碼器，電機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)方式結構簡(jiǎn)單，避免了另外安裝兩軸位置傳感器使結構復雜化，刀具運行中的速度和位置信號能反饋到數控和驅動(dòng)端，產(chǎn)生的加工誤差能夠隨時(shí)得到補償，使工件尺寸得到保證。
802C數控系統具有比較完善的保護功能，當運行中出現各種異常情況時(shí)，系統會(huì )發(fā)出用戶(hù)報警信息，可查出并顯示故障部位和原因。面板設有急停開(kāi)關(guān)。
機床參數：可設定各坐標正向和負向軟限位位置值，設定各種機械補償數據，設定手動(dòng)方式點(diǎn)動(dòng)速度，設定坐標軸速度、回參考點(diǎn)定位速度，設定絲杠螺距、傳動(dòng)齒輪變速比，設定電機動(dòng)態(tài)速度跟隨特性，等等。參數設定后，數控系統按設定參數運行或補償。參數設定可增加機床運行安全性和靈活性，消除機械系統產(chǎn)生的誤差。
3.3．802C數控系統加工程序
802C數控系統使用西門(mén)子G代碼。該代碼與JB3050-82和JB3208-83《數控機床
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