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T6216落地镗床电气改造


!"#$" 落地镗床电气改造
马彦杰 余得水
( 中国铝业股份有限公司河南分公司, 河南 郑州 #%&&#! )

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/>() *+,-./,*0 1/234. ( 5/’ ,+, 67+,83 ,)94:.,4: ;<7=<7+>.<, <? ;3.,+ @.:.>/A,B3/,CD3<4 #%&&#! ,;5E) F’"!’ 落地镗床是一种精密加工机床, 加工范围 较广, 运动部件多, 机械运动控制系统复杂。滑座左右 运动、 箱体上下运动、 主轴前后运动或刀架径向运动均 通过机身内部 G 个电磁离合器和 " 个液压电磁阀组合 调整齿轮箱和进给电动机正反向而实现。" 个电磁离 合器实现进给系统快、 慢速度调整。主轴电动机只做 旋转运动, 通过 " 个液压电磁阀组合实现较慢、 慢、 较 快、 快 # 个速度档位的选择。" 个液压泵, 一个用作润 滑, 另一个用作液压。另外, 进给运动能够进行手动 H 自动切换。原电气系统为三相半控全波整流装置、 散 件插板式结构, 直流电动机换向采用直流接触器。控 制回路是按一定的逻辑关系连接的继电器接触器控制 系统, 存在着设备体积大, 动作速度慢, 设备连线复杂 的缺点。由于长期使用器件老化, 故障率高, 维修困 难, 严重制约了我厂生产经营状况。 针对以上情况, 制定了 F’"!’ 落地镗床电气改造 方案。目前, 可编程逻辑控制器( I@; ) 和变频器等先 进数控产品以其优点多、 可靠性强而在现代工业自动 化中广泛应用。通过分析比较, 优选了性价比较高的 台达 1JI K L5 系列 I@; 和 JM1 K J 系列变频器, 主 轴旋转电动机和进给电动机均采用变频电动机。

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新系统的技术要求
F’"!’ 落地镗床对控制系统主要要求调速范围要

宽, 静特性要小, 应有点动快速移动, 主轴旋转电动机 和进给电动机能够无级调速、 且可正反转及制动。主 轴旋转系统和进给的传动装置都能够单独操作, 工作 时, 主轴旋转停车则进给系统也必须停车, 主轴旋转在 机械换速时, 必须通过点动旋转使内部齿轮啮合后主 轴旋转装置才能启动。进给系统必须处在停车状态进 行功能选择, 手动 H 自动切换依靠机身上手轮拉出或插 入转换。另外, 系统运行前必须先启动两台液压泵和 一台回油泵。

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改造措施及关键技术
( !) 控制系统 采用台达 1JIN&L5&&F 型 I@; 替

################################################ O) 丝杠与电动机的联轴器结构对故障发生的频 故障。在这些故障中, 以机械原因引起的较多, 其次是 ( 率和可能性不同, 出现故障后现象也不同, 有些尺寸只 会向负方向增加, 但有些正负方向变化的可能性都会 发生。根据修理中的各种情况, 我们得出这样的结论, 联轴器中间采用弹性联接的基本上是负向增加的多, 而中间使用键联接的两种故障均会发生。 ( #) 机床的电气系统中回零方式设置不当, 回零 点不能保证一致, 该种故障出现的误差一般较小。除 了一般的因减速开关不良造成故障外, 回零时的减速 距离太短也会使零点偏离。在有些系统中的监控页面 中有“ 栅格量” 一项, 记录并经常核对可及时发现问 题。 ( %) 伺服单元或主板问题以及其他问题也会引起 机床误差或尺寸不准。 数控机床中的无报警故障大都是一些较难处理的
?$ !"# ?
O " ! "&&!P 社, 牛志斌P 图解数控机床— — —西门子典型系统维修技巧P 北京: 机械工 业出版社, "&&#P 龚仲华P 数控机床故障诊断与维修 %&& 例P 北京: 机械工业出版社, "&&#P

一些综合因素引起的故障, 对这些故障的修理一般具 有一定的难度, 特别是对故障的现象判断尤其重要。 在数控机床的修理中, 对这方面故障的判断经验只有 在实践中进行摸索, 不断总结, 不断提高, 以适应现代 工业新型设备维修的需要。 参 考 文 献
刘希金, 刘波P 数控机床故障检测与维修问答P 北京: 机械工业出版

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徐洁兰) $

( 收稿日期: "&&’ K &N K O! ) $ $

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代原来继电器联锁系统, 所有按钮、 限位均采用直流 "% & 电源直接进入 ’() 输入口, 输出通过 "% & 继电 器转换控制接触器和变频器。接触器控制 " 台油泵电 ! 台回油泵电动机, * 个电磁离合器, # 个液压电 动机, 磁阀。各控制之间连锁关系由 ’() 程序来实现。系 统框图如图 ! 。

( 3) 主轴旋转系统

采用台达 &+, - & 系列高性

主要用于镗床切 能变频器, 控制 36 01 变频电动机, 削。为保证断续切削时速度平稳, 变频器采用向量控 制 2 编码器构成闭环控制方式, 最低设定频率为 !6 45, 最高设定频率为 :6 45, 点动频率设定为 "6 45。 停车方式同进给系统, 且外挂制动 加减速时间为 : 8, 单元。变频器接线如图 " 。 &+, - & 系列变频器在采用向量控制 2 编码器控 制方式时, 对电动机技术参数要求非常严格, 在电动机 运行前必须正确设定电动机的技术参数, 且应进行自 动测定, 测定时电动机空载, 即输出轴不能加载任何的 皮带或减速机装置, 否则会导致电动机运行不稳定, 甚 至损坏元器件。 ( %) 显示单元 为台达 ,;’ - <#.= 触摸屏, 显示 主轴旋转电动机及进给电动机运行电流、 旋转速度、 给 定速度、 正反转状态, 主轴输出轴实际运行( 快速、 慢 速) 速度值、 进给系统实际进给量( 包括箱体、 滑座、 主 轴、 径向刀架) , 以及主轴箱内部齿轮啮合状态、 手动 > 自动状态、 平旋盘推出状态。 ( #) 通讯部分 讯。 ( :) 传动部分 主轴旋转电动机和进给电动机原 为两台老式 ""6 & 直流电动机, 现更换为两台鼠笼式 变频电动机, 频率范围为 6 A !66 45。 采用 ?@%7# 通讯, 触摸屏作为主 站与 ’() 、 主轴旋转变频器和进给变频器进行数字通

( ") 进给系统

采用台达 &+, - & 系列高性能变

频器, 控制 ./ # 01 变频电动机, 主要用于控制镗床各 个方向进给量。为保证加工精度, 进给电动机速度要 平稳, 低速性能要好, 因此变频器采用向量控制 2 编码 器控制方式, 其控制方式可提高变频器低速转矩且速 度控制的精确度较高。变频器最低设定频率为 3 45, 最高设定频率为 .6 45, 点动频率设定为 #6 45, 加减 速时间为 7 8, 停车方式为以减速刹车。编码器为台达 公司 943 系列, 其每转产生脉波点数为 ! 6"% 。变频 器接线如图 " 。

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改造后运行效果
改造以后, 设备运行稳定, 满足机械加工能力, 控

制简单, 故障率低, 由于采用鼠笼式变频电动机, 电动 机没有换向器、 电刷, 保养及维修的工作量大大减少。 主回路实现无触点化和装置的紧凑化, 提高了设备效 率与装置的紧凑化。 参
! " 3 !**6B 陈庆源, 刘光源B 电工工艺学B 北京: 机械工业出版社, !*.*B 杜金成B 电气变频调速设计技术B 北京: 中国电力出版社, "66!B







李发海, 王岩B 电动机与拖动基础B 北京: 中央广播电视大学出版社,

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徐洁兰) $

( 收稿日期: "66: - !6 - !" ) $ $

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?书讯?

《 机床电路故障的诊断与修理》

定价: !#B 66 元

本书系统全面地分析了机床电路故障产生的原因, 介绍了排除故障的方法, 实用性强。全书包括机床维修的方法及步骤, 典型 电路环节的故障诊断与修理、 典型机床故障诊断与修理、 数控机床的故障诊断与修理、 机床电路修理质量要求等五章。 来款请寄北京市朝阳区东直门外望京路 % 号, 邮编: !66!6" , 机床杂志社收。 ?$ !"# ?


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