雙柱立（lì）式車床的數控化改造（zào）提高生產（chǎn）精度

大型立式數控車床成本高，小企業難以承受。而對現有立式車床（chuáng）進行數控改（gǎi）造（zào），不僅可以節約更多的成本（běn），還可以提高舊設備的效率（lǜ）和精度（dù），延長設備（bèi）的使用壽命。

1前言（yán）

C61125是一台雙柱立式車床，左右立柱配有立式刀架和側刀架，刀架由滾珠絲杠驅動。橫梁放鬆夾緊，左右滑塊和側刀架（jià）的平衡為液壓平衡。工作台（tái）采用手動變速，可獲得16種轉（zhuǎn）速。升級要求右立式刀架改為（wéi）數控刀架，取消右刀架；工作台被改變為自動控製。加工時，可以選擇右側立式數控刀（dāo）架（jià）進行自動加工，也（yě）可以選擇左立刀架或側刀架進行手動加工。

2方案（àn）確定

根據實際情況（kuàng），從經濟角度考慮，數控係統選用西門子808D ADVANCED，伺服放大器（qì）選用西門子V70，伺服電機選用西門子1F6，X軸（zhóu）伺服電機靜態轉矩30N·m，Z軸伺服電機（jī）靜態轉矩40N·m，帶刹車。兩軸都直接用滾珠絲杠連接（jiē），所以取消了相（xiàng）應的電磁離合器。工（gōng）作台原用（yòng）一台55kW三相異步電（diàn）機保持，但取（qǔ）消了手動變速，新增了4個兩位（wèi）四通閥，實現自動變速。機床的所（suǒ）有操作麵板都（dōu）集中在西門子808D高級機（jī）床控製麵板(MCP)上（shàng），MCP上設置了兩個按鈕，一個用於選擇數控有效還是手動有效，一個用於選擇左垂直刀架（jià）有效還（hái）是（shì）左刀架有效。鑒於以上變化，決定（dìng）重新（xīn）設計電氣部分（fèn）。

3計劃實（shí）施

(1)油泵（bèng）、工作台、橫梁電氣主電路設計。電氣主電（diàn）路如圖1所示。機床（chuáng）運行（háng）時，油泵電機M1首先啟動，接（jiē）觸器KM1接通油泵，為機床各部分提供潤滑和所需（xū）的壓力油（yóu）。如果油泵沒有打開，機床就不能運轉（zhuǎn）。工作台電機（jī）M2由星三角降壓啟動，接觸器KM4齧（niè）合M2星形運行，接觸器KM5齧合M2三角形運行，KM2和KM3控製工作台正反轉（zhuǎn），工作台停止使用能耗（hào）製動，由KM6、KM7和KM4實現。吊梁由KM8、KM9和（hé）吊梁電機M3 實現。

(2)左立式刀架和（hé）左刀架的電氣主電路（lù）設計。左垂直刀架的快速進給由接觸器KM10和（hé）快速電機M4控製，水平或垂直進給由接（jiē）觸器KM11、KM12、KM13和進給電機M5結合電磁離合器YC1、YC2、YC3、YC4、YC5控製。進給電機M5為雙速電機，根據選（xuǎn）用的電機可以獲得不同的速度（dù），從而獲得不（bú）同的進給速度。側刀（dāo）架的電氣（qì）主電路與左立刀架的電氣主電路相似，在（zài）此不再贅述。

數控（kòng）係統的設計第四部分

(1)數控係統的（de）整體連接西門子（zǐ）808D先進數控係統與伺服放大器采用驅動總線連接，比原808D數（shù）控係統（tǒng）更容易連接，抗幹擾能力更強，傳輸速度更快，調試更簡單。驅動總線通過CNC係統的X126接口連接到X軸伺服放大（dà）器（qì）的X10接口，再通過X軸（zhóu）伺服放大器的X11接口連接到Z軸伺服放大器的X10接口。特別注意（yì）驅（qū）動總線的終端電阻插頭，否則驅動總線將不能正常工作。數控係統的總體連接。

(2)可編程控製（zhì）器的設計。由於設備既有數控軸又有普通進給軸，增加（jiā）了設計難度。在重新配備的電氣櫃中，原有的常用部（bù）件全部（bù）由PLC控製，大大減少了電氣櫃（guì）布線的工作量，提高（gāo）了機床（chuáng）的可靠性和控製靈活性。由於（yú）布線要求簡單整潔，除急（jí）停開關和（hé）手動脈衝發生器的軸向選擇和放大信號外，其他所有輸入輸出信號均分布在X301和X302兩個50芯（xīn）數字輸入輸出接口（kǒu）。

5機床操作麵板的集成（chéng）

由於保留了原設備的左立式刀架和左刀架，操（cāo）作按鈕沒有集成（chéng）到西（xī）門（mén）子808D ADVANCED的機床操作麵板(MCP)中，操作起來極為不便，容易產生衝突。所以操作按鍵集（jí）成如（rú）下:操作麵板(MCP)上（shàng）有13個未定義的按鍵，包括K7 ~ K12待機鍵，4個空白鍵，卡盤夾緊鍵，內外卡選擇鍵，尾座控製鍵，可用於其他用途。此外，手脈衝發生器選擇帶放大和選（xuǎn）軸的手脈衝盒，將放大和選軸信號連接到數控係（xì）統的數字輸入X100接口，使（shǐ）MCP上的三個按鈕X1、X10和X100可以用於其他用途。

在原立式車床操作中，液壓（yā）啟（qǐ）停鍵、橫梁上下鍵共4個鍵，左立式刀架有8個鍵用於快速、進（jìn）給、停（tíng）止、上下、左右操作。同樣，側刀架也需要8個鍵，工作台需要（yào）一（yī）個點動鍵和shift鍵。MCP上隻（zhī）有16個未（wèi）定義的鍵，明顯不夠用。針對這個問題，分配如下（xià）:首先選擇一個（gè）帶指示燈的按鍵作為（wéi）選擇開關，選擇數控控製軸或者普通進給（gěi）軸。如果該鍵的指示燈亮起，則普通進（jìn）給軸（zhóu）選擇有效。此時（shí），左垂直刀架、側刀架和橫梁的（de）升降均有效，但數控X軸和Z軸的手動和自（zì）動操作無效。指示燈滅，表示數控控製軸選擇有（yǒu）效，X軸、Z軸手動、自動操作有效，普通進給軸操作無效；同理，選擇另一（yī）個帶燈的按鈕來區分（fèn）左垂直（zhí）刀架和側刀（dāo）架的控製，這樣（yàng）左垂直刀架和側刀（dāo）架隻需要（yào）9個按鈕（niǔ）就（jiù）能滿足控製要求。

工作台作為一個普通部件（jiàn），除了數控自動操作（zuò）外，還可以手動控（kòng）製。在MCP中已（yǐ）經定義了工（gōng）作台的（de）前進、後退和（hé）停止按鈕。經過實（shí）際的PLC編程和調試，完全達到了設計目標。

6結束語

設備改（gǎi）造成功後，一台機床既可數控（kòng）又可通（tōng）用，成本不到同類型數控機床（chuáng）的1/3，使舊設備用更少的錢重複（fù）使用。改造（zào）後的機床可以大大提高加工效率，縮短（duǎn）加工時間，降低勞動強度和生產（chǎn）成本。改造後的機床不僅能滿足（zú）普通外圓和端麵（miàn）加工的要求，還能加工普通（tōng）立式車（chē）床不能加工的複雜（zá）曲（qǔ）麵零件。同時，保（bǎo）證了機床的加工質量和穩定性。