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CNC加工中心電氣系統改造

伯特利數控 加工中心 鉆攻中心

前言：

XK6040型加工中心是三坐標數字程序控制加工中心，由齊齊哈爾第二加工中心廠1994年生產,適用于小生產，加工多品種，幾何形狀比較復雜，精度要求比較高的零件。該加工中心采用FANUC3M-ACNC系統,3M-A是_種用于加工中心,高精度、高性能的軟件固化的CNC系統，主要由電源單元、主印刷電路板、伺服控制單元、直流伺服電機、操作面板和手動脈沖發射器組成。目前,XK6040型加工中心電氣控制系統線路老化,主印刷電路板、伺服控制單元電器故障頻繁，維修困難，維修成本高，而且很難買到原有電器配件。為此，采用寶元LNC-M528ACNC系統和安川伺服驅動對機床進行電氣改造。

1 XK6040型加工中心工作原理

該加工中心采用機電一體化結構，加工中心電氣元件主要有:①左壁柜，主要安裝繼電器控制元件、總電源開關;②變壓器箱,裝有數控控制變壓器及伺服變壓器;③CNC柜，裝有控制單元及伺服單元;④懸臂操作站,可旋轉150°通過CNC系統對加工中心進行操作；⑤主軸控制面板，安裝在加工中心左側壁柜上方，通過按鈕開關可手動控制主軸正反啟停及冷卻操作。該加工中心具有z, 三坐標的臥式CNC加工中心，其中z坐標為工作臺縱向進給,F坐標為升降臺垂向進給、Z坐標為滑鞍橫向進給，分別由3個伺服控制單元控制直流伺服電機坐標并可同時聯動。加工中心主要傳動零件均采用合金鋼制造,保證加工中心傳動

的精度和使用壽命。進給系統工作臺縱向、橫向及升降運動采用滾珠絲杠傳動，并由雙螺母及墊片消除間隙，齒輪傳動采用雙片齒輪消除間隙保證加工中心運動的精度和剛性。主傳動系統中，主軸是由7.5 kW電機通過一對皮帶輪和兩對三聯滑移齒輪及_對雙聯滑移齒輪傳動，使主軸獲得18級轉速，其轉速范圍 30?1500 r/min。

2改造方案

考慮到XK6040型加工中心大部分故障均由電氣故障造成停機，因此決定改造XK6040型加工中心的電氣控制部分，具體方案如下。

(D保留原有主軸電機、保留原冷卻系統、潤滑系統，同時保留原有主軸控制面板。

©保留原有伺服變壓器，其余電氣元件全部從控制柜中拆除;安裝一新電氣控制柜，更換全部的電氣元件并重新設計排列，即同時保證空間滿足使用要求;更換原來的懸掛操作站,按照寶元LNC-M528A操作部件對懸掛操作站進行重新設計制作。

0) 選用安川伺服驅動器及配套伺服電機,配置與原加工中心電機功率相同。軸為SGDM-30ADAGSK系列伺服控制器及配套SGMG-30ACA21 0.29 kW系列伺服電機,7軸為SGDV-470A01A系列伺服控制器及配套SGMGV-55ADC6C 5.5 kW系列伺服電機。

?完善設備改造后全部電氣資料，方便后期維護。

3改造實施過程

(D保持原加工中心所有操作方式及動作，編制加工中心PLC的控制程序;編制加工中心操作面板控制按鍵的動作程序；編制PLC報警信息和相關的故障診斷描述（圖D。

©按照原加工中心電氣原理重新設計加工中心電氣控制策略，繪制控制原理圖、電柜內元器件的布置圖、接線圖。

0)設計、制作、安裝與電氣改造配套的機械加工件，主要是伺服電機支撐座和絲杠連軸器;安裝伺服電機。

(4安裝新的電氣控制柜，依據新的電路圖安裝伺服控制器，并重新配置電控柜內所有電氣元件及各類引線和電纜0。安裝寶元LNC-M528ACNC系統操作面板。同時拆除舊電氣控制柜內電氣元件和舊操作面板。

4現場調試

CD電路檢查。由于電氣控制柜內元件重新設計和安裝，其控制功能及連接導線較多，在加工中心通電前要認真的進行核實、檢查,避免燒壞電器元件。

@送電要按一定的順序送電。先斷開所有低壓斷路器，合上總電源,再送控制電源，檢測控制回路是否正常。當正常無誤后再將其他的斷路器按功能要求逐個合上。

(3)加工中心參數設定和數據配置。根據寶元LNC-M528ACNC系統、安川伺服驅動的技術要求對加工中心數據進行配置,分別對伺服參數、軸參數、驅動參數、手輪參數等進行參數設定和數據配置。

(4 PLC控制程序聯機調試。根據加工中心功能的PLC程序設計，調試運行PLC程序，結合CNC系統面板進行聯機調試。調試程序時要按步驟分段進行調試，手動運行、自動運行、工作臺進給、加工中心安全保護、操作互鎖等分段調試。對編制的PLC報警信息、故障診斷、信息描述進行調試校對，分段調試完畢后便可以進
行程序的整體調試。

®運行加工程序對加工件試切。使用寶元LNC-M528ACNC系統編制工件加工程序對加工件進行連續的復雜加工，并結合工件加工情況對NC數據進行優化。

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結束語：

改造后設備運行正常，各項性能得到明顯改善，寶元圖2改造后的電•氣控制柜內部(邰分)LNC-M528ACNC系統使設備的操作管理、程序編輯有了進—步提升，從而提高了加工能力及其加工質量。先進的CNC系統和伺服驅動，大大提高了CNC系統的可靠性，同時維護也十分方便。該加工中心改造涉及到CNC系統的更新換代，主要包括：CNC系統和伺服驅動的選配、PLC程序設計調試、加工中心參數設定和數據配置等。通過對老化淘汰的CNC系統進行更新改造，從而使加工中心恢復原有的加工精度和加工質量，提高了生產設備的自動化水平和效率,可以作為新設備繼續使用多年。

伯特利數控是一家集銷售、應用及服務于一體的公司。產品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產工廠設在廣東省東莞市，目前其生產的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務！

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分類：加工中心

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