CK3263B数控车床电气化改造

2014-10-21王德林郭渝萍蔡丹

电子世界 2014年23期

王德林郭渝萍蔡丹

【摘要】本文介绍了利用FANUC 0iTD 系统对CK3263B数控车床进行改造的过程，重点分析了FANUC 0iTD系统的特点、各模块的连接和PMC程序的结构，并对机床数据的配置及调整做了阐述。

【关键词】FANUC 0iTD;数控机床;机床改造

我公司CK3263B卧式数控车床是沈阳机床厂80年代生产的，主要用于轴类、盘类零件的加工。原车床使用FANUC 6系统，机床主要配置如下：FANUC交流主軸，两个直流伺服轴，8工位转塔换刀，主轴4换挡位。但是由于使用年限较长，数控系统及电气元件老化严重，系统存储程序容量小，故障率高，备件购买困难，造成维修困难及停机时间较长，影响工厂生产，决定对其进行电气化改造。

1.改造方案

该机床机械、液压部分性能良好，部件磨损较少，能满足日后加工精度需要，因此只对数控系统及伺服驱动、电气系统进行改造，原交流主轴驱动及电机保持较好，决定保留继续使用，原机床加工使用要求：X、Z轴能插补联动，转塔自动换刀，系统最小精度单位0.001㎜，重复定位精度达到0.007㎜，PMC具有50个输入点，32个输出点，主轴能够4档换速。为了保留原机床的延续性，决定采用FANUC 0iTD系统、SVM数字伺服驱动结合交流模拟主轴，PMC编程控制机床外围动作。

2.FANUC 0iD系统性能

（1）FANUC 0iD系统是日本发那科公司在2008年9月新推出的高性价比数控系统，数字伺服采用HRV3及HRV4，系统新增纳米插补等功能，同时具有AICC（高精度轮廓控制），特别适用于高速、高精度、小程序段加工，标准配置以太网卡，8.4in彩色液晶显示器。

（2）改造所用基本配置：

①CNC硬件：FANUC 0iTD系统，型号A02B-0319-H101，8.4寸液晶显示器。

②伺服驱动单元（SVM）：AISV 160/160 HRV2/3LEVEL-UP，双轴驱动。

③I/O单元：型号A02B-0309-C001，可接96个输入点，64个输出点。

④数字伺服交流电机：X轴：AiF40/3000直轴AⅡ1000型（6KW）;

Z轴：AiF40/3000直轴带抱闸AⅡ1000型（6KW）。

⑤驱动电源（PSM）：Aips 11 Level-up，型号A06B-6140-H011。

3.硬件连接

此台数控车床共有一个交流主轴，两个伺服轴，一个I/O模块，CNC系统集成在显示器后面，系统与驱动电源、伺服模块、电机连接如图1所示。CNC与I/O模块由外部24V电源单元供电，I/O模块与CNC用I/O LINK总线连接，SVM与CNC通过FSSB光缆连接，控制电机运动，PSM外接三相动力电源，通过直流母线给伺服驱动（SVM）供电。系统的控制电路与机床的急停电路重新设计，更加注重稳定性与安全性。

图1 系统连接图

PMC控制器的程序存储在CNC中，输入信号来自操作面板、转塔、伺服驱动、手轮、热保护开关、行程开关、压力开关、故障报警信号等，输出信号控制电磁阀、继电器、面板的指示灯、伺服系统的使能等。PMC的I/O点分配如表1。

表1 PMC地址分配表

输入地址输入信号输出地址输出信号

X0.0—X1.7 外围信号 Y0.0—Y1.7 电磁阀及主轴档位

X2.0—X2.7 超程信号 Y2.0—Y3.7 机床准备信号

X3.0—X3.7 转塔位置信号 Y24.0—Y31.7 面板灯输出

X21.0—X22.7 手轮信号

X24.0—X31.7 面板输入信号

4.PMC程序设计和机床参数设定

（1）PMC程序设计

为了原机床使用的延续性，改造时保留了原机床的PMC程序设计思想，不改变原厂家的控制逻辑，机床功能有：2个伺服轴联动，自动冷却，主轴转速模拟控制，主轴换挡控制，转塔换刀，报警信息等。