科堡加工中心附件编码开关装置改造

梅斌浩，徐 照，谢 维

（中车戚墅堰机车有限公司，江苏常州 213011）

0 引言

在机械加工制造单位，会不同程度地会有一些老旧设备，这些设备由于大多数是以前原装进口的，虽然使用年龄已经很长，机械性能依然很好，加工精度也满足现在的制造要求。在有些单位，此类设备甚至肩负着主要生产任务。这样就涉及到一个常见的问题：在维修过程中一些电气元器件、机械零部件已经无法采购到原型号的，而且随着现在元器件集成化程度越来越高，越早期的设备越难找到可以使用的替代品。这就对维修技术人员提出了国产化改造的要求。

1 设备现状

中车戚墅堰机车有限公司用于内燃机机体加工的17-10FP175NC 型德国科堡加工中心，是20 世纪80 年代的产品，当时配备的数控系统是西门子8MC，PLC采用S5-135WD，驱动采用直流调速。期间由于该系统的停产、配件等问题，采用了西门子840D 数控系统对其进行数控系统和驱动装置的改造。由于该设备的高刚性和机械稳定性，目前仍然担负着机体加工的重要生产任务。不过，在使用过程中，装置出现了无法自动装卸铣头的故障。经过诊断排查，故障点为其附件编码开关装置单元损坏。由于无法采购到原装产品，因此严重影响了加工过程中主轴安装附件铣头、铣头参数的自动补偿以及铣头转角控制等功能。

2 解决方法

此附件编码开关装置单元由提供（I60.0～I60.6）PLC 输入信号的7 个传感器及固定装置组成，通过PLC 程序控制及编码计算实现附件铣头安装时的识别、铣头参数自动补偿、铣头转角控制等功能（图1）。

图1 附件编码开关装置单元位置

2.1 固定装置制作

固定这7 个传感器的胶木装置，由于多年油浸泡已经严重变形。对损坏的装置进行现场测绘，进行国产化制作（图2）。

根据测绘的尺寸，制作尼龙材质的替代品。为了保证Z 轴端面和传感器不受损伤，对胶木装置采用钻孔分解的方法进行拆除（图3）。

图2 固定装置

图3 钻孔分解损坏的固定装置

2.2 传感器更换

使用STEP 7 软件分析相关的PLC 程序（图4）。

图4 相关PLC 程序

由PLC 程序分析这7 个输入信号的0、1 状态组成不同的编码组合，从而实现附件铣头号的识别，铣头参数自动补偿，铣头转角等功能。

通过对滑枕—附件接口结构与信号分析测量，确定输入信号相对应附件编码开关装置单元上7 个传感器的位置（表1）。

表1 感应开关对应的PLC 输入信号

原传感器的型号是二十几年前的，现在无法买到。在对比选型后进行测试，找到可替代使用的传感器，并对照表1 及制作的固定装置实施安装（图5）。安装完成后，恢复主轴正常松拉刀、装卸附件铣头、铣头转角、铣头参数补偿等自动化功能（图6）。

图5 传感器安装

图6 安装前后的附件编码开关装置单元

3 结束语

在这台科堡加工中心上，通过对损坏装置测绘、滑枕—附件接口结构与信号分析测量，国产化制作，不仅满足了原设备自动化功能，也为同类设备类似附件编码开关装置国产化制作及处理提供了一定参考。在日常维修此类老设备时会遇到各种需要改造的情况，这时就需要相关技术人员分析后制定合理可靠的方案实施。