德國產FkrSRS500數控銑床改造

王振錄

摘 要：介紹了萊鋼集團檢修中心引進德國產Fkr SRS500二手數控銑床，應用西門子808D數控系統和安川SGDV伺服驅動系統進行技術改造，充分利用了機床高精度機械滑動部分與傳動部分，增加了終端安全保護裝置，在效率、控制精度、操作及安全等方面得到大幅提升，節約設備購置資金，提升機床的技術水平和性能，滿足較高加工精度的要求。

關鍵詞：二手進口數控銑床 技術改造 提升性能

中圖分類號：TG547 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（b）-0066-02

經過對購置新數控機床與購置舊數控機床改造兩者綜合對比分析，購進一臺二手數控銑床進行改造，可以縮短設備投入使用時間，同時節約購置費。

1 二手機床基本情況簡介

2013年6月，該中心從吉爾吉斯斯坦購置一臺75年德國產FKr SRS 500銑床，見圖1機床圖片。機床外形尺寸：長（X）×寬（Y）×高（Z）=3 400×2 600×2 700，X向行程1 600，Z向行程580，Y向行程500，由工作臺、立柱、床身、六位銑頭及滑座、液壓站、排屑、數控電控系統組成。該機床配置NC470老一代數控系統，XYZ三方向步進電機扭矩21 N·m，通過滾珠絲杠副傳遞動力，主軸交流電機18.5 kW。隨著數控技術的不斷進步，原數控電控系統早已淘汰，不能滿足加工要求，需要對其進行技術改造。機床圖如圖1所示。

2 改造方案及步驟

經過初步檢查，各導軌面光亮如新，無研傷、劃痕、臺階、磕碰和銹蝕；數控電控系統老化，并且早已經淘汰，其余部分經過技術處理，更換損壞的零部件和維保后，即能夠達到使用要求。

（1）認真翻閱圖紙資料。將德文隨機資料翻譯成中文資料，弄懂機械傳動、液壓以及數控電控等各系統的原理。

（2）原電控系統、數控系統（含步進電機）、線纜全部更新。取消按鈕站，設計一個落地式操作臺，西門子808D系統的HMI操作屏鑲嵌在操作臺上，手輪懸掛在操作臺的側面。

（3）原機床本體上的電器部分，如組合限位開關、位置開關、壓力傳感器、端子排、牽引電磁鐵等檢查保養，所有交流電機拆開檢查保養。

（4）原液壓站拆檢清洗，油箱清洗換油，更換濾芯，檢查機床油路，檢查冷卻系統。

（5）軸承、齒輪、齒輪軸、導軌副、絲杠副、剎緊機構、平衡缸、密封等全部清洗檢查保養。在拆檢的過程中，注意測繪出主要零部件和易損件的零件圖。

（6）原21 N·m步進電機更換為同扭矩的伺服電機。

（7）設計電氣系統框圖，確定設計思路和硬件配置。

①數控系統的選擇：采用西門子808D數控系統+國產（無錫）手輪+安川SGDV伺服驅動系統，伺服電機扭矩21 N·m，半閉環控制；電磁閥、離合器的電源由220 V隔離電源提供；低壓電器選用德力西器件（除歐姆龍小型繼電器外）；總電源開關裝在電柜右側；不小于2 kW的冷風機（外掛式知名品牌）裝設在電柜左側。數控單元裝在左上位置。其余電器件根據標準規范安裝。

②主軸交流電機采用直接啟動方式，正反轉控制；PLC輸出信號控制DC24V歐姆龍MY2NJ繼電器動作，然后通過繼電器動作控制接觸器動作。

③各方向硬件限位盡量接近機械終點限位；在機械限位的前方100 mm處增設減速開關，使系統按照較低速度運行，防止越位而損壞機械傳動；在機械終點限位和硬件限位之間增設超程限位，即每個軸增設5位（正限常閉、負限常閉、減速常閉、超程常閉、參考點常開）一體的組合限位一個。

④主軸自動換擋，可以通過檔位增加和檔位減少按鍵進行。

⑤銑刀位置可通過選擇刀號來自動切換，也可通過刀號增加與減小按鍵來選擇。

（8）設計原理圖、接線圖，設計PLC程序。安裝調試工作就不再介紹了。

3 設計電氣系統框圖

設計電氣系統如圖2所示。

4 改造前后機床性能比較

從表1中可以看出，通過技術改造，設備的技術水平和性能得到大幅提升。

5 結語

通過此次技術改造的實踐，既節省了設備購置費用（約80萬元），提高了設備技術水平和性能，又滿足了生產需要。

據了解全國該型號的機床還有多臺，同類機床數量更多。因此該次改造的成功經驗，對于擁有該類機床的廠家在進行該類設備改造方面具有很好的借鑒意義。

參考文獻

[1] 陳勇，耿亮.SINUMERIK 808D數控系統安裝與調試輕松入門[M].機械工業出版社，2015.

[2] 李清新.伺服系統與機床電氣控制[M].2版.機械工業出版社，2010.