秦川立式加工中心VMC1250数控改造设计

摘要：VMC1250型立式加工中心是我厂2001年从陕西秦川机械发展有限公司购进的数控设备，现已使用15年以上，该机床使用三菱M500系统，随着电气元件老化、损坏，故障率逐渐增多。目前设备X轴伺服电机损坏已经无法修复，针对机床传动部件完好，加工精度能满足现有产品加工要求的情况。对机床的电气和数控系统进行改造，能最大限度的恢复设备的加工能力有效的降低故障率。经过调研采用广州数控的GSK218MC替代原机床的三菱MITSUBISHI M500數控系统进行升级改造，同时修复自动换刀故障。

关键词：VMC1250立式加工中心;数控系统;广州数控GSK218MC;电气改造;刀库;机械手

一、机械部分

对机床的传动部件进行检修，检查各轴丝杠副、轴承的磨损情况，调整各轴传动间隙。恢复各轴的传动精度。根据所配置的伺服电机的轴径尺寸选择合适的弹性联轴器。对机床的机械手、圆盘式刀库进行全面分解检修，更换损坏的刀套及各零部件，恢复机床自动换刀系统。

二、电气部分

（一）在保证机床原有的加工能力的前提下，充分考虑各轴的伺服电机的输出扭矩最大转速等综合指标最终选定广数GSK218MC-H总线式数控系统、GE系列伺服驱动器、GS系列主轴伺服驱动器。

（二）因为考虑到国产伺服电机的输出功率与日本三菱的伺服电机有一定的差距，因此X、Y、Z各轴选择广数30nm的175SJT系列的伺服电机，足以满足机床的使用要求，并且这个系列的伺服电机的安装位置及止口的尺寸与原伺服电机尺寸完全吻合，这样就省去了加工安装孔及止口的工序。

三、机床调试

（一）根据电气原理图布线、安装变压器、制动电阻、各伺服驱动器及其配套电缆进行电气安装。

（二）PLC及程序的选择。

GSK218MC系统需要设置一下参数 53#0=0 53#1=0 53#2=0 53#3=0，重新断电重启设置为圆盘式刀库梯形图有效。调试刀库设置K1.0 =1 刀库使用允许，设置K10.1=0 刀库无回零开关，K10.3=0 刀套垂直检测为常开型，10.4=0刀套水平检测为常开型设置刀库容量参数 C100=24，D100=24，两个参数设置必须一致，如果C100设置部一致将会出现找不到刀号或刀号错误的报警，若C100设置不正确，会出现刀盘号计数错乱。手动方式下旋转刀库， 完成刀库回零操作。

（三）自动换刀系统的调试

1.机械手换刀动作调试

机床配置的吉辅BT5024D1QC01圆盘式刀库动作时序图，调试机床机床自动换刀系统。设置K12.2=1  X3.2常开点， 同理设置 K12.0=1 K12.1=1 K12.2=1 机械手的动作时序就与广数的标准程序一致。

2.自动换刀点的设置

X、Y轴的位置要远离机械手的工作半径，精确测量机械手换刀时Z轴的位置，将当前机械坐标值设置到第二参考点“数字参数”52号内，完成自动换刀点的设置

（四）各轴传动比的计算

1. 实际测量各轴的丝杠导程 10mm，根据电子齿轮比的公式

（总线式）  G：电子齿轮比  L：丝杠导程10 mm K：系统最小输出单位 0.001（mm/脉冲） C：光电编码器线数/转 A4I I ：多摩川 17bit绝对式 C： 217=131072，ZM：丝杠端齿轮的齿数1  ZD电动机端齿轮齿数1 （有变速箱时）

（五）伺服主轴的调试

1.主轴工作方式：选择有刚性攻丝功能 伺服驱动器测 需设置PA4=3（GS3000），选择“速度/位置”模式;PA6=1 速度指令模式选择1：0V-10V;PA52=6000 伺服模拟指令第一增益（接收10V时对应的最高转速）数控系统侧参数设置 P258=3500 主轴上限速度。

2.主轴定向

主轴定向是机械手进行自动换刀动作的前提，GSK218MC系统主轴定向方法是将主轴旋转到需要定向的角度，将此时主轴伺服驱动上的DP-APO 的值输入到PA103 号、DA-APO.的值写入PA104 号，完成主轴定向功能的设定。

（六）机床保护报警功能PLC程序及报警文本的编辑

在系统内将梯形图文件LADDER00.GRP ，和PLC注释、报警文本LADCHI00.TXT （中文报警文本）拷贝可以更改和编写新的PLC程序加入“A0026  油冷机故障（X4.7 ）”内容。如油冷器故障报警文本的编辑 X4.7 打开LADDER00.GRP 加入以下程序就可以出发A2.6报警。提醒操作者油冷机未工作。

四、数控改造总结

改造后的广数GSK218mc数控系统运行稳定操作界面更加友好，恢复了机械手的自动换刀功能，提高了设备的加工效率。为设备的稳定运行提供了保证，实现了国产数控系统在机床升级改造中的应用。

参考文献：

[1]张亚力 加工中心编程与零件加工技术 [M] 1版  北京      化学工业出版社2016.1

[2]罗永顺 机床数控化改造技术[M] 2版 北京 机械工业出版社2013.3

[3]李振安 工厂电气控制技术[M] 1版 重庆   重庆大学出版社2004.2

作者简介：

胡庆龙（1978-），男，辽宁省抚顺市，抚东机械厂，数控机床维修与改造。