三维数控钻改造方案

1、最新【精品】范文 参考文献 专业论文三维数控钻改造方案三维数控钻改造方案摘要：本篇主要介绍了德国进口三维数控钻床TDK 1000/9G的特点及改造维修方案，从电气面进行对该进口设备进行全方位改造， 从机械方面对该设备进行修复。保证该设备改造后恢复到原来精度。 改造后的设备减少产品的制作过程中的因错误而引起的部分产品报 废，同时提高了生产效率。关键词：三维数控钻 西门子 伺服电机中图分类号：TG527文献标识码：A设备是1996年德国进口，是Peddinghaus公司生产TDK1000/9G 数控三维钻床，专门用于钢结构、桥梁、立体停车库、石油平台等行 业的H型钢、箱型梁、槽钢、钢板的钻孔加工。

2、是 Peddinghaus三维 钻系列中经典的产品。9轴设计、微雾内冷却系统、智能轴技术、辊 轮进给圆盘测量系统、单件20吨的驱动能力、西门子840C控制系统。一、设备特点本机的钻削动力头，不仅能在垂直于工件送进的方向上数控移 动，而且可以在工件送进的方向上数控移动准确定位。所以，当H型钢翼板和腹板上的孔不处于同一横截面时，仍可实现上面、左面、右 面三个方向同时钻孔。减少了沉重钢梁移动的次数，从而提高了生产 效率。为保证钻孔位置不受钢梁畸形的影响， 机器上设有幅高、腹板、 翼板检测装置。检测结果反映在数控软件中，可以修正钻孔位置。具 有支承装置：当“型钢的板很薄时，为防止钻孔引起的变形，设有下

3、部自动支承装置。钻削主轴转速无级调节、钻头进给速度无级调 节。具有快换卡头，更换钻头方便。配有进出料道，可以把钢梁自动 送入和送出机器。二、设备的结构：具有三个独立运行的钻削动力头，即垂直、左、右钻削头，每个 钻削动力头均有两个数控轴驱动和垂直于工件方向的数字化液压进 给驱动。钻头和主轴之间，由快换钻套联接，更换钻头快捷、准确。 各钻头既可单独，又可同时完成其钻孔作业。在一次自动装夹后，可 完成孔组内(H型钢上包括腹板和两翼板)所有孔的加工。工件(H 型钢)送进移动，有液压和机械控制的辊轮驱动，并由检测轮准确 测出实际送进距离传送给数控系统来确保两孔群之间的距离精度，另外，该机还具备工件的头部

4、和尾部端面的光电定位监测系统。工件在机床上移动定位后机床具有可靠的垂直和侧向夹紧系统。工件装夹 后，本机备有腹板和翼板变形监测系统， 将误差返馈给计算机自动修 正钻孔位置。各钻削头主轴转速是由变频器无级调节，为提高在大规格轻型H型钢上的钻孔效率，还具有增强H型钢腹板刚度的液压 多点支撑装置。控制系统由计算机、数控系统、伺服电机、光电编码器、PLC等构成。只需输入工件尺寸、自动生成加工程序，可按件 号随时存储、调用、显示和通讯。电气控制，既实现各加工参数单独 的手动调整控制，又可实现全过程自动控制加工三、改造修复方案该设备系统采用西门子840C控制系统，该系统是西门子公司在 九十年代初推出的高档

5、系统，功能强大，使用灵活，直流驱动及电机 可不更换。该机床使用年限较久，电气元气件老化，故障频繁，部件 淘汰难以采购，械磨损较大、精度下降、工作效率低下，给生产带来 很大的影响。为确保生产的正常进行，需要对机床进行技术改造与修 复：电气部分改造控制系统改为西门子840D系统，该系统是西门子公司九十年代 中期推出的一款纯数字的高档数控系统，与之匹配的驱动及电机也都 是数字的。与840C与840D比较：(1) 840C即可用模拟量驱动也可用数字量驱动，而 840D主要用 的是数字量(2) 840C的PLC语言是S5,而840D的PLC语言是S7(3) 840C产品相关配件已停产，电路板以旧换新，维

6、护费用高、 维修周期长。840D是西门子机床控制系统主流，备品备件容易购买， 且S7比S5更稳定，抗干扰能力更强。1、机床电气部分更新改造内容及要求1. 1新系统采用SINUMERIK 840D CN数控系统，将增强整个系 统的可靠性，稳定性而且可根据工艺需要进行灵活的参数和功能修 改，从而在长期意义上大大的节约了成本。1. 2 PLC选择西门子S7-300系列，程序基本沿用原PLC的结构 和功能，从而使改造的风险降低到最低。取代原来的S5系列PLC ,S5外接9V直流电池供电，保存程序数据，更换电池时，需要重新向 PLC拷贝程序，S7-300程序不容易丢失，程序安全，模块化程度高， 维护费用

7、低，且程序监控容易实现。同时改造后的PLC模块在国内极 为容购买。1. 3主轴伺服电机和交流伺服驱动器原来采用的是西门子611A属于模拟控制、电机控制器复杂，一但故障，维修维护费用高，并且 抗干扰能力差，对周围环境要求高。改造后选择西门子数字产品611D, 数字系统抗干扰能力远高于模拟系统， 西门子的交流伺服刚性好，技 术先进、性能稳定，而且备件便宜，容易采购，国内服务网点多，技 术支持强。1. 4新的进给电机采用1FT6电机，电机的输出扭矩和速度特性 完全超出原仆T5伺服电机；1. 5关于轴径和法兰：通过增加过度法兰、改变皮带轮、联轴 器或对轴加工等办法实现。1.6 24V传感器控制控制电源

8、与系统24V控制电源分开，提高机 床安全系数。1.7所有电力电缆采用耐油腐蚀电缆，控制电缆采用耐油耐腐蚀 屏蔽电缆。2新旧替换明细2. 1去掉原主轴直流电机，用额定攻率为7.5KW的1PH7电机代 替，该电机安装尺寸和原电机基本相似，功率和转速范围(最高5000 转)都比原来强；2. 2保留数控的零件加工程序和相关能利用的软件结构，使改 造风险大大降低；2. 3保留以前的驱动器电源模块和电抗器。2. 4原3个主轴的611A驱动器，用SIEMENS611DX代;2. 5去掉原来柜内的7个进给轴的1FT5伺服电机，和电柜内的 611A驱动器；用SIEMENS 611D区动和1FT6交流伺服电机取代

9、；2.6去掉原S5 PLC的CPU输入、输出模块。由先进的西门子PLC S7-300的输入、输出模块取代；彻底根除因PLC老化产生的故障；2. 7更新原PLC的控制程序，根据新的控制方式用 SETP7对其 重新编写控制程序，保证可读性强。2. 8重新制作操作台，布局合理，新操作台根据人力工程学设 计，使操作人员能更愉快，更轻松的工作。2. 9更换电控柜，更换柜内低压器件（含配套变压器、电源、各 类电器元件等，主要器件选用西门子、施耐德品牌 ）3主要硬件描述：西门子840D数控系统一套，带液晶显示屏和相关菜单，机床控 制键盘和面板；PCU50和 OP12 系统 1 套操作面板1块（薄膜型）NCU盒和NCU控制单元各1块 驱动和电机控制模块，以及电 源模块S7-300 PLC 一套主轴1HP7主轴电机3个进给轴1FT6电机7个机械部分修复:参考文献：1. 白幸福、韩军锋基于PLC数控型角钢生产线控制系统设计 装备制造技术2009