单柱立式车床数控系统改造

　　1．引言
　　随着我国铁路事业的发展，铁路改革进一步深化，列车时速也日新月异，为适应铁路实施提速和发展高速列车的需要，机车的整体轮对逐渐成为主流，对于整体轮对的加工设备也被提上日程。因此，整体轮对制造精度和技工标准越来越高，而原有的用液压系统控制手动操作加工车轮已经远远不能满足精度要求，对该机床实行数控化改造是满足这一要求最经济、最有效的方法。单柱立式车床是铁路机务段机车轮对加工专用设备，用于机车轮对的轮箍和轮柄的车削加工。我段有1台于1988年从齐齐哈尔第一机床厂生产的C5116A单柱立式立式车床，由于工作可靠性差，故障率很高，也无法实现整体轮对的加工，对机车检修和运用造成较大影响。因此，我们对其进行了全面改造，特别是增加了数控系统。
　　2．机床改造前准备
　　选择设备的改造方案时，首先需要考虑的是满足改造要达到的几个要求：1、刀架X轴和Z轴的控制由液压手动控制改由数控系统控制。2、将原机床的所有动作控制由原继电器电路控制改为PLC控制。3、切削后的整体轮对加工满足精度要求，同时操作尽量简单。
　　3．数控系统改造内容
　　3.1．数控系统主要配置
　　SINUMERIK 802C是西门子数控系列产品中的普及型数控系统，性价比高。它将CNC（数控）、PLC（可编程控制器）、HMI（人机界面）和通讯任务集成于一体，可控制3个伺服电机进给轴和1个伺服或变频主轴，其性能足以满足使用要求。
　　802C数控系统由以下部分构成
　　* 操作面板OP020，液晶显示屏和操作按键
　　* 机床面板MCP，机床操作和控制按钮
　　* 数控单元ECU，带有各种接口，以及PLC输入输出各16点 （科教范文网http://fw.NSEAC.com编辑发布）
　　* 驱动单元611A伺服电机驱动系统，功率模块和控制模块
　　* 伺服电机1FT5交流伺服电机，X，Z两进给轴
　　* 连接电缆各单元模块之间的连接电缆
　　802C数控系统接线简单，各模块之间由几根电缆连接即成。
　　3.2．802C数控系统性能
　　由802C构成的数控系统是一种半闭环控制系统，伺服电机内部带有速度编码器和位置编码器，电机与刀具之间由齿轮副和滚珠丝杠同步传动，这种半闭环方式结构简单，避免了另外安装两轴位置传感器使结构复杂化，刀具运行中的速度和位置信号能反馈到数控和驱动端，产生的加工误差能够随时得到补偿，使工件尺寸得到保证。
　　802C数控系统具有比较完善的保护功能，当运行中出现各种异常情况时，系统会发出用户报警信息，可查出并显示故障部位和原因。面板设有急停开关。
　　机床参数：可设定各坐标正向和负向软限位位置值，设定各种机械补偿数据，设定手动方式点动速度，设定坐标轴速度、回参考点定位速度，设定丝杠螺距、传动齿轮变速比，设定电机动态速度跟随特性，等等。参数设定后，数控系统按设定参数运行或补偿。参数设定可增加机床运行安全性和灵活性，消除机械系统产生的误差。
　　3.3．802C数控系统加工程序
　　802C数控系统使用西门子G代码。该代码与JB3050-82和JB3208-83《数控机床