立车数控改造
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- 所属行业：金属切削机床设备
- 数量：不限
- 发布时间：2018-12-17
- 所在地区：江苏无锡
详细介绍：
有三种改造方案，具体方案如下：
方案一：针对老式普通立车进行数控改造（如：俄罗斯的双立架的普通立车，齐一、武重的旧立车等），以俄罗斯2.5 米普通立车为例，改造方案如下：由于我们改造的这个客户是洛阳一家专业生产回转支承的企业，他们对改造后立车数控加工工艺要求比较高，特别是对回转支承滚道截面的双圆弧或桃型沟道的车削加工有比较严格的要求。特别是要求实现“以车代磨”的工艺要求。
一、 电气部分：保留花盘控制系统、保持左架为普通架不变、改造右架为数控架。
1、 电气控制柜重新设计、制作。
2、 采用西门子PLC 集中控制。对花盘和普通架的电气控制进行改造，采用PLC 集中控制，可以减小故障率。
3、 改造后的右架为数控架，采用西门子802D 控制，将原来的机械传动部分分开，立架的左右移动和方滑枕的上下移动分别用伺服电机来驱动，并实现2轴联动。（具体到不同厂家和不同规格的立车改造，伺服电机的扭距的选择方案不尽相同）。
4、 新增1 个操作站，将数控系统和操作面板安放在操作站上。操作站通过安装支架安装在立车的右前方，方便操作、编程。
5、 横梁升降系统、液压夹紧系和统润滑系统等功能不变。
二、 机械部分：由于改造后的立车加工精度要求高，特别是要求实现“以车代磨”的工艺要求，对该机床的机械部分的改造提出了更高的要求。 鉴于此：
1、 右架原来的丝杆和光杆全部更换成滚珠丝杆。固定滚珠丝杆的轴承座重新设计、制作。
2、 为了降低改造成本，伺服电机与滚珠丝杆之间采用行星减速机联结。其定位精度和重复定位精度可以达到0.01mm 左右（如果伺服电机与滚珠丝杆直接连接，其定位精度和重复定位精度可以达到0.005mm 以内，但伺服电机的扭矩要选择更大一些）。
3、 星减速机与滚珠丝杆之间采用弹性联轴器连接，以便于星减速机的装配。这样可以方便的保证滚珠丝杆安装时的同轴度。
4、 立架的大拖板和横梁要配铲，方滑枕需要在导轨磨上磨削加工，方滑枕磨好后还有与滑枕座配铲，确保各种几何精度都在误差范围之内。
5、 在立架的滑座上设计一只安装伺服电机的支架，伺服电机安装在支架上，伺服电机与方滑枕上的滚珠丝杆相连。当伺服电机带着滚珠丝杆旋转时，方滑枕连同滚珠丝杆的螺母座上下移动。
6、 设计、制造滚珠丝杆和滑动部分的润滑系统。确保各运动部件润滑良好。
三、 数控系统调试：（数控系统调试是数控改造的关键环节）
1、 在数控调试之前，机械部分先要对机床整体的几何精度进行测试和调整。在各项几何精度都合格之后在进行数控调试。
2、 在手动状态下先做定位精度的测试和调整。
3、 做反向间隙补偿。（机械部分也要同时做出相应的调整，保证反向间隙在可补偿范围之内）
4、 在自动状态下进行定位精度和重复定位精度的测试和补偿。
5、 零件的试切削。 通过以上的改造和调试，可以保证立车对回转支承滚道截面的双圆弧或桃型沟道的车削加工。并且可以实现“以车代磨”的工艺要求。
方案二：专门针对齐齐哈尔一机床生产的立车进行改造。由于该厂生产的立车中，有一种规格的立车，其配置是按照数控立车的配置来匹配的。2 只立架采用滚珠丝杆和伺服电机控制，所以只要增加1 个数控系统可以方便的实现数控改造了。我公司成功改造过3 台该类型的机床，改造周期只需要3 天。
一、 电气部分：电气控制部分全部利用原来的电器元件。
1、 只需增加1 个数控系统，采用西门子802C 控制。重新制作1 只操控箱，把数控系统安放在新的操控箱上。
2、 保留原来4 只伺服电机不变，原来伺服驱动器也保持不变。
3、 主轴功能等其他功能都不变。
4、 新的操控箱与原来的电控柜之间放一根屏蔽电缆线，用于数控系统的信号传 送。
二、机械部分：（不要做任何改动）。
三、数控系统调试：关键是对原来伺服驱动器进行程序和数据的重新配置。以保证数控系统对伺服电机能进行有效的控制。 这种改造方式经济、方便、快捷。但与真正的数控机床还是有一定的差距。因为该机床的机械结构尽管是数控机床的结构，但是在机床设计、制造的过程中，还是按照普通机床的精度来设计、制造的。在滚珠丝杆的选择上，在床身、导轨的加工上、以及整体装配上都不是安装数控机床的标准来设计、制造的，因此该机床进行数控改造完成以后，注定其各种精度不会很高。但是对于精度要求不高的场合和用于粗加工的场合是完全足够的。
方案三：全功能数控立车。我公司成功完成了1 台12.5 米全功能数控立车的电气成套和安装调试，1 台10 米全功能数控立车的电气成套和安装调试，6 台8米全功能数控立车的电气成套和安装调试等等。下面以12.5 米全功能数控立车为例，具体配置如下：
一、 电气部分：
1、数控系统采用西门子840D 控制。
2、2 只立架采用4 只48NM 伺服电机控制。
3、主轴（花盘或者叫做工作台）采用2 种拖动方式，1 只143kw 的直流电机控制花盘的车削功能，1 只48nm 的伺服电机控制花盘的分度功能和定位功能。
4、花盘的安装1 只高精度的编码器（建议安装1 只90000 线的）。该编码 器与分度的伺服电机共同完成主轴花盘的分度功能和定位功能。
5、主轴箱上还要安装1 只主轴编码器，用于主轴转速的反馈。该编码器与直流电机共同来完成工件的螺纹加工。这2 个功能的实现，关键在于主轴箱的设计、制造上。
6、由于12.5 米立车的横梁太长，又加上立架本身有十几吨重，当立架在横梁上移动时，会引起横梁的变形。更为严重的是，立架在横梁上移动的不同位置，其变形量是不同的，对于精密的工件加工，是很难保证精度的。因此，必须要有扰度补偿功能。以保证立架在横梁上移动时，车保持在同一水平面上。
7、主轴箱的变速系统、机床的润滑系统、液压系统、横梁的升降系统（包括横梁的夹紧）等功能有西门子PLC 控制。
二 、 机械部分： 机械方面除了采用滚珠丝杆、直线导轨、行星减速机等等之外，特别要注意的是：花盘（工作台）的静压设计，保证直径10 米的花盘（工作台）在任意方向的浮动量是一致的；主轴箱的设计、制造必须保证在分度功能时的精度，要通过浮动轴的设计来消除齿轮箱内的反向间隙，确保分度时的传递误差在可控范围。由于12.5 米立车过于庞大，在设计、制造和装配时要考虑的因素很多，在小立车上不成问题的问题在这种大立车上都会出现问题。因此，在设计时要把调试时可能会出现问题的地方设计好，这个不仅仅要有扎实的理论基础，而且还要有丰富的实践经验。
以上是我公司多年改造经验的总结，只是在方案上进行了简单的阐述，对于具体细节方面还有很多需要注意的地方。细节决定机床整体的稳定性和可靠性，要倍加关注。
方案一：针对老式普通立车进行数控改造（如：俄罗斯的双立架的普通立车，齐一、武重的旧立车等），以俄罗斯2.5 米普通立车为例，改造方案如下：由于我们改造的这个客户是洛阳一家专业生产回转支承的企业，他们对改造后立车数控加工工艺要求比较高，特别是对回转支承滚道截面的双圆弧或桃型沟道的车削加工有比较严格的要求。特别是要求实现“以车代磨”的工艺要求。
一、 电气部分：保留花盘控制系统、保持左架为普通架不变、改造右架为数控架。
1、 电气控制柜重新设计、制作。
2、 采用西门子PLC 集中控制。对花盘和普通架的电气控制进行改造，采用PLC 集中控制，可以减小故障率。
3、 改造后的右架为数控架，采用西门子802D 控制，将原来的机械传动部分分开，立架的左右移动和方滑枕的上下移动分别用伺服电机来驱动，并实现2轴联动。（具体到不同厂家和不同规格的立车改造，伺服电机的扭距的选择方案不尽相同）。
4、 新增1 个操作站，将数控系统和操作面板安放在操作站上。操作站通过安装支架安装在立车的右前方，方便操作、编程。
5、 横梁升降系统、液压夹紧系和统润滑系统等功能不变。
二、 机械部分：由于改造后的立车加工精度要求高，特别是要求实现“以车代磨”的工艺要求，对该机床的机械部分的改造提出了更高的要求。 鉴于此：
1、 右架原来的丝杆和光杆全部更换成滚珠丝杆。固定滚珠丝杆的轴承座重新设计、制作。
2、 为了降低改造成本，伺服电机与滚珠丝杆之间采用行星减速机联结。其定位精度和重复定位精度可以达到0.01mm 左右（如果伺服电机与滚珠丝杆直接连接，其定位精度和重复定位精度可以达到0.005mm 以内，但伺服电机的扭矩要选择更大一些）。
3、 星减速机与滚珠丝杆之间采用弹性联轴器连接，以便于星减速机的装配。这样可以方便的保证滚珠丝杆安装时的同轴度。
4、 立架的大拖板和横梁要配铲，方滑枕需要在导轨磨上磨削加工，方滑枕磨好后还有与滑枕座配铲，确保各种几何精度都在误差范围之内。
5、 在立架的滑座上设计一只安装伺服电机的支架，伺服电机安装在支架上，伺服电机与方滑枕上的滚珠丝杆相连。当伺服电机带着滚珠丝杆旋转时，方滑枕连同滚珠丝杆的螺母座上下移动。
6、 设计、制造滚珠丝杆和滑动部分的润滑系统。确保各运动部件润滑良好。
三、 数控系统调试：（数控系统调试是数控改造的关键环节）
1、 在数控调试之前，机械部分先要对机床整体的几何精度进行测试和调整。在各项几何精度都合格之后在进行数控调试。
2、 在手动状态下先做定位精度的测试和调整。
3、 做反向间隙补偿。（机械部分也要同时做出相应的调整，保证反向间隙在可补偿范围之内）
4、 在自动状态下进行定位精度和重复定位精度的测试和补偿。
5、 零件的试切削。 通过以上的改造和调试，可以保证立车对回转支承滚道截面的双圆弧或桃型沟道的车削加工。并且可以实现“以车代磨”的工艺要求。
方案二：专门针对齐齐哈尔一机床生产的立车进行改造。由于该厂生产的立车中，有一种规格的立车，其配置是按照数控立车的配置来匹配的。2 只立架采用滚珠丝杆和伺服电机控制，所以只要增加1 个数控系统可以方便的实现数控改造了。我公司成功改造过3 台该类型的机床，改造周期只需要3 天。
一、 电气部分：电气控制部分全部利用原来的电器元件。
1、 只需增加1 个数控系统，采用西门子802C 控制。重新制作1 只操控箱，把数控系统安放在新的操控箱上。
2、 保留原来4 只伺服电机不变，原来伺服驱动器也保持不变。
3、 主轴功能等其他功能都不变。
4、 新的操控箱与原来的电控柜之间放一根屏蔽电缆线，用于数控系统的信号传 送。
二、机械部分：（不要做任何改动）。
三、数控系统调试：关键是对原来伺服驱动器进行程序和数据的重新配置。以保证数控系统对伺服电机能进行有效的控制。 这种改造方式经济、方便、快捷。但与真正的数控机床还是有一定的差距。因为该机床的机械结构尽管是数控机床的结构，但是在机床设计、制造的过程中，还是按照普通机床的精度来设计、制造的。在滚珠丝杆的选择上，在床身、导轨的加工上、以及整体装配上都不是安装数控机床的标准来设计、制造的，因此该机床进行数控改造完成以后，注定其各种精度不会很高。但是对于精度要求不高的场合和用于粗加工的场合是完全足够的。
方案三：全功能数控立车。我公司成功完成了1 台12.5 米全功能数控立车的电气成套和安装调试，1 台10 米全功能数控立车的电气成套和安装调试，6 台8米全功能数控立车的电气成套和安装调试等等。下面以12.5 米全功能数控立车为例，具体配置如下：
一、 电气部分：
1、数控系统采用西门子840D 控制。
2、2 只立架采用4 只48NM 伺服电机控制。
3、主轴（花盘或者叫做工作台）采用2 种拖动方式，1 只143kw 的直流电机控制花盘的车削功能，1 只48nm 的伺服电机控制花盘的分度功能和定位功能。
4、花盘的安装1 只高精度的编码器（建议安装1 只90000 线的）。该编码 器与分度的伺服电机共同完成主轴花盘的分度功能和定位功能。
5、主轴箱上还要安装1 只主轴编码器，用于主轴转速的反馈。该编码器与直流电机共同来完成工件的螺纹加工。这2 个功能的实现，关键在于主轴箱的设计、制造上。
6、由于12.5 米立车的横梁太长，又加上立架本身有十几吨重，当立架在横梁上移动时，会引起横梁的变形。更为严重的是，立架在横梁上移动的不同位置，其变形量是不同的，对于精密的工件加工，是很难保证精度的。因此，必须要有扰度补偿功能。以保证立架在横梁上移动时，车保持在同一水平面上。
7、主轴箱的变速系统、机床的润滑系统、液压系统、横梁的升降系统（包括横梁的夹紧）等功能有西门子PLC 控制。
二 、 机械部分： 机械方面除了采用滚珠丝杆、直线导轨、行星减速机等等之外，特别要注意的是：花盘（工作台）的静压设计，保证直径10 米的花盘（工作台）在任意方向的浮动量是一致的；主轴箱的设计、制造必须保证在分度功能时的精度，要通过浮动轴的设计来消除齿轮箱内的反向间隙，确保分度时的传递误差在可控范围。由于12.5 米立车过于庞大，在设计、制造和装配时要考虑的因素很多，在小立车上不成问题的问题在这种大立车上都会出现问题。因此，在设计时要把调试时可能会出现问题的地方设计好，这个不仅仅要有扎实的理论基础，而且还要有丰富的实践经验。
以上是我公司多年改造经验的总结，只是在方案上进行了简单的阐述，对于具体细节方面还有很多需要注意的地方。细节决定机床整体的稳定性和可靠性，要倍加关注。
