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單柱立式車床數控系統改造
1．引言
隨著我國鐵路事業的發展，鐵路改革進一步深化，列車時速也日新月異，為適應鐵路實施提速和發展高速列車的需要，機車的整體輪對逐漸成為主流，對于整體輪對的加工設備也被提上日程。因此，整體輪對制造精度和技工標準越來越高，而原有的用液壓系統控制手動操作加工車輪已經遠遠不能滿足精度要求，對該機床實行數控化改造是滿足這一要求最經濟、最有效的方法。單柱立式車床是鐵路機務段機車輪對加工專用設備，用于機車輪對的輪箍和輪柄的車削加工。我段有1臺于1988年從齊齊哈爾第一機床廠生產的C5116A單柱立式立式車床，由于工作可靠性差，故障率很高，也無法實現整體輪對的加工，對機車檢修和運用造成較大影響。因此，我們對其進行了全面改造，特別是增加了數控系統。
2．機床改造前準備
選擇設備的改造方案時，首先需要考慮的是滿足改造要達到的幾個要求：1、刀架X軸和Z軸的控制由液壓手動控制改由數控系統控制。2、將原機床的所有動作控制由原繼電器電路控制改為PLC控制。3、切削后的整體輪對加工滿足精度要求，同時操作盡量簡單。
3．數控系統改造內容
3.1．數控系統主要配置
SINUMERIK 802C是西門子數控系列產品中的普及型數控系統，性價比高。它將CNC（數控）、PLC（可編程控制器）、HMI（人機界面）和通訊任務集成于一體，可控制3個伺服電機進給軸和1個伺服或變頻主軸，其性能足以滿足使用要求。
802C數控系統由以下部分構成
* 操作面板OP020，液晶顯示屏和操作按鍵
* 機床面板MCP，機床操作和控制按鈕
* 數控單元ECU，帶有各種接口，以及PLC輸入輸出各16點
* 驅動單元611A伺服電機驅動系統，功率模塊和控制模塊
* 伺服電機1FT5交流伺服電機，X，Z兩進給軸
* 連接電纜各單元模塊之間的連接電纜
802C數控系統接線簡單，各模塊之間由幾根電纜連接即成。
3.2．802C數控系統性能
由802C構成的數控系統是一種半閉環控制系統，伺服電機內部帶有速度編碼器和位置編碼器，電機與刀具之間由齒輪副和滾珠絲杠同步傳動，這種半閉環方式結構簡單，避免了另外安裝兩軸位置傳感器使結構復雜化，刀具運行中的速度和位置信號能反饋到數控和驅動端，產生的加工誤差能夠隨時得到補償，使工件尺寸得到保證。
802C數控系統具有比較完善的保護功能，當運行中出現各種異常情況時，系統會發出用戶報警信息，可查出并顯示故障部位和原因。面板設有急停開關。
機床參數：可設定各坐標正向和負向軟限位位置值，設定各種機械補償數據，設定手動方式點動速度，設定坐標軸速度、回參考點定位速度，設定絲杠螺距、傳動齒輪變速比，設定電機動態速度跟隨特性，等等。參數設定后，數控系統按設定參數運行或補償。參數設定可增加機床運行安全性和靈活性，消除機械系統產生的誤差。
3.3．802C數控系統加工程序
802C數控系統使用西門子G代碼。該代碼與JB3050-82和JB3208-83《數控機床
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