德国产FkrSRS500数控铣床改造

摘 要：介绍了莱钢集团检修中心引进德国产Fkr SRS500二手数控铣床，应用西门子808D数控系统和安川SGDV伺服驱动系统进行技术改造，充分利用了机床高精度机械滑动部分与传动部分，增加了终端安全保护装置，在效率、控制精度、操作及安全等方面得到大幅提升，节约设备购置资金，提升机床的技术水平和性能，满足较高加工精度的要求。

关键词：二手进口数控铣床 技术改造 提升性能

中图分类号：TG547 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（b）-0066-02

经过对购置新数控机床与购置旧数控机床改造两者综合对比分析，购进一台二手数控铣床进行改造，可以缩短设备投入使用时间，同时节约购置费。

1 二手机床基本情况简介

2013年6月，该中心从吉尔吉斯斯坦购置一台75年德国产FKr SRS 500铣床，见图1机床图片。机床外形尺寸：长（X）×宽（Y）×高（Z）=3 400×2 600×2 700，X向行程1 600，Z向行程580，Y向行程500，由工作台、立柱、床身、六位铣头及滑座、液压站、排屑、数控电控系统组成。该机床配置NC470老一代数控系统，XYZ三方向步进电机扭矩21 N・m，通过滚珠丝杠副传递动力，主轴交流电机18.5 kW。随着数控技术的不断进步，原数控电控系统早已淘汰，不能满足加工要求，需要对其进行技术改造。机床图如图1所示。

2 改造方案及步骤

经过初步检查，各导轨面光亮如新，无研伤、划痕、台阶、磕碰和锈蚀；数控电控系统老化，并且早已经淘汰，其余部分经过技术处理，更换损坏的零部件和维保后，即能够达到使用要求。

（1）认真翻阅图纸资料。将德文随机资料翻译成中文资料，弄懂机械传动、液压以及数控电控等各系统的原理。

（2）原电控系统、数控系统（含步进电机）、线缆全部更新。取消按钮站，设计一个落地式操作台，西门子808D系统的HMI操作屏镶嵌在操作台上，手轮悬挂在操作台的侧面。

（3）原机床本体上的电器部分，如组合限位开关、位置开关、压力传感器、端子排、牵引电磁铁等检查保养，所有交流电机拆开检查保养。

（4）原液压站拆检清洗，油箱清洗换油，更换滤芯，检查机床油路，检查冷却系统。

（5）轴承、齿轮、齿轮轴、导轨副、丝杠副、刹紧机构、平衡缸、密封等全部清洗检查保养。在拆检的过程中，注意测绘出主要零部件和易损件的零件图。

（6）原21 N・m步进电机更换为同扭矩的伺服电机。

（7）设计电气系统框图，确定设计思路和硬件配置。

①数控系统的选择：采用西门子808D数控系统+国产（无锡）手轮+安川SGDV伺服驱动系统，伺服电机扭矩21 N・m，半闭环控制；电磁阀、离合器的电源由220 V隔离电源提供；低压电器选用德力西器件（除欧姆龙小型继电器外）；总电源开关装在电柜右侧；不小于2 kW的冷风机（外挂式知名品牌）装设在电柜左侧。数控单元装在左上位置。其余电器件根据标准规范安装。

②主轴交流电机采用直接启动方式，正反转控制；PLC输出信号控制DC24V欧姆龙MY2NJ继电器动作，然后通过继电器动作控制接触器动作。

③各方向硬件限位尽量接近机械终点限位；在机械限位的前方100 mm处增设减速开关，使系统按照较低速度运行，防止越位而损坏机械传动；在机械终点限位和硬件限位之间增设超程限位，即每个轴增设5位（正限常闭、负限常闭、减速常闭、超程常闭、参考点常开）一体的组合限位一个。

④主轴自动换挡，可以通过档位增加和档位减少按键进行。

⑤铣刀位置可通过选择刀号来自动切换，也可通过刀号增加与减小按键来选择。

（8）设计原理图、接线图，设计PLC程序。安装调试工作就不再介绍了。

3 设计电气系统框图

设计电气系统如图2所示。

4 改造前后机床性能比较

从表1中可以看出，通过技术改造，设备的技术水平和性能得到大幅提升。

5 结语

通过此次技术改造的实践，既节省了设备购置费用（约80万元），提高了设备技术水平和性能，又满足了生产需要。

据了解全国该型号的机床还有多台，同类机床数量更多。因此该次改造的成功经验，对于拥有该类机床的厂家在进行该类设备改造方面具有很好的借鉴意义。

参考文献

[1] 陈勇，耿亮.SINUMERIK 808D数控系统安装与调试轻松入门[M].机械工业出版社，2015.

[2] 李清新.伺服系统与机床电气控制[M].2版.机械工业出版社，2010.