XK2430数控龙门镗铣床升级改造技术

摘要

在当前的经济形势下，机床再制造在我国现阶段具有非常重要的意义，从经济性角度来看，机床再制造具有投入资金少、周期短、节省成本、节能减排等优势，将有再制造价值的废旧机床作为再制造毛坯，利用高新技术对其进行修复、性能升级，所获得的再制造机床在技术性能上可以达到甚至超过新机床的水平。　　XK2430是一台重型龙门移动式镗铣床，因使用时间较长，且使用频率较高并未进行保养，使得机床精度及可靠性降低，数控系统老化，故障频发。本文通过对XK2430升级改造的关键技术进行研究，针对机床本身的特点和存在的问题，制定了如下的改造方案：　　（1）检测机床在未改造前的现状，结合实际需求经过分析提出升级改造的要求，制定机床整体改造方案。包括对机械部分的修复、电气部分重新设计以及新增镗铣头库及镗铣头识别、补偿功能。　　（2）设计制定详细的数控系统改造方案，包括数控系统的选型，NCU、人机界面、伺服电机及伺服驱动、PLC控制模块、电源模块、光栅尺等部件的选型，在保留初始轴设定的基础上增加了镗铣头库，完成伺服控制系统的配置，并对数控参数进行调试设定及优化。重新设计PLC控制电路，运用PLC对机床动作输入输出点进行I/O地址的设置，并编写相关程序，使机床动作运行可靠有效。　　（3）增加镗铣头库，对镗铣头进行改造，使镗铣头能够被系统识别管理，将刀具偏置的原理运用于镗铣头补偿上，使镗铣头在自身转位时精度得到优化，从而减少加工时产生的误差，提高加工精度。将原先手动抓取镗铣头的过程升级为自动抓取镗铣头，大大缩短了加工辅助时间。　　（4）最后对机床进行螺距补偿并对机床机械精度进行检验，通过用不同方式加工工件对加工结果分别进行检测，发现改造后的加工精度及加工效率明显优于改造前的加工效率及未使用镗铣头补偿的加工效率，结果表明本文提出的升级改造方案和措施能有效提高XK2430的加工精度和生产效率。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 论文的研究背景

1.2 数控系统的研究现状

1.3 国内外镗铣头的研究现状

1.4 论文的来源及研究内容

1.5 本章小结

第2章 XK2430数控龙门镗铣床升级改造方案设计

2.1 XK2430数控龙门镗铣床介绍

2.2 机床现状分析

2.3 机床精度检测分析

2.4 升级改造的目标

2.5 机床机械系统升级改造方案

（1）精调X 轴床身导轨

（2）溜板及滑枕修复

（3）液压润滑检修

2.6 机床电气系统升级改造方案

2.6.1 数控系统选型

2.6.2 增加铣头库及镗铣头识别和补偿功能

2.7 本章小结

第3章 XK2430数控系统的改造设计

3.1 西门子840D数控系统

3.2 NCU控制模块选型

3.3 人机界面选型

3.4 伺服驱动的选型

3.4.1 主轴电机与伺服电机选型

3.4.2 驱动模块选择

3.4.3 控制模块选型

3.4.4 电源模块选型

3.4.5 光栅尺的选定及配置

3.5 各轴伺服模块连接方式

3.6 机床参数设定

3.7 PLC模块的选型

3.8 PLC逻辑系统控制

3.8.1 PLC地址分配

3.8.2 PLC程序设计

3.9 本章小结

第4章 XK2430镗铣头的改造设计

4.1 镗铣头分类及识别方式

4.2 镗铣头的识别方式

4.3 镗铣头识别自动抓取程序设计

4.4 镗铣头补偿

4.4.1 镗铣头补偿的原因

4.4.2 镗铣头补偿的原理

4.4.3 镗铣头补偿的验证

4.5 镗铣头补偿的应用

4.6 本章小结

第5章 XK2430精度补偿及改造结果

5.1 机床位置精度的螺距补偿

5.2 补偿结果验证

5.3 补偿结果的比较

5.4 改造结果的比较

5.5 本章小结

总结与展望

论文总结

研究工作展望

参考文献

致谢

附件1:机床识别并自动抓取镗铣头程序段

附件2:附件补偿程序段

附件3:螺距补偿文件AX3_EEC. INI