科堡加工中心附件編碼開關裝置改造

梅斌浩，徐 照，謝 維

（中車戚墅堰機車有限公司，江蘇常州 213011）

0 引言

在機械加工制造單位，會不同程度地會有一些老舊設備，這些設備由于大多數是以前原裝進口的，雖然使用年齡已經很長，機械性能依然很好，加工精度也滿足現在的制造要求。在有些單位，此類設備甚至肩負著主要生產任務。這樣就涉及到一個常見的問題：在維修過程中一些電氣元器件、機械零部件已經無法采購到原型號的，而且隨著現在元器件集成化程度越來越高，越早期的設備越難找到可以使用的替代品。這就對維修技術人員提出了國產化改造的要求。

1 設備現狀

中車戚墅堰機車有限公司用于內燃機機體加工的17-10FP175NC 型德國科堡加工中心，是20 世紀80 年代的產品，當時配備的數控系統是西門子8MC，PLC采用S5-135WD，驅動采用直流調速。期間由于該系統的停產、配件等問題，采用了西門子840D 數控系統對其進行數控系統和驅動裝置的改造。由于該設備的高剛性和機械穩定性，目前仍然擔負著機體加工的重要生產任務。不過，在使用過程中，裝置出現了無法自動裝卸銑頭的故障。經過診斷排查，故障點為其附件編碼開關裝置單元損壞。由于無法采購到原裝產品，因此嚴重影響了加工過程中主軸安裝附件銑頭、銑頭參數的自動補償以及銑頭轉角控制等功能。

2 解決方法

此附件編碼開關裝置單元由提供（I60.0～I60.6）PLC 輸入信號的7 個傳感器及固定裝置組成，通過PLC 程序控制及編碼計算實現附件銑頭安裝時的識別、銑頭參數自動補償、銑頭轉角控制等功能（圖1）。

圖1 附件編碼開關裝置單元位置

2.1 固定裝置制作

固定這7 個傳感器的膠木裝置，由于多年油浸泡已經嚴重變形。對損壞的裝置進行現場測繪，進行國產化制作（圖2）。

根據測繪的尺寸，制作尼龍材質的替代品。為了保證Z 軸端面和傳感器不受損傷，對膠木裝置采用鉆孔分解的方法進行拆除（圖3）。

圖2 固定裝置

圖3 鉆孔分解損壞的固定裝置

2.2 傳感器更換

使用STEP 7 軟件分析相關的PLC 程序（圖4）。

圖4 相關PLC 程序

由PLC 程序分析這7 個輸入信號的0、1 狀態組成不同的編碼組合，從而實現附件銑頭號的識別，銑頭參數自動補償，銑頭轉角等功能。

通過對滑枕—附件接口結構與信號分析測量，確定輸入信號相對應附件編碼開關裝置單元上7 個傳感器的位置（表1）。

表1 感應開關對應的PLC 輸入信號

原傳感器的型號是二十幾年前的，現在無法買到。在對比選型后進行測試，找到可替代使用的傳感器，并對照表1 及制作的固定裝置實施安裝（圖5）。安裝完成后，恢復主軸正常松拉刀、裝卸附件銑頭、銑頭轉角、銑頭參數補償等自動化功能（圖6）。

圖5 傳感器安裝

圖6 安裝前后的附件編碼開關裝置單元

3 結束語

在這臺科堡加工中心上，通過對損壞裝置測繪、滑枕—附件接口結構與信號分析測量，國產化制作，不僅滿足了原設備自動化功能，也為同類設備類似附件編碼開關裝置國產化制作及處理提供了一定參考。在日常維修此類老設備時會遇到各種需要改造的情況，這時就需要相關技術人員分析后制定合理可靠的方案實施。