机床全面升级改造，采用液压静压导轨与SIEMENS数控系统

WOTANRAPID6K转子铣由德国生产，该机床原先的数控系统采用西门子8MC。经过20多年的使用，电气元件老化严重，设备故障率高，数控系统及PLC模块备件不足，维修难度大，停机时间长，影响产品加工效率。机械传动部分磨损严重，主轴箱齿轮损坏，X轴气动压力导轨滑座浮起困难，决定改成液压静压导轨，进行机电全面升级改造。该机床属于专用机床和普通数控铣镗床的结合体，能加工100t的发电机转子。

该机床结构主要由三部分组成：主机部分是一台数控镗铣床，镗杆直径为200mm；四轴铣床部分；分度与支承装置部分，如图6-4所示。

本机床改造采用SIEMENS公司840D数控系统与611D伺服装置进行电气改造，配置有2套独立的数控显示操作站，采用双通道，双方式组分别控制主机和四轴铣床，机床共有8个数控进给轴和SP、SP₁～SP₄五个数控主轴，主机的主轴带有90°角铣头，可安装大型盘铣刀，用于铣削转子槽。

镗床部分主轴旋转运动（SP轴）采用611D和1PH7的100kW交流伺服电动机驱动，立柱沿床身导轨水平方向左右移动，为X轴；主轴箱沿立柱导轨上下移动，为Y轴；主轴镗杆伸进伸出移动，为Z轴；平行于Z轴的方滑枕为W轴；立柱垂直床身前后移动，为U轴；工件转子回转分度为A轴。六个进给轴均采用SIEMENS611D交流伺服装置及1FT6电动机驱动，电动机自带编码器作为反馈元件，主轴上安装位置编码器作为闭环位置检测，除镗杆Z轴半闭环外，各进给轴均配置HAIDENHAIN光栅尺作为全闭环位置检测。

图6-4 德国转子铣(www.xing528.com)

四轴铣床部分滑座沿床身导轨水平方向移动为X₂轴，垂直于X₂轴前后移动为Z₂轴，四个主轴均采用611D和1PH7的12kW交流伺服电动机驱动。其中工件分度轴为共用加工轴，本机床现采用双通道双方式组分别控制镗床部分和四轴铣床部分，可以单独加工也可以同时加工，既互相独立又紧密联系。机床逻辑控制采用840D内置的PLC（S7-300CPU317）进行编程，控制非常方便。机床可进行X、Y、Z三轴联动加工，其中W、U轴和A轴作为辅助轴可进行编程控制。机床可在几何轴X、Y、Z构成的三维坐标里进行直线、圆弧、锥面、球面、孔等形状的镗铣自动加工，具有高性能、高精度、高效率、低故障的特点。

在电气布局上大量采用远程站结构，设置三个远程站ET200M集散分布，Profibus总线通信，使布线更加合理，大大减少了电缆使用数量，结构简单，布局明朗、维护方便的特点得到体现。所有进给轴均采用611D和1FT6伺服电动机进行控制，各电动机后自带增量型编码器用于各轴的闭环检测，其中X₁、Y₁、W₁、U₁、X₂、Z₂轴采用德国海德汉LB382C带距离码光栅尺作为全闭环位置反馈，分度A轴采用德国海德汉ROD880C/36000圆盘光栅作为全闭环位置反馈，ROD786/36000圆盘光栅作为A轴辅助显示轴，从而有效监视工件是否正常旋转。

机床控制电柜为五联体电柜，镗床操作箱为主操作站，四轴铣操作箱为次操作站，操作者可通过它对机床的镗床所有部件进行操作控制，用其上的OP15A自带数控键盘MMC&MCP操作面板来编辑程序、修改参数、显示机床坐标位置及系统状态和报警信息等，通过操作箱上的按钮可控制机床启停、主轴旋转、变档、进给移动、刀具的夹紧放松、附件头的夹紧放松等动作以及照明、排屑、提供切削液等功能的控制。

另外，主次操作箱都连接一个西门子标准数控手持操作单元，手持上配置有电子手轮，在手持上选择X/Y/Z轴后，可用手轮对选择的轴进行增量步距点动操作。

在机械液压方面，把X轴空气静压改为恒流液压静压，原设备进给传动齿轮箱改为西门子精密传动齿轮箱。