CJK6150H数控车床主轴变频改造

ｒ艺装备　西　而爵　ＣＪＫ６１　５０Ｈ数控车床主轴变频改造　张维军　（陕汽集团华臻三产公司　陕西西安７１０２００）　摘要：本文通过对我公司使用的ＣＪＫ６１５０Ｈ数控车床，针对日常使用中出现的较为频繁的故障，应用　目前技术领先的变频技术，对机床进行了变频改造，大大降低了故障率，使月维修费用从５０００余元降　低到目前不到２００元，减少了维修费用，降低了员工的劳动强度，提高了生产效率，为企业创造了不少　的经济效益。　关键词：主轴；齿轮；变频；调速　ＣＪＫ６１５０Ｈ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｌａｔｈｅ　ｍａｉｎ　ａｘｌｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｚｈａｎｇ　Ｗｅｉ－Ｊｕｎ　Ｓｈａａｎｘｉ　ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　ｇｒｏｕｐ　ＣＯ．，ｌｔｄ　ＨｕａＺｈｅｎ　ｔｅｒｔｉａｒｙ　ｉｎｄｕｓｔｙｒ　ｃｏｍｐａｎｙ　Ａｂｓｔｒｓｃｔ：Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ＣＪＫ６　１　５０Ｈ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｌａｔｈｅ　ｗｈｉｃｈ　ｕｓｅｓ　ｆｏｒ　Ｏｕｒ　ｃｏｍｐａｎｙ，ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ａ　ｍｏｒｅ　ｒｆｅｑｕｅｎｔ　ｂｒｅａｋｄｏｗｎ　ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄａｉｌｙ　ｕｓｅ，ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｌｅａｄｉｎｇ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｈａｓ　ｍａｄｅ　ａ　ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　ｒｆｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｒｔａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｅｎｇｉｎｅ　ｂｅｄ，ｃｕｔ　ｔｈｅ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｒａｔｅ　ｇｒｅａｔｌｙ，　ｃａｕｓｅｓ　ｔｈｅ　ｍｏｎｔｈ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ｃｏｓｔ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｆｒｏｍ　５０００　Ｙｕａｎ　ｔｏ　ａｔ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　２００　Ｙｕａｎ，ｒｅｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ｃｏｓｔ，ｒｅｄｕｃｅｄ　ｓｔａｆｆｓ　ｆａｔｉｇｕｅ　ｆａｔｉｇｕｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｒａｉｓｅｄ　ｈｔｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ，ｗａｓ　ｔｈｅ　ｅｎｔｒｅｐｒｉｓｅ　ｈａｓ　ｃｒｅａｔｅｄ　ｍａｎｙ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｉｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍａｉｎ　ａｘｌｅ；ｇｅａｒ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ；ｔｉｍｉｎｇ　前言　箱内部传动齿轮经常损坏，传动离心式离合器损坏。生　产任务繁忙时，平均每台机床每周损坏齿轮２个，每次　ＣＪＫ６１５０Ｈ数控卧式车床为宝鸡机床厂生产，配备　需１名维修工进行维修３０分钟。　广州数控ＤＡ９８０ＴＡ系统。其机床加工精度较高，生产　下图为损坏的齿轮：　效率较高，操作方便，适用面广，很适合大批量精密加　工。华臻三产公司拥有的３台此机床，用于加工　ＤＺ９１　１２３３００６１轴头，加工步序为大端面和精镗大端内　孔。　１、原使用状况和存在问题：　每月损失费用统计如下：　根据产品要求，必须使用　３２０卡盘进行装夹。日　每月损失费用统计如下：　常正常操作过程中，在主轴频繁的启动和停车时，床头　备件损失：　每周２个齿轮×均价２００元×３台机床×４　西　雨两　工艺装备　］　而　面　面　周＝４８００元　的正反转，去除了交流接触器互锁电路的繁琐和电流冲　工时损失：　击，简化了动力线路，提高电机和电器元件稳定性；　３＿３变频器可根据ＣＮＣ系统输出的模拟电压，实　现机床主轴的无级调速，ＣＮＣ系统的加工程序上就可　方便的控制主轴转速，减少了传统机械式主轴停车换档　的作业模式，从而大大的提高了生产效率；　３．４变频器在变频、运行等各种状态过程中输出微　３０分钟少加工６件×折算单件加工费０．８元×　每周停机２次×３台机床×４周＝１１５．２元　合计每月损失：４８００＋ｌｌ５．２＝４９１５．２元　２、原因分析　经过现场仔细的分析和与厂家进行咨询，最后认为　功耗、低功耗、额定功率等相应电能，有着明显的节能　是：当机床启动和制动时，带动　３２０卡盘进行重载　环保效果。　启动和制动，因惯性与电机端产生很大的反作用力，力　矩直接作用于床头箱的传动齿轮上。每班频繁的启动和　制动，造成齿轮产生机械疲劳，容易损坏。　ｍ　，ｒ］　．　４、实施改造方案　４．１拆除原有的Ｙ１３２Ｍ一４型普通三相异步电动机，　改为大连电机厂生产的ＹＳＰ１３２Ｍ一４．３３Ｂ３变频电机，　：Ｈ　ｕ　明　‘　ｌ卜１　Ｔ　————　基频３３Ｈｚ。内置制动单元，同时取代了原有的离心式　‘　、／　主轴　离合器。同时配备台湾台达科技生产的ＶＦＤ０７５Ｂ４３Ａ　变频器。　ｌＩ　ｌ　床头箱　ｍ‘　拦砖　厂１　鬯机　ｈ　Ｌ—　，　、　主轴传动示意图　３、方案确定　随着现代电子技术的、计算机技术、电力检测技术　的迅速发展，按照交流电机转速公式ｎ＝６Ｏｆ（１　ｓ）／ｐ（式中　改造前的普通电机　改造后的变频电机　４．２取消了４个交流接触器、中间继电器等电气元　件，简化了电气线路，减少了故障点　ｎ、ｆ、Ｓ、Ｐ分别表示转速、输入频率、电机转差率、电　机磁极对数），可知转速与输入电源频率成正比。按照　此原理，控制电机运行频率是进行电机速度控制最有效　的手段。　采用变频技术，对我公司机床主轴进行变频改造，　具有以下优点：　３．１变频器内部完善的环流检测功能，能够实时监　测电机运行状态，对电机的启动、运行、停车状态都进　行了实时监控，使得电机得以柔ｌ生的启动和制动，避免　改造前的配电柜　改造后的配电柜　４－３．取消原有的机械手柄式的换档调速机构，改为　了电机直接启动和制动对机床主轴系统的冲击，从而有　在系统中输入指令直接调速。实际使用中，不再需要停　车换档，而是在需要调速的时候，在加工程序中输入速　效的保护了机械传动系统；　３．２变频器可根据ＣＮＣ系统结点，控制变频电机　度指令程序（如￥５２０，表示每分钟５２０转），即可实现　不停机无级调速。　孺