西门子数控机床改造 - （中国）有限公司工业业务领域工业自动化与驱动 ...

西门子工厂自动化工程有限公司
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西门子数控机床改造
s

西门子工厂自动化工程有限公司 ( 简称 SFAE)
Siemens Factory Automation Engineering Ltd. (SFAE)
西门子工厂自动化工程有限公司是西门子在中国自动化领域投资的第一家运营公司,
也是专业的西门子自动化与驱动服务中心、西门子低压电柜产品的制造商和西门子
自动化工程解决方案的提供商。
从 1993 年创建至今,SFAE 一直本着以客户为先、零距离服务客户的原则,在全国设立了 21 个办事机构,已为数控机床改造、
港口机械 / 起重机、石油钻机、钢铁冶金、测试台系统、汽车制造、生产执行系统 (MES)、运动控制信息系统 (MCIS)、生产机
械等领域的 4000 多家企业提供了西门子专业的自动化工程解决方案、低压电柜产品和服务。SFAE 于 2006 年及 2007 年连获中
国电气工业 100 强,排名更是从第 93 位跃升至第 74 位。
SFAE 在应用技术、项目管理及技术支持等方面拥有高素质且极具行业项目经验的工程技术队伍,成功的知识管理使得员工拥有
全面的行业知识、业务知识和客户知识;严格的质量管理确保产品和服务满足客户所需;成熟的项目管理有力地保障了每个项目
的高效计划、组织、控制和执行。这三大管理体系始终贯穿于 SFAE 的工作流程,保证公司管理高效、运营顺畅,确保对客户服
务质量的最优化和工程项目的优质高效。
SFAE 不仅致力于向市场提供最新的技术和服务,还秉承西门子作为优秀企业公民的传统,对西门子春蕾小学坚持不断的援助,
以爱心回报社会。
SFAE 全体员工将秉承诚信、务实、创新、共赢的企业精神,遵循优质高效、顾客满意、持续改进、行业领先的质量方针,与广
大的中国客户共同致力于中国自动化技术的发展和应用。
数控机床改造领域
西门子工厂自动化工程有限公司专业从事机床电气设计、改造十余年,成功改造了包括数
控车床、铣床、钻床、加工中心、磨床、冲床、生产线和专用机床等近 600 台设备。在此
过程中 SFAE 工程团队掌握了尖端的数控技术,在机床控制、工艺等方面积累了丰富的经验。
我们既能完成通用机床的数控设计、改造,又能在凸轮磨、曲轴磨、轧辊磨、曲轴铣、齿
轮机床、轮槽铣、缠绕机、生产线等特殊设备的设计、开发和改造中,为用户提供完整的
解决方案。
采用多种形式,对多品牌、多型号的机床进行改造
● 齿轮加工机床的改造:如 NILES ZSTZ25 磨齿机、HOFLER H2000 磨齿机、NILES
ZFWZ12 滚齿机、MODUL 滚齿机 PFAUTER PE150 滚齿机和 YK2215 弧齿锥齿铣齿机等;
● 大型镗铣床的改造:如 SKODA、WOTAN、INNSE、SCHIESS、TOS 镗铣床等;
● 大型龙门铣床的改造:如 WALDRICH COBURG、WALDRICH SIEGEN、SCHIESS 龙门铣等;
● 磨床的改造:如 FORTUNA 凸轮轴磨床、NEWALL 凸轮磨床、NAXOS、TOYODA、
LANDIS、SCHAUDT 和 SAIMP 曲轴磨床等;
● 加工中心的改造:如 MANDELLI、STAMA、MAHO、CINCINNATI 和 SCHARMANN 加工
中心等;
● 专用机床的改造:如 HELLER 曲轴内铣床、TRUMPF 冲床、HAAR 冲床和 KOLB 深孔钻;
● 生产线的改造 ( 包括网络集成 ):如 LAGEL 缸体深钻孔生产线、BW 缸盖生产线、KOLB
柔性加工线、HELLER 缸体 / 缸盖 / 轴承盖生产线电气方案制定与实施、缸盖线组合机床
和发动机装配线等;
● 专用机床控制软件的开发:如轧辊磨床、丝杠磨床和凸轮磨床等控制软件。
客户受益
卓越改造 效益显著
Prominent Benefits
Retrofitting Excellence
● 改造机床所需资金只是添置新设备资金的 10-20%;
● 改造机床需要时间约是新设备安装时间的 30%;
● 改造后,设备的技术含量、稳定性和生产效率显著提高。
主要客户
● 东风康明斯发动机有限公司
● 潍柴道依茨柴油机有限公司
● 哈尔滨电机厂有限责任公司
● 沈阳重型机械集团有限责任公司
● 上海重型机械厂有限公司
● 哈尔滨汽轮机有限责任公司
● 东方汽轮机厂
● 上海汽轮机有限公司
● 天润曲轴有限公司
● 潍坊柴油机有限公司
● 重庆长安汽车有限公司
● 重庆齿轮箱有限责任公司
● 一汽大众汽车有限公司
● 上海大众汽车有限公司

齿轮机床
机床用户
重庆齿轮箱有限责任公司
机床型号
ZSTZ25
制造厂商
NILES
原机床状态
NILES ZSTZ25
磨齿轮机床改造
系统严重老化,故障率高,维修困难,系统备件价格昂贵并且不易购买,冲程控制故障。
机床信息
● 机床轴:X 轴为展成轴,Y 轴为立柱,Z 轴为冲程,B 轴为螺旋角,C 轴为分度轴,V 轴为修整臂,
SP 为砂轮 ( 即主轴 );
● 机床有砂轮修整功能,砂轮为恒线速旋转;
● 冲程控制采用 BOSCH 伺服阀,反馈装置采用 NEWALL 球栅尺。
系统配置
● SINUMERIK 840D 数控系统和 SIMODRIVE 611D 驱动系统控制;
● 进给电机:1FT6 伺服电机;
● 主轴电机:1PH7 主轴电机;
● PLC:SIMATIC S7-300。
特殊系统功能
● 应用 SINUMERIK 840D 数控系统电子齿轮功能,取消原机械挂轮,减少了机械传动环节,
确保展成运动关系;
● 用 HLA 液压伺服模块和球栅尺,实现冲程运动的闭环控制,确保冲程位置的准确性和冲
程快速响应;
● DRF 手轮微动偏置,实现适时切向进给补偿;
● 恒线速功能确保砂轮均匀磨削加工;
● 复杂数学运算功能,生成齿轮工艺参数,确保加工效率。
特殊工艺
展成磨削渐开线圆柱直、斜齿轮。
专用界面
● 充分利用西门子系统的开放式结构开发设计了齿轮参数界面,加工工艺设定界面,加工
状态界面等齿轮设备专用界面;
● 通过界面可修改齿轮参数和工艺参数,使参数调整,操作运行更为简便准确。
改造经验
开创了利用西门子数控系统采用取消挂轮模式改造展成磨齿机的先例,在磨齿机床改造方面
取得了突破。
相关项目
● 重庆齿轮箱有限责任公司 NILES ZSTZ25 磨齿机改造
● 重庆齿轮箱有限责任公司 HOFLER H2000 磨齿机改造
● 鞍钢重型机械厂 MODUL ZFWZ12 数控 8 轴滚齿机改造
YK2215
弧齿锥齿轮铣齿机电气设计及调试
机床信息
● 数控弧齿锥齿轮铣齿机床的 X 轴为水平轴,Y 轴为垂直轴,Z 轴为进刀轴,A 轴为工件旋
转轴,SP 为刀盘旋转主轴;
● 数控机床是依靠 X、Y 轴做圆弧插补运动,以模拟机械式机床的冠状齿轮,再同 A 轴插
补切削,滚切出弧齿锥齿轮,取代了原来的摇台轮、偏心鼓轮、刀盘三者组合的假想齿轮;
● 机械挂轮式机床加工弧齿锥齿轮时,是借助摇台轮、偏心鼓轮、刀盘三者组合运动,采
用端面铣刀盘按展成法原理进行加工;
● 加工时,工作台、刀盘、工件、摇台动作,工件与摇台展成运动加工出一个齿槽的齿形后,
工件退出,摇台回到起始位置,工件分度到位后,重复动作直至加工出全齿廓。
系统配置
● SINUMERIK 802D 数控系统和 SIMODRIVE 611UE 数字式交流伺服系统;
● 实现 X、Y、Z、A 轴及 SP 主轴的数字控制;
● 有实时加工模拟功能。
特殊工艺
展成法加工弧齿锥齿轮,可靠的数学模型,完善的工艺程序。
专用界面
弧齿锥齿轮参数界面,方便操作设置和调整。
工程效果及经验
简化了加工前各种不同规格的弧齿锥齿轮的计算及调整,优化了计算步骤,使弧齿锥齿轮铣
齿加工快速和简便,适合于批量生产和单件生产,大大提高了生产效率。该机床厂已经批量
生产此类机床,充分显示了我们在弧齿锥齿改造方面的能力。
● 上海延海机电有限公司 YK2215 弧齿锥齿轮数控 5 轴铣齿机电气设计与调试
● 西门子机械传动 ( 天津 ) 有限公司,PFAUTER PE150,PE250 滚齿机改造
● 山推工程机械股份有限公司 MODUL ZFWZ12 滚齿机改造
● 上海彭浦机器厂有限公司 PFAUTER P1000/1200 滚齿机改造
床型号
YK2215
制造厂商
上海延海机电有限公司
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大型镗铣床
机床用户
内蒙古第一机械制造
(集团)有限公司
机床型号
SCHARMANN HC3.3
制造厂商
SCHARMANN
5
原控制系统
SINUMERIK 8M
原机床状态
SCHARMANN HC3.3
镗铣床改造
原系统老化,电缆老化,故障频繁,维修困难,其刀库已多年不能使用,该机床已不能满足
生产的需要。
机床信息
● 机床轴:X、Y、Z、U、V、W、B、SP( 主轴 ) 共八个轴;
● 各轴行程:X:12000mm Y:4500mm Z:1000mm W:1200mm V:2000mm;
● 主轴功率 (SP) :100KW;
● 转台 (B 轴 ) :回转直径 2000mm,0-360 度任意分度;
● 刀库:链式刀库 40 把刀,随机换刀,液压机械手;
● 具有滑枕自动补偿装置。
系统配置
● SINUMERIK 840D 数控系统和 SIMODRIVE 611D 驱动系统;
● PLC:SIMATIC S7-300;
● 进给电机:1FT6 伺服电机;
● 主轴电机:1PH7 主轴电机;
● 测量装置:HEIDENHAIN 光栅尺 (X、Y、Z、V 轴 )、HEIDENHAIN 圆光栅 (B 轴 )。
机械
机床解体并进行机械大修、精度调整,恢复机床综合精度。
功能特点
● B 轴由原来的四点定位改为全闭环任意点定位,且定位精度达到出厂要求;
● 可实现滑枕的自动补偿功能,并且根据不同的附件头自动选择不同的补偿表。
改造效果
本次大型精密机床改造,对定位精度及重复定位精度要求极高,在工程过程中,通过提高光
栅尺、圆光栅安装质量,满足对高精度的要求;通过反复观察和实验,解决了刀库存在的问题。
该机改造后各项精度符合要求,投入使用后,客户反映良好。
相关项目
● 张家口煤机厂 HECKERT BFKF150 镗铣床电气改造
● 哈尔滨汽轮机有限责任公司 INNSE FB225 数控镗铣床改造
● 哈尔滨电机厂 WOTAN RAPID 数控镗铣床改造
● 湘潭江麓机器厂 SCHARMANN HC1.3 镗铣床改造
● 富春江富士电机有限公司 SCHIESS 镗铣床改造
SKODA
镗铣床改造
原控制系统
SINUMERIK 850
原机床状态
电气系统已老化,无法满足正常生产的需要。
机床信息
● 机床轴:X、Y、Z、W、SP( 主轴 ) 共五个轴,其中 Z、W 轴使用一套伺服电机及驱动,
通过机械切换来实现对 Z、W 轴的分别控制;
● 进给轴行程:X:16000mm Y:4600mm W:1600mm Z( 镗杆 ) 最大伸出距离:2000mm;
● 主轴功率 (SP) :67KW。
系统配置
● SINUMERIK 840D 数控系统;
● 更换 X、Y、Z、W 轴电机及伺服系统采用 1FT6 伺服系统和 SIMODRIVE 611D 驱动系统;
● 保留直流主轴电机,更换主轴驱动装置为 6RA70;
● 更换原电气柜及柜内元器件,并采用门空调;
● 更换 X、Y 轴光栅增加 Z、W 轴编码器;
● 更换机床操作面板。
功能特点
由一台 1FT6 伺服电机分别控制两个进给轴 (Z、W),且 Z、W 轴要求实时切换,通过
SINUMERIK 840D 数控系统的一个特殊功能实现了此项要求。
改造效果
本项目按期完成,改造后的机床工作稳定、可靠、操作方便,完全满足用户生产的需要,投
入使用后,受到用户的好评。
● 上海锅炉厂 SKODA W250 镗铣床改造
● 上海汽轮机厂 SKODA Ф160 落地镗铣床改造
● 上海汽轮机厂 INNSE FA-C221 镗铣床改造
● 上海重型机器厂 TOS WHN(Q)13 镗铣床改造
● 上海大众汽车有限公司 GROB GM3178(2ZG) 铣床改造
● 上海汽轮机厂 STARRAG NX-154, NX-155 五轴叶片型面铣改造
机床用户
上海汽轮机有限公司
机床型号
W160 HB NC
制造厂商
捷克 SKODA 公司
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大型龙门铣
机床用户
哈尔滨汽轮机厂有限责任
公司
机床型号
20-10 FP 500 NC/17M
制造厂商
德国 WALDRICH COBURG
公司
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原控制系统
SINUMERIK 8M
原机床状态
WALDRICH COBURG
数控龙门铣床改造
该数控龙门铣床是由德国 WALDRICH COBURG 公司与北京第一机床厂于 1986 年联合制造的,
由哈尔滨汽轮机厂于同年引进,用于大件铣加工,是该厂大型、关键设备,该设备已投产多年,
电气系统老化严重,机床故障率高,已无法满足生产的需要。
机床信息
● 机床轴:X、Y、Z、W1、W2、SP( 主轴 ) 共六个轴;
● 进给轴行程:X:17000 mm Y:6400mm Z:1500 mm W:4500mm;
● 主轴功率 (SP) :100KW;
● 附件头:共九种;
● 机床横梁 (W 轴 ) 由左、右两个直流电机 (W1、W2) 驱动,W1、W2 采用直流电机电枢
串联的方法实现同步,在机械上 W1、W2 由一机械装置刚性连接;
● 横梁具有调平装置。
系统配置
● SINUMERIK 840D 数控系统和 SIMODRIVE 611D 驱动系统;
● PLC:SIMATIC S7-300;
● 进给电机:1FT6 伺服电机;
● 主轴电机:1PH7 主轴电机;
● 测量系统:HEIDENHAIN 光栅尺。
功能特点
● 利用 SINUMERIK 840D 数控系统和 SIMODRIVE 611D 驱动系统的主 / 从功能实现 W1、
● W2 的速度、力矩同步功能;
● 可实现附件头自动交换;
● 制作专用界面,以方便附件头的更换及故障处理。
改造效果
改造后的 COBURG 数控龙门铣床更换了控制系统和电气控制柜 ( 包括柜内电气元器件 ),从
根本上解决了因电气件老化造成的故障率高的问题,全面恢复了该机床的各项功能,如:附
件头自动、半自动交换功能;使用了 SINUMERIK 840D 数控系统特殊功能 ( 驱动主 / 从功能 ),
降低了工程成本,大大缩短了工期,机床投入使用后,客户反映良好。
相关项目
● 东风汽车模具厂 MZP2800/8000 数控龙门铣改造
● 重庆长安 HF-4 数控龙门铣改造
● 东风汽车模具厂 HEYLIGENSTAEDT FSP-3000-ST 数控龙门铣改造
● 大连重型机器厂 WALDRICH SIEGEN 数控龙门铣改造 ( 27 米 )
WALDRICH COBURG GM600
数控龙门铣床改造
原控制系统
SINUMERIK 8MC,S5-PLC
原机床状态
该数控龙门铣床由德国 WALDRICH COBURG 公司于 1983 年生产制造,机床为双龙门且可以单
独控制操作,原机床共有 9 个轴:X1 轴、XA1 轴 ( 双龙门同步移动 ),Y 轴 ( 滑板 ),Z 轴 ( 滑枕 ),
W1 轴、WA1 轴 ( 横梁同步移动 ),S 轴(主轴),C 轴 ( 旋转工作台 ),A 轴 ( 附件轴 ),配有
12 个附件头。X 轴使用旋转变压器做位置检测,并配以机械同步传动杠来保证立柱移动的同
步要求;其他控制轴采用感应同步器做位置检测元件,横梁移动采用直流电机串联运行,并配
以机械同步传动杠来保持传动的同步,并在一侧设有交流微调电机作为调整之用。机床传动全
部采用模拟直流伺服系统控制。
机床信息
● 机床轴:X1、XA1、Y、Z、W、W1、WA1、S、C、A 共九个轴;
● 进给轴行程:X:0-27000mm Y:0-8000mm Z:0-1000mm W:0-3900mm;
● 各轴速度:X:5-10000mm/min Y:5-6000mm/min Z:5-3000mm/min
W:5-2000mm/min;
● 主轴具有定向功能,2 个档位,一档转数:6-275rpm、二档转数:17-750rpm。
系统配置
● SINUMERIK 840D 数控系统;
● 更换 X、Y、Z、W 轴电机及伺服系统采用 1FT6 伺服系统和 SIMODRIVE 611D 驱动系统;
● 保留直流主轴电机,更换主轴驱动装置为 6RA70;
● 更换原电气柜及柜内元器件,并采用门空调;
● 更换 X、Y 轴光栅增加 Z、W 轴编码器;
● 更换机床操作面板。
功能特点
● 利用 SINUMERIK 840D 数控系统龙门轴功能实现 X 轴和 W 轴同步功能;
● 附件头手动及自动装卸;
● 附件头功率限制。
改造效果
改造后该机床全部恢复了原设计要求,机床工作效率及稳定性大大提高。
● 沈阳重型机器厂 WALDRICH SIEGEN 数控龙门铣改造 ( 8 米 )
● 上海重型机器厂 WALDRICH COBURG 数控龙门铣改造 ( 9 米 )
● 株洲电力机车厂 WALDRICH COBURG 数控龙门铣改造 ( 17 米 )
● 四川联众石化机械设备有限公司,武重 XK2120A 龙门镗铣床改造
机床用户
大连加氢制造公司
机床型号
20-10-600CNC/27M
制造厂商
WALDRICH COBURG
8

磨 床
机床用户
重庆长安发动机厂
机床型号
FN3-D350/1000
制造厂商
西德 FORTUNA 公司
9
原控制系统
FORTUNA
凸轮轴磨床改造
FORTUNA 公司专用数控系统和 INDRAMAT 驱动
原机床状态
数控系统老化,发生故障,不能修复。
机床信息
● X、Z、C 三个坐标轴,可调速砂轮电机、金刚轮电机;
● C 轴:0-360 度任意分度;
● 砂轮电机:线速度可调;
● 金刚轮电机:转速可调。
系统配置
● SINUMERIK 840C 数控系统;
● 原 INDRAMAT 驱动系统及电机保留;
● 原测量系统保留。
功能特点
利用 SINUMERIK 840C 数控系统的特殊功能和凸轮专用磨削软件,实现凸轮轴的磨削功能,
具体如下:
● 输入、修改凸轮轴上凸轮的升程值;
● 输入、修改凸轮轴上每个凸轮基园尺寸补偿量;
● 输入、修改凸轮轴上每个凸轮的位置和角度;
● 具有 C 轴调速功能;
● 具有磨削参数输入、修改功能。
改造效果
该机床经电气改造后,机床的各项精度完全符合原机床要求,机床控制程序、凸轮磨削精度
满足客户需要。该机已顺利投入使用,客户反映良好。
相关项目
● 英国 NEWALL 数控凸轮磨床改造
● 文登天润曲轴 TOYODA 曲轴磨改造
● 文登天润曲轴 NAXOS RMDFSSO 曲轴轴端磨床改造
● 上海大众 LANDIS 曲轴磨改造
● 一汽大众汽车有限公司 SCHAUDT 曲轴磨床改造
NAXOS
曲轴磨床改造
原控制系统
SINUMERIK system 3
原机床状态
数控系统严重老化,故障率高,维修困难,系统备件价格昂贵并且不易购买,机械精度和机
械性能良好。
机床信息
● X 轴:数控轴,砂轮磨削进给;
● Z 轴:数控轴,工件轴向位置调整;
● V 轴:数控轴,修整器轴向运动;
● W 轴:数控轴,修整器进给;
● C 轴:数控轴,第一主轴,工件旋转;
● SP 轴:PLC 轴,第二主轴,砂轮旋转。
系统配置
● SINUMERIK 840D 数控系统和 SIMODRIVE 611D 数控系统;
● PLC:SIMATIC S7-300 和 ET200M;
● 进给电机:1FT6 伺服电机。
功能特点
● 动平衡:利用水作为介质对砂轮存在的不平衡进行补偿;
● 中心架:MARPOSS 控制,在工件磨削时支撑工件,减小工件受力形变;
● 轴向定位:MARPOSS 测量仪控制,测量工件的 Z 轴位置,保证轴向精度和进给安全;
● 径向测量:MARPOSS 测量仪控制,测量工件的径向尺寸,控制加工工艺过程,保证工件
尺寸精度及稳定性;
● 工件分度:针对不同角度的曲拐进行分度,使其成为偏心夹具的轴心;
● 工件定位:在工件分度结束未夹紧前,工件定位机械手进行辅助定位,保证定位准确。
改造效果
改造后该机床全部恢复了原设计要求,机床工作效率及稳定性大大提高。
● 南京依维柯汽车有限公司 SAIMP 7239 曲轴磨床改造
● 潍柴道依茨柴油机有限公司 NAXOS RA400 主轴颈磨床改造
● 北汽福田 NAXOS KA500-750 连杆颈磨床改造
● 上海大众汽车有限公司 GIUSTINA 双端面磨床改造
● 上海大众汽车有限公司 , 德国 MSO S228 凸轴轴磨床改造
● 第一拖拉机股份有限公司 VERESO 曲轴连杆颈、主轴颈磨床改造
机床用户
潍柴道依茨柴油机有限公司
机床型号
KA500
制造厂商
德国 NAXOS 公司
10

加工中心
机床用户
上海三菱电梯有限公司
机床型号
MANDELLI-M8
制造厂商
意大利 MANDELLI 公司
原控制系统
MANDELLI
加工中心改造
MANDELLI 公司的 PLASMA 系统和 INDRAMAT 驱动
原机床状态
PLASMA 系统老化,故障率高,影响生产。
机床信息
● X、Y、Z、B 四个坐标轴,再加主轴,刀库轴,托盘交换轴共七个轴;
● B 轴:0-360 度任意分度;
● 主轴:0-4500 转,两级档位;
● 刀库:链式刀库,80 把刀,固定换刀;
● 托盘:三个可移动托盘,两个固定托盘架。
系统配置
采用 SINUMERIK 840C 数控系统,原 INDRAMAT 驱动系统保留。
功能特点
刀库管理和托盘管理的画面,采用 SINUMERIK 840C 数控系统 WINDOWS 版本的系统软件,
用 VB 编程软件编制。
● 刀库管理具有以下功能 :
● 刀具数据的输入,修改,删除;
● 刀座中刀具数据的显示;
● 主轴刀具的实时显示;
● 换刀机械手实时的刀具显示。
● 托盘管理具有以下功能 :
● 托盘所需数据的输入,修改,删除;
● 可通过托盘来自动调用所需的加工程序;
● 实时显示托盘所处的工作位置;
● 可控制所有托盘的调用。
相关项目
● 无锡柴油机厂 MANDELLI-M7 加工中心改造
● 经纬纺机 MANDELLI-M7 加工中心改造
● 上海三菱电梯 MANDELLI-M7 加工中心改造
● 重庆嘉陵 SOLON 500 加工中心改造
● 四川神工实业总公司 STAMA MC340 加工中心改造
MCP-H400
卧式加工中心改造
原控制系统
HELLER UNIPRO NC90 系统
原机床状态
用户于 1996 年从德国 HELLER 公司引进该卧式加工中心,由于系统老化,
机床电气系统故障率较高,不易维护,此机床机械部分精度良好,改造前已停机六个月。
机床信息
● 四轴卧式加工中心,双工作台自动交换;
● 托盘交换系统:双托盘液压交换;
● 测头:BLUM 公司测头;
● 刀库:52 把刀链式刀库;
● 机械手:液压机械手;
● 换刀方式:随机换刀;
● 6 个伺服轴:X、Y、Z、SP、B、刀库轴;
● 轴功率 / 转速: 28 KW/4000 rpm;
● 进给轴行程:X:1250mm Y:1000mm Z:1250mm;
● 旋转轴:B 轴 360 度任意整数角度分度。
系统配置
● SINUMERIK 840D 数控系统和 SIMODRIVE 611D 驱动系统;
● ET200M、OP10、PCU50 和标准 MCP;
● 进给电机:1FT6 伺服电机;
● 主轴电机:1PH6 主轴电机;
● 测量系统:X、Y、Z 光栅尺反馈。
功能特点
● 编制测量循环子程序,测量工件几何尺寸和工件原点并自动修正工件原点偏差;
● 通过 SINUMERIK 840D 数控系统 DP 功能和 ET200M 实现远程 PLC 控制。
改造效果
该机床改造后系统稳定,可靠。已顺利投入使用,客户反映良好。
● 经纬纺机 CINCINNATI 10HC-2500 加工中心改造
● 川北电子工业公司 HECKERT CWK800 加工中心改造
● 江津增压器厂 WERNER&KOLB TC500 五坐标加工中心改造
● 陕西汉德车桥有限公司 SCHARMANN SOLON3 加工中心改造
● 山东临工工程机械有限公司,英国 FMT300 加工中心改造
机床用户
上海人造板厂
机床型号
HELLER MCP-H400
制造厂商
德国 HELLER 公司
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专用机床
机床用户
文登天润曲轴有限公司
机床型号
HELLER 7440
制造厂商
德国 HELLER 公司
原控制系统
HELLER UNIPRO NC 80
原机床状态
HELLER
曲轴内铣机床改造
该机床制造于 1984 年,改造前数控系统严重老化,故障率高,维修困难,系统备件价格昂贵,
并且不易购买,机械精度和机械性能良好。
机床信息
● 该内铣机床为双刀盘结构,能同时加工两个曲轴连杆颈;
● 伺服轴:X、Z 轴 ( 刀盘 1 ), U、W( 刀盘 2 ) ;
● 工件旋转轴 C;
● 刀盘旋转由三相异步电机驱动;
● 连杆铣为偏心加工,工艺程序复杂,运算量大;
● 机床带有一台上下料机械手,由三个伺服轴控制,原驱动控制器保留。
系统配置
● SINUMERIK 840D 数控系统,双通道;
● SIMODRIVE 611D 驱动系统和 1FT6 伺服电机;
● PLC:SIMATLC S7-300;
● 机械手:系统 FM-NC, 驱动保留。
功能特点
● SINUMERIK 840D 数控系统和 FM-NC 两套系统采用同一显示器和操作面板,通过 NCU
与 OP 的 M:N 配置功能实现;
● 两数控系统的信号交换通过 SIMATIC S7-300 的 PROFIBUS DP 功能实现;
● 曲轴连杆颈在加工过程中做偏心运动,通过特殊数学关系计算出 U、V 和 C 轴的运动轨
迹和插补关系;
● 特殊曲轴参数界面,可修改曲轴相关参数,使加工简便准确。
改造效果
改造完成后,机床的原有功能完全恢复,满足加工要求,且大大提高了机床加工的节拍;可
以实现拐位相差 180 度四联杆和拐位相差 120 度六联杆曲轴的加工;双系统通过 DP 功能通
讯,减少了硬件接线,实现机床的自动装卸工件,加工效率大大提高。
相关项目
● 文登天润曲轴有限公司,俄罗斯曲轴内铣
KY436-6 和 KY436-7 改造
KOLB
深孔钻床改造
原控制系统
SINUMERIK 8M 系统,西门子直流伺服驱动,BBC 直流调速驱动
原机床状态
机床制造于 1982 年,控制系统老化,驱动故障率高,不易维修,严重影响生产。
机床信息
● 该机床共有 5 个伺服轴,6 个直流调速轴;三根钻孔轴,能分别单独或任意组合同时加工;
● 伺服轴:X、Y、Z1、Z2、Z3;
● 三个主轴电机和三个冷却油泵电机由直流调速驱动;
● 主轴为 4 档变速;
● 机床输入输出庞大,有将近 1000 点,连锁互锁关系复杂。
系统配置
● SINUMERIK 840D 数控系统和 SIMODRIVE 611D 驱动系统;
● PLC:SIMATIC S7-300;
● 进给电机:1FT6 伺服电机。
功能特点
● 可以在 R 参数中修改主轴、Z 轴的加工电流限值,使用方便。恢复原机床的枪钻、麻花钻
及铣头功能;
● 中央分布式润滑时间也采用 R 参数控制,可以方便的调节。
改造效果
该机床经电气改造后, 节拍明显提高;同时安装了中文系统,报警文本可视,故障排除更为
迅速;机床运行稳定,各项精度完全符合原机床要求,机床控制程序也满足客户需要,机床
已顺利投入使用,客户反映良好。
● 上海锅炉厂 KOLB HTB-III 深孔钻
● 哈尔滨锅炉厂 KOLB HTB-III 深孔钻
● 上海大众汽车有限公司 TBT 深孔钻改造
机床用户
上海电站辅机厂
机床型号
KOLB HTB-III
制造厂商
德国 KOLB 公司
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专用机床
机床型号
MK84125
制造厂商
天水星火机床厂
MK84125
数控轧辊磨床控制软件设计及调试
机床信息
● 直线进给轴数:X、Z、U、X1;其中 Z 轴为大滑架纵向往复运动, X 轴为砂轮架横进给,
U 轴为砂轮偏心摆动进给,X1 轴为测量臂进给;
● 旋转轴:头架 S1、砂轮 S2 两个;
● 位移测量测头:二个 TA、TB;
● 磨辊形:Z-U, 二轴联动;
● 磨锥面:Z-X, 二轴联动。
系统配置
● SINUMERIK 840D 数控系统和 SIMODRIVE 611D 驱动系统;
● NCU572.4 和 PCU50;
● PLC:SIMATIC S7-300;
● SINUMERIK 840D 数控系统轧辊磨床磨削软件开发环境:
● HMI-Advanced V0603,V0604
● HMI-Programming-Package V060309
● VB6.0,VC6.0
功能软件开发
在 SINUMERIK 840D 数控系统 OEM 平台上开发的满足轧辊磨床磨削功能的专用软件, 主要
具有如下功能:
● 多种辊型:锥度曲线、中凸、中凹曲线、CVC 曲线、用户自定义曲 线;
● 砂轮补偿、锥度补偿功能、曲线补偿磨削;
● 屏幕显示:理论辊型曲线、砂轮动态轨迹显示;
● 磨削工艺参数显示、磨削工艺选择;
● 砂轮参数输入;
● 砂轮修整曲线参数设置、显示修整曲线;
● 实现快速趋近到自动碰溅的对刀功能;
● 具有电流自适应短行程自动磨削功能,实现对轧辊的高效磨削;
● 恒电流磨削控制、砂轮恒线速控制;
● 辊形倒角磨削功能;
● 工件变速磨削功能;
● 轧辊辊型曲线测量、修正及测量数据、曲线的打印 (Canon i865);
● 轧辊圆度、直径测量及测量数据、曲线的打印。
TRUMPF
冲床改造
原控制系统
SINUMERIK 8N 系统和 INDRAMAT 驱动系统
原机床状态
机床制造于 1982 年,控制系统老化,PLC 故障率高,经常死机,不易维修,严重影响生产。
机床信息
● 该机床共有三个伺服轴 X、Y1、Y2;
● Y1、Y2 轴采用速度同步;
● 采用飞轮和刹车控制冲头方式;
● 手动换模;
● 机床加工分单冲和连冲,连冲每分钟最高可达 360 次。
系统配置
● SINUMERIK 840D 数控系统和 SIMODRIVE 611D 驱动系统;
● 1FT6 伺服电机。
功能特点
● 采用 SINUMERIK 840D 数控系统 NCU572.4 的冲床功能,利用宏定义和机床参数的搭配,
使原加工程序不用改动即可使用;
● 采用 SINUMERIK 840D 数控系统的速度同步功能,使 Y1、Y2 电机可以同时为 Y 轴工作,
各负担 50% 的负载;
● 安装了中文系统,报警文本可视,故障排除更为迅速。
改造效果
该机床经电气改造后,运行稳定,机床控制程序完全满足客户需要。加工时可采用最大步长
15cm 的高速连冲,提高了加工效率,客户反映良好。
相关项目
● 珠海制盖容器公司汉堡 HAAR 冲床改造
● 广西柳州富达冲床改造
● 大华无线电集团箱体分厂凸轮冲头冲床改造
机床用户
镇江华晨华通路面机械
有限公司
机床型号
TRUMPF K300
制造厂商
德国 TRUMPF 公司
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制造信息系统
机床用户
东风康明斯发动机有限公司
制造厂商
德国 HELLER 公司
原控制系统
HELLER UNIPRO
原机床状态
HELLER
缸体生产线改造
设备的机械、液压和除改造部分外的电器状态良好,由于电气控制系统老化,整条生产线无
法运行。
机床信息
● 这条生产线是从国外引进的二手生产线,由德国 HELLER 公司制造,全线采用 HELLER
UNIPRO 数控系统和 PLC 控制,驱动为西门子 SIMODRIVE 610 驱动系统,电机为 1FT5 系列,
并设有线端监控系统,负责监视与控制;
● 共有 31 个工位,包括机加工工位、翻转工位、过渡工位、卡具控制及中转库等;
● 共有 7 台数控机床,包括加工中心、钻床、铣床、镗床及储料库,以及 8 套 PLC 控制的
机床和辅助机构,用于生产四缸及六缸柴油发动机缸体。
改造效果
改造后,自动化程度大幅度提高,人机界面更加友好,通过主控计算机可以实时监控生产线
的工作状态、故障快速定位、工件计数、刀具管理等,大大提高了生产效率,加工节拍由原
来的 6 分钟减少到 4 分 30 秒,生产效率提高 30%。
改造方案
● 采用西门子 TRANSLINE 自动线解决方案对 HELLER 缸体生产线进行电气改造,将原核心控
制部分 UNIPRO 控制系统和原西门子 SIMODRIVE 610 驱动系统,全部改造为西门子先进
的 SIMATIC S7-300 和 SINUMERIK 840D 数控系统控制装置;驱动部分相应采用全数字的
611D 伺服和 1FT6 系列伺服电机。总计 7 套 SINUMERIK 840D 数控系统和 8 套 SIMATIC
S7-300;
● 所有 840D 连入 OPI 网,实现在一台 OP 上对所有数控系统的监控,同时所有工位的控制
系统通过 CP343-5 通讯模块联入 PROFIBUS 现场网络,并在主控制台显示和监控。主控台
可以对全线控制系统进行在线监控,动态显示生产线的工作状态并完成对生产线的管理。
相关项目
● 东风康明斯 LAGEL 深孔钻生产线电气改造
● 东风康明斯 BW 缸盖生产线电气改造
● 上海大众发动机一厂缸盖线组合机床改造
● 潍柴道依茨 HELLER 缸体生产线改造
● 上海大众汽车有限公司 GROB 缸盖生产线改造
● 广西玉柴机器股份有限公司 OP200 生产线改造
● 杭州汽发铸造厂 BMD 铸造线改造
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制造信息系统 发动机装配线简介
制造系统信息化解决方案
基本信息
该生产线由某汽车设备制造有限公司负责整体设计和制造,
由 SFAE 负责电气控制系统的设计和调试。
● 整个装配线分为内装线,外装线,缸盖分装线和活塞连
杆线 4 个组成部分。包括拧紧 / 松工位、试漏工位、扭
矩检测工位、间隙检测工位、压装工位、翻转工位、回
转工位等,整线装配节拍为 78 秒。
● 整个电气控制系统基本采用西门子产品。控制器采用
SIMATIC S7-300,驱动采用 FM353 步进电机控制模和
STEPDRIVE C 驱动模块,识别系统选用 MOBY I 系列产品。
部分专机选用了第三方专用设备,并实现了它们与控制
系统的通讯。
● 在 4 条分装线的线端均设有监控设备,可以方便的实现
各线的集中监控。而在中央控制室另设有全线设备监控
计算机和生产数据查询计算机,可以实现整线的生产设
备集中监控、集中管理,和生产数据的追踪查询和报表
打印。
● 现场设置大屏幕,用于显示当前产品信息和车间信息发布。
主要软件产品
● STEP7 软件
● PROTOOL 组态软件
● WinCC 上位监控软件
主要硬件产品
● CPU315-2DP 控制器
● CP342-5 通讯模板
● CP343-1 通讯模板
● CP5613 通讯模板
● MOBYI 识别系统
● OP 操作面板
● OSM 工业以太网光电转换交换机
● MM420 变频器
● FM353 步进电机控制模板
● ET200 远程 I/O 模板
● CPU340 通讯模板
网络结构
整个的网络分为工业以太网和现场控制网络 PROFIBUS 两层。
而现场控制网络 PROFIBUS 又分为两级。
● 各级端主控 PLC 与线端监控计算机和操作面板构成第一
级现场控制网络;
● 各自动工位的 PLC 与手动工位的远程 I/O 子站,变频器,
Moby 读写器等其它辅助设备构成第二级现场控制网络。
工件程序及工艺参数管理系统
● 易于使用的电子 NC 程序管理和归档,可为整个生产区
的机床提供最新的 NC 程序;
● 降低 NC 数据组织中的成本;
● 可靠的数据归档 ( 长期归档 );
● 由于缩短设置时间而增加的有效机床寿命 ( 快速的 CNC
参数供应 );
● 网络结构采用星形结构,主机出来先是工业以太网,到
机床附近通过串口设备联网服务器转换成串口,节省联
网成本,便于管理;
● 标准化软件结构,统一操作模式,以此保证产品使用的
广泛性;
● 采用网络协议为国际通用协议,在此网络协议基础上可
进行方便的系统拓展。
机加工生产线监控系统
● 生产线工作状态:启动条件、夹具状态、液压状态及气
压等;
● 各工位工作状态:单机自动、联线自动、手动、调整、运行;
● 报警监控及统计;
● 刀具管理 ( 按次数或按加工时间 );
● 工件计数;
● 节拍显示;
● PLC 程序在线监控;
● 总线状态监控。
发动机装配线信息系统
生产数据从上位监控机 WinCC 导入到数据库中,在数据库
基础上开发前端应用软件,实现生产数据管理的功能。对
数据的管理包含以下七个框架式功能模块,也可根据用户
的特殊要求进行定制:
● 拧紧参数 ( 扭矩 ) 存储、查询、统计和报表打印功能;
● 试漏参数 ( 试漏量 ) 存储、查询和统计功能;
● 曲轴间隙存储、查询和统计功能;
● 测量力矩存储、查询和对平均值力矩的统计功能;
● 压装压力存储、查询和统计功能;
● 以发动机为标识的数据合成和查询功能;
● OEE 计算。
MCIS 生产数据管理系统
这种解决方案使用于旧生产线的改造,使用西门子标准的
MCIS MDA 软件,可实现的功能如下:
● 生产线工作状态:报警和正常运行;
● 各工位工作状态:自动、手动、正常、 故障;
● 报警监控、统计及分析;
● 状态统计分析;
● 生产线工作状态历史数据分析及趋
势分析;
● 节拍显示;
● 利用 VB/VC 开发定制软件实现用户特殊需求。
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