【摘 要】
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20 10FP320-2*4M加工中心是沈阳鼓风机集团股份有限公司于20世纪80年代引进的一台大型精密龙门加工中心。经过几十年的使用,该加工中心在电气和机械等方面都产生了一定程度的老化和磨损。目前,加工中心存在几何精度下降和数控系统落后的问题,设备的故障率和停机率也不断升高,已经无法保证重要零件的加工质量和生产进度。论文以20 10FP320-2*4M型龙门式加工中心为研究对象,在可靠性理论分析基
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20 10FP320-2*4M加工中心是沈阳鼓风机集团股份有限公司于20世纪80年代引进的一台大型精密龙门加工中心。经过几十年的使用,该加工中心在电气和机械等方面都产生了一定程度的老化和磨损。目前,加工中心存在几何精度下降和数控系统落后的问题,设备的故障率和停机率也不断升高,已经无法保证重要零件的加工质量和生产进度。论文以20 10FP320-2*4M型龙门式加工中心为研究对象,在可靠性理论分析基础上,研究对机械结构进行检测修复和对数控系统进行升级改造的方法,并完成具体的升级改造,提升了设备可靠性和可用性。论文主要工作具体如下:（1）在查阅国内外课题相关文献的基础上,综述了数控机床升级改造及机床可靠性研究的研究现状和最新进展,确定了论文的主要研究内容。（2）基于可靠性分析理论,分析了加工中心故障部位、故障模式和故障原因,找到加工中心的薄弱部位,确定了加工中心数控系统升级和机械检修方案。（3）在机械结构方面,对加工中心整体进行了综合检修。对各坐标轴的几何精度进行检测、调整。重点研究了加工中心工作台爬行的产生机理,解决了工作台的爬行问题。（4）在数控系统方面,采用西门子840D SL数控系统替换原来的系统。确定了伺服驱动器和伺服电机的型号、设计了 PLC软件控制程序:根据加工中心的具体配置和要求,实现了数控系统、伺服驱动器和变频器参数的合理设置。（5）对改造升级后的加工中心进行了检验和补偿方法研究。用激光干涉仪测量了各直线轴的定位精度和重复定位精度,根据测量结果对定位精度进行补偿,并对该加工中心进行螺距补偿及过象限补偿。最后通过实验获得了该加工中心最后达到的精度水平。（6）为了预测设备改造和提升后的可靠性水平,建立基于故障间隔时间的灰色GM（1,1）预测模型,实现对故障发生时间的预测,以便提早做好防护工作,提高加工中心运行过程中的可靠性水平。论文运用可靠性分析理论找出了加工中心的薄弱部位,确定了加工中心数控系统升级和机械检修方案;对加工中心的机械及数控系统改造升级调试,加工中心的机械精度得到提高;根据可靠性理论对故障发生时间的预测,对可能出现的问题采取必要的措施,提升了设备运行可靠性;论文研究工作对于类似数控产品的改造升级有重要的参考作用。
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