SCHENCKHS4MAK单工位自动曲轴平衡机技术文件.docx
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SCHENCKHS4MAK单工位自动曲轴平衡机技术文件
产品技术文件
制造商介绍：
自1907年，世界上第一台工业动平衡机诞生于SCHENCK公司以来，平衡机技术已经历经了100多年的历史。
SCHENCK平衡机在世界平衡机行业享有最高盛誉。
SCHENCK公司不断发展的历史，就是世界平衡机技术不断改进和完善的历史。
平衡机从最初的软支承结构演变为硬支承结构，平衡机从最基本的检测设备发展为现代生产中必备的重要生产设备。
平衡机已经广泛应用于现代工业中的各行各业，涉及航空航天，汽车行业，电子电器，通用工业，纺织行业，船舶铁路，能源电力等，为实现产品更高平衡品质提供了有力保障。
HS4UMAK单工位自动曲轴平衡机
HS4MAK设备技术描述
综合描述
曲轴自动平衡机HS4UMAK是德国申克公司曲轴平衡机系列中先进的全自动单工位机型，其主要部件都采用德国申克公司最新技术，整台产品从平衡、钻削去重校正、排屑及复测都以自动方式在单工位上运行，具有生产工具节拍短，效率高的特点，是船用曲轴平衡机的首选。
HS4UMAK采用德国申克原装进口的CAB920测量控制系统，系统集测量控制运算等功能于一体，由测量控单元和工业PC组成前后台系统，显示采用彩色液晶触模屏，界面清晰直观，功能强大，是当今世界上自动平衡机场先进的测量控制系统。
微机测量系统CAB920（德国申克原装进口）
1、应用：
用于单面或多面平衡机上高标准平衡任务的测量系统，测量数据完全经过数字化处理，带有校正系统测量单元。
特点：
具体特点
易于人机交互的触摸屏控制
简化转子数据输入和结果的简单模式
前置USB2.0接口用于数据快速传输到存储介质
PC模块化、友好的系统设计，包含电子模块和工控机
●数字处理测量数值保证高精度
网络功能和可选的远程服务
用于特殊平衡用途的大量软件模块
技术参数：
标准转速范围
（可选40rpm到100,000rpm）
100-5000rpm
最小可达残余不平衡量（Umar）:
依照ISO2953对于每个平面每公斤转子重量
-带传动
-万向节传动
不低于依照测量转速的数值
解析度随n增加
测量转速
不平衡减小率
0,1gmm/kg
0,5gmm/kg
（根据具体机器情况）gmm
1000rpm
最大至upto95%
整体不平和测量范围
平均测量时间（不包括启制动时间）
速度测量
数字式，4位，精确到测量数值+0.1%位，
刷新时间约1分钟，存储显示
大约1:
2000000
可从0.5秒开始调整
电脑/测量模块
IPC工控机
1GB内存，2x1GB闪存
集成WindowsXP
触摸屏显示，15"，1024x768分辨率（SVGA），200cd
2COM口，串口
1计算机界面，以太网
1用于第二视频显示单元接口（DVI）
1用于信号交互传输到控制系统的机器接口
2相位传感器
2振动力传感器（可选配至4个）
1前置USB2.0接口
2后置USB2.0接口（1个接打印机）
1无线通讯用连接外部USB调制解调器接口（可选）
电源连接:
86–260V,50/60Hz（自动调整）
工作环境温度：
0°C到45°C
相对湿度：
<90%
保护等级前部IP65
外形尺寸:
显示器面板：
19”支架单元，9高度单元
重量：
大约20kg
重要详细资料
1.操作
▪简单的模式把平衡机控制简化为两侧对话框
▪在交互式的直接输入窗口帮助下输入数值和文本到对话框内
▪频繁使用的功能能被直接调用，来更快更完美地平衡转子
▪全部的测量运作都存储在数据库中，因此，能够检查全部的运行步骤
2.不平衡或不平衡校正的显示
▪2个校正平面同时以大而易读的数字和极坐标方式显示数值和角度
▪平衡公差到达时高亮颜色显示
3.设置测量系统
▪在设置时，清晰明了的转子支撑方式的显示在正确输入转子几何参数的过程中帮助和指导用户
▪为了存储和快速调用，频繁使用的转子类型设置参数可以存储在PC上，转子参数文件数量不受限制
4.基本功能
输入每个校正或控制平面的期望公差，或者根据DINISO1940计算
为每个转子输入一个文字符号混合的特定标识
输入设置数据
调用之前的不平衡量
操作者姓名
从0度到第一次不平衡校正位置的偏差
5.测量
▪根据型号幅度自动调整灵敏度
▪达到要求速度范围自动开始测量
▪预选择测量时间和计算平均数可以手动或自动锁定不平衡读数
▪比较不平衡测量值和指定的公差，显示一个反映与指定公差关系的参数（x倍公差）；
当达到指定公差时，颜色改变并出现适当信息
6.报告
扩展功能用于根据用户的要求修改测量报告
▪记录当前数据的能力，如
-转子数据
-所有转子数据列表
-测量数据（平衡报告）
-定标数据
∙整合平衡后转子的图形元素或照片
▪以PDF格式记录报告
7.特点
▪角分度（需要增量式编码器）
▪为进一步处理，以标准格式存储测量的不平衡值（*.csv=），如用Excel处理或者WinSPC（申克公司的统计程序）
▪系统中有可用的简单程序（口袋计算机，记事本）
▪在网络中处理数据
▪密码系统，保护数据不被未授权者修改
▪多种功能用于测量系统的自动自检
▪通过闪存，就可以非常简单地恢复传输软件
供应范围
1测量系统CAB920，包括集成的测量和显示模块和图形化彩色触摸显示屏
1测量系统支撑底座
1一套线缆
1相位发生器
1一套技术文档
系统语言
可用的系统语言：
德语，英语，法语。
其他需另要求
选项参照附加说明
动平衡机械系统
HS框架式支承架和滚轮支承系统加上高精度SV16传感器组成曲轴平衡机支承系统，该支承系统可适合大型曲轴转子要求平衡转速低的特点及中间辅助托架可消除曲轴因刚性不足引起的变形。
主轴驱动采用万向节连接方式能满足生产流水线高效率又能保证高的连接精度和重复精度。
主轴驱动伺服系统将平衡测量和自动定位于一体，使平衡测量到自动定位时间短定位精度高，所有连接动作都有传感器检测，保证机器的安全运行。
驱动系统通过伺服锁紧，保证钻削时曲轴被保证抱紧而不产生旋转。
工作原理：
HS框架式支承架，用于支承被测曲轴，然后通过花键式万向节带动曲轴旋转，SV16传感器获得振动信号，并由一个专门的编码器的Z脉冲作为基准信号，传输到CAB920测量仪，处理后获得不平衡数据，再由CAB920测量仪解算为曲轴各个校正面的钻孔深度。
自动校正系统
1.自动钻削装置：
驱动：
主轴伺服驱动,电机带动齿轮箱通过万向节与转子相连。
去重：
测量完成后，支撑部套将工件顶起（脱离滚轮面），然后转子旋转至第一个去重面需去重的位置，同时钻床移至该去重面上，进给伺服驱动动力头进行钻穴去重，完成一个去重孔后，支撑部套落下，主轴拖动工件旋转至下一个去重孔位置，支撑部套将工件工件顶起，进给伺服驱动动力头进行转学。
重复以上步骤至完成该面的去重。
移至下一个去重面，重复以上步骤至下一个去重面。
钻削校正系统由支架，轴向移动装置（交流伺服电机），径向进给装置（交流伺服电机，滚珠丝杆等），钻削动力头，接触点等构成。
所有伺服系统和PLC都采用SIEMENS高品质系统，滚珠丝杆和全伺服控制使系统执行时间短，控制精度高，加上钻削动力头去重校正、接触点补偿等新技术的应用使系统效率大大提高、平衡校正质量更高。
其控制模式分自动和手动，方便调试和维修保养。
钻削动力头垂直安装在支架的上面，效率高，钻削主轴与曲轴中心保证在同一垂直面上。
举升托架能保证曲轴校正时支撑架不受力，整个动作自动完成。
工作原理：
根据CAB920处理结果，由交流伺服电机驱动钻削动力头轴向移动到需去重的校正面，由交流伺服电机驱动钻削动力头径向进给，工进，快退。
接触点，钻削深度由CAB920，PLC监控。
当完成了所有钻削工作后钻削动力头快退回到原点，原点是在主轴驱动箱的上方，方便大型曲轴的起吊方便。
防护系统
全封闭防护带大面积透明视窗和罩内照明使整机的安全等级和环保等级都达到较高水平并符合欧洲标准，防护门锁带机电互锁，保证机器运行时防护门不能打开，而打开时不能运行，手动操作。
电气控制
由两个带空调的电控柜构成，内含PLC，人机界面，操作件，伺服控制器，低压电器。
实现控制，监测功能；工作状态指示，故障指示功能。
通过简单操作可完成数据设置，标定，并有测量结果，标定数据，设置数据的打印功能。
综上所述HS4MAK是一台集各种先进技术和申克经验的自动曲轴平衡机，单工位结构将生产节拍和价格调整到最合理。
是批量生产企业最合适的机型。
技术参数
HS4UMAK自动曲轴平衡机（参考图）
申克标准的双门控制柜
申克标准的C级防护罩
机械部分
曲轴重量范围（最大承载量）30~1500kg
曲轴长度范围最大2500mm
机器床身上方允许转子回转直径最大1200mm
轴颈支撑范围最大200mm
最小12mm
测量不确定性（与曲轴重量、长度及设计有关）约5g.cm
上料、下料手动
钻削系统部分
最大钻孔直径φ28 mm
最大钻削深度50mm
主轴进给速度 无级可调
主轴回转速度（变频无级调速）130-710rpm
主轴钻夹BT50
电气部分
测量系统CAB920
曲轴专用平衡机系统配置（德国申克原装）
可编程控制器PLCS7-317SIEMENS
伺服系统SIEMENS
电源
主电源（三相四线）380V±10%50Hz30KVA
控制电压24V，
控制柜照明电压及维修服务电压220V，50Hz
传感器电压24V，DC
电气能够满足如下要求：
1、电气系统性能可靠，能满足机械上互锁要求，有足够的安全防护，保证设备及人身安全。
满足机械加工及正常调整要求。
与设备接口可靠。
2、设计标准应不低于IEC204-1最新版（国家标准：
GB/T5226.1-1996）
3、若突然系统失电，保证机床和工件不受损伤。
4、单机电气系统关键的电气配置必须满足：
单机电气柜必须有与控制元器件分开的小隔离室，在其侧壁安装所有进出电柜的电缆电线插座。
5、硬件：
PLC采用SIEMENS产品。
PLC的输入和输出端预留10%的冗余量。
配备对各个伺服轴手动控制功能，用于主要伺服轴的调整。
所有的伺服轴、主轴电机和控制模块的选择必须满足工艺加工的要求，必须留有充分的冗余量，反馈器件选用编码器。
对外围的输入和输出元器件采用总线结构，减少布线。
对外围的输入和输出元器件均有铝标牌。
电柜有温度调节装置（带制冷功能），密闭良好，满足IP65要求。
电气柜必须是防水防尘结构
电器布线高压与低压回路应分开布置并有明显的标志。
电气系统性能安全可靠，有足够的安全防护措施，满足IEC标准。
电气系统具备故障自诊断功能，有较详细的诊断故障说明。
具有断电保护功能，若突然断电、断压缩空气等，能保证机床、工件及电器元件不受损伤。
机器颜色
按照客户要求
重量 净重：
约5600kg，毛重：
约6200kg
该机的基础参照机床设备的基础要求（混凝土厚度约400mm）
整体地基采用膨胀螺栓和调整垫铁，并要求机器床身和地基整体刚性接触。
HS4MAK工艺方案描述
采用校验转子（用用户的曲轴改制）进行不平衡测量的定标方法：
1不加量，开车对曲轴的初始不平衡量进行测量，记忆后停车；
2在CAB920上输入左平面所加量的值和角度，开车进行测量，记忆后停车；
3在CAB920上输入右平面所加量的值和角度，开车进行测量，记忆后停车。
根据曲轴的初始不平衡量的大小有可能会需要两个循环才能结束定标过程。
该机的定标在无重大改动的情况下不需要重做。
HM4MAK自动曲轴平衡机的工作过程
-人工上料
－ 手动将曲轴放入支承托架上
-关上安全门
-加速、测量、制动
-将曲轴分度到第一个钻削角度位置
-钻削头移至第一个校正面
-钻削头快进
-钻削第一个校正孔
-钻削头快退
-钻削头移至第二个校正面，曲轴分度
-钻第二个校正孔
-重复钻削过程，钻完所有要求钻削的孔
-复检
-将曲轴分度到原上料位置
-打开安全门
HS4MAK曲轴平衡机供货范围
1 机器床身
铸铁结构。
床身上有2条T-型槽，用来在机床身上移动和固定摆架。
1驱动单元，安装在机床床身上，包括
1主轴驱动箱体
1驱动主轴，分度盘，分度精度1º
1驱动电机及安装板
1万向节法兰连接装置，
1伺服驱动机构，带有编码器
2特殊支承架HS4
每个支承架包含有以下部件：
1
坚实的钢结构支架，带有为安装于床身用的锁紧机构和T槽螺母，完整的支承架，带T-型槽结构用来固定平衡夹具。
1
高灵敏度速度传感器SV16（德国申克原装），把不平衡力转变为电测信号
1
轴向定位装置
1安全防护，包括：
1全密封防护罩
1手动滑动门
1防护门锁
1校正单元，主要组成有：
1个曲轴轴向滑动单元，沿曲轴轴向移动，用以安装沿曲轴径向方向移动的滑动单元，主要包括：
1个坚固的底座
2套线性导轨
1个西门子伺服电机，滚珠丝杠驱动
1个编码器
1个曲轴径向滑动单元，主要包括：
1个坚固的底座
2套线性导轨
1个西门子伺服电机，滚珠丝杠驱动
1个重载钻削主轴
1套工件接触检测装置
1个编码器
1套工业吸尘装置
1操作控制柜，符合VDE标准，包括：
1套CAB920测量系统（德国申克原装进口）
1个彩色液晶触摸屏显示的人机界面
1套操作面板（故障诊断及人机对话系统）
1套强电控制板
1电控柜，钣金结构，与机床直接相连接，安装在后侧，组成：
3套伺服系统
1PLC控制系统，SIMATICS7-317系列
CPU为SPSCPU315-2DP
ET200分布式I/O装置作为分布式的I/O接口
1空调冷却系统DL系列（上海海立）
1强电控制板
进口部件一览表
序号
部件名称
数量
供应商
原产地
1
平衡测量系统CAB920
1
SCHENCKROTEC
Germany德国
2
测量系统CAB920所有软件
1
SCHENCKROTEC
Germany德国
3
德国申克自动定位功能软、硬件模块
1
SCHENCKROTEC
Germany德国
4
SV-16高灵敏度传感器
2
SCHENCKROTEC
Germany德国
5
SR-11基准信号传感器
1
SCHENCKROTEC
Germany德国
6
动平衡专用万向节700Nm
1
SCHENCKROTEC
Germany德国
7
伺服系统、PLC
3套
SIEMENS
Germany德国
8
加工的图纸
所有
SCHENCKROTEC
Germany德国
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