NUM數(shù)控系統(tǒng)對(duì)法國(guó)立磨的翻新改造

那 馥 仲明堯

(瓦房店軸承集團(tuán)限責(zé)任公司，遼寧瓦房店 116300)

法國(guó)ROPC200N 2 m數(shù)控立磨是上世紀(jì)90年代從法國(guó)貝蒂公司引進(jìn)的高精度雙磨架的立式磨床，其用于特大型高精度軸承的全工序加工。國(guó)內(nèi)只引進(jìn)2臺(tái)，其中1臺(tái)已在筆者公司使用近20年，很多機(jī)械和電氣元件已損壞，如西門子3G數(shù)控系統(tǒng)備件已無(wú)法購(gòu)置，機(jī)床因數(shù)控系統(tǒng)損壞而無(wú)法開動(dòng)。多次與廠家聯(lián)系進(jìn)行改造，貝蒂公司曾派專家來(lái)筆者公司對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)繪和鑒定，報(bào)出改造價(jià)格800萬(wàn)元，而且工期無(wú)法保證。2008年，筆者公司與北京鼎信合力公司共同對(duì)該設(shè)備進(jìn)行改造。

1 改造內(nèi)容

1.1 電氣控制部分的配置

根據(jù)以往的維修工作經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為歐洲數(shù)控系統(tǒng)功能強(qiáng)，但伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)要求極高，在國(guó)內(nèi)使用中故障率比較高，維修成本高，所以采用開放性較強(qiáng)、磨削性能較好的法國(guó)NUM1040數(shù)控系統(tǒng)為主機(jī)，采用安川伺服系統(tǒng)及電動(dòng)機(jī)和安川主軸伺服和電動(dòng)機(jī)，組成一套七軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控系統(tǒng)對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制。因原法國(guó)2 m電磁吸盤和控制器已損壞，如引進(jìn)電磁吸盤需50萬(wàn)元，采用山東臨清電磁吸盤和西安銘士控制器(20萬(wàn)元)，進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化替代。采用國(guó)產(chǎn)的油制冷和電器柜制冷系統(tǒng)。

1.2 機(jī)械部位的改造

采用國(guó)產(chǎn)潤(rùn)滑系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)元件進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化替代，購(gòu)置瓦軸集團(tuán)公司與日本THK合資企業(yè)大連工廠生產(chǎn)的THK－ZWZ滾珠絲杠副，替代原機(jī)床4軸滾珠絲杠副，安裝國(guó)產(chǎn)2.5 m電磁吸盤替換已損壞的法國(guó)2 m電磁吸盤，更換機(jī)床平衡系統(tǒng)，將所有的防護(hù)系統(tǒng)、電纜拖鏈和冷卻部位國(guó)產(chǎn)化替代，恢復(fù)機(jī)床的機(jī)械精度。

1.3 電氣系統(tǒng)的改造

在設(shè)備改造中，應(yīng)用NUM1040數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的邏輯動(dòng)作和進(jìn)給控制。機(jī)床有4個(gè)伺服軸，X軸用于左砂輪徑向進(jìn)給;Z軸用于左砂輪架上下往復(fù);U軸用于右砂輪徑向進(jìn)給;W軸用于右砂輪架上下往復(fù)。X軸、Z軸在第一通道，U軸、W軸在第二通道。兩個(gè)通道中4個(gè)進(jìn)給軸可以聯(lián)動(dòng)，均采用全閉環(huán)控制，海德漢光柵尺。左右砂輪電動(dòng)機(jī)均由安川主軸伺服和主軸電動(dòng)機(jī)控制，與數(shù)控系統(tǒng)組成穩(wěn)定可靠的電氣控制系統(tǒng)，砂輪恒線速控制，以滿足本機(jī)床需要。

原機(jī)床磁盤及控制器已損壞，購(gòu)置國(guó)產(chǎn)山東臨清磁盤替換原磁盤。對(duì)其磁盤控制器電路進(jìn)行測(cè)繪，原理分析，如圖1所示。

磁盤主回路可控硅的反饋信號(hào)由模/數(shù)轉(zhuǎn)換口送入單片機(jī)，單片機(jī)軟件指令由PB0～PB7接口，向可控硅發(fā)出充磁、斷磁、退磁控制。

該電路主要原理:以MC68705單片機(jī)為控制核心，其PC0－PC7腳輸入正磁、反磁、停磁控制指令，PD0/AN0腳輸入磁盤充磁大小信號(hào);PD1/AN1是磁盤工作電流檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)磁盤供電發(fā)生故障時(shí)，磁盤電源檢測(cè)傳感器向檢測(cè)板JC發(fā)出斷磁信號(hào);信號(hào)經(jīng)JC處理后，從J4－16、J4－20向MC68705 PD1/AN1發(fā)出斷磁信號(hào)，MC68705接收到斷磁信號(hào)后從PA3經(jīng)過(guò)KA1向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出斷磁信號(hào)，使數(shù)控系統(tǒng)停止磨削進(jìn)給，完成失磁保護(hù)。采用了西安鳴士充退磁控制器對(duì)其進(jìn)行了替換。

原機(jī)床退磁采用檢測(cè)磁盤電流的原理，控制電流正反向退磁，改造后退磁原理是應(yīng)用時(shí)鐘來(lái)控制電流正反向退磁。時(shí)鐘控制相比磁盤電流控制，退磁時(shí)間略長(zhǎng)，但在大型數(shù)控立磨加工中，退磁時(shí)間略長(zhǎng)對(duì)磨削效率影響不大，完全可以替代。

1.4 立磨軟件開發(fā)及應(yīng)用

原機(jī)床采用西門子3G數(shù)控系統(tǒng)，程序只能是每加工一種產(chǎn)品編制一套程序，人工將編制好的程序逐條送入數(shù)控系統(tǒng)，再逐條進(jìn)行試磨削，經(jīng)常因編程和寫入程序錯(cuò)誤，造成撞車事故和廢品。由于軸承產(chǎn)品的種類比較多，加工形狀復(fù)雜，每類產(chǎn)品編程人員需根據(jù)工件的圖紙，編制好加工程序，由機(jī)床操作者送入機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，調(diào)試程序、加工產(chǎn)品浪費(fèi)大量時(shí)間，工作效率低，而且操作者極難掌握，學(xué)徒就得一年多時(shí)間。

利用NUM數(shù)控系統(tǒng)軟件開放性強(qiáng)的特點(diǎn)，編輯了界面化加工軟件。

新開發(fā)的數(shù)控磨削軟件，操作者在加工產(chǎn)品時(shí)，人機(jī)界面直觀簡(jiǎn)單，人性化，容易掌握，效率高，出錯(cuò)少，操作者不用涉及到繁瑣的加工程序，只需選擇所需要加工的圖形及程序號(hào)，根據(jù)圖形送入產(chǎn)品尺寸，即可自動(dòng)完成各種軸承產(chǎn)品的磨削加工，操作者只需學(xué)徒2個(gè)月即可獨(dú)立加工產(chǎn)品，容易掌握。

2 結(jié)語(yǔ)

國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用勢(shì)在必行。近年來(lái)我國(guó)工業(yè)發(fā)展速度很快，就其數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展來(lái)看，有自主開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)，也有合資企業(yè)，和外資本土化生產(chǎn)的系統(tǒng)，工業(yè)控制方面發(fā)展也是日新月異，而且就硬件角度來(lái)看，因?yàn)楹芏嘣骷疾捎昧藝?guó)產(chǎn)化，所以降低了設(shè)備改造成本、日后設(shè)備的維修成本和維修時(shí)間，所以國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用具有很好的發(fā)展前景。