近年來(lái),，隨著國(guó)內(nèi)各種類型機(jī)床改造需求的擴(kuò)大,，機(jī)床改造已經(jīng)逐漸形成了一個(gè)產(chǎn)業(yè),，其中絕大部分是數(shù)控機(jī)床的改造，也有一部分業(yè)務(wù)來(lái)自非數(shù)控機(jī)床的升級(jí)改造,。作為一個(gè)穩(wěn)步發(fā)展的專業(yè)公司,，我們?cè)谶\(yùn)用西門子系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)控機(jī)床改造以及為機(jī)床廠提供設(shè)計(jì)服務(wù)兩個(gè)方面,，取得了比較大的成果,，已經(jīng)躋身國(guó)內(nèi)前列，去年,，我們公司獲得了中機(jī)維協(xié)頒布的國(guó)家A級(jí)維修改造資質(zhì)企業(yè)認(rèn)證證書,。

    在改造實(shí)踐中，我們始終認(rèn)為一個(gè)好的改造方案是改造成功的重要基礎(chǔ),，并在這個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān),，保證了改造的成功實(shí)施；而且這個(gè)環(huán)節(jié)看似簡(jiǎn)單,，實(shí)際包涵了很重要的內(nèi)容,，對(duì)于自己對(duì)系統(tǒng)的了解熟悉、以往維修改造的基礎(chǔ)都有很高的要求,。本文將就改造方案的選擇進(jìn)行闡述,，分析每一個(gè)步驟的具體內(nèi)容，供大家參考,。

   一,、 現(xiàn)代數(shù)控驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品帶來(lái)豐富的選擇

    作為西門子數(shù)控產(chǎn)品的核心代理和系統(tǒng)集成商，我們這些年來(lái)主要采用西門子產(chǎn)品為廣大用戶提供服務(wù),。西門子產(chǎn)品的更新也在最近幾年出現(xiàn)了新氣象,，改變了過(guò)去德國(guó)電氣產(chǎn)品貴而嬌氣的形象，形成了與日本數(shù)控產(chǎn)品雙雄整天下的局面,。

表1  西門子主流數(shù)控系統(tǒng)對(duì)照表

    下面逐一加以剖析

    1,、 SINUMERIK 802S/C系統(tǒng)：

    802S和802C系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置包具備了所有的必要組成單元: NC, PLC, 操作面板, 機(jī)床控制面板, 輸入/輸出單元及系統(tǒng)軟件. 操作編程極其簡(jiǎn)便、免維護(hù),、性能價(jià)格比高,，是專門為低端CNC機(jī)床市場(chǎng)而開發(fā)的經(jīng)濟(jì)型CNC控制系統(tǒng)。在中國(guó)的銷售非常成功,。

    802S/C兩個(gè)系統(tǒng)具有同樣的顯示器,，操作面板，數(shù)控功能,，PLC編程方法等,，所不同的只是SINUMERIK 802S帶有步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，控制步進(jìn)電機(jī),，可帶3個(gè)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)軸及一個(gè)+/- 10V模擬伺服主軸,； SINUMERIK 802C帶有伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),它采用傳統(tǒng)的模擬伺服+/- 10V接口,最多可帶3個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)軸及一個(gè)伺服主軸,。最新推出的802Se/Ce , 更是將CPU、輸入輸出點(diǎn),、控制接口等所有部件集成在面板背后,，一體化的設(shè)計(jì)使得使用維護(hù)更為方便。因此802S和802C系統(tǒng)非常適合于普通機(jī)床,、數(shù)顯機(jī)床的數(shù)控化改造以及低檔數(shù)控機(jī)床的數(shù)控配套和改造,。我們?cè)?jīng)應(yīng)用的場(chǎng)合有數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床,、數(shù)控磨床,、槍鉆機(jī)床、專機(jī)等,。

    其中SINUMERIK 802C在車/銑加工應(yīng)用技術(shù)上具有優(yōu)勢(shì),，配的是新型的西門子SIMODRIVE 611U，這種系統(tǒng)甚至可以連接3個(gè)坐標(biāo)軸的光柵尺,，形成閉環(huán)控制,，所以我們也曾把它應(yīng)用在座標(biāo)鏜床、坐標(biāo)磨床,，性能價(jià)格比很高,。

    2、SINUMERIK 802D系統(tǒng)：

    西門子公司在新世紀(jì)推出了802D數(shù)控系統(tǒng),。該系統(tǒng)屬于中低檔系統(tǒng),，其特點(diǎn)是：全數(shù)字驅(qū)動(dòng)，中文系統(tǒng),，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 (通過(guò)Profibus連接系統(tǒng)面板,， I/O模塊和 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),。) 調(diào)試簡(jiǎn)單 (通過(guò)PCMCIA卡批量調(diào)試),。具有免維護(hù)性能的SINUMERIK 802D 核心部件-控制面板單元（PCU）具有CNC、PLC,、人機(jī)界面和通訊等功能,，集成的PC硬件可使用戶非常容易地將控制系統(tǒng)安裝在機(jī)床上。

    SINUMERIK 802D可控制4個(gè)數(shù)字進(jìn)給軸和1個(gè)主軸,。主軸完全通過(guò)PCU控制,，既有數(shù)字接口，也可通過(guò)模擬接口控制,。使用Profibus總線可非常簡(jiǎn)潔地將伺服和I/O模塊等系統(tǒng)各部件直接相連,。模塊化的驅(qū)動(dòng)裝置SIMODRIVE 611 UE可以根據(jù)數(shù)控車床或數(shù)控銑床的需要配置各種驅(qū)動(dòng)和電機(jī)，強(qiáng)大的Windows工具可非常輕松地設(shè)置驅(qū)動(dòng)參數(shù),，位置測(cè)量可用電機(jī)端編碼器,，也可以選用光柵尺,，SINUMERIK 802D具有功能強(qiáng)大的PLC-SIMATIC S7-200，其編程工具可運(yùn)行在任何PC機(jī)上,，其診斷功能也非常完善,。梯形圖編程和經(jīng)典的PLC程序舉例可非常方便地應(yīng)用于機(jī)床控制。

    SINUMERIK 802D系統(tǒng)雖屬于低檔系統(tǒng)但是基本上已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控系統(tǒng),，最適合于數(shù)控車床,、銑床、磨床和帶小型刀庫(kù)的數(shù)控加工中心的配套及改造,。

    3,、SINUMERIK 840D/810D/840Di系統(tǒng)：

    840D/810D是幾乎同時(shí)推出的，具有非常高的系統(tǒng)一致性,，
    顯示/操作面板,，機(jī)床操作面板
    STEP7-300PLC 輸入/輸出模塊，PLC編程語(yǔ)言
    數(shù)控系統(tǒng)操作,，工件程序編程,，參數(shù)設(shè)定，診斷等
    伺服驅(qū)動(dòng)的許多部件

    由于以上的特點(diǎn),，該系列產(chǎn)品在許多企業(yè)應(yīng)用及其廣泛,，尤其在汽車，航空,，機(jī)械等行業(yè),。采用810D/840D系統(tǒng)，S7300,，Profibus,，HMI等產(chǎn)品，客戶的利益得到了非常好的維護(hù)：操作的一致性,，編程的一致性,，備件的一致性，培訓(xùn),，維修方便等,，都可顯示中文。

    A,、 SINUMERIK 840D,，它在復(fù)雜的系統(tǒng)平臺(tái)上，通過(guò)系統(tǒng)設(shè)定而適于各種控制技術(shù),。840D與SINUMERIK 611D數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和SIMATIC S7可編程控制器一起,，構(gòu)成全數(shù)字控制系統(tǒng)。

    它適于各種復(fù)雜加工任務(wù)的控制，具有優(yōu)于其它系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)和控制精度,。 標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)的特征是具有大量的控制功能,，如鉆削、車削,、銑削,、磨削以及特殊控制，這些功能在使用中不會(huì)有任何相互影響,。

    由于開放的結(jié)構(gòu),，這個(gè)完整的系統(tǒng)也適于其它技術(shù)如剪切、沖壓和激光加工等,。

    SINUMERIK 840D的突出之處在于其不斷擴(kuò)展的特性,。其自學(xué)習(xí)、自優(yōu)化系統(tǒng)使系統(tǒng)的調(diào)整時(shí)間大為縮短,。精調(diào)也可按機(jī)床用戶的要求簡(jiǎn)單自動(dòng)地進(jìn)行,。遠(yuǎn)程診斷使其故障的分析解決更加方便快捷。

    SINUMERIK 840D最大限度集成在與SIMODRIVE 611控制模塊相同的50mm寬框架中,，將SINUMERIK 840D,，SIMODRIVE 611D，加上先進(jìn)的SIMATIC S7系統(tǒng),，即為機(jī)床的自動(dòng)化提供了全方位的解決方案：全數(shù)字化的系統(tǒng),、革新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、更高的控制品質(zhì),、更高的系統(tǒng)分辨率以及更短的采樣時(shí)間,，確保了一流的工件質(zhì)量。

    840D采用了當(dāng)今最先進(jìn)的控制概念,、適用于鉆削,、銑削以及車削和磨削機(jī)床加工的控制。例如,，具有數(shù)控系統(tǒng)和SIMODRIVE間數(shù)字通訊的車床可以達(dá)到磨床的加工精度,。 SINUMERIK 840D還可以實(shí)現(xiàn)許多特殊的NC功能，這在同類系統(tǒng)中是難以看到的,。

    B,、 SINUMERIK 810D是840D的CNC和驅(qū)動(dòng)控制集成型,，NC CPU和驅(qū)動(dòng)集成在在一塊板子上,，驅(qū)動(dòng)的功率部分又可提供3個(gè)坐標(biāo)和2個(gè)坐標(biāo)兩種。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),，也就是SINUMERIK 810D系統(tǒng)沒有驅(qū)動(dòng)接口,，SINUMERIK 810D NC軟件選件的基本包含了840D的全部功能，例如：

    1） 同樣的鉆,、銑,、車等加工循環(huán),；
    2） 提前預(yù)測(cè)功能，可以在集成控制系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)快速控制,；
    3） 坐標(biāo)變換功能,；
    4） 固定點(diǎn)停止可以用來(lái)卡緊工件或定義簡(jiǎn)單參考點(diǎn)；
    5） 模擬量控制控制模擬信號(hào)輸出,；
    6） 刀具管理也是另一種功能強(qiáng)大的管理軟件選件,；
    7） 樣條插補(bǔ)功能(A，B,，C樣條)用來(lái)產(chǎn)生平滑過(guò)渡,；
    8） 壓縮功能用來(lái)壓縮NC記錄；
    9） 多項(xiàng)式插補(bǔ)功能可以提高SINUMERIK 810D/810DE運(yùn)行速度,；
    10） 溫度補(bǔ)償功能保證您的數(shù)控系統(tǒng)在這種高技術(shù),、高速度運(yùn)行狀態(tài)下保持正常溫度；

    由此可見SINUMERIK 810D的功能和選件非常強(qiáng)大,，并不低于840D,，只是它的應(yīng)用場(chǎng)合有其特殊性，合理的利用它內(nèi)部集成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),，可以減少成本并且獲得高性能,。因而它不僅僅局限于數(shù)控機(jī)床配套，在木加工,、石材處理或包裝機(jī)械等行業(yè)也有廣闊的應(yīng)用前景,。

    在我們的改造實(shí)踐中，近2年來(lái),，運(yùn)用最多的就是SINUMERIK 840D/810D,，尤其是810D在強(qiáng)力磨床、外圓磨床,、瓦楞輥磨床等機(jī)型應(yīng)用上,，頗有心得。

    最近隨著采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)西門子840Di系統(tǒng)的推出,，我們又多了一種頗有競(jìng)爭(zhēng)力的選擇：

    1） 全PC集成的SINUMERIK 840Di數(shù)控系統(tǒng)為您提供了一個(gè)基于PC的新潮的控制概念,。得益于此概念的主要用是那些以某種方式使用了PC的場(chǎng)合或者使用分布式驅(qū)動(dòng)和I/O的自控方案。應(yīng)用領(lǐng)域包括木制品,，玻璃,，制陶，包裝,，貼片機(jī),，沖壓機(jī)，彎曲機(jī)，以及各種機(jī)床和類似機(jī)床的機(jī)械,。除了高度的軟,、硬件開放性，SINUMERIK 840Di的顯著特點(diǎn)是,，CNC控制控制功能與HMI功能一起都在PC處理器上運(yùn)行,。也就是說(shuō)，可以省略傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中所需的NC處理單元,。這種控制系統(tǒng)包含大量的標(biāo)準(zhǔn)化部件：帶接口卡的工業(yè)PC機(jī),，PROFIBUS-DP，Windows NT操作系統(tǒng),，OPC（用于過(guò)程控制的OLE）用接口和NC控制軟件,。

    2） SINUMERIK 840Di可提供給您的還很多。特別有利的是其在SINUMERIK家庭中的地位,。例如,，SINUMERIK 840D與SINUMERIK ８４０Di的NC和PLC功能，操作者功能和機(jī)床數(shù)據(jù)是兼容的,。相應(yīng)的NC程序和PLC程序在這兩個(gè)系統(tǒng)上都可運(yùn)行,。而且由于系統(tǒng)高度開放，軟件應(yīng)用可同樣適用于兩個(gè)系統(tǒng),。SINUMERIK 840Di是SIMATIC和SIMODRIVE自動(dòng)化控制環(huán)境的一部分,。

    3） 利用PROFIBUS-DP實(shí)現(xiàn)分布式配置。如今系統(tǒng)朝著分布式方向發(fā)展的趨勢(shì)是十分明顯的,。而SINUMERIK 840Di的另一個(gè)重要特點(diǎn)就是帶有位置控制的PROFIBUS-DP,。這是一種用于驅(qū)動(dòng)和I/O的統(tǒng)一的現(xiàn)場(chǎng)總線。它允許數(shù)個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分布式配置,。

    4） SIMATIC ProTool/Pro配置工具加上附屬的“SINUMERIK ProTool/Pro選件”為您提供了特殊便利,。即，用戶可利用其來(lái)生成自己專用的用戶界面而不必掌握額外的軟件技能,。

    5） 全部功能集于同一模塊,，實(shí)現(xiàn)最佳通訊。MCI板是一塊PCI式的插板,。該模塊包含了集成的SIMATIC S7 315-2 DP PLC-CPU及用于MPI(多接口)和PROFIBUS DP接口接和I/O,。可連接SIMODRIVE611通用型驅(qū)動(dòng)裝置,。SIMATIC DP ET200模塊則可作為I/O,。

    4、SINUMERIK 840C系統(tǒng)：

    SINUMERIK 840C系統(tǒng)一直雄居世界數(shù)控系統(tǒng)水平之首,，內(nèi)裝功能強(qiáng)大的PLC 135WB2,，可以控制SIMODRIVE 611A/D模擬式或數(shù)字式交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，適合于高復(fù)雜度的數(shù)控機(jī)床,。雖然已經(jīng)推出很多年,，但依然表現(xiàn)良好，深受用戶歡迎,。

    我們的應(yīng)用主要是在復(fù)雜的數(shù)控鏜銑床,、加工中心、龍門加工中心,、五面體加工中心,、高檔磨床。

顯示

屏幕顯示  運(yùn)行狀態(tài)文字顯示  機(jī)床控制面板和帶LED的用戶按鍵  圖形編程(固定循環(huán)參數(shù)編程)  多通道顯示  顯示器暗置  雙溜板顯示
銑削程序模擬
 
操作

分為5個(gè)操作范圍(區(qū)域)  14個(gè)軟件按鍵支持的軟件菜單操作  操作面板禁止  操作面板轉(zhuǎn)換  機(jī)床操作面板的鑰匙開關(guān)  不用操作面板和NC全鍵盤操作
內(nèi)裝文本編輯器,可方便地進(jìn)行文字編輯
 

運(yùn)行方式

自動(dòng)  中斷或暫停后繼續(xù)自動(dòng)運(yùn)行方式  在自動(dòng)或調(diào)整方式下存入S.T.M.H參數(shù)  在自動(dòng)運(yùn)行方式下,下述操作操作的影響  JOG方式(調(diào)整)  示數(shù)  MDA(手動(dòng)輸入)  預(yù)置,設(shè)定新的坐標(biāo)參考點(diǎn)
運(yùn)行方式可通過(guò)機(jī)床功能補(bǔ)充

機(jī)床主軸配量

主軸功能軟件包
主軸變換

通道和運(yùn)行方式組的機(jī)床配置

一個(gè)CNC通道  一個(gè)運(yùn)行方式組  通道結(jié)構(gòu):和NC軸或插補(bǔ)軌跡同時(shí)異步運(yùn)行  把插補(bǔ)通道分成運(yùn)行方式組
熱起動(dòng)

適應(yīng)于運(yùn)動(dòng)過(guò)程的機(jī)床配置

直線與圓弧插補(bǔ)  3D插補(bǔ),螺旋線插補(bǔ)  和獨(dú)立的進(jìn)給軸同時(shí)定位
加權(quán)因子
　
 
機(jī)床進(jìn)給軸配置

車,、銑加工  輸入系統(tǒng):公制或英制,；機(jī)床:公制或英制  公制或英制轉(zhuǎn)換  輸入單位可選  測(cè)量系統(tǒng)精度可由適配因子和位置控制精度相適應(yīng)  位置控制精度和輸入單位無(wú)關(guān)并可選擇  程序范圍為+/-8位數(shù)取決于輸入單位和位置控制精度,  位置控制輸出：最大+/-10v/2mA  進(jìn)給和快進(jìn)：最小進(jìn)給量mm/分$10X輸入單位  5個(gè)測(cè)量回路功能用于伺服軸和主軸  15個(gè)測(cè)量回路功能用于伺服軸和主軸(最大6個(gè)主軸)  軸的地址可由機(jī)床數(shù)據(jù)位選擇  軸特殊的采樣時(shí)間  軸的特殊精度  根據(jù)程序鑰匙對(duì)軸任意編址  軸的跟隨運(yùn)行  程序試運(yùn)行,不啟動(dòng)機(jī)床或僅帶一個(gè)軸運(yùn)行程序  擴(kuò)展地址,例如用Q1$, Q2$, Q3$標(biāo)記輔助軸  無(wú)限制轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸  雙溜板或雙主軸結(jié)構(gòu)  高精度的旋轉(zhuǎn)軸
軸變換
 

校正和補(bǔ)償

進(jìn)給修調(diào)0%-120%(0%-130%內(nèi)部)  快進(jìn)修調(diào)0%-100%  主軸速度修調(diào)50%-120%(0%-150%內(nèi)部)  每軸可存4個(gè)零點(diǎn)偏置  每軸可存4個(gè)附加零點(diǎn)偏置
每軸有2個(gè)可編程零點(diǎn)偏置
 外部附加的零點(diǎn)偏置  刀具補(bǔ)償包括819個(gè)刀補(bǔ)段,包括刀具號(hào),刀具類型,幾何長(zhǎng)度,磨損情況, 基本尺寸  5軸刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償(和5軸線性插補(bǔ)相關(guān))  切削半徑/銑削半徑軌跡補(bǔ)償  每個(gè)軸的間隙補(bǔ)償
補(bǔ)償
 

CNC編程

在加工過(guò)程中同時(shí)編程  在加工過(guò)程中可同時(shí)進(jìn)行程序和PLC報(bào)警文本復(fù)制,刪除和編輯  在程序中加注釋  主程序號(hào)4位+進(jìn)制數(shù)  每個(gè)程序段,3個(gè)M功能  子程序技術(shù)  子程序號(hào)4位+進(jìn)制數(shù)  擴(kuò)展地址方式  程序跳轉(zhuǎn)GOTO, CASE, IF THEN ELSE, WHILE  圖形支持的輪廓編程  圖形支持的車削和銑削標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)  圓弧半徑直接編程  靈活的平面選擇  絕對(duì)地址與相對(duì)地址編程  極坐標(biāo)編程  參數(shù)技術(shù)
坐標(biāo)變換 TRANSMIT用于車床上的車/銑方式變換
 
PLC編程

STEP 5編程語(yǔ)言,具有豐富的指令庫(kù) 編程方式可用AWL,KOP,FUP和GRAPH 5 在CNC和PLC之間寬接口用于數(shù)據(jù)快速交換 所有線性軸路徑鏡象 1024個(gè)輸入點(diǎn) 1024個(gè)輸出點(diǎn) 128個(gè)計(jì)時(shí)器,時(shí)間范圍0.01秒-9990秒 128個(gè)計(jì)數(shù)器,計(jì)數(shù)范圍0-999 1024個(gè)標(biāo)志 程序結(jié)構(gòu) 通過(guò)PLC給出CNC軸路徑 通過(guò)PLC進(jìn)行換刀和刀庫(kù)控制 備用刀具 功能塊調(diào)用
PLC中256個(gè)定時(shí)器256個(gè)計(jì)數(shù)器
 

存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)

在硬盤中可存32000個(gè)程序(取決于存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu))  CNC-用戶存儲(chǔ)器中1MbyteRAM為加工子程序使用  硬盤上5Mbyte中央用戶存儲(chǔ)器  PLC用戶程序存儲(chǔ)器32Kbyte(RAM)
PLC-用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8Kbyte(RAM)
 
數(shù)據(jù)交換

通用串行接口RS232C(V-24)TTY(20mA),參數(shù)可設(shè)置9600波特  在加工時(shí)可同時(shí)讀入和輸出程序及PLC報(bào)警信息  功能全面的文件管理方式  根據(jù)工件的數(shù)據(jù)處理
用一條指令存入/取出一個(gè)工件的所有數(shù)據(jù)和程序

    5、與數(shù)控系統(tǒng)相配套地西門子先進(jìn)的交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

    SIMODRIVE交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了統(tǒng)一的伺服控制技術(shù),，進(jìn)給伺服電機(jī)扭矩從0.33Nm至185Nm,交流主軸電機(jī)從3.7KW-100KW,。適應(yīng)不同的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解決方案。

    SIMODRIVE611A:模擬式伺服,，配合1FT5系列進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)(600V)和1PH7主軸電機(jī), 可控制主軸,，進(jìn)給軸，及普通異步電機(jī),。

    SIMODRIVE 611D:數(shù)字式伺服,，配合1FT6/1FK6系列進(jìn)給驅(qū)動(dòng)電機(jī)和1PH7主軸電機(jī)，可控制主軸,，進(jìn)給軸等,。只能配合810D、840D,、840C數(shù)控系統(tǒng),。

    SIMODRIVE 611U:可接收模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)(Profibus),可以進(jìn)行位置控制，速度控制及轉(zhuǎn)矩控制,。配合1FT6,，1FK6和1PH7電機(jī)。是理想的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解決方案之一,。

   二,、改造對(duì)象的全面調(diào)查：

     1、 機(jī)床的來(lái)源及改造需求

    1） 進(jìn)口數(shù)控機(jī)床：80年代以來(lái)我國(guó)政府為滿足軍工生產(chǎn)需要,，進(jìn)口了大量的數(shù)控機(jī)床,，尤其在航空、兵器等行業(yè),，這些機(jī)床基本都是精密高檔設(shè)備,，絕大部分是當(dāng)時(shí)的所謂部管設(shè)備,。這些機(jī)床已經(jīng)到了電氣升級(jí)換代的時(shí)候，前幾年由于機(jī)械行業(yè)的不景氣,，改造工作欠債很多,，大部分此類機(jī)床面臨電氣備件的匱乏，甚至已經(jīng)處于停機(jī)狀態(tài),，不改造是沒有出路的,。

    2） 進(jìn)口二手?jǐn)?shù)控機(jī)床：近年來(lái)，這類機(jī)床由于多為企業(yè)考慮生產(chǎn)實(shí)際需要,，自籌資金進(jìn)口,，相對(duì)采購(gòu)成本較低，進(jìn)口量比較大,，其中有些機(jī)床進(jìn)口時(shí)就考慮了改造的要求,，有些則是進(jìn)口后，運(yùn)行了一段時(shí)間候就面臨著改造的需求,。

    3） 國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床：我國(guó)自90年以后生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床,，大多為中低檔數(shù)控機(jī)床，也同樣面臨電氣系統(tǒng)老化,，需要改造,，

    4） 普通機(jī)床：我國(guó)大量的普通機(jī)床應(yīng)用于生產(chǎn)第一線，這幾年,，國(guó)家加大了對(duì)這類機(jī)床的改造力度,，國(guó)防科工委更是推行了萬(wàn)臺(tái)機(jī)床數(shù)控化計(jì)劃，車床,、銑床的數(shù)控化改造需求量很大,。另外則是有些特殊類型或者大型普通機(jī)床，由于本身特點(diǎn)以及良好的機(jī)械基礎(chǔ),，具有生機(jī)改造的價(jià)值,。

    上述4大類中，1,、2類的改造需求大多是中高檔系統(tǒng),，3、4類則是中低檔數(shù)控系統(tǒng)比較理想的改造對(duì)象,。

    2,、 改造對(duì)象的現(xiàn)狀調(diào)查

    對(duì)于數(shù)控機(jī)床的改造，我們將從以下幾個(gè)方面加以詳細(xì)調(diào)查,，以制定相應(yīng)的改造方案：

    1） 數(shù)控系統(tǒng)的分析：

    數(shù)控機(jī)床改造,，首當(dāng)其沖的是系統(tǒng)的改造，根據(jù)我們的調(diào)查,，老系統(tǒng)有：
    西門子：SINUMERIK 7,，3,，8，850/880,，810（早期型號(hào)）
    發(fā)那科：FANUC 7,，6，3

    這兩大品牌的系統(tǒng)占有了目前我國(guó)目前老數(shù)控機(jī)床的絕大多數(shù),，目前多數(shù)系統(tǒng)的電氣備件已經(jīng)停止供貨,，改造時(shí)候基本上不考慮保留老系統(tǒng),，我們采取的方案是根據(jù)機(jī)床的現(xiàn)有控制等級(jí),、產(chǎn)品生產(chǎn)要求、企業(yè)資金狀況,，選擇相應(yīng)的低,、中、高檔系統(tǒng),。

    這些系統(tǒng)大部分帶有老型號(hào)的PLC邏輯控制系統(tǒng),，在改造方案的制定中，要考慮新老系統(tǒng)替換時(shí)候的差別,，對(duì)PLC部分輸入輸點(diǎn)的數(shù)量和性質(zhì)作出比較精確的估算,。

    2） 老主軸伺服系統(tǒng)的價(jià)值分析和改造方案

    改造對(duì)象的主軸系統(tǒng)有兩大類：直流伺服主軸和交流伺服主軸

    改造方案如下：

    保留驅(qū)動(dòng)裝置和電機(jī)：老的主軸伺服采用的基本都是+/-10V的模擬信號(hào)接口，對(duì)于狀態(tài)良好,、價(jià)值很高的主軸可以采用保留的方案,，適用的系統(tǒng)有：SINUMERK 802C、802D,、810D,、840D、840Di,，840C,。

    只保留直流主軸電機(jī)：有些大型機(jī)床主軸電機(jī)功率相當(dāng)大，價(jià)格比較貴,、安裝比較麻煩,，同時(shí)電機(jī)狀況良好，這個(gè)時(shí)候可以采用保留電機(jī),，改造驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),，采用西門子新的直流伺服控制裝置6RA70替代勞驅(qū)動(dòng)裝置，適用的系統(tǒng)有：SINUMERK 802C,、802D,、810D、840D,、840Di,，840C,。

    不保留驅(qū)動(dòng)裝置和電機(jī)：采用西門子新型1PH系列主軸電機(jī)和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置替代老電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置。

    3） 老進(jìn)給伺服系統(tǒng)的價(jià)值分析和改造方案：

    保留驅(qū)動(dòng)裝置和電機(jī)：同樣,，老的進(jìn)給伺服采用的基本都是+/-10V的模擬信號(hào)接口,，對(duì)于狀態(tài)良好、價(jià)值很高的進(jìn)給裝置和電機(jī)可以采用保留的方案,，適用的系統(tǒng)有：SINUMERK 802C,、802D、810D,、840D,、840Di，840C,。

    不保留驅(qū)動(dòng)裝置和電機(jī)：采用西門子新型1FK6/7 1FT6 1FE1系列進(jìn)給軸電機(jī)和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置替代老電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置,。

    4） 測(cè)量系統(tǒng)系統(tǒng)的價(jià)值分析和改造方案：

    旋轉(zhuǎn)變壓器：基本不能保留，可以采用新型旋轉(zhuǎn)編碼器替代

    感應(yīng)同步器/尺：感應(yīng)同步器/尺的情況略為復(fù)雜一些,，我們采取的對(duì)策是能夠改掉盡量改掉,，用新型海德漢光柵尺和圓光柵加以替代。但是在某些場(chǎng)合,，如精密轉(zhuǎn)臺(tái),，會(huì)面臨新的圓光柵安裝不能實(shí)施的難題。西門子為此提供了感應(yīng)同步器/尺信號(hào)到新系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換裝置,，但是這個(gè)裝置的價(jià)格比較昂貴,，非到萬(wàn)不得已不選用。

    光柵尺：我們接觸的進(jìn)口機(jī)床大部分采用海德漢光柵尺,，對(duì)于這些老尺子,，其中方波信號(hào)可適用的新系統(tǒng)有：SINUMERK 802C、840C,、電壓信號(hào)適用的新系統(tǒng)有：SINUMERK 802C,、802D、810D,、840D,、840Di，840C,。但是大量的老尺子的信號(hào)是電流信號(hào)：西門子和海德漢分別提供了電流信號(hào)到電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換裝置,，而且價(jià)格不太貴。

    5） 其他電氣相關(guān)部件

    電氣柜,、操作站：很多情況下,，用戶會(huì)提出電柜改造的問題，對(duì)此我們和用戶會(huì)做充分的交流,，按照電氣控制柜以及柜內(nèi)元器件的狀態(tài)作出合理的選擇,。一般來(lái)講,，進(jìn)口數(shù)控機(jī)床電氣柜以及柜內(nèi)的元器件即便使用了相當(dāng)年限，也要比國(guó)產(chǎn)的甚至是合資的元器件狀態(tài)好,，所以在改造高檔進(jìn)口數(shù)控機(jī)床一般電氣柜不作大拆大改,。

    一些二手機(jī)床的電氣柜狀態(tài)比較差，或者用戶認(rèn)為電氣柜元器件故障率太高都可以采取全套更換的方式,，采用RITTAL或者相當(dāng)?shù)膰?guó)際名牌還是國(guó)產(chǎn)合資品牌,，取決于用戶的投入。

    數(shù)控操作站可以是改造給人的第一印象,，所以在用戶資金許可的前提下,，盡量選用西門子配套的國(guó)際名牌，如MECANO等品牌,，質(zhì)量和外觀都能與進(jìn)口機(jī)床匹敵,。

    電纜：在方案指定初期就按照電氣相應(yīng)方案測(cè)定需要的電纜長(zhǎng)度,，在我們的改造項(xiàng)目中,，凡是與數(shù)控驅(qū)動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)直接相關(guān)的電纜，我們只選擇原裝電纜,，但是大型主軸電機(jī)的電力電纜由于價(jià)格過(guò)于高昂,，而不考慮原裝電纜。

    外圍元器件：除了老化和損壞的外圍元器件,，一般我們不建議用戶更換外圍元器件,。有個(gè)情況除外，少部分機(jī)床采用了交流110V電氣元件,，而新系統(tǒng)又無(wú)法與之匹配,。

    6） 原始資料：

    機(jī)床的原始資料是我們了解機(jī)床出廠狀況的最基本資料，其中電氣原理圖,、電氣維修手冊(cè),、控制程序，都是我們需要仔細(xì)研究的,。特別需要注意的是原始資料提供的信息不完全是正確的,。國(guó)外機(jī)床廠有的提供的是系列型號(hào)的通用圖紙，有的時(shí)候機(jī)床出廠前的電氣硬件改動(dòng)沒有在電氣資料上體現(xiàn),，這就要求我們一定要對(duì)照機(jī)床實(shí)物,，把關(guān)鍵環(huán)節(jié)的每個(gè)細(xì)節(jié)一一落實(shí)，避免犯錯(cuò)誤,。

    7） 控制要求和特殊選件

    對(duì)于一臺(tái)要改造的機(jī)床,，控制要求、主軸數(shù),、坐標(biāo)軸數(shù),、測(cè)量元件,、機(jī)床現(xiàn)狀幾大要素基本可以確定改造可以選擇的系統(tǒng)和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)和測(cè)量系統(tǒng)方案。但是這并不是絕對(duì)的,，有些特殊類型機(jī)床或者用戶需要的一個(gè)特殊功能往往就決定了系統(tǒng)的選擇,。比如：

（1） 圖形顯示和圖形模擬；
（2） 雙/多通道功能,，用于雙車,、車削中心和其他具有兩個(gè)加工單元的機(jī)床
（3） 龍門軸功能：龍門式鏜銑床、加工中心,，要求兩個(gè)龍門軸能夠完全實(shí)現(xiàn)同步,，只有這個(gè)功能才能做到實(shí)時(shí)監(jiān)控兩個(gè)坐標(biāo)的跟隨誤差，實(shí)現(xiàn)同步,。
（4） 配對(duì)軸功能：兩個(gè)坐標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)要求不是很高的同步,；
（5） 激光加工的距離控制；
（6） 同步主軸功能：用于車削中心兩個(gè)主軸之間的工件交接,；
（7） 砂輪恒線速控制,；
（8） 砂輪的在線修整和補(bǔ)償；
（9） 斜軸磨床,；
（10） DNC功能,；
（11） 前饋控制；
（12） 進(jìn)給軸齒輪插補(bǔ)：用于齒輪加工機(jī)床,；
（13） 凸輪插補(bǔ),；
（14） 鏜床鏜桿低頭補(bǔ)償；
（15） 網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程診斷功能,；

    用戶提出的特殊功能,，系統(tǒng)廠家一般都有相應(yīng)的選件滿足需要，從而也就決定了用戶需要的相應(yīng)檔次的數(shù)控系統(tǒng)及選件,，然而一般令用戶比較難受的問題主要是這些選件往往價(jià)格很高,，同時(shí)有的時(shí)候由于某個(gè)選件只有在高一個(gè)檔次的系統(tǒng)上才提供，也使用戶必須選購(gòu)高一擋的系統(tǒng),，而付出相應(yīng)的代價(jià),。

    這個(gè)時(shí)候，我們作為熟練應(yīng)用系統(tǒng)從事改造的公司,，站在用戶立場(chǎng)上,，我們一般都會(huì)采取這樣的立場(chǎng)：系統(tǒng)選用盡量以夠用為限，能用低檔不用中檔,，能用中檔不用高檔,，能夠自己開發(fā)的特殊功能盡量自主開發(fā)，一切為用戶考慮。

    近幾年來(lái),，我們?cè)跀?shù)控瓦楞輥磨床的雙輥特殊加工,、數(shù)控強(qiáng)力磨床的修整補(bǔ)償和恒線速度控制、龍門式大型加工中心改造等項(xiàng)目上,，投入開發(fā)力量,，取得了很好的效果，贏得了用戶的認(rèn)可,。

   三,、 正確的方案是改造成功的一半

    在每一個(gè)改造課題被提出來(lái)之后，我們的工程人員會(huì)對(duì)改造的對(duì)象進(jìn)行充分深入的調(diào)查研究,，為此我們一方面采用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)床狀況調(diào)查表來(lái)做機(jī)床的信息的收集,，充分利用用戶對(duì)機(jī)床熟悉的實(shí)際情況；另一方面我們挑選最有經(jīng)驗(yàn)的人員做好這第一個(gè)環(huán)節(jié)的工作,，保證方案的合理和準(zhǔn)確,。

    良好的開端是成功的一半。這幾年,，我們?cè)诟脑焓袌?chǎng)闖出了一片天地,，我們的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，只有把好這一關(guān),，改造的成功才有保障,。