普通铣床的数控化升级改造

普通铣床的数控化升级改造

摘要：本文主要介绍中达自动化数控产品―PUTNC-H4C-M型数控系统和台达ASDA-AB系列交流伺服在普通铣床的数控化升级改造上的完美整合应用。通过中达提供的量身定制式机床再生解决方案，展现了升级后的经济型数控铣床的耀眼光辉。

关键词：数控交流伺服经济型数控铣床改造

1 引言

随着机械加工制造业的飞速发展，现有的普通机床已越来越不能适应目前市场激烈的竞争，高效率和多变的要求，已越来越受到市场的青睐。

伴随着各行业对机加工产品要求的不断提高和数控技术的飞速发展，数控机床以其高精度、高效率和低劳动强度等诸多普通机床无法比拟的优势，成为当今制造业的主流加工设备。就目前情况而言，一个企业设备数控化程度的高低直接影响到了它的生存。那些拥有大量普通机床的工厂，正面临着巨大的挑战。这些厂家效益不好的主要原因，一方面是大量普通机床闲置造成浪费，另一方面是没有足够的资金购买新的数控设备。因此，投入较少的资金，把原有普通机床进行自动化升级改造，使之变成数控机床，就成了解决这一问题的最好办法。

对于机床生产商而言，最直接的方式莫过于直接普通机床出厂前自行数控化升级，使之以低廉的价格，高效的加工性能，以经济型数控机床的新身份展现于市场。

2 铣床简易数控改造升级案例

2.1数控改造器材

（1）数控系统：台达PUTNC-H4C-M 一套

（2）伺服驱动：台达ASDA-A1021-AB 三套

（3）伺服电机：台达ECMA-G31309ES 两台

（4）台达ECMA-G31309FS 一台

铣床改造图片

3 铣床数控改造

3.1 铣床数控原理设计

机床本体的数控化改造，是将原工作台进给电机、进给箱及其传动链拆除，然后进行如下改造：用三个伺服电机分别驱动升降、纵向、横向坐标轴、根据各轮的脉冲当量配置相应的传动系统；将原二轴普通丝杠改为滚珠丝杠。通过中达系统的高开放性更改系统内部的PLC和画面实现客户特殊要求。铣床简易数控升级改造控制系统架构如图1所示。

图1 铣床简易数控升级改造控制系统架构

3.2 数控铣床项目评估

（1）资额少、交货期短、见效快。同购置新机床相比，一般可以节省60％～80％的费用，改造费用低。特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造，只花新机床购置费用的1/3，交货期短。但有些特殊情况，如高速主轴、托盘自动交换装置的制作与安装过于费工、费钱，往往改造成本提高2～3倍，与购置新机床相比，只能节省投资50％左右。

（2）机械性能稳定可靠，结构受限。所利用的床身、立柱等基础件都是重而坚固的构件，而不是那种构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。但是受到原来机械结构的限制，不宜做突破性的改造。

（3）悉了解设备、便于操作维修。购买新设备时，不了解新设备是否能满足其加工要求。改造则不然，可以精确地计算出机床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，在操作使用和维修方面培训时间短，见效快。改造的机床一安装好，就可以实现全负荷运转。

（4）可充分利用现有的条件。可以充分利用现有地基，不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。

（5）可以采用最新的控制技术。可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机床改成当今水平的机床。

4 台达数控技术

4.1 PUTNC-H4C-M数控系统

图2 中达PUTNC-H4C-M数控系统

中达PUTNC-H4C-M数控系统（图2）特色：

（1）手摇轮安全测试。（防撞功能）具多国语言设定及简易图形编程

（2）具有MACRO指令，可灵活的设计加工程序。

（3）程序容量 256K byte。具有【边传边做】功能。

（4）标准I/O（24 INPUT；16 OUTPUT），3组高速INPUT（50μsec）。可扩充I/O最大至32 INPUT；32 OUTPUT。

（5）采用FLASH ROM架构，可快速方便更新系统PLC及显示画面。

（6）配合 PLC 可自行定义按键功能，在薄膜使用上自行定义。

（7）分辨率可设定至 7 位数，响应速度可达 1000 Kpps，精度特高。

（8）主轴采用变频马达或伺服主轴。

4.2 ASDA-AB系列伺服驱动器

ASDA-AB系列伺服驱动器技术特色：

（1）内建完整的三种（位置/速度/转矩模式）基本控制机能可以方便的和上位控制器连接。

（2）动态响应性好，伺服整定时间1ms、空载状态下-3000RPM～3000RPM的加速时间10ms。

（3）PDFF（Pseudo-DerivativeFeedbackandFeedforward）强健式控制架构相应更快速、对外部干扰有更强的抑制补偿能力，从而能够保证其它外力突然介入时，伺服定位或定速被影响很少。

（4）伺服的自动增益调整功能，能自动评估负载情况并合理设置伺服增益，从而使伺服调试更简单、更快捷，且伺服定位更精准，无超越量和加速度过冲

（5）提供共振抑制功能和低通滤波器功能，能有效弥补机械的不足和缺陷。

（6）台达ASDA-AB系列交流伺服系统更具有分度定位功能，配合CNC系统PLC 的I/O规划，能轻松实现伺服的精确定位控制。

图3 台达ASDA-AB系列伺服驱动器

5 结束语

普通铣床数控化改造，实质就是在普通铣床上增加数控系统控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标，其目的是使原机床具有一定的柔性，提高生产效率和质量，解决复杂零件的加工问题。配合具有高开放型，人性化，简易操作化，客制化的中达铣床数控系统将普通铣床改造为经济型铣床，简便易行，提高了加工效率，，降低了加工成本，保证了零件的加工精度，对复杂零件尤其是对弧面和凸面的加工效果显著。(end) 文章内容仅供参考 () ()(2010-12-18)