瓦德里希-科宝(Waldrich-Coburg)导轨磨床的技术改造
长规格数控龙门导轨磨床的研制
长 规 格 数 控 龙 门 导 轨 磨 床 的 研 制
张 桂 欣
（ 山东普 利森 集 团有 限公 司 ， 山东 德 州 ２ ３ ３ ） ５０９
摘
要 ： 对 加长 的 多节机 床床 身导 轨 面需 对接 磨 Ｎ ￣ － 次 装 夹 的 工艺 问题 ， 计 了 ＭＫ ２ ５ １ ｍ 数 控龙 针 ｎ 设 ５２ ｘ８ 门导 轨磨床 。 介绍 了该 机床 的 结构 特点 和 设计 思路 ， 涉 及 的 多项 关 键技 术 如 模 梁水 平 调 整 技术 、 对 整 机 热平衡 技 术和 滚滑 复 合导 轨 的应 用技 术等 作 了进一 步 的论述 。
磨 削工 件 最大 长度 为 １ ｌ ＭＫ ２ ５ １ ｌ 控龙 门 ８Ｉ 的 ｌ ５ ２ Ｘ ８ｎ 数 导轨磨 床 ， 填补 了大型 超 长 数 控 龙 门导 轨磨 床 市场 空 白。下 面对 该机 床 的设 计方 案 和关键 技 术应 用 进行 介
绍 和分 析 。
ｍｅ ｔ ｈ ａ ａａ ｃ ｏ ｔｏ ｆｔ ｅ ｗｈｏｅ ｍａ ｈｉ ｎ ｈｅ ａ ｐ ｉ ａｉｎ ｏ ｏｌ ｒａ ｄ ｓｉ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｕ ｄ — ｎ ； ｅ ｔｂ ｌ ｎ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｏ ｈ ｌ ｃ ｎｅ ａ ｄ ｔ ｐ ｌｃ ｔｏ ｆｒ ｌｅ ｎ ｌｄ ｏ ｌ ｘ ｇ ｉ ｅ
通 常 只能 用拆前 节 接 后 节并 二 次 装 夹 的 方法 完 成 ， 这 样 不仪 降低 了磨 床 加 工 效 率 ， 且 无 法 保 证 导 轨 面 的 而 加 工精 度 。笔者 公 司 根据 市 场 需 求 ， 近研 制 成 功 的 最
加 下 工仲 最 大 氏度／ ｍ ｍ 加 Ｔ Ｔ 什 最 大 高 度 ／ ｍ ｍ Ｄ Ｉ Ｉ 件 最 火 宽 度／ ｍ ｉ ￣ ａ ｒ
导轨磨床V型砂轮修整器的控制
导轨磨床V型砂轮修整器的控制
万学斌;徐许林;龙涛
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2012(000)019
【摘要】文章研究了导轨磨床V型砂轮修整器的工作原理,提出了利用中断技术快速识别机床上特殊点和步进电机驱动器细分的方法,解决了砂轮修整时容易产生波纹的问题;探讨了基于单片机开发的步进电机控制器的应用,阐述了步进电机控制器参数设置的方法和这个项目软件设计思路。
【总页数】2页(P119-120)
【作者】万学斌;徐许林;龙涛
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.导轨磨床 V 型砂轮修整器的控制
2.西门子840D系统对数控龙门导轨磨床工作台的控制
3.基于单片机开发的步进电机控制器在导轨磨床V型砂轮修整器上的应用
4.西门子840D系统对数控龙门导轨磨床工作台的控制
5.一种V型砂轮修整器结构及其分析
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船舶工业现代化_机床工业迎来新挑战和新机遇
重大科技专项Priority Project of Scien－Tech船舶工业是一个技术密集、资金密集和劳动密集型产业。
近十年来，中国船舶工业充分发挥了我国劳动力成本比较优势，取得快速发展。
在全球市场上所占的比重正在明显上升，中国已经成为全球重要的造船中心之一。
1快速发展的我国船舶工业根据中国船舶工业协会统计资料，2008年前3季度，全国造船完工量1682万载重吨，同比增长40％；承接新船舶订单5717万载重吨，同比下降11％；手持船舶订单21084万载重吨，同比增长63％。
按照英国克拉克松研究公司对世界造船总量的统计数据，我国造船完工量、承接新船订单和手持船舶订单分别占世界市场份额25．6％、38．8％和35．4％。
2008年1－9月份，全国规模以上1183家船舶工业企业完成工业总产值2846亿元，同比增长60％；1－8月实现利润211亿元，同比增长91％；1－9月，行业企业完成船舶出口1492亿元，同比增长63％；全国1－9月出口船舶完工量1264万载重吨，同比增长29％。
2008年1－9月份，全国规模以上357家船用配套设备制造企业完成工业总产值293亿元，同比增长87％；比上年同期增幅提高36个百分点。
中船集团和中船重工集团完成船用低速机178台／280万千瓦，中速机799台／104万千瓦，1－8月实现利润14亿元，同比增长126．6％。
2008年1－9月份，全国规模以上248家船舶修理及拆船企业完成工业总产值577亿元，同比增长65％。
1－8月实现利润总额73亿元，同比增长83．5％。
数据表明，中国船舶工业2008年前3季度经济运行质量显著提高，各项主要经济指标大幅增长，船舶出口增长强劲，船舶配套加速发展，船舶修理快速增长。
2我国船舶工业发展面临的问题国际制造业的产业转移给中国船舶制造业的发展提供发展的大好机遇，在“十一五”期间，中国船舶工业将对韩、日的领先地位形成有力的挑战。
但设计能力落后、配套产业发展滞后将是制约行业发展的主要瓶颈。
包钢薄板厂轧辊磨床的测量与控制系统
包钢薄板厂轧辊磨床的测量与控制系统作者：张剑来源：《中国科技博览》2013年第06期[摘要]本文简要分析了包钢薄板厂宽厚板工程项目中所引进的瓦德里希ProfiGrind 16000重型数控轧辊磨床测量系统的性能特点。
[关键词]磨削测量系统校准控制参数中图分类号：TGl62.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）06-0152-02包钢薄板厂宽板区是一台引进于瓦德里希ProfiGrind 16000重型数控轧辊磨床，担当粗轧、精轧轧机支承辊和轧辊的磨削任务。
它们是制约宽板区生产的关键设备，也是最易出现故障的设备，一旦出现故障，轧机就面临停产。
为了保证生产，确保轧辊磨床的正常运行，对其进行监测与诊断就显得相当重要。
1、概述瓦德里希ProfiGrind 16000数控轧辊磨床的主要由承载、驱动、磨削、测量和控制五个子系统组成，设计先进、功能强大，可用于磨削钢轧辊和冷硬轧辊、CNC曲线磨削、经验基点的磨削加工，在它的加工过程中可进行裂纹检测、硬度测量、粗糙度的测量等工作。
2、测量装置2.1 测量与控制系统组成轧辊的拱形，同轴度，偏心或中心线偏差都可通过CNC使用测量装置来测量。
测量装置安置于上部滑架并且由带有各自测量头的内部和外部测量臂组成，测量杆内置有线性传感器。
两个测量臂为液压动作。
为了防止损坏，在不用的时候抬起到原始的位置。
在用到的时候摆动下来到测量位置。
根据测量类型的不同，即可以测量静止的轧辊，也可测量旋转的轧辊。
2.2 轴系和测量系统通常对于磨床加工工具，主要进给的运动方向和测量装置都是以轴系作为参考的，在CNC控制系统中使用来确定的额定和实际位置或各个驱动器的速度。
2.2.1 进给轴系z轴是磨削车架在纵向上的移动方向，砑由使用了一个线性传感器。
车架的纵向行程是由两个限位开关来限定的。
如果超出了内部限位开关的限位，z铀的驱动器就会停止，如果超出了外部限位开关的限位（若内部限位开关出现故障），机器就会紧急停车。
德国WALDRICH—COBURG5m×15m数控龙门铣床的数控系统技术改造
一
２—０ Ｐ ５／ ５ ０ ４ １Ｆ ４ ０ １ Ｏ Ｆ数 控 龙 门镗 铣床 是 我 国第 重 型 机 器 集 团 公 司 于 １８ 年 从 德 国 ９４
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数字 信号 转换成 直流 调速 装置 所能接 受的模拟 指 令
电 压 （ ／ １ Ｖ） ＋ ０
３ ．给原 机床 的 ｗ 轴 ， Ｗ１轴 （ 对龙 门轴 ） 一 配置 金 属 光栅 尺 ， 实现 全 闭环控 制 ， ４Ｄ 数 控 系统 另外 ８０ 订 购 ＧａｔｙＡｘｓ功 能 （ 门轴 ） 以便 实现 该机 床 ｎｒ ｉ 龙 ， 的龙 门轴功能 。
型 工 件 的 加 工 任 务 。原 机 床 为 简 易 型 数 控 ， 经 后 Ｃ ＵＲ 公 司改 造 为 Ｓ Ｅ ｏＢ Ｇ Ｉ ＭＥ Ｍ 系统 ， 造 后 ＮＳ ８ 改
该 机 床 无法 进 行正 常 的 自动 加工 ， 只能进 行手 动 加 工， 因此 改造很 不成 功 。近 年 来 由于 ＳＥ ＮＳ ８ Ｉ ＭＥ Ｍ
凯 普 奥瑞 技 术 有 限公 司 （０ ０ ８ 孟 琦 齐齐 啥 尔 第 一机 床 厂 （６ ０５ 孙 伟 １０２） １ １０ ）
【 摘要 】 通过 对 德 国 Ｗ ＡＬ Ｉ Ｈ ＯＢ Ｇ（ ＤＲ Ｃ Ｃ ＵＲ 瓦德里希 科 堡 ） 司的 ５ 公 ｍ×１ｍ 数控 龙 ｆ 铣床 ５ ｌ
进 行数 控 系统技 术改造 ， 国内机床 行 业首次 采用 ＳＥ ＮＳ ８ ０ 数控 系统 在 同一 台机 床上 在 Ｉ ＭＥ ４ Ｄ 实 现 Ａｎ ｌ ｘｓ（ 拟 轴 ） 能 和 Ｇ ｎ ｒ ｘｓ 龙 ｒ轴 ） 能 。 决 ｊ Ｓ Ｅ Ｅ ４ Ｄ 数 字 型 ａ ｇａ ｉ 模 ｏ 功 ａ ｔｙＡ ｉ（ ｌ 功 解 Ｉ Ｍ ＮＳ ８ ０ 数 控 系统控 制模 拟信 号 主轴 的技术 难题 ， 对 Ｓ Ｅ 并 Ｉ ＭＥ ４ Ｄ数 控 系统 的 Ｇａ ｔｙＡｘｓ ￣ ｉ ＮＳ８ ０ ｎｒ ｉ（ ＇ １ 轴 ） 能 在 实 际 中 的 具 体 应 用进 行 １阐 述 说 明 。 功 关 键词 数控 系统 龙 门轴 模拟 主轴 数字交 流伺服 装 置 模拟 直流 调速 装 置
世界十大顶尖高端机床强国
世界十大顶尖高端机床强国一、美国评价：全球高端机床领域，美国、德国、日本三国是当今世界上在数控机床科研设计、制造和使用上，技术最先进、经验最丰富的国家。
美国历届政府都十分重视机床工业的研发，比如美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向及科研任务,并且提供大量充足的经费，网罗全世界人才，尤其在发展中讲究“效率”和“创新”，十分注重基础科研。
因此先进的机床技术不断创新。
比如美国在1952年研制出世界第一台数控机床、在1958年研发出更加先进的加工中心、在70年代初研制成FMS、在1987年首创开放式数控系统等。
美国不但通过结合汽车、轴承生产需求，充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线，并且在电子领域、计算机技术领域保持世界上领先，因此美国的数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实，且一贯重视科研和创新，因此美国的高性能数控机床技术在世界始终处于领先地位。
美国由于偏重基础科研而忽视应用技术，叠加上世纪80年代引导的放松，致使数控机床产量增长放缓，最终于1982年被后起之秀日本超越。
从90年代起，美国开始纠正偏向，让数控机床从技术转向实用，由此产量又逐渐回升。
美国机床工业起步比英国晚50年，但在制造技术方面很快就超过了英国，跃居世界首位。
比如1896年福特制造出第一辆汽车，为配合汽车大量生产，格里森公司研制了一整套用于齿轮加工、测量的设备和刀具，其他公司也研制出许多新型高效的自动化机床。
1934年研制出世界上第一条组合机床自动化线。
1948年建立了世界上第一条年产3000万套轴承的自动线，使汽车产量迅速提高，1950年汽车产量达到800万辆。
从此，美国机床工业迅猛发展，无论技术先进性、产量、生产规模上，长期居世界首位。
美国机床制造业在高效自动化机床、自动生产线、NC机床、FMS 等机床技术及工业生产上仍处于世界领先地位。
美国的机床技术之所以能够在世界上保持长期领先，政府在引导加强研发和不断创新方面起到了至关重要的作用。
KELLENBERGER外圆磨床砂轮主轴改造
KELLENBERGER外圆磨床砂轮主轴改造动压轴承及静压轴承广泛用于各类磨床主轴，因不同的轴承有各自的优缺点，根据不同的工况选择合适的轴承。
通过对KELLENBERGER超精密外圆磨床主轴动压轴承的改造，提升机床的加工效率及可靠性。
标签：动压轴承；静压轴承；动静压轴承1 改造设备情况哈挺集团旗下子公司瑞士KELLENBERGER（克林伯格）是世界著名的磨床生产厂家。
该公司的KEL-V ARIA系列超精密万能外圆磨床因高精度、高效率的特点在国内中小型精密零部件加工领域大量应用。
然而国内企业在使用时发现此磨床经长时间使用后砂轮主轴故障率高，经常需要维修。
为此本公司对此类主轴进行了改造升级，改造后的主轴性能优于原厂家配套主轴，使用寿命大大延长，为企业解决了很大困扰。
2 原主轴结构原機床砂轮主轴轴承为动压轴承，主轴两端有一对径向动压轴承，轴向动压轴承位于右轴承内侧。
主轴直径为φ63mm、体壳孔直径为φ120mm。
此机床主轴有两种：一种为双砂轮分别安装在主轴左右两端；另一种为单砂轮安装在主轴一端。
电机通过皮带驱动主轴旋转，依靠主轴旋转带动润滑油泵旋转，润滑油泵为主轴提供循环润滑油。
润滑油池在体壳中间，为封闭式结构，润滑油泵从油池中抽油注入主轴与轴承相对滑动面，然后润滑油从轴承两侧溢出后流回油池中形成循环。
动压轴承安装在体壳孔中，动压轴承外圆有冷却沟槽，切削液经沟槽对动压轴承进行冷却。
主轴电机安装在体壳后端，利用切削液进行循环冷却。
此主轴存在三个缺点：（1）主轴电机启动时润滑油泵不能同步供应润滑油，主轴与动压轴承存在干磨擦会磨损主轴及动压轴承，时间越长磨损越严重。
虽然动压轴承内部与主轴接触表面采用了耐磨损的巴氏合金材料，但仍然不能避免磨损的发生。
（2）利用切削液对动压轴承和主轴电机进行冷却，由于切削液中难免带有杂质，因此容易把杂质带入冷却管路中，长时间使用后杂质易堵塞冷却管路影响冷却效果。
（3）轴承润滑油与切削液靠多个O型橡胶圈相互间隔，长期使用后橡胶圈容易受切削液腐蚀老化密封效果差，切削液及易混入润滑油中，损坏主轴和动压轴承，并可能引起主轴与动压轴承抱死。
刍议HERKULES轧辊磨床磨削工艺优化
刍议HERKULES轧辊磨床磨削工艺优化摘要：随着我国社会经济的快速发展，对钢材的需求量越来越大，钢材的制造工艺也越来越先进。
本文根据冷轧磨辊设备特点，对HERKULES轧辊磨床在磨削程序以及工艺方面进行了分析和探讨，对其提出了设备的使用技巧以及程序的改进方法，供大家参考。
关键词：HERKULES轧辊磨床；轧辊；工艺优化0.引言钢厂的轧线产量以及轧钢质量直接取决于轧辊磨削的效率和质量，因此轧辊磨削对机时产量以及钢辊耗成本的控制有着非常重要的意义。
由于先进的数控软件和技术对维修技术和故障判断的要求很高，磨削工艺的复杂性要求进一步提高轧辊磨削的质量和效率。
再加上，轧辊的数量大，种类多以及较快的更换频率，对设备的稳定、操作工艺以及磨床设备效率都提出了很高的要求。
因此磨床磨削工艺的不断改进与优化，成为解决这个问题的有效保证。
1.磨削工艺概述轧辊磨削一般分为粗磨、中磨、精磨这三个步骤，而其中的辊形测量、校直以及探伤等也是必不可少的辅助步骤[1]。
轧辊末学的一般流程图见图1。
2.轧辊磨削工艺技巧的优化由于只涉及到轧辊磨削流程图中具备的这些基本性的框架，外方专家针对HERKULES轧辊磨床设计的程序很大程度上难以适应设计生产过程。
经过长期的深入的研究和探索，对磨削工艺的改进以及优化从以下几个方面提出一些建议。
2.1.进行自动装卸的步骤只有通过逐一点动按钮才能在手动装辊的模式下来完成轧辊的装卡和卸载等操作。
而且要想在操作台前启动磨削程序必须要先完成装辊，不仅费时、费力而且效率不高。
自动装卸程序对轧辊所处的状态能够自动识别，轧辊装卡与卸载的动作也按照程序指令自动完成，而且机床可以同时进行许多工作，在这个过程中，有以下几点需要注意：①只有先增加暂停步骤才能进行自动装辊步骤，避免出现磨床上没有轧辊的情况下程序误启动的现象，造成尾架自行前进到尾架侧托架，致使导轨的损坏[2]。
②磨床上的轧辊应尽量精确其摆放位置，才能启动自动装辊。
HERKULES轧辊磨床机械性能失效分析和维修
4!
#$%&’ ()’&* +&,%&++-%&,
中国设备工程 !""#$!"
的同类轧辊磨床，床头箱采用三级皮带传动，电机 功率虽为 .!/0， 但传递到花盘的扭矩反而大很多。
修理与改造
12 改善维修
为提高圆度精度，采取了以下措施： （ " ）铲 刮磨床床身导轨面与托架接触面，使有更大的接触 面积； （4）碾刮托瓦巴氏合金，改善弧面和轧辊 辊颈架的接触面； （ 1 ）更换侧瓦丝杆，并校验新 丝杆自由间隙，修磨侧瓦压板内表面，确保侧瓦稳 固； （<）更换花盘夹头碟型弹簧，合理调整夹头 与轧辊扁头间隙。采取以上措施后， + 处的振摆值 降 低 到 !2!"=!2!".55， 轧 辊 磨 后 圆 度 精 度 有 了 较 大提高。 三、磨后轧辊表面产生振痕
"2 性 能 失 效 概 述 。 磨 削 过 程 中 ， 工 作 台 振 动
明显，轧辊表面容易产生振痕。
42 性 能 失 效 分 析 。 外 圆 磨 床 加 工 工 件 表 面 产
生振痕一般与主轴刚性和自由间隙有关。首先检查 砂轮主轴的轴向和径向间隙，发现径向间隙高达
!24.55，明显偏大，这正是产生振痕的主要根源，
东德导轨磨床的技术改造
东德 导轨磨床 的技术改造
李 玮 沈 勇 。
（ 西南 林 学院 交通 机械 与 土木 工程学 院 。 明 ６ ０ ２ ） ‘ 昆 ５ ２４ （ 云 南 民族大 学 物 理与 电子 电气信 息 工程 学院 。 明 ６ ０ ３ ） 昆 ５ ０ １ Ｔｅ ｈ ｏｌｇ ｄｆ ａ ｉｎ ｏ ａ ｔｇ ｍａ ｙ ｇ ｉ ｅ ｗａ ｒ ｄ ｒ ｃ ｎ ｏ ｙ ｍｏ ｉｃ ｔ ｆｅ ｓ ｅｒ ｎ ｕｄ ｙ ｇ ｉ ｅ ｉ ｏ ｎ
（） ３ 当曲柄连杆机 构 、 活塞确定后 ， 加磁场 的位 置（， 外 ， 将 ） 结构 的合理设计 ， 以使得磁阻对建立 的模 型的影响变得可忽略。 直接磁场力合力矩的大小。 因此 ， Ｙ的优化计算是本课题重点。 对 （ ）连杆所受的电磁力 是与线圈中电流的平方成正 比， ２ 与 （） ４ 合理设计电磁铁及 永磁体的结构是本课题的关键 。提
由式 （ ） ５ 及磁场力 随时间的变化 曲线可知 ：
触、 无摩擦 、 无需 润滑及无粉尘 污染 的特点 ， 满足加工过程 中高 （） ２ 通过 上述公式计 算出悬浮力 ， 为结构参数 的设计提 可
态， 磁悬浮力的合力 矩与活塞连杆 的重力矩平衡。 且在运 动过程
（） １ 当电磁铁位 置 、 电机 的转 速 ， 活塞 与连 杆 的质量确 定 精度和超洁净加 工环境 的需要 。
东德 阿舍斯莱奔导轨磨床是云南某机床厂 的关键 … … … … … … … ｌ … ｌ … ｌ … ｌ … … … … Ｉ Ｉ ，…
高、 元件 已过时淘汰 、 技术落后等原因 ， 继续维修已变得不经济 ，
… … … … … ｌ … ， … … … … … … … ｌ … ｌ … … …
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【 ｂｔａｔ Ｉｔ ｄｃｓｔｅｒｃｎｔ ｃ ｃｅ ｅｏ ａｔＧ ｒ ａｙｇ ｉｅｗ ｙ ｒ ｄｒ， ｎｌ ｅ ； Ａ ｓｒｃ】 ｎｒ ｕｅ ｈ ｅｏｓｒ ｔｓｈｍ ｆｅｓ ｅｍ ｕｄ ａ ｇｉ ｅ ｉ ａａ ｚ ｏ ｕ ｎ ｎ ｔ ｙ
宝钢热轧轧辊磨床数控系统改造方案
宝钢热轧轧辊磨床数控系统改造方案摘要：宝钢热轧 2050 轧辊磨床是用于轧辊表面精加工的设备，其主要功用是磨削热轧厂的工作辊和支承辊，其数控系统为 IBSO 公司专为德国 WALDRICH 轧辊制造厂开发的第一代产品，型号为 ILC-500。
随着用户对钢板表面质量要求的不断提高，轧辊磨床的磨削精度成为制约钢板质量和板形精度的瓶颈，同时磨辊间减少操作人员数量并提高劳动生产率的要求也越来越强烈，故决定对宝钢热轧 2050 轧辊磨床进行改造。
本文重点介绍具体改造方案。
关键字：宝钢、数控、改造1磨床数控系统改造的原因随着轧钢技术的不断改进和发展，对轧辊加工提出了一系列技术上的要求：①更加复杂的轧辊辊型（CVC、多元轧辊）；②更小的轧辊辊型偏差和偏心度、圆度及锥度偏差；③更快的磨削速度和效率；④适应于更多的轧辊材质，应用范围更广；同时，磨辊间的发展对轧辊磨床也有新的要求：①提高劳动生产率，减少人员投入；②提高磨床的使用寿命；③更高的轧辊检测要求和足够大的检测数据的存储能力宝钢 2050 热轧轧辊磨床是 20 世纪 80 年代从德国进口的，其数控系统主要采用分立插件板计算机、PLC 采用西门子 S5-130，并且通过点对点连接的方式进行信号传送。
由于计算机硬件及软件的限制，使得该磨床自动化水平较差，并存在以下问题：（1）磨削后的轧辊辊型偏差大，严重制约了热轧板的板形质量和凸度指标的进一步提高。
轧辊辊型偏差指实际辊型与设定辊型的差值。
由于轧辊是轧钢过程中钢板主要的变形工具，随着用户对钢板尺寸精度要求越来越高，特别是对钢板平直度要求小于50µ，而目前轧辊磨床磨削辊型偏差大，基本在 100µ左右。
由于磨床磨削辊型偏差已大于钢板板形精度要求，故严重制约了热轧板的板形质量和凸度指标的进一步提高，更无法适应日后大量双高产品对轧辊精度的要求，使宝钢的国际竞争力处于落后地位。
（2）磨削效率低下由于磨床校准轧辊中心时间较长，程序中也无补偿功能，因此磨削时间长，效率低下。
机床简史 A Brief History of Machine Tool Industry
机床简史By 木子.LEE Version 1.0, 2016.05.18引用一段哲学家冯友兰在[中国哲学简史]自序里的一段话：“小史者，非徒巨著之节略，姓名、学派之清单也。
譬犹画图，小景之中，形神自足。
非全史在胸，曷克臻此。
” 引大家之言，只想说明本人才疏学浅，很多内容亦搜罗自网络，必有谬误，欢迎指导赐教。
希望在大家的共同努力下，做一篇普及文章。
第一篇从开始到将来既然写的是机床史，那么何为机床？作为一种国外最先发展的产品，机床的英文名字为“Machine Tool”, 直译为机器工具。
机床是一种工具，一种大型工具，用来将金属或其他硬质材料切削或压延至特定形状，通过车削、铣削、磨削、镗削、钻削、刨削、切割、毛化及成型等手段来达到加工目的。
本质上与史前人类使用的石斧、石锤无异，都用来帮助人们制造东西。
当然机床又称为工作母机，社会生产所需要的其他工器具零部件大多也需要通过机床制造出来。
最早开始工业化的欧洲是机床的起源地，也至今垄断者高端机床市场并引领着机床行业的发展方向。
让我们暂且回到两百年前的欧洲。
1835年，在法国的Albert市Line的前身由Lefebvre先生成立，日后和1957年在法国西南部创立的Forest公司最终合并为Forest-line（弗雷斯特-里内）。
1840年，WaldrichSiegen（瓦德里希.西根）在德国的中部城市Siegen成立，自此重型机床制造领域落下最重要的一颗棋子之一。
同一年，即道光二十年，英国发动了鸦片战争，闭关锁国的大清帝国一步步走向衰落。
1852年，德国UnionChemnitz（优尼恩）在东部城市Chemnitz成立，创立之初便生产卧式镗铣床，以今天的眼光来看，当初生产的设备相当简陋，但卧式镗铣床的本质设计却从未再发生改变。
1857年，重型机床领域里另外一位家道中落的大佬Schiess(希斯)在德国东南部的Aschersleben市成立。
鸦片战争后，上海作为中国最大的自由贸易港成为全球冒险家的乐园，吸引了大量国内外资本的进入，中国民族工业迅猛发展。
搪瓷生产线烧结电炉电气系统改造
床故障频发 ， 平均每年停机时间为 ｌ ～ ２个月。采用 台达 Ａ ２系列交流伺服 系统 、 Ｐ Ｌ Ｃ和触摸屏结合的模 式改造机床 电气系统 。
关键词 龙 门导轨磨床
中图 分 类 号 Ｔ Ｇ ５ ９ ５ ． １
电气系统
改造
伺服系统
Ｐ Ｌ Ｃ
文献标识码
Ｂ
毯 赠
１ ． 存 在 的 问题
选用 上海 星宇 自动化 仪表 厂生 产 的 ＷＲ Ｎ ～ １ ３ ０
型热 电偶（ 分度号 Ｋ， 测 量范 围一 ５ ０ ～ ＋ １ ３ ０ ０℃） 。 ３ ． 工作原理 可控硅温度控制 系统 由主 回路 和控制 回路 组成 （ 图４ ） 。热 电偶 采集信 号通过 Ｐ Ｉ Ｄ温度 调 节器测量 和输 出 ４ ～ ２ ０ ｍＡ电流信号 ， 用于控制 触发可控硅 导通角的大小 ，从 而控 制主 回路加
电机 为三相交流 异步 电机 ， 配 置变频器 ； 万能磨头 电机 为直流 电机 ， 配置直 流调速装 置 。机床 有 、 ， ， （ 型号 为 Ｆ Ａ Ｎ Ｕ Ｃ １ ５ — ５ ）
由于设备故 障点主要在数控系统部分 ，因此 改造主要针对
和ｚ （ 型号为 Ｆ Ａ Ｎ Ｕ Ｃ ２ ５ — ５ ） 等 ３个伺 服轴 ， 其 中 、 ｌ ， 轴分 别控 制磨头 上下移动 ， ｚ轴控制磨头左 右 向移动 （ 由电磁离 合器切
以加工平面磨削为主 ， 基本用不上数控系统 ， 加之供货期及改造 成本原 因 ，最终 改造 方案采用台达交流伺服 电机＋ Ｐ Ｌ Ｃ ＋ 触摸屏
的模式 （ 图１ ） 。
热元件 电流值 ，使 电炉保持在设定 温度工作状
态。
０ ｏ ： ０ ０ ０ ２ ： ３ ０ ０ ５ ： ０ ０ ０ ７ ： ３ ０ １ ０ ： ０ ０ １ ２ ： ３ ０ １ ５ ： ０ ０ １ ７ ： ３ ０ ２ ０ ： ０ ０ ２ ２ ： ３ ０
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瓦德里希-科宝（Waldrich-Coburg ）导轨磨床的技术改造一．前言瓦德里希-科保导轨磨是我公司为了制造数控机床的导轨能够全封闭在本公司加工，从旧机床市场购买的科堡公司上个世纪70年代的产品，机械和液压零部件基本完好可用，经维修后还有利用的价值。
在科技高速发展的今天，用新的电子技术和控制元件改造老旧机床，是一种必然的，适用的，经济的方法。
二．改造的原则及具体项目1.改造的原则和控制方案（1）应保持原机床的功能和关键结构；（2）在选用控制设备时应选用技术先进、成熟、功能适中并且大批量生产的元件，以保证今后有持续的技术支持和备件供应；（3）控制系统方案的确定：在选用控制方法时，应该遵循不能在什么情况下，改造机床都配上数控系统。
如果配数控，此台机床由于有周边、万能双磨头和数控系统的特性，因此必须配上西门子840DSL 数控系统才能实现全部的功能。
由于改造设计必须考虑性价比，此方案从经济适用方面是不可行的。
此台磨床改造，操作控制方面要想达到操作方便，自动化和效率高；集参数、给定量设定和工作状态的时时监控；多轴控制采用集中控制于一处；控制系统有自诊断和维修信息提示等功能。
因此，该机床控制系统采用了西门子触摸屏TP1500、西门子S7-300 PLC 系列可编程控制器，磨头进给轴控制采用了全数字化交流伺服控制技术，实现了对三相异步交流电动机的伺服控制，驱动装置采用了时光科技公司的IMS-A 系列伺服控制器。
由于此台机床是上个世纪70年代的产品，机械上没有进行凸凹平面磨削的接口装置，所以此台导轨磨床不对凸凹平面磨削进行改造。
由于磨头只有直线运动，没有曲线运动的特点，确切的是没有插补功能的要求，所以控制方案不采用数控系统，而是才采用了上述控制方案。
该机床的控制结构简图如下图所示。
横梁三相异步电机冷却三相异步电机周边磨头全自动内装式砂轮动平衡万能磨头垂直进给伺服电机周边磨头垂直进给伺服电机万能/周边磨头水平进给伺服电机万能/周边磨头水平进给伺服控制器周边磨头垂直进给伺服控制器万能磨头垂直进给伺服控制器仪仪万能磨头全自动内装式砂轮动平衡工作台调速电机其它工作台工作台异步电机冷却控制横梁控制TP1500触摸屏S7-300PLC 扩展装置S7-300PLC 控制装置万能磨头主轴直流控制器周边磨头主轴星角控制周边磨头三相异步电机万能磨头主轴直流调速电机工作台控制TTL 编码器2. 改造的具体项目2.1万能磨头和周边磨头本机床的进给运动为万能磨头的水平方向Y1轴和垂直方向的Z1轴，周边磨头的水平方向Y2轴和垂直方向的Z2轴的直线运动。
这四个运动方向改造后可以编程加工，以确保原机床的自动加工功能和相关功能不变，我们采取了以下措施。
磨头在回完参考点后，在手动和自动方式下通过移动磨头各轴，各个轴的实际位置在触摸屏上均有显示；并且在自动方式下，需要参加自动运动的轴在S7-300 PLC 里编制固定循环加工顺序程序，而加工工艺数据在TP1500触摸屏上进给距离窗口和速度窗口分别进行设定距离和速度数值。
在对原机床进给系统进行改造时，不应过多地改变其结构，以保证原来的机械特性不变。
如果过多的改变结构，相应会增加对原机械零件的加工量，在加工过程中，一旦发生失误，修复工作将是十分麻烦和耗时的。
为了保证改造后机床的应用质量，对周边磨头和万能磨头的水平和垂直方向进给系统的改造采用了比较稳妥的方法：（1）采用北京友联华特生产的三相交流异步伺服电动机；（2）伺服电机与进给箱之间新增一过渡法兰盘，这样在改造过程中可避免对原箱体进行加工，降低改造风险；（3）新做一联轴节用于伺服电机与原进给系统的连接。
进给改造的特点：万能磨头垂直方向Z1轴和周边磨头垂直方向Z2轴原来的进给系统有快速移动进给传动链和慢速微动进给传动链两条传动链。
改造后是将这两条传动链变成一条传动链，即取消慢速微动进给传动链，只保留快速移动进给传动链。
在快速移动进给传动链上换上伺服电机后，由于伺服电机使用数字控制后，进给量和进给速度都是无级可调的，足以满足慢速微动传动链的低速加工要求。
为了使伺服电机能在低速段的转矩满足加工要求，我们采取了伺服电机转矩与原有快速电机移动的转矩进行比较后，伺服电机的扭转略有加大的办法。
通过上述改造办法加强了控制能力，并且扩大了自动加工的能力。
具体措施如下：由于万能磨头和周边磨头进给系统的快速移动进给传动链和慢速微动进给传动链两条传动链的切换是靠离合器的上下电来控制的。
改造后控制慢速微动进给传动链的离合器处于常下状态（永远不吸合，处于分离状态），因此仍安装在原来位置的慢速微动进给传动链上的电机永远不会投入使用。
快速移动进给传动链离合器当磨头处于使能状态下就吸合，处于常上电状态。
要移动时就能投入使用。
对于万能磨头水平Y1轴和周边磨头水平Y2轴改造方法，同上述万能磨头垂直方向Z1轴和周边磨头垂直方向Z2轴改造方法相同。
值得一提的是万能磨头水平Y1轴和周边磨头水平Y2轴仍然共用一个伺服电机电机。
它们的切换也是靠电磁离合器来实现的。
万能磨头和周边磨头的主轴驱动部分基本上完好，故不对其进行改造，使用原来磨头主轴的驱动部分。
2.2工作台拖动系统原工作台拖动系统的工作原理是工作台的往复运动由液压驱动，移动速度在0～50m/min范围内实现自动无级调速；往复运动的换向和变速，用改变液压泵转子和定子的相对偏移量e来实现的。
此台磨床工作台液压系统完好无损，不对其进行彻底改造。
由于在工作台的液压装置上用于检测工作台速度的旋转变压器已经损坏，而且此台旋转变压器是西门子公司上个世纪70年代的产品，已经购买不到了，即使买到了与S7-300和触摸屏也无法配套。
针对此种情况我们采取将检测装置换成带RS422接口的增量式TTL编码器。
其工作原理是当操作者通过按压按钮控制调速制动电机调整摆杆，调整摆杆的摆动间隙。
摆杆控制两个凸轮，使两个凸轮同向转动一定角度。
与凸轮同步转动的编码器将转角的脉冲数传送到FM350-1计数器模块。
计数器模块采用连续向上计数，中断门功能。
调试者将编码器采集到脉冲数在S7-300 PLC 中经过作运算后，再在TP1500触摸屏上显示。
TP1500触摸屏上显示数值为工作台的实际运行速度。
2.3 导轨磨床电气系统2.3.1导轨磨床电气改造说明：原机床控制电气为上个世纪70年代的电子产品已经淘汰了，且人机界面简单。
导轨磨床与车床、铣床等机床在控制上有一个重大差别，就是车床、铣床对刀具的轨迹控制能力要求较高，必须有圆弧插补、样条插补、螺旋插补等复杂曲线的加工能力，而导轨磨床的砂轮仅需点位控制能力即可。
但是导磨的液压控制复杂，其它的辅助动作较多，本机需要控制的电机就多达25个。
在数控机床的控制中刀具轨迹控制由CNC控制完成，其它辅助控制由PLC完成。
在选择控制系统时，对导轨磨床而言，主要注意的应有强大的PLC能力，而对刀具轨迹控制能力在次要地位。
对本机床而言，我认为没有必要采用数控系统，用一台中型西门子S7-300 PLC就可以完成整机的所有控制任务。
2.3.2导轨磨床电气改造特点：（1）S7-300 PLC在世界范围大量采用，备件采用容易，价格较低。
它代表了当今世界控制技术的主流。
（2）S7-300 PLC 性能优良这一特点正好符合导轨磨对PLC要求较高的特点。
（3）S7-300 PLC 可以配上西门子触摸屏TP1500，根据控制需要可以任意在触摸屏上设定数据，并且监视工作状态，维修自诊断报警提示，工人操作和维护十分方便。
（4）S7-300 PLC 的CPU选择CPU315-2PN/DP型号。
该型号支持Profinet网络，可以通过Profinet网络与西门子触摸屏TP1500通讯，并且通讯兼容、调试简单、运行可靠。
（5）S7-300 PLC可以配上S7-300 PLC系列的通讯模块CP340与国产时光科技生产的三相异步伺服控制器通讯兼容，调试虽然复杂，但运行十分可靠。
（6）可选配手持单元，对导轨磨床这类大型机床特别方便。
2.3.3导轨磨床电气改造主要进行以下工作：（1）取消原控制电柜，用新型控制柜替代；（2）更换操作站，在操作站上安装西门子触摸屏TP1500，实现中文显示界面；（3）增加手持操作单元，方便机床的操作；（4）磨头进给电机改为交流异步伺服电机外，其他电机用原机床带来的电机；（5）控制电器件全部更换为当今新型电器件；主要控制电器件为上述1.改造的原则和控制方案中提到过的控制件；在控制件上尽量选用量大面广的通用元件，不选用特殊元件，以保证今后长期的备件供应。
（6）检修电磁阀和再次使用的旧电机；（7）电缆全部更换为新型电缆。
三．.改造后系统实现的最突出功能特点1.直观简明的自动加工模式在磨头自动加工之前，操作者必须手动调整好工作台运行速度；在触摸屏上操作者填好参加循环的磨头砂轮每次自动运行速度、每次磨头砂轮的移动量，加工总长度等参数。
在集中按钮站上可以用开关直接选取万能磨头或周边磨头工作循环，然后按压自动循环按钮，就可以进入磨削加工循环，机床能够自动完成全部磨削循环加工过程。
操作者可以通过在集中控制面板上，从几种磨头自动加工循环中进行选择，使机床实现全部加工工序。
操作者不需要学习复杂的数控编程。
2直观明确的故障诊断当机床发生故障时在TP1500触摸屏上不是简单的显示一个故障好，而是显示一段完整的故障中文描述，指导维修工进行检修。
四．结论综上所述，对该机床机械部分的改造采用更换部分零件的办法，不对原来磨头箱体、横梁、床身等大件进行重新加工。
这一方法没有破坏原设备的零部件，也不在原设备上进行二次加工，因此安全性较高。
即使在改造过程中发生技术问题，也可以挽回。
对机床电气部分的改造，采用整体更新的办法。
既保留了该机床原有的功能，又增加了许多方便操作和加工的功能。
对液压箱部分的改造，采用了局部改造，即采用能够与S7-300PLC和TP1500触摸屏配套的TTL编码器。
编码器转动产生的脉冲数通过FM350-1计数器模块在S7-300 PLC 中经过运算后，再在TP1500触摸屏上显示工作台的实际运行速度。
根据改造方案，完成了瓦德里希-科宝（Waldrich-Coburg）导轨磨床的技术改造。
完成改造后，机床投入了正常的高效率生产中，运行正常，操作方便，获得了操作人员和领导们的一致好评。