X52立式升降台铣床数控化改造

点：一是要尽量向一个著名厂家的型号系列靠拢，这样 既有利于维修和管理，也利于备件的购买；二是要清楚 所选厂家在国内的维修服务状况，以免将
来系统发生故障时得不到及时的维修。数控系统选定之 后，用户根据机床实际状况，决定更换或不更换驱动系 统。若不更换，则必须确认旧驱动系统与
数控系统是否可以匹配。对于机床测量系统，目前数控 系统的要求是增量式脉冲编码输入。对于外围电路，改 造可采取的方案有两种：一种是“接口型
机床的状态及工艺要求来选择数控系统。首先是选择数 控制造厂商，目前世界上性能及信誉较好的有：西门子 （德国）、发那科（曰本）、三菱（曰本
）、NUM（法国）、FAGOR（西班牙）等。用户可在洋 细了解上述厂商数控系统的特点及性能价格比等指标的 基础上，选择一个比较适合的数控
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系统。其次是根据机床的功能要求选择相应控制系统的 类型，做到既能满足机床全部功能要求又不提高标准。 在选择数控系统方面，要特别注意以下两
决定改造方案是旧机床进行数控化改造中最重要一环， 并不是所有的旧机床都适合于改装成数控机床，衡量是 否合适改造的主要标准是机床现有状况，
以及数控化改造的经济性。主要在数控系统比较分析选 型，技术和经济可行性分析、主传动、进给传动机械和 电气部分改造方法等几个方面进行分析及
方案制定。在技术可行性分析方面主要是对被改造的机 床进行结构、性能、精度等技术现状的全面分析。其中 包括机床原来的结构设计是否合理；机床
交流伺服电机。该技术路线的优点如下。技术成熟。华 中数控系统采用进口的通用32位工业控制机作为数控单 元，平均无故障时间可达3万小时以上
，此外，本技术路线采用的华中伺服单元和登奇电机、 控制电柜内的大部分电器元器件采用进口或中外合资的 著名企业的产品，其可靠性得以保证。系
统的维护和更新换代方便容易。由于工控机与通用PC微 机完全兼容，维护和更新换代方便容易。用户可非常便 利地购置到系统维护所需要的一切配件
。开放性好。由于华中数控单元采用基于DOS的软件平台， 其软件资源丰富，使得华中数控系统的开发环境非常方 便友好，且用户可方便地进行二次
开发。操作容易。华中数控系统在其操作界面上是仿 FAUNC的数控系统，其操作习惯和编程语言与FANUC相似。 在FANUC运行的G代码数
控程序，基本不需修改，可在华中数控系统上使用。此 外，宏程序功能、具有三维仿真校验和加工过程图形动 态跟踪功能，图形显示形象直观。操作、
使用方便容易。成本低。总费用较技术路线的总费用低， 且当设备的使用时间超出保修期，其维修、购买配件、 得到技术服务的费用同采用国外系统相
比低得多。综合以上考虑，选择技术方案二。4华中数控 系统结构详析华中数控系统硬件结构如所示，系统由数 控单元、控制电柜和机床三部分组成。
数控单元是系统的核心，采用台湾生产的工业PC机，它 由CPU模块、14〃彩色显示器、位置控制模块（或RS-232 通信模块）、输入模机床
后采用了彻底改造方案。工业挖制机机床各部分安装形 式的确定如下。1）控制系统的安装常见的有悬挂式、柜 式、台式等。安装方式的选定，直接决
定各种连接电缆的走线方式和电缆长度，也关系到操作 与维修的方便性。驱动系统的安装，原则上采取电气柜 内安装这种方式，应考虑的因素有通风冷
却，电缆走线方式及长度，对其他电器的干扰等。电动 机的安装，根据机床的实际，确定电动机的安装方式选 择法兰式、底座式还是带底座法兰式，再
机床电桁ra1华中数柠系统的岵件结沟阍块、输出模块、 多功能模块、网络控制模块（选件）、高抗干扰开关电 源构成。数控单元内运行华中数控软
加上轴伸方向、电动机接线盒的位置等，这些由电动机 的订货辅助参数确定。测量系统的安装，如选择电动机 内装编码器的结构方式，电动机安装一确
定，它也就确定了；外装式需要有弹性联轴节、安装卡 子、电缆走线方向及长度等的考虑。通过对同类数控铣 床的现状进行了解和分析之后，提出了对
铣床进行数控化改造的技术方案，即用华中数控系统 （含数控单元、PLC、强电柜、伺服驱动单元和电机等） 对该设备进行彻底改造。3设备改造的
的基础部件和结构件是否仍然完好；考察各坐标轴的机 械传动结构及导轨副的形式等是否适用；测量机床目前 的各项精度并与出厂精度进行对比，看是
否存在差距；综合总结目前机床存在的故障和历史上出 现过的重大故障。根据分析的结果，对照改造目标和典 型工件，编写改造设计说明书，做到改造
后的机床达到一定的先进性和实用性。下面以X52立式升 降台铣床的数控化改造为例，介绍旧机床改造的技术方 案设计。2铣床数控化改造技术方案
改造”，即保留外围继电器电路，只对NC、PLC进行改造， 新PLC不参与外围电路控制，只处理NC所需的指令信号， 此方案改造设计、调试工
作量较小；另种是“彻底改造”，在继电器逻辑较复杂， 故障率较高，用户又能提供清楚逻辑图的情况下，可用 新NC所带的PLC将外围电路全部改
造，既简化了外围电路，又合理利用了PLC的控制能力， 此方案可大大简化硬件电路，提高系统的可靠性，但改 造设计、调试工作量较大。本课题最
准备2.1机械系统作为机床的最终用户，厂方必须首先要 确认机床机械系统的状况。如：目前机床的精度，机械 传动链的状况，丝杠、导轨的状况，
有无重大故障等，以确定机床是否要大修、项修。因为 是由非数控机床改为数控机床，所以首先要考虑机械改 装的可行性，最重要的是导轨的形式及滚
珠丝杠的安装。其次要考虑机械传动机构的传动间隙与 传动刚度是否符合数控机床的要求。2.2电气系统在确定 数控机床改造方案时，用户可以根据
技术路线技术路线选用国外数控系统。该技术路线的优 点是技术成熟，风险小，可靠性有保证。可选择的国外 数控系统有SIEMENS810C数控
系统和FANUC-OiMC数控系统。据掌握的资料，这两种数 控系统在技术成熟度和可靠性基本相当。该技术路线的 缺点是设备改造总费用较高。
改造后，一旦设备的使用时间超出保修期，其维修、技 术服务的费用相当昂责。技术路线二：选用华中HNC21M 型数控单元+华中伺服单元+登奇