數(shù)控機(jī)床國(guó)產(chǎn)化更新改造大有作為
1 概述
我廠(chǎng)從1978年開(kāi)始，先后從日本、瑞士、德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、意大利等國(guó)引進(jìn)了數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)機(jī)床54臺(tái)，價(jià)值6000多萬(wàn)元。其中，70年代的有28臺(tái)，80年代的有11臺(tái)，90年代的有15臺(tái)；有車(chē)床、銑床、立（臥）式加工中心、仿形銑床、磨床等數(shù)控金切機(jī)床。這當(dāng)中有70年代的四軸聯(lián)動(dòng)銑床，還有當(dāng)今世界頂尖水平的瑞士雙主軸五軸聯(lián)動(dòng)銑床及五面體臥式加工中心、高精度車(chē)削中心。這些機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)有70年代的集成電路到現(xiàn)在的大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路，有FANUC3000C、3、5、6、7、0、18、15系統(tǒng)，有西門(mén)子810、850，有AB8200、8600等等。
由于這些設(shè)備的控制系統(tǒng)集成度低、陳舊落后、元件老化、元件參數(shù)不穩(wěn)定、故障頻繁、又無(wú)備品備件，維修十分困難。而這些設(shè)備目前仍然是工廠(chǎng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的主要關(guān)鍵設(shè)備，因此更新改造勢(shì)在必行。
2 數(shù)控機(jī)床的更新改造
70年代我廠(chǎng)就使用數(shù)控機(jī)床，積累了一定的維護(hù)使用經(jīng)驗(yàn)。從1986年起，我廠(chǎng)自己改造了如下機(jī)床。
2.1 瑞士緩進(jìn)給強(qiáng)力磨床進(jìn)給系統(tǒng)改造
此機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)采用印刷電機(jī)及晶體管脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)，由于印刷電機(jī)使用年久，印刷板變形嚴(yán)重，無(wú)法修理。第一次，采用國(guó)產(chǎn)印刷電機(jī)改造，但由于此電機(jī)質(zhì)量不過(guò)關(guān)，壽命短，運(yùn)行一段時(shí)間后問(wèn)題很多。第二次，經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)研，采用FANUC直流伺服系統(tǒng)進(jìn)行改造，一舉獲得成功，至今系統(tǒng)運(yùn)行良好。
2.2 瑞士緩進(jìn)給強(qiáng)力磨床進(jìn)給系統(tǒng)改造
在總結(jié)上述經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，在大修另一臺(tái)同型號(hào)的機(jī)床時(shí)，采用北京冶金自動(dòng)化院伺服所的交流伺服系統(tǒng)對(duì)原進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行改造，效果很好。
2.3 日本三軸四坐標(biāo)數(shù)控銑床數(shù)控系統(tǒng)改造
1992年，在保留原伺服系統(tǒng)的同時(shí)，采用沈陽(yáng)計(jì)算所藍(lán)天數(shù)控系統(tǒng)更新改造了原FANUC 3000C，并用內(nèi)裝PLC代替了繼電器控制。1998年又采用北京冶金自動(dòng)化院伺服所的交流伺服系統(tǒng)更新了FANUC直流伺服系統(tǒng)，改造后機(jī)床運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。
該機(jī)床是四軸聯(lián)動(dòng)控制。三個(gè)主軸同步工作，主要用于加工增壓器導(dǎo)風(fēng)輪。三個(gè)工件同時(shí)加工，工作效率高。當(dāng)時(shí)這類(lèi)機(jī)床價(jià)格相當(dāng)?shù)陌嘿F。
1991年，經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ANUC 7CM四軸聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)貨，國(guó)內(nèi)只能買(mǎi)到AB8400MP四軸聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)?？紤]到價(jià)格和今后維修等問(wèn)題，遲遲不決，更新改造工作曾一度擱置下來(lái)。當(dāng)了解到藍(lán)天一號(hào)數(shù)控系統(tǒng)具有配置靈活、界面友好、功能強(qiáng)大、開(kāi)發(fā)工具完備、開(kāi)放性好、具有四軸以上聯(lián)動(dòng)功能的特點(diǎn)后，我們大膽地選用了藍(lán)天一號(hào)數(shù)控系統(tǒng)對(duì)日本牧野FNCⅢB-105四軸聯(lián)動(dòng)銑床進(jìn)行更新改造。由于該系統(tǒng)文檔資料全部為中文，并且完整、齊全，便于掌握使用和設(shè)計(jì)方法，因此我們用了短短兩個(gè)月的時(shí)間完成了自行設(shè)計(jì)、施工任務(wù)。通過(guò)改造，系統(tǒng)控制精度得到提高，診斷功能更加完備和強(qiáng)大，不僅實(shí)現(xiàn)了FANUC 3000C的各項(xiàng)功能，而且使該機(jī)床上了一個(gè)檔次。從1992年設(shè)備改造后至今基本運(yùn)行正常。由于國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)具有強(qiáng)大的技術(shù)支援，偶爾有故障也能迅速排除，這是進(jìn)口系統(tǒng)無(wú)法比的。
該機(jī)床使用率很高，生產(chǎn)任務(wù)飽滿(mǎn)，一天兩班制生產(chǎn)，藍(lán)天一號(hào)數(shù)控系統(tǒng)能穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。該機(jī)床的改造成功，使我們對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)有了更深刻的了解，增強(qiáng)了使用國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的信心。
我廠(chǎng)是藍(lán)天一號(hào)數(shù)控系統(tǒng)的第一個(gè)應(yīng)用單位。當(dāng)時(shí)冒著失敗的風(fēng)險(xiǎn)。但經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用實(shí)踐證明，藍(lán)天一號(hào)數(shù)控系統(tǒng)是完全可靠的。
2.4 日本龍澤數(shù)控車(chē)床伺服系統(tǒng)改造
采用北京冶金自動(dòng)化院伺服所的交流伺服系統(tǒng)更新原FANUC直流伺服系統(tǒng)，取得實(shí)效。
2.5 天津第一機(jī)床總廠(chǎng)光機(jī)配機(jī)數(shù)控改造
因生產(chǎn)需要，1993年我廠(chǎng)急需一臺(tái)四軸聯(lián)動(dòng)銑床，用以加工增壓器的擴(kuò)壓器。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)還沒(méi)有同類(lèi)機(jī)床，如從國(guó)外進(jìn)口需100多萬(wàn)元。后經(jīng)多方的調(diào)研，決定與天津第一機(jī)床總廠(chǎng)合作，利用XK7150光機(jī)加上回轉(zhuǎn)軸，通過(guò)配置旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，改造為一臺(tái)四軸聯(lián)動(dòng)立式數(shù)控銑床。數(shù)控系統(tǒng)為藍(lán)天一號(hào)數(shù)控系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)為中科院電工研究所的直流伺服系統(tǒng)。主軸采用普通交流電動(dòng)機(jī)，用變頻調(diào)速器實(shí)現(xiàn)主軸無(wú)級(jí)調(diào)速。機(jī)床改造以后，很快投入生產(chǎn)，產(chǎn)品精度完全滿(mǎn)足要求。該機(jī)床及控制系統(tǒng)達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。
2.6 日本三豐三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)改造
采用標(biāo)準(zhǔn)PC586微機(jī)改造原控制系統(tǒng)，升級(jí)測(cè)量軟件，使測(cè)量更簡(jiǎn)單、方便。
3 今后我廠(chǎng)數(shù)控機(jī)床的改造設(shè)想
數(shù)控改造需要一定的資金投入，由于受工廠(chǎng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)及資金短缺的影響，我廠(chǎng)的數(shù)控改造進(jìn)展比較緩慢。但隨著企業(yè)資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)責(zé)任制的進(jìn)一步落實(shí)，盤(pán)活資產(chǎn)存量，追求資產(chǎn)回報(bào)率等經(jīng)營(yíng)觀(guān)念的改變，我們認(rèn)識(shí)到，數(shù)控改造可使企業(yè)少花錢(qián)、見(jiàn)效快，把舊機(jī)床重新利用起來(lái)。今后我廠(chǎng)面臨的數(shù)控改造任務(wù)還很重。例如：
?。?）日本龍澤數(shù)控車(chē)床數(shù)控改造
在伺服系統(tǒng)改造完后，繼續(xù)采用藍(lán)天數(shù)控系統(tǒng)對(duì)原FANUC 5T進(jìn)行改造。
?。?）日本牧野仿型銑數(shù)控改造
?。?）日本牧野數(shù)控銑數(shù)控改造
?。?）日本牧野臥式加工中心數(shù)控改造
本機(jī)床是我廠(chǎng)關(guān)鍵設(shè)備，近20年來(lái)，基本上是三班運(yùn)行。由于數(shù)控系統(tǒng)FANUC 3000C故障頻出，主軸電機(jī)銅頭磨損嚴(yán)重，刀盤(pán)磁性不好，刀號(hào)記憶易丟失，很難維持生產(chǎn)，因此必須進(jìn)行改造。具體改造方案是結(jié)合大修采用藍(lán)天數(shù)控系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)、蘭州西門(mén)子交流主軸電機(jī)及驅(qū)動(dòng)進(jìn)行改造。
4 數(shù)控機(jī)床改造的幾點(diǎn)體會(huì)
一臺(tái)數(shù)控機(jī)床國(guó)產(chǎn)化改造成功與否，不僅需要一套高質(zhì)量的數(shù)控系統(tǒng)（包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)），而且更需要一批高素質(zhì)的應(yīng)用人才。因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)技術(shù)含量高，對(duì)應(yīng)用和維護(hù)人員的技術(shù)水平要求更高。把用戶(hù)用不好甚至于不會(huì)用造成的問(wèn)題歸罪于數(shù)控系統(tǒng)是不公平的。
一臺(tái)數(shù)控機(jī)床國(guó)產(chǎn)化改造成功與否，不僅應(yīng)注重?cái)?shù)控系統(tǒng)的質(zhì)量，還更應(yīng)注重用戶(hù)使用、維護(hù)數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)。
我廠(chǎng)從1978年開(kāi)始，先后從日本、瑞士、德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、意大利等國(guó)引進(jìn)了數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)機(jī)床54臺(tái)，價(jià)值6000多萬(wàn)元。其中，70年代的有28臺(tái)，80年代的有11臺(tái)，90年代的有15臺(tái)；有車(chē)床、銑床、立（臥）式加工中心、仿形銑床、磨床等數(shù)控金切機(jī)床。這當(dāng)中有70年代的四軸聯(lián)動(dòng)銑床，還有當(dāng)今世界頂尖水平的瑞士雙主軸五軸聯(lián)動(dòng)銑床及五面體臥式加工中心、高精度車(chē)削中心。這些機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)有70年代的集成電路到現(xiàn)在的大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路，有FANUC3000C、3、5、6、7、0、18、15系統(tǒng)，有西門(mén)子810、850，有AB8200、8600等等。
由于這些設(shè)備的控制系統(tǒng)集成度低、陳舊落后、元件老化、元件參數(shù)不穩(wěn)定、故障頻繁、又無(wú)備品備件，維修十分困難。而這些設(shè)備目前仍然是工廠(chǎng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的主要關(guān)鍵設(shè)備，因此更新改造勢(shì)在必行。
2 數(shù)控機(jī)床的更新改造
70年代我廠(chǎng)就使用數(shù)控機(jī)床，積累了一定的維護(hù)使用經(jīng)驗(yàn)。從1986年起，我廠(chǎng)自己改造了如下機(jī)床。
2.1 瑞士緩進(jìn)給強(qiáng)力磨床進(jìn)給系統(tǒng)改造
此機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)采用印刷電機(jī)及晶體管脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)，由于印刷電機(jī)使用年久，印刷板變形嚴(yán)重，無(wú)法修理。第一次，采用國(guó)產(chǎn)印刷電機(jī)改造，但由于此電機(jī)質(zhì)量不過(guò)關(guān)，壽命短，運(yùn)行一段時(shí)間后問(wèn)題很多。第二次，經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)研，采用FANUC直流伺服系統(tǒng)進(jìn)行改造，一舉獲得成功，至今系統(tǒng)運(yùn)行良好。
2.2 瑞士緩進(jìn)給強(qiáng)力磨床進(jìn)給系統(tǒng)改造
在總結(jié)上述經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，在大修另一臺(tái)同型號(hào)的機(jī)床時(shí)，采用北京冶金自動(dòng)化院伺服所的交流伺服系統(tǒng)對(duì)原進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行改造，效果很好。
2.3 日本三軸四坐標(biāo)數(shù)控銑床數(shù)控系統(tǒng)改造
1992年，在保留原伺服系統(tǒng)的同時(shí)，采用沈陽(yáng)計(jì)算所藍(lán)天數(shù)控系統(tǒng)更新改造了原FANUC 3000C，并用內(nèi)裝PLC代替了繼電器控制。1998年又采用北京冶金自動(dòng)化院伺服所的交流伺服系統(tǒng)更新了FANUC直流伺服系統(tǒng)，改造后機(jī)床運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。
該機(jī)床是四軸聯(lián)動(dòng)控制。三個(gè)主軸同步工作，主要用于加工增壓器導(dǎo)風(fēng)輪。三個(gè)工件同時(shí)加工，工作效率高。當(dāng)時(shí)這類(lèi)機(jī)床價(jià)格相當(dāng)?shù)陌嘿F。
1991年，經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ANUC 7CM四軸聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)貨，國(guó)內(nèi)只能買(mǎi)到AB8400MP四軸聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)?？紤]到價(jià)格和今后維修等問(wèn)題，遲遲不決，更新改造工作曾一度擱置下來(lái)。當(dāng)了解到藍(lán)天一號(hào)數(shù)控系統(tǒng)具有配置靈活、界面友好、功能強(qiáng)大、開(kāi)發(fā)工具完備、開(kāi)放性好、具有四軸以上聯(lián)動(dòng)功能的特點(diǎn)后，我們大膽地選用了藍(lán)天一號(hào)數(shù)控系統(tǒng)對(duì)日本牧野FNCⅢB-105四軸聯(lián)動(dòng)銑床進(jìn)行更新改造。由于該系統(tǒng)文檔資料全部為中文，并且完整、齊全，便于掌握使用和設(shè)計(jì)方法，因此我們用了短短兩個(gè)月的時(shí)間完成了自行設(shè)計(jì)、施工任務(wù)。通過(guò)改造，系統(tǒng)控制精度得到提高，診斷功能更加完備和強(qiáng)大，不僅實(shí)現(xiàn)了FANUC 3000C的各項(xiàng)功能，而且使該機(jī)床上了一個(gè)檔次。從1992年設(shè)備改造后至今基本運(yùn)行正常。由于國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)具有強(qiáng)大的技術(shù)支援，偶爾有故障也能迅速排除，這是進(jìn)口系統(tǒng)無(wú)法比的。
該機(jī)床使用率很高，生產(chǎn)任務(wù)飽滿(mǎn)，一天兩班制生產(chǎn)，藍(lán)天一號(hào)數(shù)控系統(tǒng)能穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。該機(jī)床的改造成功，使我們對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)有了更深刻的了解，增強(qiáng)了使用國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的信心。
我廠(chǎng)是藍(lán)天一號(hào)數(shù)控系統(tǒng)的第一個(gè)應(yīng)用單位。當(dāng)時(shí)冒著失敗的風(fēng)險(xiǎn)。但經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用實(shí)踐證明，藍(lán)天一號(hào)數(shù)控系統(tǒng)是完全可靠的。
2.4 日本龍澤數(shù)控車(chē)床伺服系統(tǒng)改造
采用北京冶金自動(dòng)化院伺服所的交流伺服系統(tǒng)更新原FANUC直流伺服系統(tǒng)，取得實(shí)效。
2.5 天津第一機(jī)床總廠(chǎng)光機(jī)配機(jī)數(shù)控改造
因生產(chǎn)需要，1993年我廠(chǎng)急需一臺(tái)四軸聯(lián)動(dòng)銑床，用以加工增壓器的擴(kuò)壓器。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)還沒(méi)有同類(lèi)機(jī)床，如從國(guó)外進(jìn)口需100多萬(wàn)元。后經(jīng)多方的調(diào)研，決定與天津第一機(jī)床總廠(chǎng)合作，利用XK7150光機(jī)加上回轉(zhuǎn)軸，通過(guò)配置旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，改造為一臺(tái)四軸聯(lián)動(dòng)立式數(shù)控銑床。數(shù)控系統(tǒng)為藍(lán)天一號(hào)數(shù)控系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)為中科院電工研究所的直流伺服系統(tǒng)。主軸采用普通交流電動(dòng)機(jī)，用變頻調(diào)速器實(shí)現(xiàn)主軸無(wú)級(jí)調(diào)速。機(jī)床改造以后，很快投入生產(chǎn)，產(chǎn)品精度完全滿(mǎn)足要求。該機(jī)床及控制系統(tǒng)達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。
2.6 日本三豐三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)改造
采用標(biāo)準(zhǔn)PC586微機(jī)改造原控制系統(tǒng)，升級(jí)測(cè)量軟件，使測(cè)量更簡(jiǎn)單、方便。
3 今后我廠(chǎng)數(shù)控機(jī)床的改造設(shè)想
數(shù)控改造需要一定的資金投入，由于受工廠(chǎng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)及資金短缺的影響，我廠(chǎng)的數(shù)控改造進(jìn)展比較緩慢。但隨著企業(yè)資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)責(zé)任制的進(jìn)一步落實(shí)，盤(pán)活資產(chǎn)存量，追求資產(chǎn)回報(bào)率等經(jīng)營(yíng)觀(guān)念的改變，我們認(rèn)識(shí)到，數(shù)控改造可使企業(yè)少花錢(qián)、見(jiàn)效快，把舊機(jī)床重新利用起來(lái)。今后我廠(chǎng)面臨的數(shù)控改造任務(wù)還很重。例如：
?。?）日本龍澤數(shù)控車(chē)床數(shù)控改造
在伺服系統(tǒng)改造完后，繼續(xù)采用藍(lán)天數(shù)控系統(tǒng)對(duì)原FANUC 5T進(jìn)行改造。
?。?）日本牧野仿型銑數(shù)控改造
?。?）日本牧野數(shù)控銑數(shù)控改造
?。?）日本牧野臥式加工中心數(shù)控改造
本機(jī)床是我廠(chǎng)關(guān)鍵設(shè)備，近20年來(lái)，基本上是三班運(yùn)行。由于數(shù)控系統(tǒng)FANUC 3000C故障頻出，主軸電機(jī)銅頭磨損嚴(yán)重，刀盤(pán)磁性不好，刀號(hào)記憶易丟失，很難維持生產(chǎn)，因此必須進(jìn)行改造。具體改造方案是結(jié)合大修采用藍(lán)天數(shù)控系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)、蘭州西門(mén)子交流主軸電機(jī)及驅(qū)動(dòng)進(jìn)行改造。
4 數(shù)控機(jī)床改造的幾點(diǎn)體會(huì)
一臺(tái)數(shù)控機(jī)床國(guó)產(chǎn)化改造成功與否，不僅需要一套高質(zhì)量的數(shù)控系統(tǒng)（包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)），而且更需要一批高素質(zhì)的應(yīng)用人才。因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)技術(shù)含量高，對(duì)應(yīng)用和維護(hù)人員的技術(shù)水平要求更高。把用戶(hù)用不好甚至于不會(huì)用造成的問(wèn)題歸罪于數(shù)控系統(tǒng)是不公平的。
一臺(tái)數(shù)控機(jī)床國(guó)產(chǎn)化改造成功與否，不僅應(yīng)注重?cái)?shù)控系統(tǒng)的質(zhì)量，還更應(yīng)注重用戶(hù)使用、維護(hù)數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)。
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