數(shù)控機床國產(chǎn)化更新改造大有作為
1 概述
我廠從1978年開始，先后從日本、瑞士、德國、美國、英國、意大利等國引進了數(shù)控機床和自動機床54臺，價值6000多萬元。其中，70年代的有28臺，80年代的有11臺，90年代的有15臺；有車床、銑床、立（臥）式加工中心、仿形銑床、磨床等數(shù)控金切機床。這當中有70年代的四軸聯(lián)動銑床，還有當今世界頂尖水平的瑞士雙主軸五軸聯(lián)動銑床及五面體臥式加工中心、高精度車削中心。這些機床的數(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、又無備品備件，維修十分困難。而這些設(shè)備目前仍然是工廠生產(chǎn)經(jīng)營的主要關(guān)鍵設(shè)備，因此更新改造勢在必行。
2 數(shù)控機床的更新改造
70年代我廠就使用數(shù)控機床，積累了一定的維護使用經(jīng)驗。從1986年起，我廠自己改造了如下機床。
2.1 瑞士緩進給強力磨床進給系統(tǒng)改造
此機床進給系統(tǒng)采用印刷電機及晶體管脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)，由于印刷電機使用年久，印刷板變形嚴重，無法修理。第一次，采用國產(chǎn)印刷電機改造，但由于此電機質(zhì)量不過關(guān)，壽命短，運行一段時間后問題很多。第二次，經(jīng)過反復(fù)調(diào)研，采用FANUC直流伺服系統(tǒng)進行改造，一舉獲得成功，至今系統(tǒng)運行良好。
2.2 瑞士緩進給強力磨床進給系統(tǒng)改造
在總結(jié)上述經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，在大修另一臺同型號的機床時，采用北京冶金自動化院伺服所的交流伺服系統(tǒng)對原進給系統(tǒng)進行改造，效果很好。
2.3 日本三軸四坐標數(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，采用沈陽計算所藍天數(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)，改造后機床運行穩(wěn)定、可靠。
該機床是四軸聯(lián)動控制。三個主軸同步工作，主要用于加工增壓器導(dǎo)風輪。三個工件同時加工，工作效率高。當時這類機床價格相當?shù)陌嘿F。
1991年，經(jīng)過市場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ANUC 7CM四軸聯(lián)動系統(tǒng)已經(jīng)無貨，國內(nèi)只能買到AB8400MP四軸聯(lián)動系統(tǒng)?？紤]到價格和今后維修等問題，遲遲不決，更新改造工作曾一度擱置下來。當了解到藍天一號數(shù)控系統(tǒng)具有配置靈活、界面友好、功能強大、開發(fā)工具完備、開放性好、具有四軸以上聯(lián)動功能的特點后，我們大膽地選用了藍天一號數(shù)控系統(tǒng)對日本牧野FNCⅢB-105四軸聯(lián)動銑床進行更新改造。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)計方法，因此我們用了短短兩個月的時間完成了自行設(shè)計、施工任務(wù)。通過改造，系統(tǒng)控制精度得到提高，診斷功能更加完備和強大，不僅實現(xiàn)了FANUC 3000C的各項功能，而且使該機床上了一個檔次。從1992年設(shè)備改造后至今基本運行正常。由于國產(chǎn)系統(tǒng)具有強大的技術(shù)支援，偶爾有故障也能迅速排除，這是進口系統(tǒng)無法比的。
該機床使用率很高，生產(chǎn)任務(wù)飽滿，一天兩班制生產(chǎn)，藍天一號數(shù)控系統(tǒng)能穩(wěn)定、可靠的運行。該機床的改造成功，使我們對國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)有了更深刻的了解，增強了使用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的信心。
我廠是藍天一號數(shù)控系統(tǒng)的第一個應(yīng)用單位。當時冒著失敗的風險。但經(jīng)過多年的應(yīng)用實踐證明，藍天一號數(shù)控系統(tǒng)是完全可靠的。
2.4 日本龍澤數(shù)控車床伺服系統(tǒng)改造
采用北京冶金自動化院伺服所的交流伺服系統(tǒng)更新原FANUC直流伺服系統(tǒng)，取得實效。
2.5 天津第一機床總廠光機配機數(shù)控改造
因生產(chǎn)需要，1993年我廠急需一臺四軸聯(lián)動銑床，用以加工增壓器的擴壓器。當時國內(nèi)還沒有同類機床，如從國外進口需100多萬元。后經(jīng)多方的調(diào)研，決定與天津第一機床總廠合作，利用XK7150光機加上回轉(zhuǎn)軸，通過配置旋轉(zhuǎn)工作臺，改造為一臺四軸聯(lián)動立式數(shù)控銑床。數(shù)控系統(tǒng)為藍天一號數(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機，用變頻調(diào)速器實現(xiàn)主軸無級調(diào)速。機床改造以后，很快投入生產(chǎn)，產(chǎn)品精度完全滿足要求。該機床及控制系統(tǒng)達到國內(nèi)先進水平。
2.6 日本三豐三坐標測量機改造
采用標準PC586微機改造原控制系統(tǒng)，升級測量軟件，使測量更簡單、方便。
3 今后我廠數(shù)控機床的改造設(shè)想
數(shù)控改造需要一定的資金投入，由于受工廠生產(chǎn)經(jīng)營及資金短缺的影響，我廠的數(shù)控改造進展比較緩慢。但隨著企業(yè)資產(chǎn)經(jīng)營責任制的進一步落實，盤活資產(chǎn)存量，追求資產(chǎn)回報率等經(jīng)營觀念的改變，我們認識到，數(shù)控改造可使企業(yè)少花錢、見效快，把舊機床重新利用起來。今后我廠面臨的數(shù)控改造任務(wù)還很重。例如：
?。?）日本龍澤數(shù)控車床數(shù)控改造
在伺服系統(tǒng)改造完后，繼續(xù)采用藍天數(shù)控系統(tǒng)對原FANUC 5T進行改造。
?。?）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
（4）日本牧野臥式加工中心數(shù)控改造
本機床是我廠關(guān)鍵設(shè)備，近20年來，基本上是三班運行。由于數(shù)控系統(tǒng)FANUC 3000C故障頻出，主軸電機銅頭磨損嚴重，刀盤磁性不好，刀號記憶易丟失，很難維持生產(chǎn)，因此必須進行改造。具體改造方案是結(jié)合大修采用藍天數(shù)控系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)、蘭州西門子交流主軸電機及驅(qū)動進行改造。
4 數(shù)控機床改造的幾點體會
一臺數(shù)控機床國產(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)動系統(tǒng)），而且更需要一批高素質(zhì)的應(yīng)用人才。因為數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)含量高，對應(yīng)用和維護人員的技術(shù)水平要求更高。把用戶用不好甚至于不會用造成的問題歸罪于數(shù)控系統(tǒng)是不公平的。
一臺數(shù)控機床國產(chǎn)化改造成功與否，不僅應(yīng)注重數(shù)控系統(tǒng)的質(zhì)量，還更應(yīng)注重用戶使用、維護數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)。
我廠從1978年開始，先后從日本、瑞士、德國、美國、英國、意大利等國引進了數(shù)控機床和自動機床54臺，價值6000多萬元。其中，70年代的有28臺，80年代的有11臺，90年代的有15臺；有車床、銑床、立（臥）式加工中心、仿形銑床、磨床等數(shù)控金切機床。這當中有70年代的四軸聯(lián)動銑床，還有當今世界頂尖水平的瑞士雙主軸五軸聯(lián)動銑床及五面體臥式加工中心、高精度車削中心。這些機床的數(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、又無備品備件，維修十分困難。而這些設(shè)備目前仍然是工廠生產(chǎn)經(jīng)營的主要關(guān)鍵設(shè)備，因此更新改造勢在必行。
2 數(shù)控機床的更新改造
70年代我廠就使用數(shù)控機床，積累了一定的維護使用經(jīng)驗。從1986年起，我廠自己改造了如下機床。
2.1 瑞士緩進給強力磨床進給系統(tǒng)改造
此機床進給系統(tǒng)采用印刷電機及晶體管脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)，由于印刷電機使用年久，印刷板變形嚴重，無法修理。第一次，采用國產(chǎn)印刷電機改造，但由于此電機質(zhì)量不過關(guān)，壽命短，運行一段時間后問題很多。第二次，經(jīng)過反復(fù)調(diào)研，采用FANUC直流伺服系統(tǒng)進行改造，一舉獲得成功，至今系統(tǒng)運行良好。
2.2 瑞士緩進給強力磨床進給系統(tǒng)改造
在總結(jié)上述經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，在大修另一臺同型號的機床時，采用北京冶金自動化院伺服所的交流伺服系統(tǒng)對原進給系統(tǒng)進行改造，效果很好。
2.3 日本三軸四坐標數(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，采用沈陽計算所藍天數(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)，改造后機床運行穩(wěn)定、可靠。
該機床是四軸聯(lián)動控制。三個主軸同步工作，主要用于加工增壓器導(dǎo)風輪。三個工件同時加工，工作效率高。當時這類機床價格相當?shù)陌嘿F。
1991年，經(jīng)過市場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ANUC 7CM四軸聯(lián)動系統(tǒng)已經(jīng)無貨，國內(nèi)只能買到AB8400MP四軸聯(lián)動系統(tǒng)?？紤]到價格和今后維修等問題，遲遲不決，更新改造工作曾一度擱置下來。當了解到藍天一號數(shù)控系統(tǒng)具有配置靈活、界面友好、功能強大、開發(fā)工具完備、開放性好、具有四軸以上聯(lián)動功能的特點后，我們大膽地選用了藍天一號數(shù)控系統(tǒng)對日本牧野FNCⅢB-105四軸聯(lián)動銑床進行更新改造。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)計方法，因此我們用了短短兩個月的時間完成了自行設(shè)計、施工任務(wù)。通過改造，系統(tǒng)控制精度得到提高，診斷功能更加完備和強大，不僅實現(xiàn)了FANUC 3000C的各項功能，而且使該機床上了一個檔次。從1992年設(shè)備改造后至今基本運行正常。由于國產(chǎn)系統(tǒng)具有強大的技術(shù)支援，偶爾有故障也能迅速排除，這是進口系統(tǒng)無法比的。
該機床使用率很高，生產(chǎn)任務(wù)飽滿，一天兩班制生產(chǎn)，藍天一號數(shù)控系統(tǒng)能穩(wěn)定、可靠的運行。該機床的改造成功，使我們對國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)有了更深刻的了解，增強了使用國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的信心。
我廠是藍天一號數(shù)控系統(tǒng)的第一個應(yīng)用單位。當時冒著失敗的風險。但經(jīng)過多年的應(yīng)用實踐證明，藍天一號數(shù)控系統(tǒng)是完全可靠的。
2.4 日本龍澤數(shù)控車床伺服系統(tǒng)改造
采用北京冶金自動化院伺服所的交流伺服系統(tǒng)更新原FANUC直流伺服系統(tǒng)，取得實效。
2.5 天津第一機床總廠光機配機數(shù)控改造
因生產(chǎn)需要，1993年我廠急需一臺四軸聯(lián)動銑床，用以加工增壓器的擴壓器。當時國內(nèi)還沒有同類機床，如從國外進口需100多萬元。后經(jīng)多方的調(diào)研，決定與天津第一機床總廠合作，利用XK7150光機加上回轉(zhuǎn)軸，通過配置旋轉(zhuǎn)工作臺，改造為一臺四軸聯(lián)動立式數(shù)控銑床。數(shù)控系統(tǒng)為藍天一號數(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機，用變頻調(diào)速器實現(xiàn)主軸無級調(diào)速。機床改造以后，很快投入生產(chǎn)，產(chǎn)品精度完全滿足要求。該機床及控制系統(tǒng)達到國內(nèi)先進水平。
2.6 日本三豐三坐標測量機改造
采用標準PC586微機改造原控制系統(tǒng)，升級測量軟件，使測量更簡單、方便。
3 今后我廠數(shù)控機床的改造設(shè)想
數(shù)控改造需要一定的資金投入，由于受工廠生產(chǎn)經(jīng)營及資金短缺的影響，我廠的數(shù)控改造進展比較緩慢。但隨著企業(yè)資產(chǎn)經(jīng)營責任制的進一步落實，盤活資產(chǎn)存量，追求資產(chǎn)回報率等經(jīng)營觀念的改變，我們認識到，數(shù)控改造可使企業(yè)少花錢、見效快，把舊機床重新利用起來。今后我廠面臨的數(shù)控改造任務(wù)還很重。例如：
?。?）日本龍澤數(shù)控車床數(shù)控改造
在伺服系統(tǒng)改造完后，繼續(xù)采用藍天數(shù)控系統(tǒng)對原FANUC 5T進行改造。
?。?）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
（4）日本牧野臥式加工中心數(shù)控改造
本機床是我廠關(guān)鍵設(shè)備，近20年來，基本上是三班運行。由于數(shù)控系統(tǒng)FANUC 3000C故障頻出，主軸電機銅頭磨損嚴重，刀盤磁性不好，刀號記憶易丟失，很難維持生產(chǎn)，因此必須進行改造。具體改造方案是結(jié)合大修采用藍天數(shù)控系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)、蘭州西門子交流主軸電機及驅(qū)動進行改造。
4 數(shù)控機床改造的幾點體會
一臺數(shù)控機床國產(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)動系統(tǒng)），而且更需要一批高素質(zhì)的應(yīng)用人才。因為數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)含量高，對應(yīng)用和維護人員的技術(shù)水平要求更高。把用戶用不好甚至于不會用造成的問題歸罪于數(shù)控系統(tǒng)是不公平的。
一臺數(shù)控機床國產(chǎn)化改造成功與否，不僅應(yīng)注重數(shù)控系統(tǒng)的質(zhì)量，還更應(yīng)注重用戶使用、維護數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)。
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