當前國內經濟建沒飛速發展,機械工業的自動化程度急需提高。我國絕大多數企業的設備陳舊、技術落后,且效益不好,資金短缺,故設備改造已成為經濟建設的第一環節。如何選擇和配置數控系統,是數控設備改造工作的首要問題。如何降低改造成本,使改造項目的綜合指標達到最佳,是人們最關注、最擔憂的問題。本文將介紹改造MC340機械加工中心工作中數控系統的選擇與配置思路和實際配置大概情況,以及經濟效益,希望對設備改造工作有所幫助。
1 、數控系統的選擇
1) 改造MC340加工中心的意義
某廠的MC340加工中心的數控系統遭到意外傷害后,不能修復,而原設計存在著一些問題。為了修復機床,克服原設計的不足,所以提出進行改造。
所謂的改造,就是在保持原有功能和性能的基礎上,增加新的功能,或者提高性能,或者是提高技術指標,以達到提高生產率,增加經濟效益的目的。
改造數控機床,首要問題是如何選用數控系統。一臺數控設備性能的好壞,主要取決于數控系統的,件能。而改造后的設備要比改造前的設備性能有所改進,有所提高,這是其改造的目的。那么要達到這一目的,所選用的數控系統的性能就應有所提高,配置就應有所改進。
改造工作的第一步,就是要對所改造的設備的性能、功能、各項技術指標全面分析、了解,掌握電氣工作原理,初步確定改造工作的目標,依據市場調研情況,擬定改造方案,提出綜合指標,再根據綜合指標結合市場情況進行論證和審核改造方案,使改造項目的綜合指標達到最佳。
2) MC340加工中心原配置情況簡介
MC340機械加工中心,是一臺高精密、高效率、高可靠性的數控機床,系德國STAMA公司1994年研制的最新成果,機床共有8個軸,線性插補4個軸,工作時要求Z,X,Y,A四軸聯動,數控系統采用日本FANUC公司的32bit-FS15M數控系統,交流200V驅動系統,S系列伺服系統,通過STAMA公司研制的接口等組件,揉和了德國西門子公司的交流165V模擬驅動和伺服系統。CNC控制1個主軸,4個進給軸,PMC通過接口控制刀庫、機械手直線運動和擺式工作臺3個模擬軸。這樣的配置在1995年以前,可謂領導世界新潮流。FANUC-15系統運算速度較快,程序儲存量較大。但是,由它控制1個主軸,4個進給軸,這樣造成一臺設備有NC軸5個,PLC軸3個,一套控制系統由三家公司產品組合,使結構分散,電氣工作原理和邏輯關系復雜化,控制不夠嚴密,故障率較高,不便于維修。
3) MC340加工中心刀庫的特殊性
MC340加工中心刀庫伺服使用西門子4.5Nm,輸出端軸徑為小19mn:的伺服電機,傳動部分采用齒輪交鏈,主動齒輪齒根緣為Ø30。FANUC伺服電機輸出端最小軸徑為Ø31,其他公司的產品的軸徑都較大,倘若改用其他公司產品,刀庫機械結構將要作很大的改動,需要投人很大的人力和物力,直接影響改造周期。機械手直線運動、擺式工作臺也將相應有較大的改動。由于這一特殊性,這3個軸便確定了使用西門子伺服電機。
4) 西門子數控系統基本配置情況
SIEMENS-805系統可控制1個主軸,4個進給軸,配611A模擬驅動,3個線性插補軸。SIEMENS-810系統可控制2個主軸,5個進給軸,配611A模擬驅動,3個線性插補軸。SIEMENS-840D/NCU572、573可控制5個主軸,8個進給軸,配611D全數字驅動,8個線性插補軸。SIEMENS-840C可控制15個模擬軸,15個數字軸,6個主軸,5個線性插補軸。
5) 改造方案的確定
根據上述情況,可擬定兩個改造方案,第一方案使用FANUC-18數控系統,全數字驅動系統,a伺服電機。由NC控制5個軸,研制接口,PLC通過接口控制3個軸的驅動。這3個PLC軸使用西門子611A驅動系統,交流380V模擬伺服電機。第二方案,使用西門子840D/NCU572全數字數控系統,611D全數字驅動,1FT6伺服電機和1PH7主軸電機,NC直接控制8個軸。
通過市場調研,第一方案,FANUC-18數控系統,5個軸的全數字驅動和a伺服電機費用為45萬元,其他附件12萬,西門子的3個模擬驅動和伺服系統9.6萬。研制接口需材料費5萬,共計對外支出費用達71.6萬。經分析,研制接口工作周期需一年時間,況且成功的可能性較小。第二方案,西門子數控系統包括所有附件,總費用為43萬。根據兩個方案的對比,第一方案的改造周期長,困難較大,缺陷較多,技術難度大,而且成功率較低。第二方案改造周期短,結構嚴密,控制集中,電氣工作原理比較簡單,性能和技術指標較高,成功率高。再則,第二方案比第一方案少開支經費28.6萬<
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