普通机床的数控改造策略.pdf

第 11卷 第3期 2 0 0 9年 6月 辽 宁 省 交 通 高 等 JOURNAL OF LIAONING PR0VINCIAL 专 科 学 校 学 报 C0LLEGE OF COMMUNICATIONS V01．11 NO．3 Jun．2 0 0 9 文章编号：1008—3812(2009)03—039—03 普通机床的数控改造策略 高 杉 赵 波 (辽宁省交通高等专科学校，辽宁沈阳 1 10122) 摘 要 本文以西门子 802D数控 系统为例 ，介绍数控机床改造时需要进行的准备、数控系统和伺服系统选择 以及电气控制 系统设计改造等内容。 关键词 机床改造；数控 系统；伺服 系统；电气控制 系统 中图分类号：TG659 文献标识码：A 近年来，随着我国机械制造业的发展，计算机、 电子、信息等技术的进步，提高工业产品的质量和 降低制造业的成本已经非常重要。在各高职院校 中也有很多旧机床和数控设备，由于使用时间长， 无法满足技术的进步和产品革新的要求。 购置数控机床或对旧机床进行数控化改造是 解决这类问题的主要途径之一。但购买新型数控 机床价格昂贵，闲置普通机床又会造成浪费；而且 对学生讲授数控技术改造相关知识与国家培养高 技能型人才的要求相一致，符合工学结合的培养目 标；企业对机床改造也非常重视，对这类人才需求 更是强烈。所以选择数控系统对一些利用率低的 普通机床进行改造势在必行。 1 机床改造前的准备 在确定要改造的机床后，要考虑机床是否需要 进行机械修理。一般需要改造的机床都是使用时 间长，存在某些生产问题的设备，或技术落后，长时 间停置使用的设备。这时要检查机床是否存在机 械故障，零部件有无损坏，是否有需要因技术进步 而要淘汰更新的部件。如果存在这些问题要及时 解决，保证机械性能的完好。 对原系统进行拆卸时，要参照原有图纸，把拆 卸下来的零件保存好，以备改造时的利用，同时还 要防止遗漏或过拆零件等。 2 数控系统选择 数控系统的选择是数控机床改造中最重要的 部分，根据机床状况，工艺要求，改造后机床功能， 成本费用及各种数控系统的特点选择数控系统。 系统配置时，还需对电缆长度，电机扭矩及额定转 收稿日期：2009—03—27 速，主轴功率，系统安装空间等细节予以充分考虑。 另外数控系统厂家的技术支持能力也非常重要。 主要包括以下几个方面： 2．1 系统功能与机床功能的匹配 系统改造前要求充分了解机床在改造后需要 达到的功能，根据改造后机床的功能要求选择相应 数控系统的类型，即数控系统所具有的功能要与改 造后机床所能达到的功能相匹配。选择数控系统 的功能多于改造系统后机床的功能，会造成成本浪 费，由于数控系统复杂程度的增加使故障率升高； 选择数控系统的功能少于改造系统后机床的功能， 影响机床改造后的使用，导致机床加工的工件达不 到设计要求。 2．2 数控 系统、电机及驱动器的匹配 选择数控系统时，尽量选择同一个品牌的电机 和驱动器，这样既有利于维修和管理，也利于备件 的购买，同时避免了各部件在信号传输时的延迟现 象。优先选择能提供整套进给伺服系统和主轴驱 动器的厂商及内置 PLC的数控系统。 2．3 机床类型和控制轴数的匹配 根据数控机床的类型(如车、铣、钻、磨等类 型)选择系统的控制轴数，特别是联动轴数。因为 控制轴数与数控系统的价格有直接关系。对只需 点位控制的机床，就不要求控制轴联动，只有需要 进行轮廓控制的场合 ，才需选用有联动功能的系 统。例如，改装钻床时，可选 2个控制轴的点位控 制系统，不要求两轴联动；改装车床时，需两轴联 动；改装加工空间曲面的铣床时，则需要三轴联动。 除此之外，数控系统还有进 口系统与国产系统 之分，国产数控系统功能简单、价格便宜，一般用于 经济型的数控机床。国产的数控系统使用较多的 · 39· 辽 宁 省交 通 高 等 专科 学 校学 报 2009焦 有华中数控系统和广州数控系统。而进 口数控系 统性能稳定、价格昂贵，一般在大型、高速、高精度 的机床中使用。进口数控系统以FANUC和 SIE— MENS数控系统为主。在此基础上，可以选择一个 合适的数控系统。 本文以西门子802D数控系统进行机床改造 为例，本机床选用高性能价格比的西门子802D数 控系统。SINUMERIK802D系统虽属于低档系统， 但性能完善，可控最多4个数字进给轴加 1个数字 或模拟主轴。适合于数控车床、铣床、磨床和带小 型刀库的数控加工中心。SINUMERIK802D系统连 接如图1所示。 I 802D I lPCU l 1 ． ．． ． ． ．． ． ．． ． ．． ．_．J 圈 8 芝 口 ? 一 口 ? 一 口 ? 一 口 端子转拽嚣 图 1 数控 系统连接图