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數控機床

主流數控係統在實際應用中的表現

星之球激光 來源:中電網2012-03-07 我要評論(0 )   

目前國內(nei) 中高端用戶大多采用的即是西門子、發那科、三菱電機等這些國際知名公司的數控係統,尤其是在汽車及零部件製造業(ye) 這樣的大規模生產(chan) 線上,這些品牌的數控係統占據...

目前國內(nei) 中高端用戶大多采用的即是西門子、發那科、三菱電機等這些國際知名公司的數控係統,尤其是在汽車及零部件製造業(ye) 這樣的大規模生產(chan) 線上,這些品牌的數控係統占據著中高端的主流市場。本文主要介紹幾家汽車行業(ye) 用戶代表對其所使用的數控係統進行點評,供讀者參考。

先進數控係統與(yu) 數控機床使現代化加工飛速進步。零件越來越複雜,工序要求越來越少,自動化/柔性化程度越來越高、產(chan) 品質量要求越來越高、生產(chan) 成本一降再降……在汽車製造業(ye) 的大批量生產(chan) 線上,現代化數控係統和數控機床優(you) 越的加工性能、高品質的加工精度、高效的自動化程度、可迅速調整變更產(chan) 品的靈活性等特點得到了極大的發揮,尤其是發動機關(guan) 鍵零部件的製造,更加突顯了其優(you) 勢。

當前,第六代數控係統以西門子的840D和810D數控係統為(wei) 代表,它的硬件結構更加簡單、緊湊、模塊化,軟件內(nei) 容更加豐(feng) 富,功能更強大,代表並引領著當今數控技術的發展方向。發那科0i和21i數控係統也很典型,其最新開發的是18i係統,穩定易用,實用性很強,應用非常廣泛。三菱電機M60S數控係統的替代品——C70適用於(yu) 大規模生產(chan) 線,其最新推出的M70/M700可更廣泛地用於(yu) 多種機械加工。三菱電機還與(yu) 山崎馬紮克合作,開發了Mazatrol Fusion 640數控係統。Mazatrol Fusion 640數控係統以其高品質的運動控製性能和先進的信息化、智能化功能在技術上同樣居於(yu) 世界領先地位。

目前國內(nei) 中高端用戶大多采用的即是西門子、發那科、三菱電機等這些國際知名公司的數控係統,尤其是在汽車及零部件製造業(ye) 這樣的大規模生產(chan) 線上,這些品牌的數控係統占據著中高端的主流市場,其他國內(nei) 外多種品牌特別是經濟性數控係統在中低端市場則有百花齊放之勢,還有很多專(zhuan) 用數控係統亦是各有用武之地。

數控係統將來發展的主要目標是進一步降低價(jia) 格,提高可靠性、拓寬功能、提高操作舒適性、集成性、係統柔性和開放性,減小體(ti) 積等,最終提高數控機床的生產(chan) 能力。

當然,實際生產(chan) 中,生產(chan) 單位現場數控機床、數控係統的維修和調整問題還是比較頻繁的,這些問題帶來的維修費用和停產(chan) 損失一直是生產(chan) 單位十分頭痛和無法承受的損失,生產(chan) 單位迫切希望供應商、代理商能積極地幫助解決(jue) 這些問題,特別是加強技術和應用方麵的培訓,包括操作、編程、調整和維修等。另外,用戶對備件儲(chu) 備、快速響應服務等也提出了一些期望。

本期數控係統技術論壇,且聽汽車行業(ye) 用戶代表對於(yu) 他們(men) 各自所用數控係統的點評:

鄒建文 先生 

——江西昌河鈴木汽車有限責任公司九江公司設備保全處高級主管

我所在的江西昌河鈴木汽車有限責任公司九江公司於(yu) 2003年全麵啟動建設,總投資21.16億(yi) 元,總體(ti) 規劃為(wei) 年產(chan) 汽車20萬(wan) 輛、發動機30萬(wan) 台。2005年,我公司一期工程建成投產(chan) ,目前的主要產(chan) 品是LIANA轎車(兩(liang) 廂、三廂)和K14B發動機,2008年的產(chan) 量是發動機7.2萬(wan) 台左右、轎車2.3萬(wan) 輛左右。

我公司擁有多條機加生產(chan) 線,設備非常先進,目前共有數控機床70多台,其中有大約1/3的數控機床是歐洲一些國家的廠商生產(chan) 的,所配備的數控係統是西門子840D係統,另外大約2/3的數控機床是日本廠商生產(chan) 的,所用的數控係統是發那科18i係統。

從(cong) 2005年5月生產(chan) 線投產(chan) 使用到現在,單從(cong) 數控係統來看,我們(men) 認為(wei) :西門子840D係統技術先進、功能較強、程序比較完善;發那科數控係統的穩定性發揮得特別好,而且NC程序也比較容易理解。

西門子840D數控係統顯著的技術優(you) 勢在於(yu) 計算機化,驅動的模塊化,控製與(yu) 驅動接口的數字化,這也代表著當今數控技術的發展方向。它的硬件結構更加簡單、緊湊、模塊化;軟件內(nei) 容更加豐(feng) 富,功能更強大。西門子840D與(yu) 西門子611D伺服驅動模塊及西門子S7-300PLC模塊構成的全數字數控係統,可用於(yu) 完成CNC連續軌跡控製以及內(nei) 部集成式PLC控製,其典型特征是具有大量的控製功能,如鑽削、車削、銑削、磨削以及特殊控製,這些功能在使用中不會(hui) 有任何相互影響。

當然,相對來說,西門子數控係統價(jia) 格較高,在我廠的實際生產(chan) 運行中穩定性不夠好,特別是電源模塊和伺服驅動模塊容易燒壞,20多套係統一年大約會(hui) 發生3~4次此類情況,對我們(men) 的生產(chan) 影響較大。

在這幾年的大批量生產(chan) 中,發那科數控係統的穩定性發揮得特別好,而且NC程序也比較容易理解,價(jia) 格也較便宜。

發那科數控係統的特點是性能穩定,操作界麵友好,係統在設計中大量采用模塊化結構,各個(ge) 控製板高度集成,使可靠性有很大提高,而且便於(yu) 維修、更換。發那科數控係統具有很強的抵抗惡劣環境影響的能力,其工作環境溫度為(wei) 0~45℃,相對濕度為(wei) 75%,可以在較為(wei) 寬泛的環境中使用,對於(yu) 電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高,對自身的係統采用了比較好的保護電路,因此適應性很強。

對於(yu) 實際生產(chan) 中的數控係統發生的問題,我們(men) 現在已在國內(nei) 找了一些專(zhuan) 業(ye) 的維修公司修複燒壞的西門子電源模塊和伺服驅動模塊,費用比較合理而且工時比較短。長遠考慮,我們(men) 還是希望西門子數控係統的代理商能夠在國內(nei) 多儲(chu) 備一些備件,包括品種和數量。

此外,我們(men) 希望西門子公司和發那科公司能為(wei) 我們(men) 多提供數控維修方麵的專(zhuan) 業(ye) 培訓,並且盡量少收費甚至免費。另外,我們(men) 還希望他們(men) 能將所有技術資料進行漢化,這樣更有利於(yu) 其技術和產(chan) 品的推廣。

吳濤 先生

——上海通用東(dong) 嶽動力總成有限公司工廠運行部設備維修主管

上海通用東(dong) 嶽動力總成有限公司是繼上海通用汽車公司金橋動力總成廠之後的第二個(ge) 動力總成生產(chan) 基地,具備發動機製造、自動變速器製造、鑄造、鍛造、鑄鋁五大工藝能力,其中發動機和自動變速器這兩(liang) 個(ge) 製造車間各具有60萬(wan) 台(套)/ 年的生產(chan) 能力。 

我公司發動機和自動變速器這兩(liang) 個(ge) 製造車間擁有多條機加工生產(chan) 線,數控機床采用的數控係統中,西門子840D、發那科16/18/16i/21i 數控係統占整個(ge) 車間數控係統的80%以上,以下就對這兩(liang) 個(ge) 主流數控係統在我公司實際運行中的表現作簡要評述。

西門子數控係統與(yu) 發那科數控係統都是很好的係統,占據了當前國內(nei) 大部分的中高端數控係統市場份額,兩(liang) 相比較,各有千秋。西門子數控係統技術先進,功能強大,但對環境要求比較高,發那科數控係統適用性強,能更好地用於(yu) 一般工業(ye) 環境。發那科數控係統一般都有隔離電源(三相 380V變 200V),而西門子數控係統直接用工業(ye) 380V電源,因此前期我公司所運用的數控係統中,西門子數控係統在電源和伺服的故障率上要略高於(yu) 發那科數控係統,針對西門子數控係統對工業(ye) 電源質量更為(wei) 苛刻的要求,我公司在後期購買(mai) 設備時特意要求設備製造商額外加上一個(ge) 隔離變壓器來給係統供電,此後西門子數控係統在電源和伺服的故障率有了明顯的減少。另一方麵,發那科在各係統的延續性上做得比較好,無論是以前的發那科16/18,還是最新的發那科16i係統,絕大多數參數配置和操作畫麵都一樣,因此,設備的維護和操作人員更容易上手;西門子數控係統最突出的優(you) 勢在於(yu) 功能非常豐(feng) 富和強大,它是一個(ge) 全數字化、高度開放的係統,因此,設備製造商可以比較容易地在進行二次開滿足不同的應用需求。 #p#分頁標題#e#

對於(yu) 我公司數控係統在實際生產(chan) 運行中常出現的問題,絕大部分情況下,數控係統故障主要有伺服係統故障、發那科係統主軸驅動故障以及返回參考點時出現偏差等數控係統共性問題等三大類。

伺服係統故障時數控係統會(hui) 報警提示,如過電流報警、過熱報警、發那科不能準備好係統就報警顯示401或403(伺服VRDY OFF)等,伺服係統還會(hui) 出現飛車(一開機電機速度很快上升,因係統超差報警而停止)、係統發出指令後伺服單元或伺服電機不執行等故障。

發那科係統主軸驅動故障常見過熱報警、直流側(ce) 保險燒斷報警、缺相、過速度報警、過載報警、直流側(ce) 高電壓報警、CPU報警等,偶爾會(hui) 出現主軸不轉但係統無任何報警顯示的情況。

兩(liang) 種數控係統的共性問題有:返回參考點時出現偏差,全閉環時係統震蕩、響聲大,機床爬行等。係統問題還出現過發那科係統在手動、自動方式下機床都不能運轉的情況。

針對以上問題,我們(men) 都已有較成熟的原因分析經驗及相應的檢查和解決(jue) 方案,一般都能順利解決(jue) ,盡快恢複正常運行。

趙建平 先生

——北京福田環保動力股份有限公司製造部加二車間維修主任師

在20世紀80年代中後期,數控設備和大型加工中心進入我國機械製造行業(ye) ,初期主要是從(cong) 德國、日本、美國引進設備。當時,德國設備采用西門子 SINUMERIK 8係統和西門子 SINUMERIK 3係統及Uni-pro80r係統(德國HELLER公司的一種用於(yu) 曲軸、凸輪軸銑床和車-車拉機床的數控係統);日本設備采用發那科 6係統發那科 3係統及發那科 7係統;美國設備采用辛辛那提950係統和發那科係統。

我公司的曲軸加工線是20世紀90年代從(cong) 德國、美國引進設備組建而成的生產(chan) 線。2001年進行了技術改造升級,現在,數控機床占有率達85%以上,主要使用西門子 SINUMERIK 3G、西門子840D、發那科 0i、Uni-pro80r數控係統。以下以該曲軸加工線的關(guan) 鍵設備為(wei) 例介紹數控係統在實際應用中的情況。

在我們(men) 的曲軸加工線上,來自德國NAXOS UNION公司的數控主軸頸多砂輪磨床、止推麵磨床、連杆頸磨床是保證曲軸加工精度的關(guan) 鍵設備。這幾台機床均使用西門子 SINUMERIK 3G數控係統。該數控係統是磨床專(zhuan) 用係統,加工精度高、程序調用方便,NC通用數據及參數存儲(chu) 在EPROM中,PLC選用SIMATIC S5 115U,PLC程序存儲(chu) 在EPROM中,加載方便,不會(hui) 因誤操作而刪除或改動,總體(ti) 上,係統抗幹擾能力和帶點能力都很強,日常使用中極少出現問題。使用上的缺點是在維修過程中監視PLC程序必須通過PG編程機,修改PLC程序需先對EPROM進行紫外線擦除。

經過16年的使用,這些機床的NC控製板已進入老化期,有時會(hui) 出現一些特殊問題。例如:在電池電壓正常的情況下,NC參數和PLC程序丟(diu) 失,CRT屏幕無任何顯示,這種狀況通常情況下是因為(wei) NC數據存儲(chu) 板或係統母板損壞或斷線所致,要減少係統故障隻要一兩(liang) 年對NC係統做一次清理維護,並保證係統風扇和空調正常,就可使類似問題大幅降低。外圍電路中,中間繼電器、電流監視繼電器、電壓監視繼電器等裝置在長期使用過程中觸點接觸電阻增大,也會(hui) 帶來一些故障和報警,正常情況下係統都會(hui) 有提示,問題出現時找到產(chan) 生問題的根源並徹底解決(jue) 。此外,在長期使用過程中,機床液壓和潤滑係統也要定期檢修、清理,以免油管內(nei) 有結蠟現象從(cong) 而堵塞潤滑油路分配器造成機械部分潤滑不良、阻力增大,使驅動器電流過大發熱,甚至毀壞驅動器。

在上述機床的數控係統升級改造時,我們(men) 認為(wei) 應最好采用當前最先進的西門840D數控係統,電機與(yu) 機床連接較為(wei) 吻合,外部采樣信號基本相同,PLC選用SIMATIC S7 300可與(yu) SIMATIC S5 115U PLC程序進行轉換,這樣總體(ti) 改動較小。

當然,要想使數控機床長期處於(yu) 穩定狀態,必須認真消化技術資料,做好日常保養(yang) 、維護工作,定期對係統、電路部分進行檢修,及時發現並解決(jue) 小問題,將故障隱患消滅在萌芽狀態,為(wei) 正常生產(chan) 運行提供保障。
 

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