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当前,国内经济建设飞速发展,机械工业的自动化程度却无明显提高。我国绝大多数企业存在设备陈旧、技术水平落后等问题,严重制约了企业的发展,而设备的升级是提高企业发展能力的第一环节。如何选择和配置数控系统,是数控设备改造工作的首要问题。如何降低改造成本,使改造项目的综合指标达到最佳,是人们最关注、最担忧的问题。本文通过介绍EQZ517加工中心数控系统的选择和配置思路、实际配置的大概情况,来着重分析数控系统的选择和配置在机械设备改造工作中的重要性,论证择优选择配置系统与项目的成功与否、提高改造项目的综合指标的关系。 
一、对确定改造方案的意见: 

所谓的改造,就是在保持原有功能和性能的基础上,增加新的功能,或者提高性能,或者是提高技术指标,以达到提高生产率,增加经济效益的目的,这就是改造项目的原则。既然是改造,那么改造的原因是什么?比如,江铃厂的EQZ加工中心的数控系统遭到意外的伤害后,不能修复,而原设计存在着一些问题。为了修复机床,克服原设计的不足,所以必须进行改造。再则,改造的目的是什么以及改造的必要性,效益性,技术上合理性都要全面论证。对立案的现实情况,主客观条件,经济社会效益以及该项目的意见,办法,措施,都必须进行严格的科学论证,得出可行的结论。改造数控机床,首要问题是如何选用数控系统。一个数控设备性能的好坏,主要取决于数控系统的性能。而改造后的设备要比改造成前的设备性能有所改进,性能有所提高,这是改造的目的。那么要达到这一目的,所选用的数控系统的性能就应有所提高,配置就应有所改进。改造工作的第一步,就是要对所改造的设备的性能,功能,各项技术指标全面分析,了解,掌握电气工作原理,初步确定改造工作的目标。再根据这一目标,对市场作全面的调查、了解,然后根据设备的功能,性能和技术指标以及要达到的目标,拟定一个至三个改造方案,提出综合指标。再根据综合指标,结合市场情况进行论证和审核改造方案,使改造项目的综合指标达到最佳。在审核改造方案时,既涌单纯地,过调追求高指标,高性能,多功能,也不能单纯地只考虑降低成本,二者必须兼顾。这好比一个电源,涌只要求输出高电压,也不能只为输出大电流,而要求最佳工作状态,最大的输出功率。我们要寻求的是,最佳综合指标,是技术指标与经济指标的最佳组合,即两条一次函数的交点。再者,审核改造方案是一项严谨,周密,科学的工作,是对改造方案进行科学的可靠性的审核,而不是对立案人的审查,审核讲究的是科学的态度,探讨科学的真理,理应求实,务进,富有开拓精神,并充分体现集体主义精神。 

二、EQZ加工中心原配置情况简介: 

本加工中心为一组合机床,机床共有四个轴,线性插补两个轴。工作时要求Y、Z两轴联动。机床电气数控系统使用美国DYNAPATH公司的DELTA 10M/20M 数控装置,加工单元的轴伺服和主轴伺服装置使用日本YASKAWA公司的交流伺服装置。机床的枪钻滑台,倒角车端面滑台,冷却装置,辅助动作都由数控系统的可编程序接口控制PLC控制。机床一次装夹完成后,可进行枪钻加工,铣端面,钻孔,镗孔,铰孔,倒角车端面等一个工作循环,其中枪钻加工,倒角车端面加工均由两个在垂直方向和水平方向的滑台控制,其中枪钻加工滑台顶部装有两个电机,其中一个电机带有电磁阀,两个电机经内部的轮系机构可实现快进,工进,工退加工,且在工进时,快进电机被电磁阀锁住,保证安全。枪钻钻头又有一电机带动高速动转。倒角,车端面滑台进给运动由一个液压缸来控制实现快进、快退、工进、工退加工,装夹刀具的刀架上装两把刀,一把车端面、一把倒角。工作顺序为,先倒角,然后靠液压控制由外向内车端面。该装刀回转刀架装在高速旋转的车端面、端角电机上进行旋转运动。

此两个滑台的加工控制过程均可在自动加工过程中靠M代码进行控制,也可在手动方式下进行手动调整控制加工。际上,数控控制的两轴主要是为了让主轴来回移动完成两个动作:一是换刀动作,二是进行加控制(铣端面、钻孔、镗孔、铰孔)。其中换刀是通过如下方式实现的:主轴靠Y、Z轴移到松刀位置——主轴定向——刀库进——主轴松刀——主轴到抓刀位置——主轴抓刀——主轴定向解除——刀库退。其中主轴松、抓刀是靠装在主轴里面的靠液压控制夹紧/松开的弹簧卡爪,其工作原理是,抓刀时液压缸左、右移动,经内部机构,带动卡爪左、右移动,实现放松和拉紧动作,同时为了保证刀具拉紧是否可靠,由监控器(压力计)测量拉紧时的液压力和液压缸移动距离是否到位。如果两者均达到要求的数值,则说明拉紧已到位,于是自动停止拉紧,使液压阀断电。这均靠PLC来控制。主轴定向靠装在主轴箱体上的磁性传感器测头,测量的电流信号,经放大器放大后送往主轴伺服单元来控制定向。其它的控制就是在主轴速度控制基础上,增加了一个位置控制环,其控制框图可理解如下:刀库进、退靠液压来控制,此刀库为竖立式刀库,其上最多能装四把刀具,依次即可完成加工。


三、数控系统的选择: 

改造后该机床采用华中数控“世纪星”数控系统。该系统利用PC机作为数控系统软硬件平台,在其标准总线上直接连接实时控制单元(将实时控制板卡插入总线插槽中)而组成完整的数控系统。其中,PC机主要完成数控系统中上层一些实时性不是很强的任务并对全系统的运行进行协调和管理,而实时控制单元则完成数控下层的高实时性任务。实时控制单元可以是带轨迹插补计算,位置控制,开关量控制(PLC)等的完整CNC单元,也可以是仅具有位置控制功能的简单位控卡与数字式伺服接口的数字脉冲转换卡。但是也存在着一点缺点:实时控制单元与伺服驱动单元间的信息交换问题。在信息传递时容易干扰。如模拟口电压信号的温漂、零漂等。采用新型高性能的CPU作为系统的运算和控制核心,并尽量用软件来实现数控的所有功能。此外,在软件设计,电源设计,接插件设计与选取用、接地与屏蔽设计等采用强抗扰高可靠性设计与制造技术。并在基于高性能CPU的PC平台上不仅可以完成数控系统的基本功能(如信息处理、刀补计算、插补计算、加减速控制等)和开关量控制功能,而且还可以完成伺服控制功能。

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