主流數(shù)控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)
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此外，我們希望西門子公司和發(fā)那科公司能為我們多提供數(shù)控維修方面的專業(yè)培訓(xùn)，并且盡量少收費(fèi)甚至免費(fèi)。另外，我們還希望他們能將所有技術(shù)資料進(jìn)行漢化，這樣更有利于其技術(shù)和產(chǎn)品的推廣。
吳濤 先生
——上海通用東岳動力總成有限公司工廠運(yùn)行部設(shè)備維修主管
上海通用東岳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后的第二個動力總成生產(chǎn)基地，具備發(fā)動機(jī)制造、自動變速器制造、鑄造、鍛造、鑄鋁五大工藝能力，其中發(fā)動機(jī)和自動變速器這兩個制造車間各具有60萬臺（套）/ 年的生產(chǎn)能力。
我公司發(fā)動機(jī)和自動變速器這兩個制造車間擁有多條機(jī)加工生產(chǎn)線，數(shù)控機(jī)床采用的數(shù)控系統(tǒng)中，西門子840D、發(fā)那科16/18/16i/21i 數(shù)控系統(tǒng)占整個車間數(shù)控系統(tǒng)的80％以上，以下就對這兩個主流數(shù)控系統(tǒng)在我公司實(shí)際運(yùn)行中的表現(xiàn)作簡要評述。
西門子數(shù)控系統(tǒng)與發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)都是很好的系統(tǒng)，占據(jù)了當(dāng)前國內(nèi)大部分的中高端數(shù)控系統(tǒng)市場份額，兩相比較，各有千秋。西門子數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，功能強(qiáng)大，但對環(huán)境要求比較高，發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)適用性強(qiáng)，能更好地用于一般工業(yè)環(huán)境。發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)一般都有隔離電源（三相 380V變 200V），而西門子數(shù)控系統(tǒng)直接用工業(yè)380V電源，因此前期我公司所運(yùn)用的數(shù)控系統(tǒng)中，西門子數(shù)控系統(tǒng)在電源和伺服的故障率上要略高于發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)，針對西門子數(shù)控系統(tǒng)對工業(yè)電源質(zhì)量更為苛刻的要求，我公司在后期購買設(shè)備時特意要求設(shè)備制造商額外加上一個隔離變壓器來給系統(tǒng)供電，此后西門子數(shù)控系統(tǒng)在電源和伺服的故障率有了明顯的減少。另一方面，發(fā)那科在各系統(tǒng)的延續(xù)性上做得比較好，無論是以前的發(fā)那科16/18，還是最新的發(fā)那科16i系統(tǒng)，絕大多數(shù)參數(shù)配置和操作畫面都一樣，因此，設(shè)備的維護(hù)和操作人員更容易上手；西門子數(shù)控系統(tǒng)最突出的優(yōu)勢在于功能非常豐富和強(qiáng)大，它是一個全數(shù)字化、高度開放的系統(tǒng)，因此，設(shè)備制造商可以比較容易地在進(jìn)行二次開滿足不同的應(yīng)用需求。
對于我公司數(shù)控系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中常出現(xiàn)的問題，絕大部分情況下，數(shù)控系統(tǒng)故障主要有伺服系統(tǒng)故障、發(fā)那科系統(tǒng)主軸驅(qū)動故障以及返回參考點(diǎn)時出現(xiàn)偏差等數(shù)控系統(tǒng)共性問題等三大類。
伺服系統(tǒng)故障時數(shù)控系統(tǒng)會報警提示，如過電流報警、過熱報警、發(fā)那科不能準(zhǔn)備好系統(tǒng)就報警顯示401或403（伺服VRDY OFF）等，伺服系統(tǒng)還會出現(xiàn)飛車（一開機(jī)電機(jī)速度很快上升，因系統(tǒng)超差報警而停止）、系統(tǒng)發(fā)出指令后伺服單元或伺服電機(jī)不執(zhí)行等故障。
發(fā)那科系統(tǒng)主軸驅(qū)動故障常見過熱報警、直流側(cè)保險燒斷報警、缺相、過速度報警、過載報警、直流側(cè)高電壓報警、CPU報警等，偶爾會出現(xiàn)主軸不轉(zhuǎn)但系統(tǒng)無任何報警顯示的情況。
兩種數(shù)控系統(tǒng)的共性問題有：返回參考點(diǎn)時出現(xiàn)偏差，全閉環(huán)時系統(tǒng)震蕩、響聲大，機(jī)床爬行等。系統(tǒng)問題還出現(xiàn)過發(fā)那科系統(tǒng)在手動、自動方式下機(jī)床都不能運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。
針對以上問題，我們都已有較成熟的原因分析經(jīng)驗(yàn)及相應(yīng)的檢查和解決方案，一般都能順利解決，盡快恢復(fù)正常運(yùn)行。
趙建平 先生
——北京福田環(huán)保動力股份有限公司制造部加二車間維修主任師
在20世紀(jì)80年代中后期，數(shù)控設(shè)備和大型加工中心進(jìn)入我國機(jī)械制造行業(yè)，初期主要是從德國、日本、美國引進(jìn)設(shè)備。當(dāng)時，德國設(shè)備采用西門子 SINUMERIK 8系統(tǒng)和西門子 SINUMERIK 3系統(tǒng)及Uni－pro80r系統(tǒng)（德國HELLER公司的一種用于曲軸、凸輪軸銑床和車－車?yán)瓩C(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)）；日本設(shè)備采用發(fā)那科 6系統(tǒng)發(fā)那科 3系統(tǒng)及發(fā)那科 7系統(tǒng)；美國設(shè)備采用辛辛那提950系統(tǒng)和發(fā)那科系統(tǒng)。
我公司的曲軸加工線是20世紀(jì)90年代從德國、美國引進(jìn)設(shè)備組建而成的生產(chǎn)線。2001年進(jìn)行了技術(shù)改造升級，現(xiàn)在，數(shù)控機(jī)床占有率達(dá)85%以上，主要使用西門子 SINUMERIK 3G、西門子840D、發(fā)那科 0i、Uni－pro80r數(shù)控系統(tǒng)。以下以該曲軸加工線的關(guān)鍵設(shè)備為例介紹數(shù)控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的情況。
在我們的曲軸加工線上，來自德國NAXOS UNION公司的數(shù)控主軸頸多砂輪磨床、止推面磨床、連桿頸磨床是保證曲軸加工精度的關(guān)鍵設(shè)備。這幾臺機(jī)床均使用西門子 SINUMERIK 3G數(shù)控系統(tǒng)。該數(shù)控系統(tǒng)是磨床專用系統(tǒng)，加工精度高、程序調(diào)用方便，NC通用數(shù)據(jù)及參數(shù)存儲在EPROM中，PLC選用SIMATIC S5 115U，PLC程序存儲在EPROM中，加載方便，不會因誤操作而刪除或改動，總體上，系統(tǒng)抗干擾能力和帶點(diǎn)能力都很強(qiáng)，日常使用中極少出現(xiàn)問題。使用上的缺點(diǎn)是在維修過程中監(jiān)視PLC程序必須通過PG編程機(jī)，修改PLC程序需先對EPROM進(jìn)行紫外線擦除。
經(jīng)過16年的使用，這些機(jī)床的NC控制板已進(jìn)入老化期，有時會出現(xiàn)一些特殊問題。例如：在電池電壓正常的情況下，NC參數(shù)和PLC程序丟失，CRT屏幕無任何顯示，這種狀況通常情況下是因?yàn)镹C數(shù)據(jù)存儲板或系統(tǒng)母板損壞或斷線所致，要減少系統(tǒng)故障只要一兩年對NC系統(tǒng)做一次清理維護(hù)，并保證系統(tǒng)風(fēng)扇和空調(diào)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(jiān)視繼電器、電壓監(jiān)視繼電器等裝置在長期使用過程中觸點(diǎn)接觸電阻增大，也會帶來一些故障和報警，正常情況下系統(tǒng)都會有提示，問題出現(xiàn)時找到產(chǎn)生問題的根源并徹底解決。此外，在長期使用過程中，機(jī)床液壓和潤滑系統(tǒng)也要定期檢修、清理，以免油管內(nèi)有結(jié)蠟現(xiàn)象從而堵塞潤滑油路分配器造成機(jī)械部分潤滑不良、阻力增大，使驅(qū)動器電流過大發(fā)熱，甚至毀壞驅(qū)動器。
在上述機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)升級改造時，我們認(rèn)為應(yīng)最好采用當(dāng)前最先進(jìn)的西門840D數(shù)控系統(tǒng)，電機(jī)與機(jī)床連接較為吻合，外部采樣信號基本相同，PLC選用SIMATIC S7 300可與SIMATIC S5 115U PLC程序進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這樣總體改動較小。
當(dāng)然，要想使數(shù)控機(jī)床長期處于穩(wěn)定狀態(tài)，必須認(rèn)真消化技術(shù)資料，做好日常保養(yǎng)、維護(hù)工作，定期對系統(tǒng)、電路部分進(jìn)行檢修，及時發(fā)現(xiàn)并解決小問題，將故障隱患消滅在萌芽狀態(tài)，為正常生產(chǎn)運(yùn)行提供保障。
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