NUM数控系统对法国立磨的翻新改造

那 馥 仲明尧

(瓦房店轴承集团限责任公司，辽宁瓦房店 116300)

法国ROPC200N 2 m数控立磨是上世纪90年代从法国贝蒂公司引进的高精度双磨架的立式磨床，其用于特大型高精度轴承的全工序加工。国内只引进2台，其中1台已在笔者公司使用近20年，很多机械和电气元件已损坏，如西门子3G数控系统备件已无法购置，机床因数控系统损坏而无法开动。多次与厂家联系进行改造，贝蒂公司曾派专家来笔者公司对设备进行测绘和鉴定，报出改造价格800万元，而且工期无法保证。2008年，笔者公司与北京鼎信合力公司共同对该设备进行改造。

1 改造内容

1.1 电气控制部分的配置

根据以往的维修工作经验，认为欧洲数控系统功能强，但伺服驱动系统对电网要求极高，在国内使用中故障率比较高，维修成本高，所以采用开放性较强、磨削性能较好的法国NUM1040数控系统为主机，采用安川伺服系统及电动机和安川主轴伺服和电动机，组成一套七轴联动的数控系统对机床进行控制。因原法国2 m电磁吸盘和控制器已损坏，如引进电磁吸盘需50万元，采用山东临清电磁吸盘和西安铭士控制器(20万元)，进行国产化替代。采用国产的油制冷和电器柜制冷系统。

1.2 机械部位的改造

采用国产润滑系统和液压系统元件进行国产化替代，购置瓦轴集团公司与日本THK合资企业大连工厂生产的THK－ZWZ滚珠丝杠副，替代原机床4轴滚珠丝杠副，安装国产2.5 m电磁吸盘替换已损坏的法国2 m电磁吸盘，更换机床平衡系统，将所有的防护系统、电缆拖链和冷却部位国产化替代，恢复机床的机械精度。

1.3 电气系统的改造

在设备改造中，应用NUM1040数控系统，实现机床的逻辑动作和进给控制。机床有4个伺服轴，X轴用于左砂轮径向进给;Z轴用于左砂轮架上下往复;U轴用于右砂轮径向进给;W轴用于右砂轮架上下往复。X轴、Z轴在第一通道，U轴、W轴在第二通道。两个通道中4个进给轴可以联动，均采用全闭环控制，海德汉光栅尺。左右砂轮电动机均由安川主轴伺服和主轴电动机控制，与数控系统组成稳定可靠的电气控制系统，砂轮恒线速控制，以满足本机床需要。

原机床磁盘及控制器已损坏，购置国产山东临清磁盘替换原磁盘。对其磁盘控制器电路进行测绘，原理分析，如图1所示。

磁盘主回路可控硅的反馈信号由模/数转换口送入单片机，单片机软件指令由PB0～PB7接口，向可控硅发出充磁、断磁、退磁控制。

该电路主要原理:以MC68705单片机为控制核心，其PC0－PC7脚输入正磁、反磁、停磁控制指令，PD0/AN0脚输入磁盘充磁大小信号;PD1/AN1是磁盘工作电流检测信号，当磁盘供电发生故障时，磁盘电源检测传感器向检测板JC发出断磁信号;信号经JC处理后，从J4－16、J4－20向MC68705 PD1/AN1发出断磁信号，MC68705接收到断磁信号后从PA3经过KA1向数控系统发出断磁信号，使数控系统停止磨削进给，完成失磁保护。采用了西安鸣士充退磁控制器对其进行了替换。

原机床退磁采用检测磁盘电流的原理，控制电流正反向退磁，改造后退磁原理是应用时钟来控制电流正反向退磁。时钟控制相比磁盘电流控制，退磁时间略长，但在大型数控立磨加工中，退磁时间略长对磨削效率影响不大，完全可以替代。

1.4 立磨软件开发及应用

原机床采用西门子3G数控系统，程序只能是每加工一种产品编制一套程序，人工将编制好的程序逐条送入数控系统，再逐条进行试磨削，经常因编程和写入程序错误，造成撞车事故和废品。由于轴承产品的种类比较多，加工形状复杂，每类产品编程人员需根据工件的图纸，编制好加工程序，由机床操作者送入机床数控系统，调试程序、加工产品浪费大量时间，工作效率低，而且操作者极难掌握，学徒就得一年多时间。

利用NUM数控系统软件开放性强的特点，编辑了界面化加工软件。

新开发的数控磨削软件，操作者在加工产品时，人机界面直观简单，人性化，容易掌握，效率高，出错少，操作者不用涉及到繁琐的加工程序，只需选择所需要加工的图形及程序号，根据图形送入产品尺寸，即可自动完成各种轴承产品的磨削加工，操作者只需学徒2个月即可独立加工产品，容易掌握。

2 结语

国产化应用势在必行。近年来我国工业发展速度很快，就其数控系统发展来看，有自主开发的数控系统，也有合资企业，和外资本土化生产的系统，工业控制方面发展也是日新月异，而且就硬件角度来看，因为很多元器件都采用了国产化，所以降低了设备改造成本、日后设备的维修成本和维修时间，所以国产化应用具有很好的发展前景。