主流數控系統在實(shí)際應用中的表現
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此外，我們希望西門(mén)子公司和發(fā)那科公司能為我們多提供數控維修方面的專(zhuān)業(yè)培訓，并且盡量少收費甚至免費。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(dòng)力總成有限公司工廠(chǎng)運行部設備維修主管
上海通用東岳動(dòng)力總成有限公司是繼上海通用汽車(chē)公司金橋動(dòng)力總成廠(chǎng)之后的第二個(gè)動(dòng)力總成生產(chǎn)基地，具備發(fā)動(dòng)機制造、自動(dòng)變速器制造、鑄造、鍛造、鑄鋁五大工藝能力，其中發(fā)動(dòng)機和自動(dòng)變速器這兩個(gè)制造車(chē)間各具有60萬(wàn)臺（套）/ 年的生產(chǎn)能力。
我公司發(fā)動(dòng)機和自動(dòng)變速器這兩個(gè)制造車(chē)間擁有多條機加工生產(chǎn)線(xiàn)，數控機床采用的數控系統中，西門(mén)子840D、發(fā)那科16/18/16i/21i 數控系統占整個(gè)車(chē)間數控系統的80％以上，以下就對這兩個(gè)主流數控系統在我公司實(shí)際運行中的表現作簡(jiǎn)要評述。
西門(mén)子數控系統與發(fā)那科數控系統都是很好的系統，占據了當前國內大部分的中高端數控系統市場(chǎng)份額，兩相比較，各有千秋。西門(mén)子數控系統技術(shù)先進(jìn)，功能強大，但對環(huán)境要求比較高，發(fā)那科數控系統適用性強，能更好地用于一般工業(yè)環(huán)境。發(fā)那科數控系統一般都有隔離電源（三相 380V變 200V），而西門(mén)子數控系統直接用工業(yè)380V電源，因此前期我公司所運用的數控系統中，西門(mén)子數控系統在電源和伺服的故障率上要略高于發(fā)那科數控系統，針對西門(mén)子數控系統對工業(yè)電源質(zhì)量更為苛刻的要求，我公司在后期購買(mǎi)設備時(shí)特意要求設備制造商額外加上一個(gè)隔離變壓器來(lái)給系統供電，此后西門(mén)子數控系統在電源和伺服的故障率有了明顯的減少。另一方面，發(fā)那科在各系統的延續性上做得比較好，無(wú)論是以前的發(fā)那科16/18，還是最新的發(fā)那科16i系統，絕大多數參數配置和操作畫(huà)面都一樣，因此，設備的維護和操作人員更容易上手；西門(mén)子數控系統最突出的優(yōu)勢在于功能非常豐富和強大，它是一個(gè)全數字化、高度開(kāi)放的系統，因此，設備制造商可以比較容易地在進(jìn)行二次開(kāi)滿(mǎn)足不同的應用需求。
對于我公司數控系統在實(shí)際生產(chǎn)運行中常出現的問(wèn)題，絕大部分情況下，數控系統故障主要有伺服系統故障、發(fā)那科系統主軸驅動(dòng)故障以及返回參考點(diǎn)時(shí)出現偏差等數控系統共性問(wèn)題等三大類(lèi)。
伺服系統故障時(shí)數控系統會(huì )報警提示，如過(guò)電流報警、過(guò)熱報警、發(fā)那科不能準備好系統就報警顯示401或403（伺服VRDY OFF）等，伺服系統還會(huì )出現飛車(chē)（一開(kāi)機電機速度很快上升，因系統超差報警而停止）、系統發(fā)出指令后伺服單元或伺服電機不執行等故障。
發(fā)那科系統主軸驅動(dòng)故障常見(jiàn)過(guò)熱報警、直流側保險燒斷報警、缺相、過(guò)速度報警、過(guò)載報警、直流側高電壓報警、CPU報警等，偶爾會(huì )出現主軸不轉但系統無(wú)任何報警顯示的情況。
兩種數控系統的共性問(wèn)題有：返回參考點(diǎn)時(shí)出現偏差，全閉環(huán)時(shí)系統震蕩、響聲大，機床爬行等。系統問(wèn)題還出現過(guò)發(fā)那科系統在手動(dòng)、自動(dòng)方式下機床都不能運轉的情況。
針對以上問(wèn)題，我們都已有較成熟的原因分析經(jīng)驗及相應的檢查和解決方案，一般都能順利解決，盡快恢復正常運行。
趙建平 先生
——北京福田環(huán)保動(dòng)力股份有限公司制造部加二車(chē)間維修主任師
在20世紀80年代中后期，數控設備和大型加工中心進(jìn)入我國機械制造行業(yè)，初期主要是從德國、日本、美國引進(jìn)設備。當時(shí)，德國設備采用西門(mén)子 SINUMERIK 8系統和西門(mén)子 SINUMERIK 3系統及Uni－pro80r系統（德國HELLER公司的一種用于曲軸、凸輪軸銑床和車(chē)－車(chē)拉機床的數控系統）；日本設備采用發(fā)那科 6系統發(fā)那科 3系統及發(fā)那科 7系統；美國設備采用辛辛那提950系統和發(fā)那科系統。
我公司的曲軸加工線(xiàn)是20世紀90年代從德國、美國引進(jìn)設備組建而成的生產(chǎn)線(xiàn)。2001年進(jìn)行了技術(shù)改造升級，現在，數控機床占有率達85%以上，主要使用西門(mén)子 SINUMERIK 3G、西門(mén)子840D、發(fā)那科 0i、Uni－pro80r數控系統。以下以該曲軸加工線(xiàn)的關(guān)鍵設備為例介紹數控系統在實(shí)際應用中的情況。
在我們的曲軸加工線(xiàn)上，來(lái)自德國NAXOS UNION公司的數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)鍵設備。這幾臺機床均使用西門(mén)子 SINUMERIK 3G數控系統。該數控系統是磨床專(zhuān)用系統，加工精度高、程序調用方便，NC通用數據及參數存儲在EPROM中，PLC選用SIMATIC S5 115U，PLC程序存儲在EPROM中，加載方便，不會(huì )因誤操作而刪除或改動(dòng)，總體上，系統抗干擾能力和帶點(diǎn)能力都很強，日常使用中極少出現問(wèn)題。使用上的缺點(diǎn)是在維修過(guò)程中監視PLC程序必須通過(guò)PG編程機，修改PLC程序需先對EPROM進(jìn)行紫外線(xiàn)擦除。
經(jīng)過(guò)16年的使用，這些機床的NC控制板已進(jìn)入老化期，有時(shí)會(huì )出現一些特殊問(wèn)題。例如：在電池電壓正常的情況下，NC參數和PLC程序丟失，CRT屏幕無(wú)任何顯示，這種狀況通常情況下是因為NC數據存儲板或系統母板損壞或斷線(xiàn)所致，要減少系統故障只要一兩年對NC系統做一次清理維護，并保證系統風(fēng)扇和空調正常，就可使類(lèi)似問(wèn)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(cháng)期使用過(guò)程中觸點(diǎn)接觸電阻增大，也會(huì )帶來(lái)一些故障和報警，正常情況下系統都會(huì )有提示，問(wèn)題出現時(shí)找到產(chǎn)生問(wèn)題的根源并徹底解決。此外，在長(cháng)期使用過(guò)程中，機床液壓和潤滑系統也要定期檢修、清理，以免油管內有結蠟現象從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(dòng)器電流過(guò)大發(fā)熱，甚至毀壞驅動(dòng)器。
在上述機床的數控系統升級改造時(shí)，我們認為應最好采用當前最先進(jìn)的西門(mén)840D數控系統，電機與機床連接較為吻合，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)行轉換，這樣總體改動(dòng)較小。
當然，要想使數控機床長(cháng)期處于穩定狀態(tài)，必須認真消化技術(shù)資料，做好日常保養、維護工作，定期對系統、電路部分進(jìn)行檢修，及時(shí)發(fā)現并解決小問(wèn)題，將故障隱患消滅在萌芽狀態(tài)，為正常生產(chǎn)運行提供保障。
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