先進數控系統與數控機床使現代化加工飛速進步。零件越來越復雜,工序要求越來越少,自動化/柔性化程度越來越高、產品質量要求越來越高、生產成本一降再降……在汽車制造業的大批量生產線上,現代化數控系統和數控機床優越的加工性能、高品質的加工精度、高效的自動化程度、可迅速調整變更產品的靈活性等特點得到了極大的發揮,尤其是發動機關鍵零部件的制造,更加突顯了其優勢。
當前,第六代數控系統以西門子的840D和810D數控系統為代表,它的硬件結構更加簡單、緊湊、模塊化,軟件內容更加豐富,功能更強大,代表并引領著當今數控技術的發展方向。發那科0i和21i數控系統也很典型,其最新開發的是18i系統,穩定易用,實用性很強,應用非常廣泛。三菱電機M60S數控系統的替代品——C70適用于大規模生產線,其最新推出的M70/M700可更廣泛地用于多種機械加工。三菱電機還與山崎馬扎克合作,開發了Mazatrol Fusion 640數控系統。Mazatrol Fusion 640數控系統以其高品質的運動控制性能和先進的信息化、智能化功能在技術上同樣居于世界領先地位。
目前國內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系統,尤其是在汽車及零部件制造業這樣的大規模生產線上,這些品牌的數控系統占據著中高端的主流市場,其他國內外多種品牌特別是經濟性數控系統在中低端市場則有百花齊放之勢,還有很多專用數控系統亦是各有用武之地。
數控系統將來發展的主要目標是進一步降低價格,提高可靠性、拓寬功能、提高操作舒適性、集成性、系統柔性和開放性,減小體積等,最終提高數控機床的生產能力。
當然,實際生產中,生產單位現場數控機床、數控系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損失一直是生產單位十分頭痛和無法承受的損失,生產單位迫切希望供應商、代理商能積極地幫助解決這些問題,特別是加強技術和應用方面的培訓,包括操作、編程、調整和維修等。另外,用戶對備件儲備、快速響應服務等也提出了一些期望。
本期數控系統技術論壇,且聽汽車行業用戶代表對于他們各自所用數控系統的點評。
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鄒建文先生
我所在的江西昌河鈴木汽車有限責任公司九江公司于2003年全面啟動建設,總投資21.16億元,總體規劃為年產汽車20萬輛、發動機30萬臺。2005年,我公司一期工程建成投產,目前的主要產品是LIANA轎車(兩廂、三廂)和K14B發動機,2008年的產量是發動機7.2萬臺左右、轎車2.3萬輛左右。
我公司擁有多條機加生產線,設備非常先進,目前共有數控機床70多臺,其中有大約1/3的數控機床是歐洲一些國家的廠商生產的,所配備的數控系統是西門子840D系統,另外大約2/3的數控機床是日本廠商生產的,所用的數控系統是發那科18i系統。
從2005年5月生產線投產使用到現在,單從數控系統來看,我們認為:西門子840D系統技術先進、功能較強、程序比較完善;發那科數控系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數控系統顯著的技術優勢在于計算機化,驅動的模塊化,控制與驅動接口的數字化,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;軟件內容更加豐富,功能更強大。西門子840D與西門子611D伺服驅動模塊及西門子S7-300PLC模塊構成的全數字數控系統,可用于完成CNC連續軌跡控制以及內部集成式PLC控制,其典型特征是具有大量的控制功能,如鉆削、車削、銑削、磨削以及特殊控制,這些功能在使用中不會有任何相互影響。
當然,相對來說,西門子數控系統價格較高,在我廠的實際生產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多套系統一年大約會發生3~4次此類情況,對我們的生產影響較大。
在這幾年的大批量生產中,發那科數控系統的穩定性發揮得特別好,而且NC程序也比較容易理解,價格也較便宜。
發那科數控系統的特點是性能穩定,操作界面友好,系統在設計中大量采用模塊化結構,各個控制板高度集成,使可靠性有很大提高,而且便于維修、更換。發那科數控系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0~45℃,相對濕度為75%,可以在較為寬泛的環境中使用,對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高,對自身的系統采用了比較好的保護電路,因此適應性很強。
對于實際生產中的數控系統發生的問題,我們現在已在國內找了一些專業的維修公司修復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,我們還是希望西門子數控系統的代理商能夠在國內多儲備一些備件,包括品種和數量。
此外,我們希望西門子公司和發那科公司能為我們多提供數控維修方面的專業培訓,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資料進行漢化,這樣更有利于其技術和產品的推廣。
上海通用東岳動力總成有限公司工廠運行部設備維修主管吳濤先生
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基地,具備發動機制造、自動變速器制造、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個制造車間各具有60萬臺(套)/ 年的生產能力。
我公司發動機和自動變速器這兩個制造車間擁有多條機加工生產線,數控機床采用的數控系統中,西門子840D、發那科16/18/16i/21i 數控系統占整個車間數控系統的80%以上,以下就對這兩個主流數控系統在我公司實際運行中的表現作簡要評述。
西門子數控系統與發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份額,兩相比較,各有千秋。西門子數控系統技術先進,功能強大,但對環境要求比較高,發那科數控系統適用性強,能更好地用于一般工業環境。發那科數控系統一般都有隔離電源(三相 380V變 200V),而西門子數控系統直接用工業380V電源,因此前期我公司所運用的數控系統中,西門子數控系統在電源和伺服的故障率上要略高于發那科數控系統,針對西門子數控系統對工業電源質量更為苛刻的要求,我公司在后期購買設備時特意要求設備制造商額外加上一個隔離變壓器來給系統供電,此后西門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,發那科在各系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系統,絕大多數參數配置和操作畫面都一樣,因此,設備的維護和操作人員更容易上手;西門子數控系統最突出的優勢在于功能非常豐富和強大,它是一個全數字化、高度開放的系統,因此,設備制造商可以比較容易地在進行二次開滿足不同的應用需求。
對于我公司數控系統在實際生產運行中常出現的問題,絕大部分情況下,數控系統故障主要有伺服系統故障、發那科系統主軸驅動故障以及返回參考點時出現偏差等數控系統共性問題等三大類。 #p#分頁標題#e#
伺服系統故障時數控系統會報警提示,如過電流報警、過熱報警、發那科不能準備好系統就報警顯示401或403(伺服VRDY OFF)等,伺服系統還會出現飛車(一開機電機速度很快上升,因系統超差報警而停止)、系統發出指令后伺服單元或伺服電機不執行等故障。
發那科系統主軸驅動故障常見過熱報警、直流側保險燒斷報警、缺相、過速度報警、過載報警、直流側高電壓報警、CPU報警等,偶爾會出現主軸不轉但系統無任何報警顯示的情況。
兩種數控系統的共性問題有:返回參考點時出現偏差,全閉環時系統震蕩、響聲大,機床爬行等。系統問題還出現過發那科系統在手動、自動方式下機床都不能運轉的情況。
針對以上問題,我們都已有較成熟的原因分析經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。
北京福田環保動力股份有限公司制造部加二車間維修主任師趙建平先生
在20世紀80年代中后期,數控設備和大型加工中心進入我國機械制造行業,初期主要是從德國、日本、美國引進設備。當時,德國設備采用西門子 SINUMERIK 8系統和西門子 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-車拉機床的數控系統);日本設備采用發那科 6系統發那科 3系統及發那科 7系統;美國設備采用辛辛那提950系統和發那科系統。
我公司的曲軸加工線是20世紀90年代從德國、美國引進設備組建而成的生產線。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數控系統。以下以該曲軸加工線的關鍵設備為例介紹數控系統在實際應用中的情況。
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鍵設備。這幾臺機床均使用西門子 SINUMERIK 3G數控系統。該數控系統是磨床專用系統,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,不會因誤操作而刪除或改動,總體上,系統抗干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控制板已進入老化期,有時會出現一些特殊問題。例如:在電池電壓正常的情況下,NC參數和PLC程序丟失,CRT屏幕無任何顯示,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,也會帶來一些故障和報警,正常情況下系統都會有提示,問題出現時找到產生問題的根源并徹底解決。此外,在長期使用過程中,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,使驅動器電流過大發熱,甚至毀壞驅動器。
在上述機床的數控系統升級改造時,我們認為應最好采用當前最先進的西門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程序進行轉換,這樣總體改動較小。
當然,要想使數控機床長期處于穩定狀態,必須認真消化技術資料,做好日常保養、維護工作,定期對系統、電路部分進行檢修,及時發現并解決小問題,將故障隱患消滅在萌芽狀態,為正常生產運行提供保障
轉載請注明出處。