2023年数控化改造项目汇总030606.doc

高档数控国家工程研究中心 编号：CAS-SICT-01〔A〕 数控化改造典型应用示范实例 车床/铣床 数控化改造步骤 改造步骤一般是： 〔1〕对改造对象进行全面的检查，确定改造目标、用途； 〔2〕拆卸、清洗、确认设备的老化程度和磨损状态；进行机械精度修理，大修或项修，修正设备精度； 〔3〕数控电气设计，PLC程序设计，机械件设计； 〔4〕机械电气的现场安装调试； 〔5〕试运行、培训、验收等。 TFM160N全闭环法国立车数控技术改造 TFM160N全闭环法国立车是七十年代末从法国引进的大型精密立式车床，其坐标轴行程长〔其中X轴行程2.1M〕、主轴电机功率大〔37KW〕，一直用于飞机发动机零部件加工。多年使用，机床控制器GE1060数控系统器件老化和损坏，存在功能性问题；机床电气已经老化，刀库运行及自动换刀等辅助功能故障率高。自93年起，该机床无法长期、连续、稳定运行，一直进行手动操作，加工精度不能保证，工作效率低。94年进行了数控技术改造。 我们采取的改造措施是： ① 原机床X、Z轴机械局部采用齿轮齿条传动，感应同步尺作为全闭环位置反响元件，手动运动X、Z平稳、均匀；因而，保存原机械、液压局部，位置反响元件不选用编码器，而沿用感应同步尺作全闭环位置控制。 ② 立车手动操作和数控操作相互独立、可以任选一种方式手动操作可以不依赖于数控系统。 ③ 刀库控制原来采用继电器和二块逻辑电路板实现，不够稳定，改成用数控系统SIPROM软件编程实现随机刀具交换功能，提高成功率。 改造后，法国立车的整体技术性能提高了：机床控制精度为0.1微米，打激光检测，定位精度和重复定位精度在微米级；加工具有了连续性，一次装卡屡次换刀切削得以实现，节省了辅助时间，提高了工作效率。法国立车在为国外加工1472件时工效提高6倍，原来加工1件需三天时间，改造后只需半天，生产效率提高十倍。 图1：TFM160N全闭环法国立车 鞍钢无缝钢管厂TUBING双过程共用Z轴管型高精度螺纹车床 石油工业中石油管的需要量非常大，所以石油管螺纹的加工效率就成了一个突出的问题。为了满足石油工业的需要，有关生产单位用外汇从国外引进了专用NC螺纹车床，但由于售后效劳得不到保证，所以一旦出现故障，就难以修复，不能保证生产的正常进行。使用LT-8530高档数控系统双过程同步共用Z轴，可以取代进口螺纹车床的控制系统，不仅节约了外汇，而且还便于维修，深受用户的欢送。它的主要技术关键是两个过程的互相调用和严格的同步，这在国内还是首次实现的高新技术成果。第一台蓝天CNC己在鞍钢无缝钢管厂稳定运行五年多，使该厂获得显著的经济效益，该项目获得了中科院科技进步奖，并取得一项专利。1997年第二台LT-8530CNC也在该厂正式投人生产运行，组成了一条完整的石油管螺纹加工的生产线。 铁道部天津机车车辆厂 天津机车车辆厂91年用蓝天CNC改造了一台日本进口机床，该机床是三主轴四联动的立式铣床，用于加工增压器叶轮，93年用蓝天CNC装备了一台四轴联动铣床，用于加工机车导风轮叶片，95年又用蓝天CNC改造了两台数控机床。 加工中心 BMC-10B(5)五坐标加工中心 该机床是国外某机械公司八十年代中期生产, 九十年代从澳大利亚COMMONWEALTH航空引进的二 床。引进后， 机床瘫痪不能运转，我们在对机床实施如下的数控技术改造： (1) 系统选用蓝天高档数控系统〔LT-7504 CNC〕，替代进口的东芝控制系统〔TOSNUC-500MXII CNC〕，实现七轴伺服控制(X Y Z A1 A2 B S)，五轴联动控制(X Y Z A B)。 (2) 用数控系统集成编程技术〔SIPROM〕开发自动换刀〔ATC〕、自动交换工作台〔APC〕等机床辅助动作的逻辑软件，实现60把刀的随机交换，以及三工位工作台面1000MM×1000MM的托盘的任意调用。 (3) 针对BMC-10B(5)的工艺特点进行技术更新，实现系统对工作台翻转轴〔A轴〕同步控制：采用对称齿轮传动结构，双伺服系统〔即A1轴和A2轴〕由数控同步精确控制。 (4) 因X、Y、Z三个线性轴伺服电机与丝杠直联，行程长〔X行程1500MM 、Y行程1500MM、Z行程1250MM〕，实际加工需要快移速度高，切削负荷大。选用美国KOLLMORGEN的BDS3放大器和GOLDLINE交流伺服电机，替代原安川直流伺服系统。同时，因主轴功率大〔22KW〕，三级变档〔4～4000 RPM〕，保存主轴调速系统。 (5) 实现温度补偿：主轴和立柱间温差补偿，确保高精度加工需要 (6) 实现X、Y、Z三个线性轴的全行程校正，用激光干预仪检测，X、Y、Z轴定位精度和重复定位精度在微米级，机床精度有提高。 改造后，该机床承当了国防科工委某新型发动机生产任务，属于国防建设的重点工程。 改造前机床引进费是40万美元，改造费不超过该机床购置价的10％。 所以，从改造投入与改造的机床价值之比是很小的，而与机床的生产产值之比就更小了。 图2：BMC-10B(5)五坐标加工中心 生产线 中国一汽集团转向机厂花键轴中间轴生产线 在中国第一汽车集团公司转向机厂的花键轴中间轴生产线上我们采用12台SFC车床数控滑台对普通车床进行了数控化改造，控制系统采用蓝天K2050经济型数控系统，经过一年半的生产，运行稳定、精度高、生产效率提高一倍以上，原来许多需要外委加工的零件，都返回厂内加工，为企业创造可观的经济效益。通过这样的示范效应，一汽车集团公司的专用车厂、化油器厂都采用了SFC车床数控滑台对旧车床进行了改造。 图3：装有SFC数控滑台的车床 2023年6月6日星期五 〔5〕