中达自动化解决方案助推机床智能化升级

摘  要：本文主要介绍中达自动化数控产品—PUTNC-H4C-M型铣床数控系统和台达ASDA-AB系列交流伺服在普通铣床的数控化升级改造上的完美整合应用。通过中达提供的量身定制式机床再生解决方案，展现了升级后的经济型数控铣床的耀眼光辉。

关键词：数控交流伺服 经济型数控铣床  改造

1  引言

      随着机械加工制造业的飞速发展，现有的普通机床已越来越不能适应目前市场激烈的竞争，高效率和多变的要求，数控机床已越来越受到市场的青睐。

      伴随着各行业对机加工产品要求的不断提高和数控技术的飞速发展，数控机床以其高精度、高效率和低劳动强度等诸多普通机床无法比拟的优势，成为当今制造业的主流加工设备。就目前情况而言，一个企业设备数控化程度的高低直接影响到了它的生存。那些拥有大量普通机床的工厂，正面临着巨大的挑战。这些厂家效益不好的主要原因，一方面是大量普通机床闲置造成浪费，另一方面是没有足够的资金购买新的数控设备。因此，投入较少的资金，把原有普通机床进行自动化升级改造，使之变成数控机床，就成了解决这一问题的最好办法。

      对于机床生产商而言，最直接的方式莫过于直接普通机床出厂前自行数控化升级，使之以低廉的价格，高效的加工性能，以经济型数控机床的新身份展现于市场。

2  铣床简易数控改造升级案例

2.1数控改造器材

（1）数控系统：台达PUTNC-H4C-M   一套

（2）伺服驱动：台达ASDA-A1021-AB  三套

（3）伺服电机：台达ECMA-G31309ES 两台

台达ECMA-G31309FS 一台

铣床改造图片

3       铣床数控改造

3.1 铣床数控原理设计

      机床本体的数控化改造，是将原工作台进给电机、进给箱及其传动链拆除，然后进行如下改造：用三个伺服电机分别驱动升降、纵向、横向坐标轴、根据各轮的脉冲当量配置相应的传动系统；将原二轴普通丝杠改为滚珠丝杠。通过中达系统的高开放性更改系统内部的PLC和画面实现客户特殊要求。铣床简易数控升级改造控制系统架构如图1所示。 

图1 铣床简易数控升级改造控制系统架构 

3.2 数控铣床项目评估

（1）资额少、交货期短、见效快。同购置新机床相比，一般可以节省60％～80％的费用，改造费用低。特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造，只花新机床购置费用的1/3，交货期短。但有些特殊情况，如高速主轴、托盘自动交换装置的制作与安装过于费工、费钱，往往改造成本提高2～3倍，与购置新机床相比，只能节省投资50％左右。                                     

（2）机械性能稳定可靠，结构受限。所利用的床身、立柱等基础件都是重而坚固的铸造构件，而不是那种焊接构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。但是受到原来机械结构的限制，不宜做突破性的改造。

（3）悉了解设备、便于操作维修。购买新设备时，不了解新设备是否能满足其加工要求。改造则不然，可以精确地计算出机床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，在操作使用和维修方面培训时间短，见效快。改造的机床一安装好，就可以实现全负荷运转。

（4）可充分利用现有的条件。可以充分利用现有地基，不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。

（5）可以采用最新的控制技术。可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机床改成当今水平的机床。               

4 台达数控技术

4.1 PUTNC-H4C-M数控系统 

 图2  中达PUTNC-H4C-M数控系统

中达PUTNC-H4C-M数控系统（图2）特色：

（1）手摇轮安全测试。（防撞功能）具多国语言设定及简易图形编程

（2）具有MACRO指令，可灵活的设计加工程序。

（3）程序容量 256K byte。具有【边传边做】功能。

（4）标准I/O（24 INPUT；16 OUTPUT），3组高速INPUT（50μsec）。可扩充I/O最大至32 INPUT；32 OUTPUT。

（5）采用FLASH ROM架构，可快速方便更新系统PLC及显示画面。

（6）配合 PLC 可自行定义按键功能，在薄膜使用上自行定义。

（7）分辨率可设定至 7 位数，响应速度可达 1000 Kpps，精度特高。

（8）主轴采用变频马达或伺服主轴。

4.2 ASDA-AB系列伺服驱动器

图3 台达ASDA-AB系列伺服驱动器

ASDA-AB系列伺服驱动器技术特色：

（1）内建完整的三种（位置/速度/转矩模式）基本控制机能可以方便的和上位控制器连接。

（2）动态响应性好，伺服整定时间1ms、空载状态下-3000RPM～3000RPM的加速时间10ms。

（3）PDFF（Pseudo-Derivative　Feedback　and　Feedforward）强健式控制架构相应更快速、对外部干扰有更强的抑制补偿能力，从而能够保证其它外力突然介入时，伺服定位或定速被影响很少。

（4）伺服的自动增益调整功能，能自动评估负载情况并合理设置伺服增益，从而使伺服调试更简单、更快捷，且伺服定位更精准，无超越量和加速度过冲

（5）提供共振抑制功能和低通滤波器功能，能有效弥补机械的不足和缺陷。

（6）台达ASDA-AB系列交流伺服系统更具有分度定位功能，配合CNC系统PLC的I/O规划，能轻松实现伺服的精确定位控制。

5       结束语

      普通铣床数控化改造，实质就是在普通铣床上增加数控系统控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标，其目的是使原机床具有一定的柔性，提高生产效率和质量，解决复杂零件的加工问题。配合具有高开放型，人性化，简易操作化，客制化的中达铣床数控系统将普通铣床改造为经济型铣床，简便易行，提高了加工效率，，降低了加工成本，保证了零件的加工精度，对复杂零件尤其是对弧面和凸面的加工效果显著。

      通过中达完善的自动化产品及其提供的合理解决方案必将助推普通机床的数控化升级进度，实现用户企业的高速发展。