目前國內(nèi)中高端用戶大多采用的即是西門子、發(fā)那科、三菱電機(jī)等這些國際知名公司的數(shù)控系統(tǒng)，尤其是在汽車及零部件制造業(yè)這樣的大規(guī)模生產(chǎn)線上，這些品牌的數(shù)控系統(tǒng)占據(jù)著中高端的主流市場。本文主要介紹幾家汽車行業(yè)用戶代表對其所使用的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行點(diǎn)評，供讀者參考。
先進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床使現(xiàn)代化加工飛速進(jìn)步。零件越來越復(fù)雜，工序要求越來越少，自動化/柔性化程度越來越高、產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高、生產(chǎn)成本一降再降……在汽車制造業(yè)的大批量生產(chǎn)線上，現(xiàn)代化數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床優(yōu)越的加工性能、高品質(zhì)的加工精度、高效的自動化程度、可迅速調(diào)整變更產(chǎn)品的靈活性等特點(diǎn)得到了極大的發(fā)揮，尤其是發(fā)動機(jī)關(guān)鍵零部件的制造，更加突顯了其優(yōu)勢。
當(dāng)前，第六代數(shù)控系統(tǒng)以西門子的840D和810D數(shù)控系統(tǒng)為代表，它的硬件結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊、模塊化，軟件內(nèi)容更加豐富，功能更強(qiáng)大，代表并引領(lǐng)著當(dāng)今數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向。發(fā)那科0i和21i數(shù)控系統(tǒng)也很典型，其最新開發(fā)的是18i系統(tǒng)，穩(wěn)定易用，實(shí)用性很強(qiáng)，應(yīng)用非常廣泛。三菱電機(jī)M60S數(shù)控系統(tǒng)的替代品——C70適用于大規(guī)模生產(chǎn)線，其最新推出的M70/M700可更廣泛地用于多種機(jī)械加工。三菱電機(jī)還與山崎馬扎克合作，開發(fā)了Mazatrol Fusion 640數(shù)控系統(tǒng)。Mazatrol Fusion 640數(shù)控系統(tǒng)以其高品質(zhì)的運(yùn)動控制性能和先進(jìn)的信息化、智能化功能在技術(shù)上同樣居于世界領(lǐng)先地位。
目前國內(nèi)中高端用戶大多采用的即是西門子、發(fā)那科、三菱電機(jī)等這些國際知名公司的數(shù)控系統(tǒng)，尤其是在汽車及零部件制造業(yè)這樣的大規(guī)模生產(chǎn)線上，這些品牌的數(shù)控系統(tǒng)占據(jù)著中高端的主流市場，其他國內(nèi)外多種品牌特別是經(jīng)濟(jì)性數(shù)控系統(tǒng)在中低端市場則有百花齊放之勢，還有很多專用數(shù)控系統(tǒng)亦是各有用武之地。
數(shù)控系統(tǒng)將來發(fā)展的主要目標(biāo)是進(jìn)一步降低價(jià)格，提高可靠性、拓寬功能、提高操作舒適性、集成性、系統(tǒng)柔性和開放性，減小體積等，最終提高數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)能力。
當(dāng)然，實(shí)際生產(chǎn)中，生產(chǎn)單位現(xiàn)場數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)的維修和調(diào)整問題還是比較頻繁的，這些問題帶來的維修費(fèi)用和停產(chǎn)損失一直是生產(chǎn)單位十分頭痛和無法承受的損失，生產(chǎn)單位迫切希望供應(yīng)商、代理商能積極地幫助解決這些問題，特別是加強(qiáng)技術(shù)和應(yīng)用方面的培訓(xùn)，包括操作、編程、調(diào)整和維修等。另外，用戶對備件儲備、快速響應(yīng)服務(wù)等也提出了一些期望。
本期數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)論壇，且聽汽車行業(yè)用戶代表對于他們各自所用數(shù)控系統(tǒng)的點(diǎn)評：
鄒建文 先生
——江西昌河鈴木汽車有限責(zé)任公司九江公司設(shè)備保全處高級主管
我所在的江西昌河鈴木汽車有限責(zé)任公司九江公司于2003年全面啟動建設(shè)，總投資21.16億元，總體規(guī)劃為年產(chǎn)汽車20萬輛、發(fā)動機(jī)30萬臺。2005年，我公司一期工程建成投產(chǎn)，目前的主要產(chǎn)品是LIANA轎車（兩廂、三廂）和K14B發(fā)動機(jī)，2008年的產(chǎn)量是發(fā)動機(jī)7.2萬臺左右、轎車2.3萬輛左右。
我公司擁有多條機(jī)加生產(chǎn)線，設(shè)備非常先進(jìn)，目前共有數(shù)控機(jī)床70多臺，其中有大約1/3的數(shù)控機(jī)床是歐洲一些國家的廠商生產(chǎn)的，所配備的數(shù)控系統(tǒng)是西門子840D系統(tǒng)，另外大約2/3的數(shù)控機(jī)床是日本廠商生產(chǎn)的，所用的數(shù)控系統(tǒng)是發(fā)那科18i系統(tǒng)。
從2005年5月生產(chǎn)線投產(chǎn)使用到現(xiàn)在，單從數(shù)控系統(tǒng)來看，我們認(rèn)為：西門子840D系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、功能較強(qiáng)、程序比較完善；發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性發(fā)揮得特別好，而且NC程序也比較容易理解。
西門子840D數(shù)控系統(tǒng)顯著的技術(shù)優(yōu)勢在于計(jì)算機(jī)化，驅(qū)動的模塊化，控制與驅(qū)動接口的數(shù)字化，這也代表著當(dāng)今數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向。它的硬件結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊、模塊化；軟件內(nèi)容更加豐富，功能更強(qiáng)大。西門子840D與西門子611D伺服驅(qū)動模塊及西門子S7－300PLC模塊構(gòu)成的全數(shù)字?jǐn)?shù)控系統(tǒng)，可用于完成CNC連續(xù)軌跡控制以及內(nèi)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(dāng)然，相對來說，西門子數(shù)控系統(tǒng)價(jià)格較高，在我廠的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中穩(wěn)定性不夠好，特別是電源模塊和伺服驅(qū)動模塊容易燒壞，20多套系統(tǒng)一年大約會發(fā)生3～4次此類情況，對我們的生產(chǎn)影響較大。
在這幾年的大批量生產(chǎn)中，發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性發(fā)揮得特別好，而且NC程序也比較容易理解，價(jià)格也較便宜。
發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)是性能穩(wěn)定，操作界面友好，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中大量采用模塊化結(jié)構(gòu)，各個(gè)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(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抵抗惡劣環(huán)境影響的能力，其工作環(huán)境溫度為0～45℃，相對濕度為75％，可以在較為寬泛的環(huán)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(tǒng)采用了比較好的保護(hù)電路，因此適應(yīng)性很強(qiáng)。
對于實(shí)際生產(chǎn)中的數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生的問題，我們現(xiàn)在已在國內(nèi)找了一些專業(yè)的維修公司修復(fù)燒壞的西門子電源模塊和伺服驅(qū)動模塊，費(fèi)用比較合理而且工時(shí)比較短。長遠(yuǎn)考慮，我們還是希望西門子數(shù)控系統(tǒng)的代理商能夠在國內(nèi)多儲備一些備件，包括品種和數(shù)量。
此外，我們希望西門子公司和發(fā)那科公司能為我們多提供數(shù)控維修方面的專業(yè)培訓(xùn)，并且盡量少收費(fèi)甚至免費(fèi)。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
——上海通用東岳動力總成有限公司工廠運(yùn)行部設(shè)備維修主管
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(gè)動力總成生產(chǎn)基地，具備發(fā)動機(jī)制造、自動變速器制造、鑄造、鍛造、鑄鋁五大工藝能力，其中發(fā)動機(jī)和自動變速器這兩個(gè)制造車間各具有60萬臺（套）/ 年的生產(chǎn)能力。
我公司發(fā)動機(jī)和自動變速器這兩個(gè)制造車間擁有多條機(jī)加工生產(chǎn)線，數(shù)控機(jī)床采用的數(shù)控系統(tǒng)中，西門子840D、發(fā)那科16/18/16i/21i 數(shù)控系統(tǒng)占整個(gè)車間數(shù)控系統(tǒng)的80％以上，以下就對這兩個(gè)主流數(shù)控系統(tǒng)在我公司實(shí)際運(yùn)行中的表現(xiàn)作簡要評述。
西門子數(shù)控系統(tǒng)與發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)都是很好的系統(tǒng)，占據(jù)了當(dāng)前國內(nèi)大部分的中高端數(shù)控系統(tǒng)市場份額，兩相比較，各有千秋。西門子數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，功能強(qiáng)大，但對環(huán)境要求比較高，發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)適用性強(qiáng)，能更好地用于一般工業(yè)環(huán)境。發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)一般都有隔離電源（三相 380V變 200V），而西門子數(shù)控系統(tǒng)直接用工業(yè)380V電源，因此前期我公司所運(yùn)用的數(shù)控系統(tǒng)中，西門子數(shù)控系統(tǒng)在電源和伺服的故障率上要略高于發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)，針對西門子數(shù)控系統(tǒng)對工業(yè)電源質(zhì)量更為苛刻的要求，我公司在后期購買設(shè)備時(shí)特意要求設(shè)備制造商額外加上一個(gè)隔離變壓器來給系統(tǒng)供電，此后西門子數(shù)控系統(tǒng)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(tǒng)的延續(xù)性上做得比較好，無論是以前的發(fā)那科16/18，還是最新的發(fā)那科16i系統(tǒng)，絕大多數(shù)參數(shù)配置和操作畫面都一樣，因此，設(shè)備的維護(hù)和操作人員更容易上手；西門子數(shù)控系統(tǒng)最突出的優(yōu)勢在于功能非常豐富和強(qiáng)大，它是一個(gè)全數(shù)字化、高度開放的系統(tǒng)，因此，設(shè)備制造商可以比較容易地在進(jìn)行二次開滿足不同的應(yīng)用需求。 #p#分頁標(biāo)題#e#
對于我公司數(shù)控系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中常出現(xiàn)的問題，絕大部分情況下，數(shù)控系統(tǒng)故障主要有伺服系統(tǒng)故障、發(fā)那科系統(tǒng)主軸驅(qū)動故障以及返回參考點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)偏差等數(shù)控系統(tǒng)共性問題等三大類。
伺服系統(tǒng)故障時(shí)數(shù)控系統(tǒng)會報(bào)警提示，如過電流報(bào)警、過熱報(bào)警、發(fā)那科不能準(zhǔn)備好系統(tǒng)就報(bào)警顯示401或403（伺服VRDY OFF）等，伺服系統(tǒng)還會出現(xiàn)飛車（一開機(jī)電機(jī)速度很快上升，因系統(tǒng)超差報(bào)警而停止）、系統(tǒng)發(fā)出指令后伺服單元或伺服電機(jī)不執(zhí)行等故障。
發(fā)那科系統(tǒng)主軸驅(qū)動故障常見過熱報(bào)警、直流側(cè)保險(xiǎn)燒斷報(bào)警、缺相、過速度報(bào)警、過載報(bào)警、直流側(cè)高電壓報(bào)警、CPU報(bào)警等，偶爾會出現(xiàn)主軸不轉(zhuǎn)但系統(tǒng)無任何報(bào)警顯示的情況。
兩種數(shù)控系統(tǒng)的共性問題有：返回參考點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)偏差，全閉環(huán)時(shí)系統(tǒng)震蕩、響聲大，機(jī)床爬行等。系統(tǒng)問題還出現(xiàn)過發(fā)那科系統(tǒng)在手動、自動方式下機(jī)床都不能運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。
針對以上問題，我們都已有較成熟的原因分析經(jīng)驗(yàn)及相應(yīng)的檢查和解決方案，一般都能順利解決，盡快恢復(fù)正常運(yùn)行。
趙建平 先生
——北京福田環(huán)保動力股份有限公司制造部加二車間維修主任師
在20世紀(jì)80年代中后期，數(shù)控設(shè)備和大型加工中心進(jìn)入我國機(jī)械制造行業(yè)，初期主要是從德國、日本、美國引進(jìn)設(shè)備。當(dāng)時(shí)，德國設(shè)備采用西門子 SINUMERIK 8系統(tǒng)和西門子 SINUMERIK 3系統(tǒng)及Uni－pro80r系統(tǒng)（德國HELLER公司的一種用于曲軸、凸輪軸銑床和車－車?yán)瓩C(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)）；日本設(shè)備采用發(fā)那科 6系統(tǒng)發(fā)那科 3系統(tǒng)及發(fā)那科 7系統(tǒng)；美國設(shè)備采用辛辛那提950系統(tǒng)和發(fā)那科系統(tǒng)。
我公司的曲軸加工線是20世紀(jì)90年代從德國、美國引進(jìn)設(shè)備組建而成的生產(chǎn)線。2001年進(jìn)行了技術(shù)改造升級，現(xiàn)在，數(shù)控機(jī)床占有率達(dá)85%以上，主要使用西門子 SINUMERIK 3G、西門子840D、發(fā)那科 0i、Uni－pro80r數(shù)控系統(tǒng)。以下以該曲軸加工線的關(guān)鍵設(shè)備為例介紹數(shù)控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)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(shù)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(shè)備。這幾臺機(jī)床均使用西門子 SINUMERIK 3G數(shù)控系統(tǒng)。該數(shù)控系統(tǒng)是磨床專用系統(tǒng)，加工精度高、程序調(diào)用方便，NC通用數(shù)據(jù)及參數(shù)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(tǒng)抗干擾能力和帶點(diǎn)能力都很強(qiáng)，日常使用中極少出現(xiàn)問題。使用上的缺點(diǎn)是在維修過程中監(jiān)視PLC程序必須通過PG編程機(jī)，修改PLC程序需先對EPROM進(jìn)行紫外線擦除。
經(jīng)過16年的使用，這些機(jī)床的NC控制板已進(jìn)入老化期，有時(shí)會出現(xiàn)一些特殊問題。例如：在電池電壓正常的情況下，NC參數(shù)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?yàn)镹C數(shù)據(jù)存儲板或系統(tǒng)母板損壞或斷線所致，要減少系統(tǒng)故障只要一兩年對NC系統(tǒng)做一次清理維護(hù)，并保證系統(tǒng)風(fēng)扇和空調(diào)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(jiān)視繼電器、電壓監(jiān)視繼電器等裝置在長期使用過程中觸點(diǎn)接觸電阻增大，也會帶來一些故障和報(bào)警，正常情況下系統(tǒng)都會有提示，問題出現(xiàn)時(shí)找到產(chǎn)生問題的根源并徹底解決。此外，在長期使用過程中，機(jī)床液壓和潤滑系統(tǒng)也要定期檢修、清理，以免油管內(nèi)有結(jié)蠟現(xiàn)象從而堵塞潤滑油路分配器造成機(jī)械部分潤滑不良、阻力增大，使驅(qū)動器電流過大發(fā)熱，甚至毀壞驅(qū)動器。
在上述機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)升級改造時(shí)，我們認(rèn)為應(yīng)最好采用當(dāng)前最先進(jìn)的西門840D數(shù)控系統(tǒng)，電機(jī)與機(jī)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(zhuǎn)換，這樣總體改動較小。
當(dāng)然，要想使數(shù)控機(jī)床長期處于穩(wěn)定狀態(tài)，必須認(rèn)真消化技術(shù)資料，做好日常保養(yǎng)、維護(hù)工作，定期對系統(tǒng)、電路部分進(jìn)行檢修，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決小問題，將故障隱患消滅在萌芽狀態(tài)，為正常生產(chǎn)運(yùn)行提供保障。
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