互聯網技術在數控機床管理與維修中的應用

摘要：隨著互聯網技術的飛速發展，互聯網技術由于其獨特的特性使其迅速收到人們的歡迎，被應用到各行各業之中，與人們的日常生活和工作緊密結合起來。其中尤其是數控機床行業，互聯網技術有著不可或缺的重要作用，如果缺少互聯網技術的支持，那么數控機床行業的工作將會面臨無法開展的困境。鑒于此，本文重點進行數控機床的改造分析，期望能夠對我國數控機床行業的進一步發展有所幫助。

關鍵詞：互聯網技術；數控機床；維修

數控機床是一種技術密集型和知識密集型的機電一體化的產品，其主要特點有技術先進性、結構復雜性以及價格昂貴性。因此數控機床之中的設備一旦出現故障，無論是診斷工作還是維修工作都具備較大的難度。現如今我國許多工廠和企業依然使用過去普通機床的維護、修理和管理方法來進行數控機床設備管理工作，這就導致了其無法對數控機床的可靠性進行有效保證，同時也不利于數控機床的性能完全發揮出來。特別是隨著當前大數據時代的到來，互聯網技術的應用也隨之變得越來越廣泛，在這樣的時代背景之下，可以高綠對數控機床進行改造升級。

1 改造對象

目前數控加工主要采用的系統為FANUC系統。從目前機床改造的現狀來看，機床改造，尤其是高端數控機床改造，在我國有很廣闊的發展前景。我國作為全球機床生產和消費第一大國，整個市場機床保有量估計有千萬臺，但是由于數控化率比較低，其中比較適合改造的數控機床多為使用年限超過8年甚至10年的設備，占到我國全部數控機床的3%。加上數控機床的普及，特別是機床改造以及購置新機床之間的差價，越來越多的企業會考慮采用機床改造的方式。

部分使用年限較久的數控機床，例如本次研究以配置DASEN3i系統的大森數控機床，會出現明顯的操作步驟繁瑣、故障率高、利用率低等問題，加上維護和維修成本高，基本處于閑置狀態。面對這種情況，本次研究重點進行數控機床的改造分析，為后續改造工作提供更可行的參考方案。

2 大森數控機床改造的PMC設計分析

2.1 FANUC系統支持下的數控機床PMC結構

考慮FANUC系統的功能與特點，在對大森數控機床改造之前需要對PMC結構有一個全面性的了解。包括對PMC結構相關的各信號功能、PMC參數一級基本指令及功能指令的合理設置[1]。只有了解了在FANUC系統支持下的數控機床PMC結構才能夠順利開展后續工作。

2.2 數控機床PMC的設計分析

考慮到FANUC系統中已經構建了結合數控技術的優勢，可以讓數控機床PMC的設計工作更加便利。在對數控機床PMC設計的過程中，重點從設置定時器、譯碼器、I/O口的分配、PMC程序設計流程圖、定時潤滑、換刀控制程序、實時報警處理程序7個方面進行重點考慮。其中針對定時器的設置可以在設計中將其命名為TMR，并以78ms為單位。針對譯碼器的設計，需要重點考慮低位數與高位數譯碼的區別，結合顯示數值的不同進行正確地譯碼。針對I/O口的分配問題，需要結合電氣原理圖以及信息技術通過確定數控機床PMC中的I/O口，確保PMC梯形圖程序設置的合理性[2]。關于定時潤滑的設計，考慮到數控機床中的不同零件需要不同的潤滑效果，因此需要設計程序實現定時潤滑，確保機床正常運行。針對機床換刀控制程度的設計，借助PMC數控機床可實現自動選擇道具。在數控機床運行的過程中，如果出現刀具號出錯、主軸伺服等異常情況，要有報警系統，確保數控機床能夠穩定運行。

3 FANUC系統支持的大森數控機床改造系統連接及調試分析〖ST〗〖WT〗

3.1 FANUC系統中的CNC單元

在連接了數控機床改造后系統中的CNC單元，要先關閉電源，然后結合電氣設計圖紙對CNC主機箱、機床操作面板、CRT單元、伺服電機等進行連接，并進行相關參數的設置，這個過程中需要結合FANUC系統功能，實現PMC程序的優化，同時還需要注意檢查采用手動輸入功能參數的方式是否合理。值得注意的是，在進行連接與調試的過程中，一定要確保相關功能的參數設置合理，如果不確定是否設置合理可以參照參數表中的內容[3]。另外經過改在后還需要對數控機床爬行故障進行分析，總結故障出現的原因，做好相應的經驗總結，確保類似故障不再發生。

3.2 系統中的伺服/主軸單元

在對已經完成改造后的系統中的伺服/主軸單元進行連接的過程中，需要注意的是確保PSM控制板各部分的接線正確、合理設置電源模塊；避免損壞電源模塊。在進行測試的過程中需要確認伺服準備信號的有效性、加強故障處理、考慮伺服準備器的工作狀態。值得注意的是主軸各個參數的計算，原來系統的速度并不能完全覆蓋整個主軸轉速，因此在本次改造中設計主軸參數必須完全覆蓋整個齒輪箱的速度范圍，以達到改造的目的。通過分析主軸箱的齒輪傳動比以及機械設計要求轉速范圍，結合主軸每擋最高速度數據，確定主軸電機的最高轉速為6000r/min，速度下限為150r/min。通過上述改造與設定可有效解決換擋、速度不能完全覆蓋問題。

3.3 系統中的PMC

完成數控機床的改造后，在進行PMC連接時需要結合PMC的結構特點，第一，要求對PMC程序作用下的CNC系統進行測試；第二，對機床控制面板程序進行調試[4]。最重要一點是對機床定時潤滑功能、自動換刀進行調試。還需要對系統中的冷卻、照明等進行測試。

3.4 系統中的其它單元

針對系統的連接與調試，不僅要做好上述提高的連接與調試工作，還需要重點注意對I/O的連接，最好是能夠在結合圖紙內容的情況下進行進調試。還需要檢查電源是否符合數控機床的需求，可通過利用萬用表進行測試。還需要注重CNC與電腦之間的連接。確保DNC加工的可靠性。

4 經改造后的大森數控機床應用效果分析

在完成了對大森數控機床的改造、連接與調試后，為了解改造效果確保機床可順利運行需進行應用效果的分析[5]。通過制定數控機床預驗收工作計劃，重點了解經過改造后的大森數控機床的機械精度、數控精度等情況，保證大森數控機床在后期投入使用的性能。重點對大森數控機床內部的液壓管路、操作面板、電機等進行檢查與維修，有效解決數控機床除系統落后以外的問題[6]。還需要對大森數控機床的主軸冷風機工作性能等進行嚴格、全面的檢查。

在經過對改造后的大森數控機床進行試運行，分析發現經過改造后大森數控機床的工作效率明顯提高，對復雜零件的加工精度也進一步提高，數控機床中的自動換刀系統、潤滑裝置、主軸系統性能等都比改造前有了明顯提升，可靠性能佳。在試運行中，機床在工作中可實現多次換刀，未出現異常。

5 結語

本次研究項目的順利完成不僅可以增加可用設備，節約再購置資金，而且還可以使專業教師掌握數控設備機械硬件和電路連接等專業知識極其工作原理，提高教師維護和維修機電設備的技能水平，為今后系部設備的維護維修，開展相關專業的教學和節約設備維護成本提供有力保障。本文通過對FANUC系統支持下大森數控機床進行改造，一方面說明了改造對提升數控機床性能的重要作用，另一方面也說明了改造對數控機床長期使用的重要性。本次研究重點對FANUC系統及大森數控該機床的結構特性進行了分析，并對經過改造后得到的數控機床的實際運行效果進行了全方位地評估，發現經過改造機械零件的加工效率大大提高，產品質量也進一步提升。

參考文獻：

[1]卜祥正.基于FANUC系統的普通銑床6M612的數控化改造[J].山東工業技術，2017（03）：12.

[2]祝戰科.依托世界一流技術創新高職專業人才培養模式的研究與實踐——陜西工業職業技術學院FANUC數控系統應用中心運行實踐[J].繼續教育，2016，30（12）：4749.

[3]王強.FANUC系統U盤傳輸加工程序的設計與實現[J].設備管理與維修，2014（S2）：126128.

[4]尹昭輝，周禮根.FANUC系統在數控車床改造中的應用[J].機床與液壓，2013，41（10）：185187.

[5]牛志斌，李文斌，武俊光.FANUC系統用戶自定義軟操作開關功能的實現[J].制造技術與機床，2012（11）：157160.

[6]劉旭，楊世光.CA6163型機床進給系統數控化改造中縱向同步帶傳動副的選型與計算[J].科技信息，2012（19）：323.

項目成果：本論文為浙江交通技師學院《大森數控車床系統改造方案研究》項目階段性研究成果

作者簡介：方韶劍（1984），男，本科，職稱講師，研究方向：機械加工制造。