8025MCNC：TP 277：A国内数控磨床在高速度、高精度、高效率的要求方面指标距国际产品相差较大，功能也较少，不能达到全自动磨削以及多品种小批量生产的要求。主要原因是由于一些技术问题尚未解决。目前大多磨床存在以下问题：进给机构：进给速度不均匀、进给量不准产品几何精度难以保证，且易烧伤工件。

　　补偿机构：不能实现准确补偿砂轮损耗大。

　　电气系统：故障率高维修困难电气系统易失控。

　　针对以上问题，机床设备的数控化大多采用的改造方案是用单片机（或国产CNC）+PLC（或PMC）+步进电机驱动系统代替原电气系统。本文针对某轴承厂的3ME2116型磨床存在的问题，提出了采用西班牙进口的FAGOR8025MCNC控制系统，主要对机床从电气驱动系统、机械传动系统和液压系统等进行改造。改造后提高了设备的数控系统控制精度和生产效率，电气驱动系统稳定可靠，达到了预期目的。

　　1改造方案为了保证改造效果，依据数控改造方案确立的原则和步骤，采用西班牙FAGOR公司的FAGOR8025MCNC控制系统等，主要对机床从机槭电气这两个方面进行改造。

　　1.1硬件部分FAGOR8025CNC系列数控系统是FAGOR公司的中高档系统，可用于铣床、加工中心车床冲床激光加工机床火焰切割机、磨床等设备，可控制2~5轴不等。该数控系统是操作面板、显示器、中央单元合一的紧凑结构，具有很好的性能价格比。是FAGOR在中国销量*大的数控系统。

　　机械系统中，砂轮架主轴系统采用套筒式动静压混合轴承，砂轮架的进给采用数控交流伺服系统由伺服电机通过滚珠丝杠带动进行控制，刚性好、精度高。

　　通讯作者：孙钊（1962-，男，河南省洛阳市人，西安工业学院工程师，主要从事自动控制方面的研究。E-mail液压系统中，在原3ME2116磨床的基础上取消切入油缸机构快进油缸机构补偿机构闸缸及控制部分，只保留润滑。

　　电气系统的改造是3ME2116磨床数控化改造的主要内容，数控系统是其中很重要的一个环节。数控机床的性能在很大程度上取决于伺服驱动系统的性能，如机床的*高运行速度、跟踪精度、定位精度等重要指标均取决于伺服驱动系统动态与静态特性。我们采用西班牙FAGOR公司先进的CNC系统FAGOR8025MCNC及交流伺服放大器ACS- 30交流伺服电机FX53控制砂轮（X轴）丝杆的进给。采用FAGOR8025M是因为考虑到磨床的精度要求很高，FAGOR的产品性能价格比较好，能够满足3ME2116磨床数控化改造的功能要求；用FAGOR集成的PLCI取代原继电器控制系统，完成对伺服电机的启动加速减速和停止等控制；用专用的充、退磁器完成吸、放加工工件所需的磁力控制。

　　1.2软件部分CNC数控机床的加工控制是由使用它的工艺人员、操作人员来控制的，其用户接口就是数控加工程序。人们要利用数控机床完成高速度高精度、高效率的零件加工，就必须编制合理的数控加工程序（手工或利用软件编制）、调整机床等基本操作。在3ME2116磨床数控化改造过程中进行了CNC系统的二次开发，用FAGORCNC集成的PLCI的语言编写了机床控制程序的梯形图程序，用以实现紧停油泵启停砂轮架高低速进给、工件上退磁等机床动作的控制任务。还通过软件编制实现磨床的加工精度、砂轮的自动补偿、电气联锁、安全保护等。

　　编程时应根据加工零件的特点材料、精度要求机床和刀具的刚度，采取刀具补偿；编制程序时必须考虑刀具的补偿方式，应按工艺要求间隔自动进行砂轮修整，因砂轮修整而造成的尺寸误差由控制系统自动补偿，刀具的切入切出，应使其能够平滑过渡。注意固定循环指令的使用，以提高加工效率。

　　因该控制系统是用于专用磨床，从操作方便醒目的角度出发，可将系统控制软件设计为以用户编程窗口模块为中心的程序组，全部程序按功能分为7个模块，如所示。模块的主要特点如下：（1）用户编程窗口模块此模块是为操作者提供3类服务分别为文件服务、运行控制和机床辅助调整。若继续加工同一产品，诜用运行控制菜单可以立即讲入加工操作，因此，可以大大简化重复操作命令，提高生产效率。

　　文件管理模块本模块含建立新文件、打开文件、保存文件、删除文件、备份软盘文件等子功能，主要完成加工控制文件的编写修改保存、删除、备份及重装等操作。

　　运行控制及操作模块本模块可实现了合理选择机械运动参数，防止错误参数的输入，提高编程效率。

　　机床辅助调整模块本模块提供4种服务，即X轴坐标原点定位、确定工艺参数、确定砂轮修整时X轴的参数及对新砂轮进行首次修整。

　　外部中断服务模块由于采用了非时序的控制模式，程序中共使用了3个硬件中断服务，即伺服控制板中断服务、开关量输入光隔信号中断服务和专用键盘中断服务。

　　*后，对系统需要的机床参数进行了优化，给出部分CNC和PLC参数，使得系统达到了设计要求，即精度可靠性、稳定性等要求，以使控制性能达到*优。

　　2硬件连结21机械系统硬件连结砂轮架主轴系统采用套筒式动静压混合轴承主轴单元，具有刚性好、精度高的优点。砂轮的转动由三相异步电动机通过一级三角皮带带动。砂轮架的正面装有压力表，用于观察轴承油腔压力。

　　砂轮架的进给由装在垫板后部的伺服电机，经过联轴器传给滚珠丝杠，滚珠丝杠螺母带动砂轮架移动。滚珠丝杠采用后端浮动支撑前端轴承采用四联精密I支撑轴承，后端轴，承采用两个精密角接触球轴承。

　　传动系统中，3ME2116磨床系统为单轴（X轴）进给。砂轮架进给（X轴）即交流伺服电机通过联轴器，经由滚珠丝杠FFZD5005-5-P2/70PX455，*终带动砂轮架高速或低速进给，实现磨削。

　　8025M数控系统可以有效控制机床的液压和润滑，为了减少不必要的机械部分，在原3ME2116磨床的基础上取消切入油缸机构、快进油缸机构、补偿机构闸缸及控制部分，只保留了润滑部分。

　　22电气系统硬件连结CNC与其集成的PLC与外部输入输出、键盘、电源驱动、显示器等模块相连结。显示器CRT直接挂接在CNC上；CNC通过RS232口传送和接收外部数据；CNC通过I/O3口控制电源/驱动模块，进而控制加工轴X轴的进给，与此同时X轴反馈经由的编码输出传送到CNC的A1；CNC集成的PLC通过I/O1I/O2口处理外部信号的输入和输出。

　　3实施效果该3ME2116磨床数控化改造项目完成已有半年多，从设备改造后3ME2116数控磨床的使用情况来看，该设备已加工轴承套圈7.8万套。加工工件的表面质量提高，表面粗糙度Ra= 0.7m，效率提高60%.本机床的改造是对机床的磨头部分、电气控制部分进行了改造。磨头主轴由原瓦块动压轴承更换成现在的动静压轴承。主轴径向跳动由使用瓦块式轴承时的少m，通过使用动静压轴承达Tm，精度提高2.5倍。改造后的3ME2116数控磨床经过磨削测试，具体的技术参数达到：精度粗糙度由Ra.63ium提高到Ra.2，um；垂直度由6ium提高到3ium；外径尺寸差4结束语3ME2116型磨床通过以上机械、电气和液压部分改造后，提高了电气驱动控制精度和可靠性，降低了故障率，提高了生产效率。实现了加工精度的提高、控制功能的增加及保证可靠性的目的，达到了预期效果。