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近年来，国内各种类型机床改造需求扩大，机床改造已经逐渐形成了一个产业，其中绝大部分是数控机床改造，也有一部分业务来自非数控机床升级改造。
改造实践中，我们始终认为一个好改造方案是改造成功重要基础，并这个环节严格把关，保证了改造成功实施；这个环节看似简单，实际包涵了很重要内容，自己对系统了解熟悉、维修改造基础都有很高要求。本文将就改造方案选择进行阐述，分析每一个步骤具体内容，供大家参考。
在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，华中、航天、广数和蓝天近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产xx数控系统，已经走在了世界前列。特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面业绩尤为突出。
为完成此任务，首先必须确立符合中国国情的发展道路。为此，本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨了新世纪的发展途径。
一、 现代数控驱动产品带来丰富选择
这些年沈阳高精数控技术有限公司通过国际合作，为国外用户提供NC全系列的数控配套产品，公司在技术创新和提高产品质量的同时也加快了GOLDING全系列数控系统及配套产品的市场化推广，培养了一批能打硬仗的团队，锻炼了一支以高效、技术过硬的服务队伍。
下面逐一加以剖析
1、 GOLDING 201M/T系统：
201M和201T系统标准配置包具备了所有必要组成单元: NC, PLC, 操作面板, 机床控制面板, 网络SNT功能, 可移动存储USB功能, 输入/输出单元及系统软件. 操作编程极其简便，性能价格比高，是专门为低端CNC机床市场而开发经济型CNC控制系统。国际销售非常成功。
201M/T两个系统将CPU、输入输出点、控制接口等所有部件集成面板背后，一体化设计使使用维护更为方便，两个系统具有同样显示器，操作面板，数控功能，PLC梯图编程方法，带有伺服驱动系统,它采用传统模拟伺服+/- 10V接口,最多可带3个伺服驱动轴及一个变频主轴。 所不同 201M带有两个移动坐标Y轴【 -Y、+Y 】的操作键，而201T只有四个方向键； GOLDING 201M和201T系统非常适合于普通机床、数显机床数控化改造以及低档数控机床数控配套和改造。我们现场配套改造有数控车床、数控镗铣床、数控磨床、数控钻床、专机等。
其中GOLDING 201M车/铣加工应用技术上具有优势，系统可以连接3个坐标轴光栅尺，或者三个伺服电机，形成闭环控制，我们把它应用带A轴或C轴功能的高精密车床、雕铣机床等，性能价格比很高。
2、GOLDING 202系统：
高精公司推出了NC202数控系统。该系统属于经济型系统，其特点是：全数字驱动，核心部件-轴控制单元（MCU），具有CNC、PLC、人机界面和通讯等功能，集成PC硬件可使用户非常容易将控制系统安装机床上。
GOLDING NC202可控制3个数字进给轴和1个主轴。主轴为模拟接口控制。位置测量可用电机端编码器，也可以选用光栅尺，GOLDING NC202具有功能强大VNC模拟仿真软件，其VNC模拟仿真软件可运行在PC机上，其诊断功能也非常完善。梯形图编程和经典PLC程序举例xx常方便应用于机床控制。 核心部件-控制面板单元（MCU）
GOLDING NC202系统虽属于经济性系统，最适合于数控车床、铣床、木工机床的配套及改造。
3、GOLDING 210系统：
高精公司210数控系统。该系统属于中xx系统，其特点是：集成一体、结构简单（工业ISA总线）， I/O模块和 伺服驱动系统。调试简单。具有高性能的核心部件-轴控制单元（CPU）具有CNC、PLC梯形图在线诊断、人机界面和通讯等功能，集成PC硬件可使用户非常容易将控制系统安装机床上。
GOLDING 210可控制4个伺服进给轴和1个主轴。主轴为模拟接口控制。伺服驱动系统模块可以与数控加工中心需要配置各种驱动和电机直接联机，强大控制台工具xx常轻松设置驱动参数、在线调试PMCL，位置测量可用电机端编码器，也可以选用光栅尺，GOLDING 210有功能强大VNC仿真软件，可在PC机上运行，其诊断功能也非常完善。梯形图编程和经典PLC程序举例xx常方便应用于机床控制。
GOLDING 210系统属于标准中xx数控系统，最适合于数控车床、铣床、磨床和带刀库数控加工中心配套及改造。
4、GOLDING 220系统：
高精公司220数控系统。该系统属于全数字系统，其特点是：集成一体、结构简单（工业ISA总线）， I/O模块和 伺服驱动系统。调试简单。具有高性能的核心部件-轴控制单元（CPU）具有CNC、PLC梯形图在线诊断、人机界面和通讯等功能，集成PC硬件可使用户非常容易将控制系统安装机床上。
GOLDING 220可控制4个数字伺服进给轴和1个主轴。主轴为模拟接口控制。数字伺服驱动系统模块可以与数控加工中心需要配置各种驱动和电机直接联机，强大控制台工具xx常轻松设置驱动参数、在线调试PMCL，位置测量可用电机端编码器，丰富的诊断功能。梯形图编程和经典PLC程序举例xx常方便应用于机床控制。
GOLDING 220系统属于全数字数控系统，改进了运动控制算法，专门用于木工机床，也适合于数控车床、铣床、雕铣、磨床和带刀库数控加工中心配套及改造。
5、GOLDING 110M/F/B/G/C/P系统：
110各型号是同时推出，具有非常高系统一致性， 显示/操作面板，机床操作面板
IO 输入/输出模块，PLC编程语言，数控系统操作，工件程序编程，参数设定，诊断等
伺服驱动模块等部件都相同
该系列产品许多企业应用及其广泛，尤其汽车，航空，机械等行业。采用GOLDING 110等产品，客户利益到了非常好维护：操作一致性，编程一致性，备件一致性，培训，维修方便等。
GOLDING 110系统软硬件方便设定而适于各种控制技术。GOLDING 110P数字驱动系统和GJSM伺服电机一起，构成全数字控制系统。
它适于各种复杂加工任务控制，具有优于其它系统动态品质和控制精度。多轴控制或多轴联动或多过程的铣(M )、车(T )、磨(G)、激光(L )、叶轮(B) 等高级机床; 柔性传输线(FTL )、柔性制造系统(FM S) 和计算机集成制造系统(C IM S) 。这个完整系统也适于其它技术如剪切、冲压加工等。标准控制系统特征是具有大量控制功能，如钻削、车削、铣削、磨削以及特殊控制可使用在加工程序中（G代码）转换，这些功能使用中不会有任何相互影响。
GOLDING 110采用了当今{zxj}控制概念、适用各种机床加工控制。例如，具有多过程控制功能的系统，过程间可以进行加工工艺实时通讯，G代码程序可以与PMCL进行协调通讯，PLC可以直接管理坐标轴，加工程序可以转换机床属性等，使整个柔性制造中心或整个工艺组进入智能化控制状态，这在同类系统中相比数控功能较丰富。
下面是GOLDING 110系统配置和功能的详细列表。
GOLDING 110功能表
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显示
- 屏幕显示
- 运行状态文字显示
- 机床控制面板和带LED用户按键
- 可视化编程(固定循环参数编程)
- 多过程显示
- 刀具轨迹显示
- 3D切削实体显示
- 程序模拟
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操作
- 分为5个操作范围(区域)
- 8个软件按键支持软件菜单操作
- 操作面板禁止
- 操作面板转换
- 机床操作面板钥匙开关
- 不用操作面板和NC全键盘操作
- 内装文本编辑器,可方便进行文字编辑
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运行方式
- MDI (手动输入)
- AUTO（自动方式）
- STEP（自动单段运行方式）
- MANU（JOG手动连续方式）
- MANJ（JOG手动点进方式）
- PROF（中断或暂停后继续自动运行方式）
- HOME（返回坐标参考点）
- RESET （复位）
- CYCLE （循环启动）
- HOLD （循环暂停 ）
机床主轴配量
通道和运行方式组机床配置
- 多个CNC过程
- 多个运行方式组
- 通道结构:和NC轴或插补轨迹同时异步运行
- 把插补通道分成运行方式组
- 热起动
适应于运动过程机床配置
- 直线与圆弧插补
- 3D插补,螺旋线插补
- 和独立进给轴同时定位
- 比例因子
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机床进给轴配置
- 车削、铣削、钻削、磨削加工
- 输入系统:公制或英制；机床:公制或英制
- 公制或英制转换
- 输入单位可选
- 测量系统精度可由适配因子和位置控制精度相适应
- 位置控制精度和输入单位无关并可选择
- 程序范围为+/-9位数取决于输入单位和位置控制精度,
- 位置控制输出：{zd0}+/-10v/2mA
- 进给和快进：最小进给量0.0001mm/分，根据机床而定
- 6个测量回路功能用于伺服轴和主轴
- 16个测量回路功能用于伺服轴和主轴({zd0}5个主轴)
- 轴址可由机床数据位选择
- 轴特殊采样时间
- 轴特殊精度
- 对轴任意编址
- 轴跟随运行
- 程序试运行,不启动机床或仅带一个轴运行程序
- M代码标记辅助轴
- 无限制转动旋转轴
- 双溜板或双主轴结构
- 高精度旋转轴
- 轴转换
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校正和补偿
- 进给修调0%-125%
- 快进修调0%-{bfb}
- 主轴速度修调75%-125%
- 各轴误差补偿
- 关联轴形变补偿
- 手轮误差补偿
- 轴圆周静摩擦力补偿
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- 外部附加零点偏置
- 刀具补偿包括9999个刀补段,包括刀具号,刀具类型,几何长度,磨损情况, 基本尺寸
- 5轴刀具长度补偿(和5轴线性插补相关)
- 切削半径/铣削半径轨迹补偿
- 每个轴间隙补偿
- 两通道侧头，方便工件或刀具的几何尺寸自动修正
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CNC编程
- 加工过程中同时编程
- 加工过程中可同时进行程序和PLC报警文本复制,删除和编辑
- 程序中加注释
- 主程序号4位+进制数
- 每个程序段,3个M功能
- 子程序技术
- 三字符编程
- 扩展址方式
- 程序跳转GOTO, CASE, IF THEN ELSE, WHILE
- 图形支持轮廓编程
- 图形支持车削和铣削标准循环
- 圆弧半径直接编程
- DPI灵活选择插补平面
- {jd1}值与增量值编程
- 极坐标编程
- 参数编程技术
- CTL用于车/铣方式转换
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PLC编程
- 编程方式可用梯图或布尔代数
- 布尔代数编程,语言简易,功能丰富
- CNC和PLC之间宽接口用于数据快速交换
- 所有线性轴路径镜象
- 196个输入点
- 128个输出点
- 64个计时器,时间范围0.01秒-25.5秒
- 32个计数器,计数范围0-255
- 1024个标志
- 程序结构
- PLC给出CNC轴路径
- PLC进行换刀和刀库控制
- 备用刀具
- 功能块调用
- PLC中32个单脉冲发生器
- 数字比较器
- ASCII码比较器
- 助记符、函数、运算符
- 条件和循环语句
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存储器结构
- 电子存储盘为32Mbyte（容量可选）
- CNC-用户存储器中28MbyteRAM为加工子程序使用
- CNC-网络SNT存储器≥20G
- CNC-可移动存储器SMP≥512Mbyte
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数据交换
- 通用串行接口RS232C(V-24)参数可设置9600波特
- 加工时可同时读入和输出程序及PLC报警信息
- 功能全面文件管理方式
- 工件数据处理
- 用一条指令存入/取出一个工件所有数据和程序
- 用一条指令存入多个工件
- 文字提示来设置接口
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安全功能
- 测量回路,温度,电压,存储器,极限开关,通风设备进行{yj}性安全监控
- 接口诊断
- 存储所有硬件报警服务记录(带日期和时间)
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6、与数控系统相配套GJSM高精交流驱动系统
GJM交流驱动系统采用了统一伺服控制技术，进给伺服电机扭矩从0.84Nm至120Nm,交流主轴电机从2.2KW-55KW。适应不同驱动系统解决方案。
GJS系列交流伺服驱动器，速度控制及位置控制配合GJM系列进给驱动电机和主轴电机, 可控制主轴，进给轴。
二、改造对象全面调查：
1、 机床来源及改造需求
1） 进口数控机床：80年代以来我国政府为满足军工生产需要，进口了大量数控机床，尤其航空、兵器等行业，这些机床基本都是精密xx设备，绝大部分是当时所谓部管设备。这些机床已经到了电气升级换代时候，前几年机械行业不景气，改造工作欠债很多，大部分此类机床面临电气备件匮乏，已经处于停机状态，不改造是没有出路。
2） 进口二手数控机床：近年来，这类机床多为企业考虑生产实际需要，自筹资金进口，相对采购成本较低，进口量比较大，其中有些机床进口时就考虑了改造要求，有些则是进口后，运行了一段时间候就面临着改造需求。
3） 国产数控机床：我国自90年以后生产数控机床，大多为中低档数控机床，也同样面临电气系统老化，需要改造，
4） 普通机床：我国大量普通机床应用于生产{dy}线，这几年，国家加大了对这类机床改造力度，国防科工委更是推行了万台机床数控化计划，车床、铣床数控化改造需求量很大。另外则是有些特殊类型大型普通机床，本身特点以及良好机械基础，具有升级改造价值。
上述4大类中，1、2类改造需求大多是中xx系统，3、4类则是中低档数控系统比较理想改造对象。
2、 改造对象现状调查
数控机床改造，我们将从以下几个方面加以详细调查，以制定相应改造方案：
1） 数控系统分析：
数控机床改造，首当其冲是系统改造，我们调查，老系统有：
西门子：SINUMERIK 7，3，8，850/880，810（早期型号）
发那科：FANUC 7，6，3
这两大品牌系统占有了目前我国目前老数控机床绝大多数，目前多数系统电气备件已经停止供货，改造时候基本上不考虑保留老系统，我们采取方案是机床现有控制等级、产品生产要求、企业资金状况，选择相应低、中、xx系统。
这些系统大部分带有老型号PLC逻辑控制系统，改造方案制定中，要考虑新老系统替换时候差别，对PLC部分输入输点数量和性质作出比较xx估算。
2） 老主轴伺服系统价值分析和改造方案
改造对象主轴系统有两大类：直流伺服主轴和交流伺服主轴
改造方案如下：
保留驱动装置和电机：老主轴伺服采用基本都是+/-10V模拟信号接口，状态良好、价值很高主轴可以采用保留方案，适用系统有：GOLDING 110/201M/201T/202/210/220
3） 老进给伺服系统价值分析和改造方案：
保留驱动装置和电机：同样，老进给伺服采用基本都是+/-10V模拟信号接口，状态良好、价值很高进给装置和电机可以采用保留方案，适用系统有：GOLDING 110/201M/201T/202/210/220
不保留驱动装置和电机：采用高精GJSM系列进给轴电机和相应驱动装置替代老电机和驱动装置。
4） 测量系统系统价值分析和改造方案：
旋转变压器：基本不能保留，可以采用新型旋转编码器替代
感应同步器/尺：感应同步器/尺情况略为复杂一些，我们采取对策是能够改掉尽量改掉，用新型海德汉光栅尺和圆光栅加以替代。某些场合，如精密转台，会面临新圆光栅安装不能实施难题。高精为此提供了感应同步器/尺信号到新系统信号转换装置，这个装置价格比较昂贵，慎重选用。
光栅尺：我们接触进口机床大部分采用海德汉光栅尺，这些老尺子，其中方波信号可适用系统有：GOLDING 110/201M/201T/202/210/220，电压信号需使用信号转换装置，价格不太贵。
5） 其他电气相关部件
电气柜、操作站：很多情况下，用户会提出电柜改造问题，对此我们和用户会做充分交流，电气控制柜以及柜内元器件状态作出合理选择。一般来讲，进口数控机床电气柜以及柜内元器件即便使用了相当年限，也要比国产或合资元器件状态好，改造xx进口数控机床一般电气柜不作大拆大改。
一些二手机床电气柜状态比较差，用户认为电气柜元器件故障率太高都可以采取全套更换方式，建议用户采用高精提供的配套电器。
数控操作站可以是改造给人{dy}印象，用户资金许可前提下，尽量选用高精配套的蓝天品牌，质量和外观都能与进口机床匹敌。
电缆：方案指定初期就电气相应方案测定需要电缆长度，我们改造项目中，凡是与数控驱动测量系统直接相关电缆，我们只选择原装电缆，大型主轴电机电力电缆价格过于高昂，而不考虑原装电缆。
外围元器件：老化和损坏外围元器件，一般我们不建议用户更换外围元器件。有个情况除外，少部分机床采用了交流110V电气元件，而新系统又无法与之匹配。
6） 原始资料：
机床原始资料是我们了解机床出厂状况最基本资料，其中电气原理图、电气维修手册、控制程序，都是我们需要仔细研究。特别需要注意是原始资料提供信息不xx是正确。国外机床厂有提供是系列型号通用图纸，有时候机床出厂前电气硬件改动没有在电气资料上体现，这就要求我们一定要对照机床实物，把关键环节每个细节一一落实，避免犯错误。
7） 控制要求和特殊选件
一台要改造机床，控制要求、主轴数、坐标轴数、测量元件、机床现状几大要素基本可以确定改造可以选择系统和相应驱动和测量系统方案。这并{jd1}，有些特殊类型机床用户需要一个特殊功能往往就决定了系统选择。比如：
（1） 图形显示和图形模拟；
（2） 双/多通道功能，用于双车、车削中心和其他具有两个加工单元机床
（3） 龙门轴功能：龙门式镗铣床、加工中心，要求两个龙门轴能够xx实现同步，这个功能才能做到实时监控两个坐标跟随误差，实现同步。
（4） 同步轴功能：两个坐标可以实现要求很高同步；
（5） 激光加工距离控制；
（6） 同步主轴功能：用于车削中心两个主轴之间工件交接；
（7） 砂轮恒线速控制；
（8） 砂轮线修整和补偿；
（9） 斜轴磨床；
（10） DNC功能；
（11） 前馈控制；
（12） 进给轴齿轮插补：用于齿轮加工机床；
（13） 凸轮插补；
（14） 镗床镗杆低头补偿；
（15） 网络和远程诊断功能；
用户提出特殊功能，系统厂家一般都有相应选件满足需要，也就决定了用户需要相应档次数控系统及选件，一般令用户比较难受问题主这些选件往往价格很高，同时有时候某个选件高一个档次系统上才提供，也使用户必须选购高一挡系统，而付出相应代价。
这个时候，我们作为数控系统生产商，站用户立场上，我们一般都会采取这样方案：系统选用尽量以够用为限，能用低档不用中档，能用中档不用xx，用户能够自己开发特殊功能尽量自主开发，我们支持用户对系统进行二次开发。一切为用户考虑。
近几年来，蓝天数控系统在曲轴铣床、球面磨床修整补偿和恒线速度控制、加工中心、车削中心、龙门式大型加工中心配套等项目上，投入开发力量，取了阶段性成果，赢得了用户认可。
三、 正确方案是改造成功一半
每一个配套工程被提出来之后，我们工程人员会对配套对象进行充分深入调查研究，为此我们采用标准机床状况调查表来做机床信息收集，充分利用用户对机床熟悉实际情况；另我们挑选最有经验人员做好这{dy}个环节工作，保证方案合理和准确。
良好开端是成功一半。这几年，通过做大批量配套工程得出的经验告诉我们，把好这一关，改造成功才有保障。
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