贵州安信磨床技术有限公司

  大亚科技股份有限公司丹阳铝业分公司是国内以高档双零级铝箔为主的专业超薄铝箔生产厂。我公司九十年代初建厂，与进口铝箔轧机配套从德国引进先进的轧钢磨床。该磨床有着当时非常先进的HCC控制系统，单点式锟形测量装置，可以实现闭环高精度轧钢磨削，是铝箔生产厂家的高端配置。

    随着常年连续使用，近几年控制系统逐渐老化，特别是控制系统更新换代迅速，备品配件现已无处采购，只能高价对出故障的线路板送国外修理，以旧换新。磨床不能连续稳定运行，已严重影响生产。因此，我公司决定对磨床进行现代化改造。

    轧钢磨床是保证铝箔轧机高效运行，轧制高品质的关键辅助设备，改造的前提首先是新系统必需磨削出与老系统完全一致的锟形，扎锟便面质量也应保持与改造前完全一致。其次，新系统必须具备先进性和良好的稳定性，保证磨床在改造后能够连续稳定运行。最后，改造必须保证具备原系统所有操作功能，不能影响磨床的操作性。

经过对国内自主改造和原厂家改造方案的全面对比，我公司决定由贵州安信磨床技术有限公司对进口扎锟磨床进行现代化改造。

    通过对国内外专业扎锟磨床厂家采用数控系统调查及分析，最终决定本次改造系统采用Siemens公司的sinumerik8400数控系统。SINUMERIK8400是高度开放的精密磨床专业数控系统，它由数控及数字驱动单元（CCU 或NCU）、人及界面（HMI）、PLC模块3部分组成。

磨床系统包括HMI（人机管理界面）中的数控系统应用程序（Applicationg）、数控通讯服务器（NCDDE server）以及数控核（SINUMERIK8400 NCK）、可编程序控制器（SIMATC S7-300 PLC）及相关测量单位这五大部分。其中数控系统应用程序是控制核心，借助于新门子840D OEM 二次开放式的开发包工具、程序高界面编程工具VB来开发并实现：NCDDE服务器借助于多点接口MPI完成840D与数控应用程序通讯的功能，借助于高级编程语言的通讯空间和通讯语言来实现：SINUMERIK 840D NCK完成插补运算，处理解释数控代码，执行扎锟工艺数控程序。SIMATC S7 PLC 部分是具体执行单元，用PLC编程语言S7-300语言对其进行编程设计，以配合扎锟工艺的实现；相关测量单元涉及到磨削与测量数据的采集，借助于光栅尺、PLC遇见反馈装置来实现。

根据对铝箔轧机扎锟磨床磨削工艺的分析以及对原系统操作功能的总结，新数控系统应具备如下主要功能。

·机床操作界面为“WS数控型扎锟磨床”，主要进行磨削、砂轮修整、扎锟锟型参数设置、磨削工艺参数设置、磨削循环工艺设置与选择、动态模拟显示、数控轴位值显示、

进口轧钢磨床的自主改造

 1.2 故障自诊断功能

    具备完善的系统故障只能诊断功能。可通过屏幕文字提示并同时具有分类实时处理故障的能力

840D系统本身已具备故障自诊断功能、给出详细的故障报警信息

PLC提供本磨床故障自诊断的详细信息

所以故障信息都会以记录的形式保存下来

·具有周期定量进给

·砂轮磨损量自动补偿功能

·具有恒电流磨削功能

·具有在线修改磨削工艺参数和磨削工艺流程的功能以及灵活的磨削中段功能

·具有数控常规磨削循环（粗磨、精磨、光磨、抛光）；

·磨头具有起磨点快速自动定位，并实现快速趋近到自动对刀功能；

·所以数控轴具有电子手轮微量典韦控制功能；

·所以测量数据、磨削记录进行保存、显示和打印；

·数控轴具有寻找参数点的自动功能。保证各坐标轴在间断加工过程中的准确重复定位

系统具有常规的过呀、过流、缺相、过载、欠磁、超速及机械限位等保护功能

由于扎锟磨床是一类带有特定加工对象的机械加工设备，发展到现在已经具备有较为完善的加工工艺和控制工艺。机床的主控制系统必须要能够为加工服务，最大化降低机床操作的复杂程度，同时要求具备稳定安全的运行环境。同时要求具备稳定安全的运

行环境。我们选择西门子数控系统840D作为扎锟磨床中央控制单元。配合西门子分布式S7-300型逻辑控制器和PROFIBUS工业现场总线结构，611D数字型伺服驱动单元，能够较为完美地实现数控扎锟磨床控制功能。、

在数控扎锟磨床中，砂轮主轴承驱动控制系统的地位是非常突出的，系统特性的好坏能够最直接的反应到弓箭的加工质量上。系统控制的特点是必须要具备趋近控制功能，恒电流磨削功能，碰撞保护功能等。调速采用西门子全数字式直流调速装置6RA70控制。

数控扎锟磨床对工件主轴承驱动系统的要求驱动扭矩要大，运行要平稳，在特定的磨削状况下要求能够实现变速磨削，采用西门子611A交流主轴承驱动系统。

    采用611D数字伺服驱动系统控制X.Z.C.XI四个1FT6型交流伺服点击（内装2048编码器）实施控制，实现磨削功能：

Z轴电机（拖板）：1FT6105-8AB71-4AA0,42NM,1500RPM,采用611D控制；

X轴电机（磨架）：1FT6062-6AC71-4AA0,5.2NM,2000RPM,采用611D控制

C轴电机（中高）：1FT6062-6AC714-AA0,5.2NM,2000RPM,采用611D控制

XI轴电机（测量架）：FT6031-4AK71-4AA0,1.2NM,6000RPM,采用611D控制

机床逻辑控制器系统采用西门子S7-300型，CPU采用了具备PROFIBUS总线驱动功能的CPU315-DP，可用于集中式和分布式I/O的控制任务。其指令丰富，处理速度快（0.3微妙/二进制指令）。可连接多种类型的I/O模块，如：模拟量的输入、输出模块、高速计数模块等。具有多种硬件和软件终端功能。为控制和测量的实时性提供硬件基础。

    本次改造保留了原进口磨床的机械部分，对控制系统进行了全面更新。改造后我们对新磨床的所有功能进行对比性考核验收，包括以下几个主要方面：

锟面磨削后粗糙度均匀，无砂轮印、走刀痕、振纹、不均匀亮度等缺陷。视觉效果和原有磨床所磨扎锟一致。

我们根据公司生产要求进行多批次不同粗糙度，不同型号砂轮组合磨削，粗糙度指标分别为0.01u,0.03u,0.04u，0.06u，实际测量满足要求。

根据生产要求进行多批次不同锟形轧锟磨削，磨削接收后使用另一台进口磨床进行锟形测量，测量结果锟形曲线完全重合，无凸度和中心点偏差。

改造后磨床磨削的工作锟上轧机实际生产测试，速度满足工艺要求，对铝箔横向板形测量结果：板型均匀、对称，满足品质要求。

由于新系统人机操作界面采用汉语显示，并且保留了原系统的所有功能，所以原磨床操作工仅需简单培训即可上机操作，并磨削出满足工艺要求的轧锟

    改造后新系统采用西门子公司840D、6RA70、S7-300、611A等成熟模块，系统开放性好，运行可靠，故障率低。同时公司设备维护人员都经受过使用西门子控制系统的培训。所以，能够很快接手对系统的日常维护保养。

   改造后的轧锟磨床进过一个月的试磨削，已达到改造前的原磨床水平、磨削出的轧锟已完全满足轧制工艺要求，是国内铝箔铝行业首次成功对进口轧锟磨床的现代化改造，标志着国内数控磨床控制技术水平已达到一个新的台阶。