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机器设备改造及其安全性

Mark T. Hoske, CONTROL ENGINEERING主编2005.04.14阅读 4194

  许多老设备上的自动控制系统一直运行的很好,虽然这些系统早已过了它们的全盛时期。同当前的新技术相比,它们的技术水平已经落后了好几代。但是如果这些系统、设备尚未损坏,你怎样才能知道什么时候应该对它们进行修整以便提高其运行效率和安全性呢?
  许多机器上的控制系统和硬件设备已经运行了十年、二十年甚至更长的时间,它们早已过了可以通过更换部件这种费效比最高的方式进行改造的阶段,也早已经不方便整个更换系统,而且这些自动化系统的供应商也不得不花费特别的精力来支持这些仍然在使用的过时的产品。但是在很多情况下,功能够用就可以了,没必要刻意的追求先进技术。由于这些控制系统中的许多部件已经变得老旧,而且现在有很多新技术可以提高设备的生产效率,因此升级控制系统就成为一个安全并且比较实用的改造途径。
  你一定会有疑问控制工程网版权所有,值得对这些老旧的系统进行改造吗?如果经过改造你可以使故障率减少一半,而作业流程时间(cycletime)减少75%,只花费相当于新系统10%的费用就使老系统恢复活力或是节省一万美元控制工程网版权所有,你是否会认为这很值得?请看下面的5个改造范例和关于安全的建议。


旋转轴的误差减少一…如图1


  旋转轴的误差减少一半
  Stellex Mon

itor Aerospace公司对他们在Cincinnati Milacron工厂龙门铣床上的计算机数控系统实施改造。10套龙门铣床中的5套已经完成了系统改造。这些铣床是1978年制造的,用于生产钛材质和铝材质的航空航天零件,例如支柱、起落架、舱壁隔板等。西门子公司机床部门为这次改造提供总承包服务。
  这些铣床最早装备的是Acramatic“Big Blue”自动控制系统,现在安装了西门子公司的数字化伺服电动机与驱动系统。西门子的Sinumerik 840D计算机数控系统采用微软公司的Windows XP操作平台,具有三维空间的五轴刀具补偿和五轴实时运动变换能力。Stellex公司的副总经理Gary Kahrau认为www.cechina.cn,改造后缩短了龙门铣床的设置时间,提高了所加工部件的表面光洁度控制工程网版权所有,减少了二次加工操作www.cechina.cn,总的生产效率获得显著提高。
  除了翻新改造工作,西门子公司还提供机械工程分析服务,它包括:
  1)采集机械设备的实时的关键运行数据;
  2) 建立计算机数控系统和伺服驱动设备的优化参数;
  3) 验证优化后的设备运行性能。
  Kahrau介绍说:伺服分析、球杆测试、加速/减速测试、建立双向补偿以及其他原则对于改造的效果至关重要。
  “我们的龙门铣床现在的机械精度甚至比这些铣床新的时候还要好,五轴龙门架也从来没有像现在这样运行良好,旋转轴的误差减少了一半”,Kahrau这样说。


  改造后的车床生产更多的马达
  Baldor Electric公司运用自己所拥有的伺服/运动设备对车床进行翻新改造,提高了车床设备的生产能力和功能。Baldor的马达产品经理John Mazurkiewicz介绍说:公司喜欢数控机床,因为老式的专用液压机床速度慢,不容易设置,很难更换磨损了的工具机件。从一个长度段转换到另一个长度段也很费时间。
  由于一台新的计算机数控机床需要花费十万美元或更多,Baldor把目光转向改造老的Acme Gridley车床,它们已经被放在仓库里很久了,几乎要被当作废物处理掉。Baldor用新的电子控制系统和滚珠螺杆替换了老的液压部件,使老式机床获得了所需的调节能力,可以切削加工的零件范围达到了从2.6英寸到12.0英寸。比起购买新车床,每台设备节约了超过3万美元。


<br如图2


  Mazurkiewicz说:“现在这种车床可以在几秒钟内完成从一个零件到下一个零件的转换。不需要编辑G-Code程序,因为这些软件程序都已经被编辑好并且组态成可以通过屏幕菜单进行选择”。
  “操作人员只需要在人机界面上选择相应的设置选项,然后输入零件的长度、在轴杆上的开槽深度和速度就可以了。这些选项的选择都只需要按一个按钮就可以完成”,Mazurkiewicz解释说。“最好的安全保护措施就是使误差保持最小,我们可以通过用计算机软件程序限制每一个输入值的范围来实现这一点。举一个例子,偏小或者偏大的长度输入值不会被系统接受,过快的转轴速度也不会被系统接受,输入的开槽深度的偏差数值会被限制在一定的范围内。翻新改造后的机床的作业流程时间加快了4倍,从原来的30~35秒提高到现在的8~8.5秒”。


  花费仅相当于购买新机器的10%
  对于半导体工业,翻新改造的花费仅相当于购买新系统的10%。根据Micro Processing Technology Inc. (MPT)总裁P.C. Lindsey的说法,代替原来的控制系统,用户得到了一个基于个人计算机的新的控制系统。它通过更换内部的板卡可以很容易的升级到新的PC平台,而不必改动外壳,这样它就永远不会变得落后。控制系统的编程语言是NI公司的LabVi

















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