数控剪板机是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台剪板机或多台剪板机设备动作控制的技术。数控剪板机一般是采用通用或专用计算机实现数字程序控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控剪板机的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。

数控剪板机的优点：1.提高加工精度；2.提高生产效率；3.减轻劳动强度；4.有利于生产管理；5.有利于向高级计算机控制与管理方面**。

机床改造的意义

机床在年长月久的使用之后，会出现各种各样的故障，或致机床完全不能工作。为了**费用的开支，一般生产企业会以最小的投入来**生产的需要。生产企业必然会选择以机床维修改造的形式来恢复和提高机床的生命力。我们**就是本着恢复和提高机床生产能力，**机床投入的成本的方针。提出机床改造靠自己力量解决的就不用找其他的技术单位来改造的计划。通过本**的维修人员对机床的维修改造的形式，不仅能全面提高维修人员业务水平和实际操作能力，还大大**了在机床设备上的投入。

设备介绍

VR6.5/4080是一台进口数控剪板机，1998年德国制造，品牌为贝勒BEYELER。该剪板机采用钢板焊接结构，液压主传动，由DNC控制的剪切设备，能精确地控制后挡料以及剪切行程、剪切角、刀片间隙及加工件数量。数控系统为瑞士斯伯克CYBELEC DNC 10G，伺服驱动器为瑞士斯伯克CYBELEC 700，伺服电机为SWISSAX MT30M4-38（直流有刷电机），电控箱电气元件采用SIEMENS品牌，液压系统采用美国威格士VICKERS液压元件。

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设备存在的问题

该剪板机是**一台非常重要的生产设备，经过十几年的任劳任怨，所谓人老病疼多、机老故障频，现在出现了很**病，使得剪板机经常**，很**病不能一时半会地彻底解决，严重影响了生产效率和效益。所以把这么一堆毛病定在一个时间段内同时解决可以**机床停机带来的损失。因为考虑到升级改造效率、设备的先进性、操作者的适应性，所以这给我们的改造工作提出了很大的考验。

这台设备主要问题表现在以下几个方面：

1. 厂家售后方面：厂家售后点距我**太远，过来的时间太长，售后成本昂贵。

2. 系统、驱动方面: 数控系统CYBELEC DNC 10G、伺服驱动器CYBELEC 700、直流伺服电机SWISSAX MT30M4-38及其零配件早已停产，很难找**。

3. 由于以上两点，给设备本身造成了很大的不确定性，一旦器件损坏无法修复，将造成设备长时间瘫痪。

由于剪板机的其他机构、其他系统、电气元器件的性能还良好，拟对该数控剪板机的数控系统和后档料的伺服驱动进行升级改造。

改造方案的确定

将VR6.5数控剪板机的Cybelec DNC 10G数控系统升级为瑞士Cybelec DNC 61G CUT剪板机专用数控系统，后挡料伺服系统选用埃斯顿ESTUN伺服驱动器EDB-10AMA，埃斯顿ESTUN伺服电机EMJ-10APA21。

升级改造范围和内容

1.由于设备使用的DNC 10G数控系统厂家早已不停产，且故障率较高，更新升级为DNC 61G CUT。

2.由于设备使用的SWISSAX MT30M4-38直流伺服有刷电机故障率较高，该电机和CYBELEC 700伺服驱动器都已停产，很难买到备件，经过考虑更换为国产的ESTUN伺服驱动器EDB-10AMA，ESTUN伺服电机EMJ-10APA21。根据选用的伺服功率，选择适当的伺服变压器，并更换伺服电机的动力电缆，编码器反馈电缆。

3.改造时走线合理美观，套线号，清晰醒目，方便今后维修。

4.数控系统及伺服驱动等安装好上电后，根据原机床工作原理和系统参数，配置新数控系统参数及伺服驱动参数，并调试至**生产要求。改造后的设备仍**原设备的剪切工艺**和节拍。

5.整理改造后的电气接线图、参数和元器件清单。

6.改造所需要的主要物料清单如下：

7.此次改造所要达到的目的和效果

以最少的成本、最快的效率解决设备的问题，并能保证通过此次改造，大大提高设备的稳定性，**设备故障率。

8.制定科学的改造流程

此次改造，由于牵扯到系统的改动，必须做到了认真、细致。稍有不慎，就可能造成不可挽回的损失。所以在改造之前必须对原有的系统参数进行备份，对改动的电器部分在改造前必须对照原图纸重新核对，确保万无一失。保证在万一改造失败后能够恢复机床原来的状态而不至于影响到生产工作的停歇。

所以对此次改造成作了如下流程安排：

9.预计机床改造后效果

机床的整体性能**质的提高，**生产的需求，能生产出合格的产品，提高产品的生产**并且能适当的提高设备的加工节拍。大大**设备的故障率，提升设备利用率与生产效率。解决原系统数控和驱动部分维修速度过慢、维修费用过高的问题。提高设备的使用寿命，提高了设备的安全性能，在机床出现异常情况能够及时处理，保证人身和设备的安全。

系统改造可行性**

数控系统是数控机床的大脑，它控制着机床的灵魂，是其中最关键的环节。目前，市场上剪切机数控系统的类型较多，选择时就要选择最**的系统。VR6.5剪板机原来采用的是Cybelec DNC 10G数控系统，维修人员及操作员已对它很熟悉了。而DNC 61G CUT是Cybelec最新版的剪板机专用数控系统。两者在操作上是一样的，界面上非常相似，功能上、参数上基本相同，达到通用的效果。

DNC 61G CUT的优点：显示器是一块75*130mm单色液晶显示器，240*128像素，可自动调节对比度，尺寸比DNC 10G的大，像素比DNC 10G的高，用体验性更好；DNC 61GCUT具有故障自动诊断并报**功能，此功能DNC 10G是没有的。两系统都具有超强的自动计算与控制功能，**剪板机的所有要求：（1）后档料；(2)刀片间隙；（3）剪切角度；（4）剪切宽度；（5）剪切压力；（6）连续剪切；（7）剪切计数。

经过考虑，本次改造选择了瑞士Cybelec的DNC 61G CUT数控系统。

伺服系统是数控机床的重要组成部分，它是数控系统与进给轴的信息传递环节。它的性能在很大程度上决定了数控机床的性能。

数控机床的进给伺服系统由伺服驱动电路、伺服驱动装置、机械传动机构及执行部件组成。它的作用是：接收数控系统发出的进给速度和位置指令**，由伺服驱动电路做转换和放大后，经伺服驱动装置（直流、交流伺服电机、功率步进电机、电液脉冲马达等）和机械传动机构，驱动机床的各轴等执行部件实现工作进给和快速运动。它分为：开环伺服系统、半闭环伺服系统、全闭环伺服系统。

VR6.5数控剪切机原采用的是全闭环交流伺服电机驱动。伺服驱动控制是0-±10V模拟量控制**，编码器直接反馈到数控系统，构成全闭环系统。由于交流伺服电机结构简单、成本低、无碳刷磨损、维修方便，在我**的数控机床上**了广泛的运用。埃斯顿ESTUN伺服驱动器在我**运用的非常多，选用ESTUN的伺服，以后维修起来非常方便。

后挡料驱动系统的选型主要综合考虑以下几点是否符合：（1）伺服电机的转矩，(2)伺服电机的转速，(3)编码器，(4)电机的外形尺寸及安装尺寸，(6)伺服驱动器的控制**。原直流伺服电机MT30M4-38的堵转转矩C.Stall Torque为3NM.最大转速3700RPM，0-±10V模拟量控制**，增量式编码器直接反馈给DNC 10G构成全闭环控制。伺服电机EMJ-10APA21的额定输出功率为1KW，额定转矩为3.18NM，额定转速为3000RPM，编码器为增量省线型2500P/R，电机的外形尺寸及安装尺寸也比较符合改造安装要求。伺服驱动器EDB-10AMA的控制**可选0-±10V模拟量控制**，具有编码器分频**输出功能。

经过考虑，本次改造选择了ESTUN的EMJ-10APA21交流伺服电机，EDB-10AMA伺服驱动器。

改造方案实施

为提高效率，此次改造的步骤必须紧凑而不忙乱，保证在较短的时间内完成改造任务。

机械部分的实施

机械部分只有后挡料伺服电机安装及传动部分，其他不作任何改动。

因为EMJ-10APA21伺服电机的法兰尺寸及轴径、轴长跟MT30M4-38的不一样，所以原来的安装板和同步轮就不合用了。为了提高改造效率，在实施之前要事先制作好电机安装板和同步轮。

拆除旧直流伺服电机及安装板，然后安装新交流伺服电机和安装板。

电气部分的实施

电气部分改造主要在电柜内。电气线路不拆除原电气元器件、线路、编码，只作小改动。

1.拆除原数控系统DNC 10G，伺服驱动器CYBELEC 700和驱动电源变压器380/110V，安装新数控系统DNC 61G CUT，伺服驱动器EDB-10AMA和变压器SGG-1KVA 380V/220V，及加装一个时间继电器H3Y-2/DC24V 1S。

2.然后根据新的电气原理图接线。加装的新元件及电线重新编号，接线时**柜内整洁美观大方。

配置参数

在电气部分完成之后，就**上电设置参数了。在上电之后必须检查各接线是否正确，尤其是电源部分，否则如有不慎，将损坏数控系统或伺服驱动造成重大损失。

参数有数控系统参数和伺服驱动器参数。

将DNC61G CUT数控系统参数恢复出厂值。

用电脑通过CYBACK软件对应备份好的参数对应地把参数设置好上传到DNC 61G CUT，或者手动设置，并做相应的修改。

主要需要修改的参数：

主同步轮齿数：12，被动同步轮齿数：24，后挡料滚珠丝杆螺距：10mm

编码器分辨率=脉冲分频比×4÷电机旋转1圈相应的**量

=脉冲分频比×4÷（1×传动比×螺距）

=250×4÷（1× 12/24 ×10）

=200

将EDB-10AMA伺服驱动器参数恢复出厂值。

然后设置以下参数：

而以下参数在调试时再进行修改：

速度环增益的设定值越大，或速度环积分时间常数设定值越小，越能进行响应性高的速度控制，但受机械特性的制约。为了**较高的响就性和刚性，而又不引起轴的震动，则要慢慢调节速度环增益和速度环积分时间常数，调至**为止。

调试

设置好上述参数后，先手动运行后挡料轴方向是不正确，如不正确，修改数控系统01#参数，方向取反或取正。

轴的静态惯量检测

1.按MODE键，选择辅助功能**。

2.按INC键或DEC键，选择惯量检测的功能号码。

3.按下ENTER键显示如下：

4.按下MODE键开始运转显示的是电机的动态速度。

5.电机停下时显示的电机和负载的总惯量单位是kg.cm2,至此惯量检测结束。

注意：检测前请保证电机CCW（逆时针）方向的位移行程有6圈。

**速度环增益和速度环积分时间常数至轴有**的响应性和刚性，又不引起震动。

空运行试切，根据实际情况然后进行数控系统相应参数的**。

设定后挡料位置，剪切板料，检测精度，然后**数控系统26#参数和微调后挡料平行度，至达到0.01mm的精度为止。

结束语

综上所述，通过对数控剪板机存在问题的**，在熟悉了数控剪板机、数控系统、伺服系统工作原理的情况下，对旧数控剪板机系统的升级改造，实践证明是可行的。

电气原理图