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　　摘要:介绍NUM系统在数控磨床改造中如何适应磨床特殊要求，应用模拟量控制、动态操作和E参数编程解决问题，满足使用要求。
　　关键词:NUM系统 模拟量控制 动态操作 E参数编程 磨床
　　我公司部分数控磨床因电气系统老化，导致不能正常生产，需进行数控改造，在满足机床使用要求的基础上，对比各型CNC系统性能、特点及价格后，我们选择了NUM1020/1040系统。
　　一、NUM系统介绍
　　NUM1020/1040系统是紧凑且功能完善的32位数控系统，特别适合于1~6轴的数控机床。在硬件方面采用了CMOS电路，光纤通讯技术及模块化的设计思想，减少了系统和外部的连线，大大提高了整个机床电气的可靠性；NUM数控系统具有很强的开放性、灵活性，CNC内部的许多信息都对用户开放，方便了用户进行程序的第二次开发，同时提供结构化编程和高级语言编程。具体特点如下:
　　1. CNC功能
　　?控制1~6轴，4轴联动，1~2主轴，可分为1~4个轴组。
　　?提供交互式的编程模块，2维CAD软件PROFIL，ISO编程语言和绘画式编程语言PROCAM，结构式编程和高级语言编程。
　　?工件程序可设4个保护区。
　　?自定义G指令，可用G指令修改已经存在的固定循环或因其它需求而增加新的固定循环。
　　?M功能和PLC功能可调用子程序。
　　?外部E参数(用户可以通过E参数来读取或改变CNC的状态)。
　　?Dynamic operator(动态操作)编程。所谓动态操作是在系统每个系统扫描周期都被执行的操作方式，它使用简单的操作指令可以直接实时处理轴的运动和输入/输出。
　　2. PLC功能
　　?内置PLC。
　　?输入输出模块设计，有效隔离，输出口负载能力为2A，远程I/O模块采用光缆连接，简化电路设计，提高可靠性。
　　?最大256I/O，2个模拟输入，1个中断输入，1个模拟输出。
　　?梯形图及C语言编程，CRT上可动态监视。
　　?PLC图形界面编辑，用户可根据机床特点编写自己的图形界面。
　　二、凸轮磨床介绍
　　瑞士KOPP公司的FSK21.3数控凸轮磨床原采用专用系统，纸带机输入程序，该机床坐标轴为X、Z、C(见下图)，坐标原采用直流伺服后改为SIEMENS 611A交流伺服，与HAIDENHAIN光栅形成全闭环控制，主轴采用INDRAMAT交流伺服控制。

　　凸轮磨床示意图
　　该机床有以下特殊功能:
　　G01----螺旋插补
　　G06----抛物线插补
　　G51----Z轴摆动磨削，定义振荡宽度及频率: W--宽度、0.2~32mm，F--频率、0~60HZ；
　　M50----摆动停止；
　　M51----摆动开始
　　G89----砂轮半径和外型修正，调用修正循环，提取修正位置文件、修正数据文件。
　　修正位置定义:
　　K--砂轮半径， R--X轴修正位置， Z--Z向启动位置，W-- Z向结束位置
　　修正数据定义:
　　A--参考地址， E--进给次数， D--空行程次数， V--修正量， F--进给速度
　　砂轮线速度编程:S--0~35 m/s
　　尤其是摆动磨削功能是X轴、C轴进行插补时，要求Z轴按一定的频率和行程摆动，以提高零件光洁度，这要求系统具有多任务处理的能力。
　　三、改造方案
　　从公司实际运转的机床来看，SIEMENS 840C、FANUC 18系统可满足机床功能要求，但是系统价格高，技术支持少，二次开发工作量大，由于轴、主轴伺服驱动保留，二者均为模拟接口，我们选择NUM1020GS系统改造该设备，利用NUM系统的Dynamic operator(动态操作功能)及外部E参数编程实现机床功能要求。
　　我们定义功能指令如下:
　　G151:Z轴振荡ON
　　G150:Z轴振荡OFF
　　格式:G151 EW**EP**
　　说明:EW---振荡宽度， EP---振荡频率
　　该指令主要用于凸轮精加工，程序在执行过程中遇到指令G151，Z轴便在当前位置进行宽度为EW的振荡，而不影响加工程序的执行，除非用G150指令来取消。
　　G100:螺旋线插补循环
　　格式:G100 X**C**F**
　　说明:X， C---终点处X， C轴的绝对坐标值， F---进给速度
　　G106:抛物线插补
　　格式:G106 X**C**P**Q**F**
　　说明:X， C---终点处X， C轴的绝对坐标值， P， Q---起点、终点的切线角
　　F---进给速度
　　G189:砂轮修正循环
　　格式:G189 EF**EN**ER**
　　说明:EF---粗、精修正选择， EN---修正次数，ER---修正量
　　砂轮半径、修正位置等数据储存在刀具偏置表中，在程序运行时自动计算与更改。
　　G196:主轴线速度编程
　　格式:G196 ES**
　　说明:ES**---砂轮线速度
　　四、应用总结
　　通过以上改造方案，我们成功恢复该凸轮磨床的正常加工性能，使停机一年多的设备重新投入运转，机床运行稳定可靠，操作较简单。
　　在成功改造凸轮磨床后，我们使用NUM1020/1040系统改造了德国产DRH2/1500双柱立式磨床，改造德国产SS13程控缓进磨床为数控磨床，改造德国产P250H程控滚齿机为数控滚齿机等，均取得了较好的效果。
　　NUM系统在以上设备的成功应用，充分发挥了其良好的开放性和灵活性，表明在旧设备改造上有较强适应性可满足旧机床多种特殊要求，性价比较高。