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機(jī)床數(shù)控改造的內(nèi)容及措施
摘 要: 數(shù)控機(jī)床改造市場具有巨大的潛力和豐厚的利潤。我國的數(shù)控機(jī)床改造業(yè)正處于蓬勃的發(fā)展階段,特別是近些年來用戶對數(shù)控機(jī)床的認(rèn)知能力進(jìn)一步提高,對此需求也進(jìn)一步增加。機(jī)床數(shù)控化改造成為新的經(jīng)濟(jì)增長行業(yè)。本文簡單介紹了數(shù)控機(jī)床的改造內(nèi)容概念,闡述了機(jī)床數(shù)控化改造的必要性,最后重點(diǎn)介紹了機(jī)床數(shù)控化改造的要求。
關(guān)鍵詞: 普通機(jī)床 數(shù)控改造 具體措施 技術(shù)及人員要求
進(jìn)入新世紀(jì)以來,中國機(jī)床工具市場取得很大的發(fā)展,尤其數(shù)控設(shè)備成果喜人,特別是2008年金融危機(jī)以來,中國數(shù)控市場不冷反熱,各企業(yè)及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),產(chǎn)業(yè)升級,新產(chǎn)品新技術(shù)層出不窮,中高檔產(chǎn)品已成主流,大多數(shù)企業(yè)迫切希望更好地掌握國際先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)用于機(jī)床改造。我從事數(shù)控技術(shù)工作多年,深有感觸,現(xiàn)就著重探討普通機(jī)床的數(shù)控改造方面的問題。
一、歷史回顧及現(xiàn)狀
改革開發(fā)以來,中國大量的機(jī)械機(jī)床設(shè)備需要升級改造,機(jī)械加工領(lǐng)域的數(shù)控技術(shù)需要迫切,上世界80年代至今,德國西門子公司在北京等地建立工廠,著重推廣數(shù)控技術(shù)。數(shù)控機(jī)床的再制造開始于20世紀(jì)90年代,作為新的經(jīng)濟(jì)增長行業(yè),正處在黃金時(shí)代。我國金屬加工業(yè)需求層次不同,從國防軍工、精密加工等高端需求到模具制造、汽車零件加工的中高端市場,直至普通軸類零件的中低端需求,都對數(shù)控系統(tǒng)的改造提供了廣闊的空間。
二、數(shù)控改造的內(nèi)容
1.普通機(jī)床改造成數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的使用壽命一般是10―12年,而對于已經(jīng)到期的一些舊機(jī)床,尤其是一些進(jìn)口機(jī)床,其機(jī)械剛性有可能還好于新機(jī)床,所以,再制造的價(jià)值非常大。比如使用光柵的數(shù)顯鉆床改造成數(shù)控鉆床,一般用步進(jìn)電機(jī);舊的光顯鏜床改造成數(shù)控鏜床,一般用半閉環(huán)交流伺服系統(tǒng);普通車床的數(shù)控改造,等等。
2.原有的數(shù)控機(jī)床升級換代。隨著機(jī)場的需求功能不斷完善,尤其是車間信息化的發(fā)展,數(shù)控改造不只是針對單臺機(jī)床,而是要提高整體效率。比如我校數(shù)控實(shí)習(xí)車間原有三臺2000年前買的舊版華中數(shù)控系統(tǒng)立式銑床,電器系統(tǒng)已經(jīng)老化無法使用,2010年春學(xué)期我們就新購了法拉克0i-C型系統(tǒng)加以全面改造,既鍛煉了老師和學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,又讓這三臺舊機(jī)床煥發(fā)了青春,為學(xué)校節(jié)約了很大的設(shè)備投入經(jīng)費(fèi),取得了良好的社會效果。少數(shù)情況機(jī)床價(jià)格較高,機(jī)械基礎(chǔ)較好,如大中型數(shù)控銑床、臥式加工中心、高精度數(shù)控磨床、數(shù)控曲軸加工機(jī)床、數(shù)控凸輪加工機(jī)床和刀具磨床等,制造周期長,技術(shù)含量高,機(jī)床原值高,但苦于數(shù)控系統(tǒng)老化,備件支持匱乏,電器維修成本高,或原系統(tǒng)市場已被淘汰,此時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行新數(shù)控系統(tǒng)的升級改造,如同時(shí)對機(jī)械項(xiàng)目進(jìn)行維修,其價(jià)值會更加可觀。
3.在現(xiàn)有的數(shù)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上開發(fā)新的功能。機(jī)床保留基座主體,結(jié)構(gòu)有較大的進(jìn)步或改進(jìn),如龍門銑床或龍門刨床,采用直線電機(jī)或直線導(dǎo)軌,高速電主軸等新技術(shù),使其成為高速鐵路的導(dǎo)軌磨床;普通液壓靠模凸輪磨床的通過二次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),數(shù)控系統(tǒng)升級,采用數(shù)控系統(tǒng)高精度輪廓控制,使之變?yōu)楦咚俑呔葦?shù)控凸輪磨床,數(shù)控車床通過局部結(jié)構(gòu)變化,安裝上帶動(dòng)力頭的數(shù)控刀架,并通過配置CS軸的分度定位功能,將其改造成數(shù)控車削中心;通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與采用數(shù)控系統(tǒng),將普通的車床再制造成為數(shù)控旋壓機(jī),等等。上述內(nèi)容多體現(xiàn)了如下特點(diǎn):需要融入結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和二次設(shè)計(jì),大量采用系統(tǒng)的新的功能新的技術(shù),缺點(diǎn)是技術(shù)門檻高,市場應(yīng)用面窄,社會需求量和供應(yīng)量不大。
三、數(shù)控改造的具體措施
我國中小型城市在上世紀(jì)90年代中期逐步開展上述工作,一般機(jī)床的改裝非常普遍,這是由我國國情所決定的。改革開發(fā)帶來的技術(shù)進(jìn)步,數(shù)控機(jī)床的高精度、高效益等優(yōu)點(diǎn)的不斷顯現(xiàn)和人們的新的認(rèn)識,促使社會積極推進(jìn)數(shù)控化進(jìn)程,外國西門子、法拉克,國產(chǎn)廣數(shù)系統(tǒng)、華中系統(tǒng)等被大量采用,大多屬于普及型或經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)。其伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī),具體的改造措施一般有如下幾個(gè)方面:1.增加或更換滾珠絲杠。原滑臺如采用液壓的則拆除,選用新的滾珠絲杠及相應(yīng)的機(jī)械連接工藝設(shè)計(jì)。2.增加自動(dòng)刀庫�，F(xiàn)在江蘇昆山產(chǎn)的臺灣盛鈺刀庫應(yīng)用較廣。3.主軸增加交流變頻器。4.PMC的應(yīng)用。這種改造已經(jīng)突破了原來設(shè)備的結(jié)構(gòu)限制,在不增加能源和消耗的前提下,節(jié)約了成本,為社會作出了貢獻(xiàn)。
數(shù)控改造的前提是如何真正實(shí)現(xiàn)有意義有價(jià)值的系統(tǒng)升級,而不是簡單地修理和更換電路元件,通過改造融入更多的自主知識產(chǎn)權(quán),將新技術(shù)用于數(shù)控改造,提高原機(jī)床的性能和精度,降低能耗。
四、數(shù)控改造的技術(shù)及人員要求
對企業(yè)或用戶來說,他們希望將先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)成功地應(yīng)用于終端設(shè)備上,使其發(fā)揮最大的效能,因此從事數(shù)控技術(shù)改造的人員來說就必須具備以下要求:1.熟悉機(jī)床結(jié)構(gòu),對機(jī)床結(jié)構(gòu)和設(shè)備的加工工藝有較深入的了解;2.熟悉機(jī)床的生產(chǎn)工藝流程,了解客戶的個(gè)性化需求;3.較強(qiáng)的就業(yè)和吃苦耐勞的精神;4.有豐富的維修經(jīng)驗(yàn),對機(jī)、電、液、工藝等方面有較強(qiáng)的理論與實(shí)踐能力,精通數(shù)控系統(tǒng)、相關(guān)機(jī)床參數(shù)及PMC程序等。具體操作方面應(yīng)注意如下幾方面:1.與用戶積極溝通,共同確定項(xiàng)目的解決方案;2.考慮方案成本提高性價(jià)比;3.應(yīng)考慮項(xiàng)目實(shí)施的可操作性;4.知識儲備多有經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蛘莆沼行У馁Y源與信息。例如,西門子數(shù)控系統(tǒng)對機(jī)床制造廠商和機(jī)床在制造人員來說要求是比較高的。從事二次開發(fā)的應(yīng)用人員,除要了解系統(tǒng)之外,更多的是要了解機(jī)床,這樣才能提供操作性能良好功能強(qiáng)大的數(shù)控機(jī)床。目前有些功能不是系統(tǒng)沒有提供,而是機(jī)床制造廠或開發(fā)人員沒有挖掘出。西門子數(shù)控系統(tǒng)是一個(gè)大的平臺,其對環(huán)境如溫度濕度和抗干擾等方面的要求較高,如果局限原來的走線、安裝不規(guī)范,使用者對系統(tǒng)缺乏理解,理論基礎(chǔ)不扎實(shí),就會增加偶發(fā)性故障。
系統(tǒng)改造完以后,進(jìn)行調(diào)試和確定合理的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),也是技術(shù)準(zhǔn)備工作的重要一環(huán)。調(diào)試工作涉及機(jī)械、液壓、電氣、光學(xué)、控制、傳感等,因此必須由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人進(jìn)行,其他人員配合。調(diào)試步驟可從簡到繁、從小到大、從外到里進(jìn)行,也可先局部后全局、先子系統(tǒng)后整系統(tǒng)進(jìn)行。驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是對新系統(tǒng)的考核,過高或過低的標(biāo)準(zhǔn)都會對改造工作產(chǎn)生負(fù)面影響。標(biāo)準(zhǔn)一旦確定下來,不能隨便修改,因?yàn)樗鼱可娴秸麄�(gè)改造工作的各個(gè)環(huán)節(jié)。
五、前景展望
低成本是推動(dòng)數(shù)控改造市場迅速膨脹的關(guān)鍵因素,現(xiàn)在不少大企業(yè)原先進(jìn)口的機(jī)床已經(jīng)遠(yuǎn)超過了“服役期”,但這些設(shè)備價(jià)值不菲,單價(jià)在幾百萬元甚至上千萬元,而且機(jī)械部分還可以使用,因此急需進(jìn)行改造。只要正確有效地將CNC、伺服系統(tǒng)、機(jī)床電氣系統(tǒng)和機(jī)械部分集成于一體,就能最終交給用戶一臺經(jīng)過改造或等于再制造的具有個(gè)性特色的專用數(shù)控機(jī)床,使企業(yè)從中獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益,使資產(chǎn)獲得有效的增值。因此該行業(yè)的前景十分遠(yuǎn)大光明。
總之,數(shù)控機(jī)床改造具有很好的發(fā)展前途,但它對數(shù)控系統(tǒng)制造商和數(shù)控機(jī)床改造者均提出較高的要求。我國的機(jī)床改造業(yè)也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長行業(yè),是個(gè)“永恒”的課題,必將生機(jī)盎然。
參考文獻(xiàn):
[1]龔仲華.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修500例.機(jī)械工業(yè)出版社,2006.
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[3]劉永久.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社,2006.
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