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机床改造厂家总结机床数控化的各种疑难杂症

信息来源:www.cdfyjd.com 发布时间:2016-08-31

一、机床进行数控化改造的必要性


1.      微观看改造的必要性


微观上看,数控机床比传统机床有以下突出的优越性,并且这些优越性均来自数控体系所包含的计算机的威力。

o      能够加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等杂乱的零件。


因为计算机有高明的运算才干,能够瞬时精确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量,因此能够复组成杂乱的曲线或曲面。


         o      能够完成加工的主动化,并且是柔性主动化,然后功率可比传统机床进步3~7倍。


因为计算机有回忆和存储才干,能够将输入的程序记住和存储下来,然后按程序规则的次序主动去履行,然后完成主动化。数控机床只需替换一个程序,就可完成另一工件加工的主动化,然后使单件和小批出产得以主动化,故被称为完成了“柔性主动化”。


         o    加工零件的精度高,尺度分散度小,使设备简略,不再需求“修配”。


         o    可完成多工序的会集,削减零件 在机床间的频频转移。


         o     具有主动报警、主动监控、主动抵偿等多种自律功用,因此可完成长期无人看守加工。


由以上五条派生的优点。如:下降了工人的劳动强度,节约了劳动力(一个人能够看守多台机床),削减了工装,缩短了新商品试制周期和出产周期,可对商场需求作出快速反应等等。


以上这些优越性是前人想象不到的,是一个极为严重的打破。此外,机床数控化还是推广FMC(柔性制造单元)、FMS(柔性制造体系)以及CIMS(计算机集成制造体系)等企业信息化改造的根底。数控技能已经成为制造业主动化的核心技能和根底技能。


2. 微观看改造的必要性


微观上看,工业发达国家的军、民机械工业,在70年代末、80年代初已开端大规划应用数控机床。其本质是,选用信息技能对传统产业(包含军、民机械工业)进行技能改造。除在制造过程中选用数控机床、FMC、FMS外,还包含在商品开发中推广CAD、CAE、CAM、虚拟制造以及在出产管理中推广MIS(管理信息体系)、CIMS等等。以及在其出产的商品中增加信息技能,包含人工智能等的含量。因为选用信息技能对国外军、民机械工业进行深化改造(称之为信息化),终究使得他们的商品在国际军品和民品的商场上竞争力大为增强。而我们在信息技能改造传统产业方面比发达国家约落后20年。如我国机床具有量中,数控机床的比重(数控化率)到1995年只需1.9%,而日本在1994年已达20.8%,因此每年都有很多机电商品进口。这也就从微观上说明了机床数控化改造的必要性。


二、如何进行机床数控化改造


1.  国外改造业的鼓起


在美国、日本和德国等发达国家,它们的机床改造作为新的经济增加职业,生意盎然,正处在黄金时代。因为机床以及技能的不断进步,机床改造是个"永久"的课题。我国的机床改造业,也从老的职业进入到以数控技能为主的新的职业。在美国、日本、德国,用数控技能改造机床和出产线具有广阔的商场,已形成了机床和出产线数控改造的新的职业。在美国,机床改造业称为机床再生(Remanufacturing)业。从事再生业的闻名公司有:Bertsche工程公司、ayton机床公司、Devlieg-Bullavd(得宝)效劳集团、US设备公司等。美国得宝公司已在我国开办公司。在日本,机床改造业称为机床改装(Retrofitting)业。从事改装业的闻名公司有:大隈工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。


2.  数控化改造的内容


机床与出产线的数控化改造首要内容有以下几点:其一是恢康复功用,对机床、出产线存在的故障有些进行确诊并康复;其二是NC化,在通常机床上加数显设备,或加数控体系,改形成NC机床、CNC机床;其三是创新,为进步精度、功率和主动化程度,对机械、电气有些进行创新,对机械有些从头设备加工,恢康复精度;对其不满意出产请求的CNC体系以最新CNC进行更新;其四是技能更新或技能创新,为进步功能或层次,或为了运用新技术、新技能,在原有根底上进行较大规划的技能更新或技能创新,较大起伏地进步水平缓层次的更新改造。


3.  数控化改造的优缺点


a. 削减出资额、交货期短


同置办新机床对比,通常能够节约60%~80%的费用,改造费用低。特别是大型、特别机床特别显着。通常大型机床改造,只花新机床置办费用的1/3,交货期短。但有些特别状况,如高速主轴、托盘主动交换设备的制造与设备过于费工、费钱,通常改形本钱进步2~3倍,与置办新机床对比,只能节约出资50%摆布。


b. 机械功能安稳牢靠,构造受限


所运用的床身、立柱等根底件都是重而坚固的锻造构件,而不是那种焊接构件,改造后的机床功能高、质量好,能够作为新设备持续运用多年。可是遭到本来机械构造的限制,不宜做打破性的改造。


c. 了解了解设备、便于操作修理


采购新设备时,不了解新设备是不是能满意其加工请求。改造则不然,能够精确地计算出机床的加工才干;别的,因为多年运用,操作者对机床的特性早已了解,在操作运用和修理方面训练时间短,见效快。改造的机床一设备好,就能够完成全负荷作业。


d. 可充分运用现有的条件


能够充分运用现有地基,不用像购入新设备时那样需从头构筑地基。


e.能够选用最新的操控技能


可依据技能革新的发展速度,及时地进步出产设备的主动化水平缓功率,进步设备质量和层次,将旧机床改成当今水平的机床。


4. 数控体系的挑选


数控体系首要有三种类型,改造时,应依据具体状况进行挑选。


a. 步进电机拖动的开环体系


该体系的伺服驱动设备首要是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。由数控体系送出的进给指令脉冲,经驱动电路操控和功率放大后,使步进电机滚动,经过齿轮副与滚珠丝杠副驱动履行部件。只需操控指令脉冲的数量、频率以及通电次序,便可操控履行部件运动的位移量、速度和运动方向。这种体系不需求将所测得的实践方位和速度反应到输入端,故称之为开环体系,该体系的位移精度首要决定于步进电机的角位移精度,齿轮丝杠等传动元件的节距精度,所以体系的位移精度较低。该体系构造简略,调试机床修理便利,作业牢靠,本钱低,易改装成功。

b.  异步电动机或直流电机拖动,光栅测量反应的闭环数控体系


该体系与开环体系的区别是:由光栅、感应同步器等方位检查设备测得的实践方位反应信号,随时与给定值进行对比,将两者的差值放大和改换,驱动履行机构,以给定的速度向着消除差错的方向运动,直到给定方位与反应的实践方位的差值等于零停止。闭环进给体系在构造上比开环进给体系杂乱,本钱也高,对环境室温请求严。规划和调试都比开环体系难。可是能够取得比开环进给体系更高的精度,更快的速度,驱动功率更大的特性目标。可依据商品技能请求,决定是不是选用这种体系。

c. 交/直流伺服电机拖动,编码器反应的半闭环数控体系


半闭环体系检查元件设备在中间传动件上,间接测量履行部件的方位。它只能抵偿体系环路内部有些元件的差错,因此,它的精度比闭环体系的精度低,可是它的构造与调试都较闭环体系简略。在将角位移检查元件与速度检查元件和伺服电机作成一个整体时则无需思考方位检查设备的设备疑问。


当时出产数控体系的公司厂家对比多,国外闻名公司的如德国SIEMENS公司、日本FANUC公司;国内公司如我国珠峰公司、北京航天机床数控体系集团公司、华中数控公司和沈阳高档数控国家工程研究中心。


挑选数控体系时首要是依据数控改造后机床要到达的各种精度、驱动电机的功率和用户的请求。


5.  数控改造中首要机械部件改装探讨


一台新的数控机床,在规划上要到达:有高的静动态刚度;运动副之间的冲突系数小,传动无空隙;功率大;便于操作和修理。机床数控改造时应尽量到达上述请求。不能以为将数控设备与通常机床衔接在一起就到达了数控机床的请求,还应对首要部件进行相应的改造使其到达必定的规划请求,才干取得预期的改造意图。


a. 滑动导轨副


对数控车床来说,导轨除应具有通常车床导向精度和技术性外,还要有良好的耐冲突、磨损特性,并削减因冲突阻力而致死区。同时要有满意的刚度,以削减导轨变形对加工精度的影响,要有合理的导轨防护和光滑。


b.  齿轮副


通常机床的齿轮首要会集在主轴箱和变速箱中。为了确保传动精度,数控机床上运用的齿轮精度等级都比通常机床高。在构造上要能到达无空隙传动,因此改造时,机床首要齿轮必须满意数控机床的请求,以确保机床加工精度。


c. 滑动丝杠与滚珠丝杠


丝杠传动直接关系到传动链精度。丝杠的选用首要取决于加工件的精度请求和拖动扭矩请求。被加工件精度请求不高时可选用滑动丝杠,但应检查原丝杠磨损状况,如螺距差错及螺距累计差错以及般配螺母空隙。通常状况滑动丝杠应不低于6级,螺母空隙过大则替换螺母。选用滑动丝杠相对滚珠丝杠报价较低,但难以满意精度较高的零件加工。


滚珠丝杠冲突损失小,功率高,其传动功率可在90%以上;精度高,寿命长;发动力矩和运动时力矩相挨近,能够下降电机发动力矩。因此可满意较高精度零件加工请求。

d.  安全防护


最终浩普科技有限公司的数控机床修理人员提示,改造作用必须以安全为前提。在机床改造中要依据实践状况采纳相应的办法,切不可忽略。滚珠丝杠副是精细元件,作业时要谨防尘埃特别是切屑及硬砂粒进入滚道。在纵向丝杠上也可加整体铁板防护罩。大拖板与滑动导轨触摸的两端面要密封好,肯定避免硬质颗粒状的异物进入滑动面损害导轨.


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