数控化改造.doc

摘 要：目前己经采用的机床改装方案中有:普通车床改装成液压仿形车床、外圆磨床加装 自动测量装置改装、卧式车床改装成简易拉床、利用微电子显示技术改装普通锉床来提高 锉床加工精度、普通车床改装成立式插床等。本文就此问题加以阐述。 机床改造就是利用加工能力达不到技术要求或闲置的旧机床，针对某些特定加工要求， 进行一些必要的技术改造，拿掉机床的部分原有结构，增加一些新的传动或控制装置。改 装现有机床是为了达到下述一个或几个目的:保证切削刀具得到合理使用，使工序和工步集 中化，缩短辅助时间，使工作循环自动化，扩大工艺可能性，改变基本工艺用途，专业化， 提高精度，提高使用品质和操作机床的安全性机床改造是企业提高加工能力和改变加工现 状的一条有效途径。对旧机床进行技术改造是加工生产企业常用的一种扩大加工能力的方 法。 1 机床进行数控化改造的必要性 我国现有机床 320 多万台，这些机床技术状况老化严重，据统计，全国 30%左右设备在 16 年以上，其中近 30%的役龄超过了 26 年，这些都说明目前我国还没有走上主要依靠科 技进步对机床进行改造的轨道。另外，随着科技的进步，生产依赖于设备的程度日益增大， 企业的产量、质量、效率、成本、安全及环境保护和劳动情绪都受设备的制约，实现企业 的现代化己势在必行。但据资料介绍，我国的金属切削机床年产量仅占同类设备拥有量的 1/28，如将每年生产的全部机床用来更换旧机床需要 28 年所以，我国目前解决设备技术进 步的主要途径是机床改造。 2 机床数控改造主要步骤 2.1 改造方案的确定 改造的可行性分析通过以后，就可以针对工艺和机床现况确定改造方案，一般包括： ①机械修理与电气改造相结合 一般来说，需进行电气改造的机床，都需进行机械修理。机械性能的完好是电气改造成 功的基础。 ②先局部后整体 确定改造步骤时，应把整个电气部分改造先分成若干个子系统进行，如数控系统、测量 系统、主轴、进给系统、面板控制与强电部分等，待各系统基本成型后再互联完成全系统 工作。 ③根据使用条件选择系统 针对使用环境、温度、湿度、灰尘、电源、光线，甚至有否鼠害等外界使用条件，这对 选择电气系统的防护性能、抗干扰性能、自冷却性能、空气过滤性能等可提供正确的依据， 使改造后的电气系统有了可靠的使用保证。 ④改造范围确定 有时数控机床电气系统改造，并不一定包含该机床全部电气系统，应根据科学的测定和 分析决定其改造范围。 2.2 改造的技术准备 改造前的技术准备充分与否，很大程度上决定着改造能否取得成功。技术准备包括： ①机械部分准备 为配合电气改造而需进行的机械大修改造的测量、计算、设计、绘图、零件制作等应先 期完成。 ②旧系统电气资料消化 只有对旧系统电气资料进行充分的消化，才能了解以前的设计思想，才能更好完成新旧 系统的衔接与转换。 ③新系统电气资料消化 新系统有许多新功能、新技术，因此改造前应熟悉技术资料，包括系统原理说明、线路 图、plc 梯形图及文本、安装调试说明、使用手册、编程手册等。 ④新旧系统接口的转换设计 全局改造的，应设计机电转换接口、操作面板控制与配置、互联部分接点等，要求操作 与维修方便、合理，线路走向通顺、连接点少，强弱电干扰小，备有适当裕量等。局部改 造的，还需要考虑新旧系统的性能匹配、电压极性与大小变换、安装位置、数模转换等。 ⑤调试步骤的确定 调试工作涉及机械、液压、电气,调试步骤可从简到繁，从小到大，从外到里进行，也可 先局部后全局，先子系统后整系统进行。 ⑥验收标准的确定 验收标准是对新系统的考核，制定时必须实事求是。 2.3 改造的实施 准备工作就绪后，即可进入改造的实施阶段。实施阶段内容按时间顺序分为： ①原机床的全面保养 机床经长期使用后，会不同程度地在机械、液压、润滑、清洁等方面存在问题，所以首 先要进行全面保养。其次，应对机床作一次改前的几何精度、尺寸精度测量，记录在案。 这样既可对改造工作起指导参考作用，又可在改造结束时作对比分析用。 ②保留的电气部分最佳化调整 对电气系统作局部改造，则应对保留电气部分进行保养和最佳化调整。如强电部分的零 件更换，电机的保养，变压器的烘干绝缘，污染的清洁，通风冷却装置的清洗，伺服驱动 装置的最佳化调整，老化电线电缆的更新，连接件的紧固等等。 ③原系统拆除 原系统的拆除必须对照原图纸，仔细进行，及时在图纸上作出标记，防止遗漏或过拆 (局部改造情况下)。在拆的过程中也会发现一些新系统设计中的欠缺之处，应及时补充与 修正。 ④合理安排新系统位置及布线 根据新系统设计图纸，合理进行新系统配置，包括箱体固定、面板安放、线路走向和固 定、调整元器件位置、密封及必要装饰等。应确保连线工艺规范、线径合适、正确无误、 可靠美观。 ⑤调试 调试必须按事先确定的步骤和要求进行。调试人员随时记录，以便发现和解决问题。调 试中首先试安全保护系统灵敏度，防止人身、设备事故发生；各运动坐标拖板处于全行程 中心位置；能空载试验的，先空载后加载；能模拟试验的，先模拟后实动；能手动的，先 手动后自动。 2.4 验收工作及培训 验收工作应聘请有关的人员共同参加，并按已制定的验收标准进行，内容包括： ①机床机械性能验收 经过机械修理和改造以及全面保养，机床的各项机械性能应达到要求，几何精度应在规 定的范围内。 ②电气控制功能和控制精度验收 电气控制的各项功能必须达到动作正常，灵敏可靠。控制精度应用标准计量器具(如激 光干涉仪、坐标测量仪等)对照检查，达到精度范围之内。同时还应与改造前机床的各项功 能和精度作出对比，获得量化的指标差。 ③试件验收 试件可验收机床刚度、力、运动轨迹、关联动作等。 ④图纸、资料验收 机床改造完后，应及时将图纸(包括原理图、配置图、接线图、梯形图等) 、资料(包括各 类说明书)、改造档案(包括改造前、后的各种记录)汇总、整理、归档。保持资料的完整、 有效、连续，这对该设备的今后稳定运行是十分重要的。 ⑤操作、编程人员的技术培训 3 结束论 随着数字控制技术在机械加工行业的应用，数控机床己成为生产企业的主要加工设备。 用普通机床(车、铣、钻)改装成简易数控机床也随之得到了普及应用。通过改装机床或是 提高了机床的生产效率和自动化程度、减轻了操作者的劳动强度，或是提高了机床的加工 精度和表面质量，或是扩大了机床的加工能力和工艺范围，均给生产企业带来了可观的经 济效益和社会效益。